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消火栓系統(tǒng)是我國采用的主要滅火設(shè)施,而消火栓系統(tǒng)的減壓和給水分區(qū)則是在工程設(shè)計時經(jīng)常遇到的消火栓系統(tǒng)技術(shù)問題。就常用的消火栓系統(tǒng)減壓方式:減壓孔板減壓、節(jié)流管減壓、減壓閥減壓、減壓水箱減壓作了介紹。同時介紹了目前減壓方式多元化的傾向,重點介紹了減壓穩(wěn)壓消火栓和減壓保(持)壓消火栓,及其對規(guī)范條文出水壓力值、
1 現(xiàn)行消防規(guī)范關(guān)于消火栓系統(tǒng)的出水壓力值和靜水壓力值的規(guī)定消火栓系統(tǒng)是我國采用的主要滅火設(shè)施,而消火栓系統(tǒng)的減壓和給水分區(qū)則是在工程設(shè)計時常遇到的消火栓系統(tǒng)技術(shù)問題。現(xiàn)行消防規(guī)范關(guān)于消火栓系統(tǒng)的減壓和給水分區(qū)有明確規(guī)定:《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50016—2006,以下簡稱“建規(guī)”)8.4.4條第9款規(guī)定:“室內(nèi)消火栓栓口處的出水壓力大于0.5 MPa時,應(yīng)設(shè)置減壓設(shè)施;水壓力大于1.OMPa時,應(yīng)采用分區(qū)給水系統(tǒng)”。《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50045—95,2005年,以下簡稱“高規(guī)”)7.4.6.5條規(guī)定:“消火栓栓口靜水壓力不應(yīng)大于1.oo MPa,當(dāng)大于1.oo MPa時,應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于o.50 MPa時,應(yīng)采取減壓措施"。就條文而言,“建規(guī)”和“高規(guī)”關(guān)于消火栓系統(tǒng)的減壓和給水分區(qū),其規(guī)定是一致的,具體數(shù)值是相同的。
2減壓方式
“建規(guī)”和“高規(guī)”條文未對減壓方式作明確規(guī)定,而“建規(guī)”條文說明則明確指出:“減壓措施一般可采用設(shè)置減壓閥或減壓孔板等方式”。對減壓后的出水壓力則在“建規(guī)”條文說明中明確為:“為確保水槍有必要的有效射程,減壓后消火栓栓口處的出水壓力不應(yīng)小于25 m水柱”。“高規(guī)”條文說明只說明了減壓的理由,而未對減壓方式作必要的說明。另一本消防規(guī)范《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB 50084—2001,20以下簡稱“噴規(guī)”),盡管自動噴水滅火系統(tǒng)與消火栓系統(tǒng)是*不同的滅火設(shè)施,減壓理由和具體減壓數(shù)值也不盡相同,但減壓方式有共通的地方。“噴規(guī)”4.2.9條第2款規(guī)定:“控制管道靜壓的區(qū)段宜分區(qū)供水或設(shè)減壓閥,控制管道動壓的區(qū)段宜設(shè)減壓孔板或節(jié)流管”。綜上所述,現(xiàn)行消防規(guī)范,關(guān)于減壓方式大致有以下四種:減壓孔板、節(jié)流管、減壓閥、分區(qū)供水。
3 減壓孔板減壓減壓孔板減壓是常用的減壓方式,關(guān)于減壓孔板,“噴規(guī)”有兩條具體規(guī)定,分別是9.3.1條、9.3.3條和相關(guān)的附錄。
9.3.1條規(guī)定如下:
“減壓孔板應(yīng)符合下列規(guī)定:“噴規(guī)”相應(yīng)的條文說明,進(jìn)一步明確了減壓孔板的結(jié)構(gòu)和孔板厚度,關(guān)于孔板厚度見表1。表1 孔板厚度公稱直徑DN 50~80 100~150 200孔板厚度/mm 3 6 9關(guān)于減壓孔板水頭損失計算方式,“噴規(guī)”條文說明中指出:“經(jīng)過反復(fù)比較,本規(guī)范選用1985年版《給水排水設(shè)計手冊》第二冊中介紹的公式,此公式與《工程流體力學(xué)》(東北工學(xué)院李詩久主編)、《流體力學(xué)及流體機(jī)械》(東北工學(xué)院李富成主編)、《供暖通風(fēng)設(shè)計手冊》、及1985年版《給水排水設(shè)計手冊》中介紹的公式計算結(jié)果相近。原規(guī)范條文說明中介紹的公式,用于規(guī)定孔口直徑時有一定局限性,理由是當(dāng)孔板孔口直徑較小時,計算結(jié)果誤差較大。”減壓孔板減壓方式,其優(yōu)點是構(gòu)造簡單、價格低廉,而且規(guī)范條文有相應(yīng)規(guī)定,盡管消火栓系統(tǒng)沒有明確規(guī)定,但自動噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)就減壓而言是共通的。“噴規(guī)”有關(guān)減壓孔板的規(guī)定也可移用至消火栓系統(tǒng),但我們對減壓孔板減壓方式還存在以下疑慮,提出來供討論:
(1)需要計算,增加設(shè)計工作量。
(2)不同管段,要求的減壓值不同,因而孑L口直徑也不相同,安裝時容易搞錯,從而影響減壓效果。
(3)消防給水系統(tǒng)存在多種供水方式,多種供水工況,如:消防水箱供水、消防水泵供水、消防穩(wěn)壓泵供水、消防車上消防水泵供水等?,F(xiàn)行消防規(guī)范規(guī)定了消火栓栓口的出水壓力,而在工程設(shè)計中,有按消防水泵供水計算確定的,也有按消防穩(wěn)壓泵供水計算確定的,亦有按其他供水方式、供水工況來計算確定的。
(4)有時單級孑L板減壓值有限,需兩級或多級孔板減壓,而孔板前后均要留5倍管道直徑的直線長度,兩級孔板共需留15倍管道直線的直線長度,按DN65的消火栓,其直線長度為65×15—975mm),相當(dāng)于l m長度,而且是水平管段,在工程實施時有一定困難。
(5)減壓孑L板水頭損失的計算公式,與設(shè)定的邊界條件等有內(nèi)在,我國的計算公式來源于前蘇聯(lián),其邊界條件是孔口直徑與設(shè)置管段直徑的比值為o.23~o.83時有效,而現(xiàn)行規(guī)范的計算公式與邊界條件是否還存在這一關(guān)系,值得推敲。
(6)我國的標(biāo)準(zhǔn)減壓孔板的實際減壓效果與計算公式而得的減壓效果是否吻合,缺少驗證。我國
的中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院曾就減壓孔板做過實測工作,但遺撼的是數(shù)據(jù)偏少而且所采用的孔板并非標(biāo)準(zhǔn)減壓孔板。
(7)從室內(nèi)水平環(huán)狀管網(wǎng)直接接出消火栓時,很難確定消火栓栓口的出水壓力值,因此也很難計算減壓孔板的孔口直徑。
(8)孔板孔口在中軸線位置,在一定程度上影響排氣和排渣(我國目前無變形孔板、調(diào)壓孑L板和便于排氣、排渣的上位孔口孔板和下位孔口孔板)。
4節(jié)流管減壓
節(jié)流管減壓是比減壓孔板減壓還要簡單的一種減壓方式,“噴規(guī)"也有相應(yīng)條文作出規(guī)定,(見“噴規(guī)”9.3.2條和9.3.4條),它也具有構(gòu)造簡單、價格低廉的優(yōu)點,我們在此不作闡述,這是由于:①節(jié)流管減壓效果有限,在我國工程實際應(yīng)用不多;②在工程實施時,節(jié)流管較長,較難找到具體實施部位。
5減壓閥減壓系統(tǒng)
給水減壓閥維護(hù)管理
給水減壓閥性能參數(shù)
公稱壓力(MPa) | 1.6 | 2.5 | 4.0 | 6.4 | 10.0 | 16.0 | ||
殼化試驗壓力(MPa) | 2.4 | 3.75 | 6.0 | 9.6 | 15.0 | 24 | ||
密封試驗壓力(MPa) | 1.6 | 2.5 | 4.0 | 6.4 | 10.0 | 16.0 | ||
高進(jìn)口壓力(MPa) | 1.6 | 2.5 | 4.0 | 6.4 | 10.0 | 16.0 | ||
出口壓力范圍(MPa) | 1.0-1.0 | 0.1-1.6 | 0.1-2.5 | 0.5-3.5 | 0.5-35 | 0.5-45 | ||
壓力特性偏差(MPa)△P2P | GB12246-1989 | |||||||
流量特性偏差(MPa)△P2G | GB12246-1989 | |||||||
小壓差(MPa) | 0.15 | 0.15 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 1.0 | ||
滲漏量 | GB12245-1989 | |||||||
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給水減壓閥流量系數(shù)(Cv)
DN | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 500 |
Cv | 1 | 2.5 | 4 | 6.5 | 9 | 16 | 25 | 36 | 64 | 100 | 140 | 250 | 400 | 570 | 780 | 1020 | 1500 |
給水減壓閥主要零件材料
零件名稱 | 零件材料 |
閥體閥蓋底蓋 | WCB |
閥座閥盤 | 2Cr13 |
缸套 | 2Cr13/銅合金 |
活塞 | 合金鑄鐵 |
導(dǎo)閥座導(dǎo)閥桿 | 2Cr13 |
主閥彈簧 | 1Cr18Ni9Ti |
導(dǎo)閥主彈簧 | 50CrVA |
調(diào)節(jié)彈簧 | 60Si12Mn |
給水減壓閥外形尺寸(PN1.6-4.0)單位:mm
公稱通徑 | 外形尺寸 | |||
L | H | Hl | ||
1.6/2.5MPa | 4.0MPa | |||
15 | 160 | 180 | 295 | 90 |
20 | 160 | 180 | 330 | 98 |
25 | 180 | 200 | 330 | 110 |
32 | 200 | 220 | 330 | 110 |
40 | 220 | 240 | 345 | 125 |
50 | 250 | 270 | 345 | 125 |
65 | 280 | 300 | 350 | 130 |
80 | 310 | 330 | 385 | 160 |
100 | 350 | 380 | 385 | 170 |
125 | 400 | 450 | 400 | 200 |
150 | 450 | 500 | 415 | 210 |
200 | 500 | 550 | 475 | 240 |
250 | 650 | 525 | 290 | |
300 | 800 | 580 | 335 | |
350 | 850 | 620 | 375 | |
400 | 900 | 660 | 405 | |
450 | 900 | 730 | 455 | |
500 | 950 | 750 | 465 |
給水減壓閥外形尺寸(PN6.4-16.0) 單位:mm
公稱通徑 | 外形尺寸 | |||
L | H | Hl | ||
6.4MPa | 10.0/16.0MPa | |||
15 | 180 | 180 | 305 | 105 |
20 | 180 | 200 | 340 | 105 |
25 | 200 | 220 | 340 | 120 |
32 | 220 | 230 | 340 | 120 |
40 | 240 | 240 | 355 | 135 |
50 | 270 | 300 | 355 | 135 |
65 | 300 | 340 | 360 | 140 |
80 | 330 | 360 | 395 | 17 |
100 | 380 | 400 | 185 | |
125 | 450 | 415 | 215 | |
150 | 500 | 430 | 225 | |
200 | 550 | 495 | 260 | |
250 | 650 | 545 | 310 | |
300 | 800 | 600 | 355 | |
350 | 850 | 640 | 395 | |
400 | 900 | 690 | 435 | |
500 | 950 |
| 780 | 495 |
給水減壓閥安裝說明:
①為了操作和維護(hù)方便,該減壓閥一般直立安裝在水平管道上,橫向安裝須特別說明。
②安裝時應(yīng)注意使管路中介質(zhì)的流向與氮氣減壓閥休上所示箭頭的方向一致。
③為了防止水用減壓閥后壓力超壓,應(yīng)在離閥出口不少于4M處安裝一個安全閥。
減壓閥減壓也是一種可以實施的減壓方式,“噴規(guī)”條文關(guān)于減壓閥的具體規(guī)定見9.3.5條:“減壓閥應(yīng)符合下列規(guī)定:
1.應(yīng)設(shè)在報警閥組入口前;
2.人口前應(yīng)設(shè)過濾器;
3.當(dāng)連接兩個及以上報警閥組時,應(yīng)設(shè)置備用減壓閥;
4.垂直安裝的減壓閥,水流方向宜向下。”
減壓閥減壓,既可以減動壓,也可以減靜壓。若采用可調(diào)式減壓閥可不用計算;若采用考慮了動壓系數(shù)的比例式減壓閥,計算也極簡單。但減壓閥減壓的缺點是:①價格昂貴;②占用較多位置;③先導(dǎo)式減壓閥的先導(dǎo)閥采用針閥,當(dāng)消防給水管網(wǎng)清洗不*不到位時,容易因堵塞而導(dǎo)致減壓失效;④現(xiàn)場調(diào)試時,在減壓閥閥后需裝設(shè)壓力表,這需在閥體上留出設(shè)置壓力表的安裝孔口才有可能,這就為減壓閥的選用限制了條件;⑤減壓值過大時會有強(qiáng)噪聲級的嘯叫聲。
6減壓水箱減壓
水箱在更多的場合是作為給水豎向分區(qū)的一項技術(shù)措施,而有時也可作為減壓方式的一項措施。減壓水箱減壓的優(yōu)點是減壓效果可靠,缺點是占用較多位置,在設(shè)置水箱的下一樓層消防給水壓力難以保證,而且也會造成消防給水系統(tǒng)的復(fù)雜化,因此在工程中,減壓水箱減壓方式也很少采用。
7減壓方式的多元化傾向
近年來,在減壓孔板、節(jié)流管、減壓閥、減壓水箱減壓方式的基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了消火栓系統(tǒng)減壓方式的多元化傾向,其代表產(chǎn)品是減壓穩(wěn)壓消失栓和減壓水槍。減壓方式多元化的原因是多方面的如:①減壓技術(shù)的發(fā)展;②原有減壓方式存在缺陷;③客觀上的實際需要,如上海通用汽車公司由于采用室內(nèi)、室外穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng),室外消防給水管網(wǎng)在1.oo~1.20 MPa水壓下運行,一支水槍需要有三個*戰(zhàn)士操持才能正常射流,這就啟迪了開發(fā)減壓水槍的意向。
減壓水槍減壓的優(yōu)點是減壓效果可靠,但價格不菲,同時容易被盜賣而丟失,一般宜配備在消防車上而不宜設(shè)置在消火栓箱內(nèi)。有更多優(yōu)勢的減壓設(shè)施是減壓穩(wěn)壓消火栓。
8減壓穩(wěn)壓消火栓
減壓穩(wěn)壓消火栓是減壓穩(wěn)壓裝置和消火栓的組合,它起始于1993“高規(guī)”修訂之時,1996年開始在工程中得到應(yīng)用,剛開始應(yīng)用的*代產(chǎn)品為栓前減壓方式,當(dāng)水中有雜質(zhì)時會造成堵塞而影響出流量,新一代產(chǎn)品為栓后減壓方式,當(dāng)水中有雜質(zhì)時,不會造成堵塞也不影響消火栓出流量。它的優(yōu)點是減壓效果可靠、穩(wěn)壓效果穩(wěn)定、不需計算、工程設(shè)計選用很方便。外形與普通消火栓相同,因此不多占用位置,安裝也簡單。缺點是價格高于減壓孔板和節(jié)流管,但遠(yuǎn)低于減壓閥減壓方式。
減壓穩(wěn)壓消火栓雖然早在2004年已納入國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《室內(nèi)消火栓安裝》,但在現(xiàn)行消防規(guī)范中未見有相關(guān)條文,究其原因是產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)《室內(nèi)消火栓》(GB 3445—2005)于2006年4月才正式施行,“建規(guī)”和“高規(guī)”還來不及及時反映,但可以預(yù)見在現(xiàn)行規(guī)范中反映應(yīng)該是遲早的事。在GB 3445—2005中減壓穩(wěn)壓消火栓有三種型號,見表2。目前在強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)中列有減壓穩(wěn)壓消火栓相關(guān)條文的只有上海市工程建設(shè)規(guī)范《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》(2006年報批稿,以下簡稱“水規(guī)”),該規(guī)范9.3.12條規(guī)定如下“在消火栓給水系統(tǒng)中分區(qū)壓力內(nèi)的減壓措施可采用符合本規(guī)范1.o.4條規(guī)定的減壓穩(wěn)壓型室內(nèi)
消火栓,且應(yīng)符合下列規(guī)定:
l其孔板的單孔直徑不應(yīng)小于20 mm;
2其節(jié)流裝置應(yīng)由套筒、彈簧和不銹鋼孔板組成,設(shè)置在消火栓的栓后(按水流方向),且節(jié)流和滑動配合部位應(yīng)采用耐腐蝕材料;
3在升壓和降壓過程中,消火栓不得出現(xiàn)震蕩
現(xiàn)象。”符合“水規(guī)”9.3.12條三款規(guī)定的減壓穩(wěn)壓消火栓即為GB 3445—2005中Ⅲ型減壓穩(wěn)壓消火栓。
9減壓穩(wěn)壓消火栓的應(yīng)用及對規(guī)范條文的影響
減壓穩(wěn)壓消火栓的應(yīng)用必然會對現(xiàn)行消防規(guī)范條文帶來影響,影響有兩個方面:一是減壓值的調(diào)整,二是分區(qū)值的調(diào)整?,F(xiàn)行消防規(guī)范減壓值是出水壓力不大于O.50 MPa,在O.50 MPa出水壓力下,當(dāng)噴嘴口徑為19 mm時直流水槍的反作用力已達(dá)28.o kg,這個數(shù)值已超過20 kg的上限值,而在o.40 MPa出壓力時,反作用力為22.o婦,接近水槍可操持壓力上限值。因此當(dāng)采用減壓穩(wěn)壓消火栓時出水壓力值可從O.50 MPa下調(diào)至O.40 MPa,更有利于火場滅火的實際需要。
分區(qū)給水系統(tǒng)分區(qū)給水系統(tǒng)靜水壓力值過去為O.80 MPa,現(xiàn)為1.oo MPa。該值與需設(shè)置減壓設(shè)施的出水壓力值有關(guān)、與減壓方式和其可行性有關(guān)、與滅火設(shè)施工作壓力值有關(guān)、也與消防給水管網(wǎng)各組件壓力特性有關(guān)。但可以看到總的趨向是給水豎向分區(qū)值在逐步提高。在減壓穩(wěn)壓消火栓應(yīng)用以后,由于減壓方式的改善和突破,使大幅度調(diào)給水分區(qū)壓力值成為可能。I型減壓穩(wěn)壓消火栓可按O.80 MPa分區(qū),Ⅱ型可按1.20 MPa分區(qū),Ⅲ型則可按1.60MPa分區(qū)。經(jīng)減壓后,栓后壓力為o.35 MPa,*可能滿足消火栓系統(tǒng)水槍噴水滅火要求,同時可使消防給水系統(tǒng)簡化。分區(qū)給水系統(tǒng)的分區(qū)也可從現(xiàn)在按靜壓分區(qū)合理調(diào)整到按動壓分區(qū)。
10減壓保(持)壓消火栓
減壓保(持)壓消火栓是減壓穩(wěn)壓消火栓的派生產(chǎn)品,當(dāng)采用減壓穩(wěn)壓消火栓時,出水壓力>O.40MPa,可減至O.25~0.35 MPa,當(dāng)≤O.40 MPa時,仍需采用普通消火栓,全造成整幢建筑消火栓型號的不一致。而采用減壓保(持)壓消火栓,在出水壓力≤o.40MPa時,可不減壓,在>o.40 MPa時,會減壓至所要求的水壓,使整棟建筑消火栓的型號*一致。
1 1 結(jié)語
減壓方式的多元化傾向使工程設(shè)計人員有更多的選擇,但在眾多的減壓方式中我們認(rèn)為應(yīng)著重減壓穩(wěn)壓消火栓和減壓保(持)壓消火栓,但也不排除其他減壓方式在特定條件下的應(yīng)用。
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中國臺灣十全SB寶閥牌進(jìn)口可調(diào)式減壓閥
型號:41-02 -
型號:YZ11X
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型號:Y42X
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型號:Y42X
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型號:200P