消火栓系统中的压力开关与流量开关

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  建筑消火栓给水系统是消防水池内的水，经过加压（外网压力不满足需要时，上海地区采用市政管网直接吸水），输送到用于扑灭建筑物内的火灾而设置的固定灭火设备，是建筑物中最基本的灭火设施。消防专用水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关等开关信号应能直接自动启动消防专用水泵。压力开关、流量开关的开关信号启动消防泵的控制方式可靠性较高，替代以往采用的可能误操作、投资多的消防按钮的控制方式。流量开关 “应能在管道流速为 0.1m/s～10m/s 时可靠启动。”压力开关并不是电接点压力表、压力传感器的统称，电接点压力表与压力传感器有所区别；压力开关是一种简单的将系统的压力信号转换成电信号的压力控制装置，室内消火栓系统中压力开关的基本功能是将检测量与设定值相比较，在设定点输出开关信号，进行报警及联锁启动消防泵。机械式压力开关采用纯机械形变导致开关元件动作。当压力增加时，传感压力元器件产生形变，通过栏杆、弹簧等机械结构，最终启动开关元件，使电信号输出。

  电子式压力开关采用内置的由压敏元件和转换电路组成的压力传感器，利用被测介质的压力作用在压敏元件上产生一个微小变化的电流或电压输出，通过高精度仪表放大器放大压力信号，由高速微控制单元采集并处理数据，在上、下限压力控制点输出电信号。

  关于压力开关的条文解释中所提到的压力传感器是一种电子式压力开关，与机械式压力开关相比，电子式压力开关响应快，精度高，稳定可靠。2.2 电接点压力表电接点压力表指示压力的指针和设定压力上、下限的设定针上分别安装有触头，通过指针上的触头与压力上、下限设定针上的触头的断开或闭合，使控制电路得以通断，以达到自动控制或报警的目的。

  2.3 电接点压力表与压力开关的比较电接点压力表通常不能直接用在工作电路上，只可以通过继电器类元件，间接控制工作电路，而压力开关能够最终靠单触点或双触点的开关信号来直接启动消防泵；电接点压力表大多数未按消防产品的要求通过相应的消防检测，其安全可靠性不及压力开关。(摘自《民用建筑水灭火系统模块设计规程》）建议在消防联动控制系统的设计中采取了压力开关。

  压力开关的工作原理：压力到达设定值→压力开关闭合→接触器闭合→消防泵启动电接点压力表的工作原理：压力到达设定值→显示压力的指针和设定压力设定针上的触头闭合→中间继电器放大触头闭合后的信号电流→接触器闭合→消防泵启动对于电接点压力表来说，其主要的缺陷是其触点闭合后产生的本身可承受的信号电流不能带动接触器闭合，需要中间继电器进行放大后才可以做到此目的，而压力开关所能承受的电流比较大，不需此过程，从而其安全性就大于电接点压力表。2.4 压力开关设定压力2.4.1 室内消火栓系统分类

  对于临时高压系统，根据高位消防水箱的设置高度，可分为：临时高压独立供水系统─高位消防水箱的最低水位满足最不利点处消火栓栓口静水压力的独立供水系统（以下简称“独立供水系统”），示意图见图1。临时高压联合供水系统─在不能满足前述条件下的高位消防水箱与稳压泵相结合的联合供水系统（以下简称“联合供水系统”），示意图见图2。示意图中，按照《消规》的要求，压力开关设置在消防泵的供水主干管上，流量开关设置于高位消防水箱的出水总管上。

  2.4.2 常高压供水系统常高压系统内无消防泵，不需要配置压力开关。2.4.3 独立供水系统对于图1独立供水系统，在火灾未发生时，压力开关设置点处的压力为H1，火灾发生时，有如下过程：

  高位消防水箱满水时系统内压力开关设置点处的压力H1可作为消防泵要不要自动启动的设定压力。为避免非消防条件下，高位消防水箱满水位时的正常波动引起压力开关设置点处压力的变化，造成消防泵的误启动，需在高位消防水箱满足其规定的最小有效容量的基础上增设必要的波动水位H2，非消防时压力开关设置处的压力介于H1与H1+H2之间。2.4.4 联合供水系统对于图2联合供水系统，稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力应大于0.15MPa，压力开关设定值参照图集计算：

  三、流量开关3.1.1流量开关的工作原理流量开关是由流速传感器和开关元件构成的电器，当介质（流动介质）流速（根据其增加或减少）达到预设值时改变输出信号。流速传感器用于检测介质的流速，通过流速、管径能确定流量；开关元件用于导通开关电路的电流。室内消火栓系统中流量开关的基本功能是将检测量与设定值相比较，在设定点输出开关信号，进行报警及联锁启动消防泵。

  3.1.2流量开关的分类根据流量开关对流量的检测的新方法，主要可分为差压式、涡街式、涡轮式、浮子式、数字靶式、电磁、超声波等常用的七种流量开关。介质为清水的消火栓系统，主要可选用差压式流量开关、数字靶式流量开关及电磁流量开关。

  3.2 流量开关的设定流量3.2.1 初期火灾最小消防流量流量开关发出开关信号的设定流量应首先满足初期火灾最小消防流量。消防时首先使用的是消火栓或消防软管卷盘。对应的初期火灾的最小消防流量为最不利点处消火栓栓口所配置的当量喷嘴ø19mm水枪的流量或最不点处消防软管卷盘所配置的当量喷嘴ø6mm水枪的流量。3.2.2 最小消防流量的计算3.2.2.1 最小流量的计算公式

  3.2.2.2 静压H的取值独立供水系统，按照不同的建筑分类，其最小值可分别取为0.07MPa、0.1MPa、0.15MPa。联合供水系统的最小值应大于0.15MPa。为简便计算，独立供水系统的静水压力不考虑高位消防水箱的有效水位高度，联合供水系统的静水压力按0.15MPa计算。3.2.2.3 计算结果

  3.2.3 系统正常泄漏量系统正常泄漏量与系统使用时间的长短、维护状况的优劣、系统内压力的变化，管网规模的大小、铺设在室外管道的长度等因素相关。《消规》给出了参考数值，“宜按消防给水设计流量的1%～3%计，且不宜小于1L/s”。在室内消火栓系统中，其最大值按设计流量取40L/s进行计算为1.2L/s，小于仅设置消火栓的独立或联合供水系统的初期火灾最小消防流量，大于设置消防软管卷盘的两种系统的初期火灾的最小消防流量。3.2.4 流量开关的设定流量