摘要:《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB50045-95)要求:消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.00MPa 。消火栓栓口的出水壓力大0.50MPa 時,消火栓處應設減壓裝置。減壓穩(wěn)壓消火栓應運而生,以其即減靜壓又減動壓的特點,與比例減壓閥或可調式減壓閥配合使用,即可減少分區(qū),也可節(jié)省投資,因此,在高層建筑消防設計與施工中被廣泛使用。
關鍵詞:高層建筑 減壓 穩(wěn)壓 消火栓
一、設計依據(jù)
消防給水系統(tǒng)是建筑滅火的主要滅火系統(tǒng),其中消火栓又是主要滅火設施?!陡邔用裼媒ㄖO計防火規(guī)范》(GB50045-95)(以下簡稱《高規(guī)》)第7.1.1條規(guī)定高層建筑必須設置室內、室外消火栓給水系統(tǒng)。第7.4.6.5條 消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.00MPa,當大于1.00MPa時,應采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa時,應采取減壓措施?!断澜o水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》第7.4.12條 室內消火栓栓口壓力和消防水槍充實水柱應符合下列規(guī)定: 1 消火栓栓口動壓力不應大于0.50MPa,但當大于0.70MPa時必須設置減壓裝置;2 高層建筑、廠房、庫房和室內凈空高度超過8m的民用建筑等場所的消火栓栓口動壓不應小于0.35MPa,且消防防水槍充實水柱應按13m計算;其他場所的消火栓栓口動壓不應小于0.25MPa,且消防水槍充實水柱應按10m計算。隨著高層建筑的發(fā)展,普通的室內消火栓已經難以滿足規(guī)范要求,減壓穩(wěn)壓室內消火栓應運而生。
二、傳統(tǒng)消火栓減壓與減壓穩(wěn)壓消火栓
傳統(tǒng)的消火栓減壓方式是減壓閥減壓或減壓孔板減壓。1減壓閥減壓是在消火栓前或在消防給水系統(tǒng)的干管、支管上裝設減壓閥進行減壓。2減壓孔板減壓是在消火栓前設置減壓孔板減壓。后者是傳統(tǒng)的減壓方式,也是現(xiàn)在普遍采用的方式。其缺點是工程設計計算繁瑣,多級孔板減壓時占用較多空間,施工安裝調試復雜。有的建筑甚至出現(xiàn)孔板漏裝、錯裝等問題。即使設計人員計算準確.施工人員安裝無誤,實際使用過程中隨著系統(tǒng)流量與壓力的波動和變化,栓后壓力也不能保持穩(wěn)定。消防給水系統(tǒng)在火災初期和發(fā)展階段,水箱和水泵兩種供水方式時,由于打開消火栓的數(shù)量變化,栓前壓力出現(xiàn)變化,從而導致栓后壓力工況不能保持穩(wěn)定。減壓穩(wěn)壓消火栓并非減壓型消火栓在其栓口前端上增加減壓孔板,后者起不到穩(wěn)定壓力的作用。
目前SNJ65室內減壓穩(wěn)壓消火栓應用比較廣泛。SNJ65消火栓示意(圖1),其工作原理:隨著進水端水壓P1的降低,受彈簧力的作用,活塞相對活塞套產生向下的移動,使活塞側壁上截流口開度h增加,使得出水端水壓P2增加,從而使栓后壓力得到穩(wěn)定。隨著進水端水壓P1的增加,活塞克服彈簧力在活塞套上產生向上的移動,使活塞側壁上截流口的開度h因受活塞套遮擋而減小,使得出水端P2減小。由于受截流口形狀的控制,從而使出水端水壓P2得到穩(wěn)定。
室內減壓穩(wěn)壓消火栓壓力特性曲線(圖2)。由圖2可得,栓前壓力P1在0.4~0.8MPa時,栓后壓力P2為0.3 MPa誤差為±0.05MPa。即使栓前壓力達到1.0MPa,栓后壓力也不會超過0.5MPa,能夠滿足規(guī)范對消火栓系統(tǒng)靜壓及動壓的要求。
目前,市場銷售SNJ65減壓穩(wěn)壓室內消火栓,Ⅰ型進口壓力04-0.8MPa,Ⅱ型進口壓力0.4-1.2MPa,Ⅲ型進口壓力0.4-1.6MPa,三種型號的減壓穩(wěn)壓消火栓,其出水壓力均可減到0.25-0.35MPa 。在高層建筑消防設計時,應根據(jù)建筑高度、水壓等,選擇不同型號的減壓穩(wěn)壓消火栓。
三、減壓穩(wěn)壓消火栓的應用
室內減壓穩(wěn)壓消火栓就是針對普通消火栓在高層建筑消防設計和施工過程中反映的不足與缺陷,特別是對消火栓栓后壓力穩(wěn)定性的需求應運而生。其最大的特征是自動減壓穩(wěn)壓功能——栓前變化的水壓轉變成栓后穩(wěn)定的充實水柱,而這一過程都是由其內部的減壓穩(wěn)壓裝置自動實現(xiàn)的。在實際工程中,由于安裝高度、位置等條件的不同,普通室內消火栓的栓口壓力各不相同?!陡咭?guī)》第7.4.6.5條規(guī)定消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.00 MPa,當大于1.00 MPa時應采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于0.50 MPa時,應采取減壓措施。因此,當消火栓栓口壓力介于0.50~1.00 MPa時,需設減壓裝置。因為栓口壓力超過0.50 MPa的消火栓的出流量會在水槍口產生巨大的反作用力,超出一人的控制能力,所以必須減壓。減壓穩(wěn)壓消火栓以其在消防工程設計中無需進行計算,安裝中不用調試的優(yōu)點受到廣大設計、施工人員的好評。室內減壓穩(wěn)壓消火栓在消防系統(tǒng)的使用中能有效準確地控制消防水壓及流量,即使系統(tǒng)壓力在一定范圍內產生波動,栓內也能進行自動調節(jié),從而保證栓后壓力維持穩(wěn)定。這不僅滿足了規(guī)范中對壓力和流量的要求,還克服了原來幾種減壓方式帶來的缺陷,保證了高層建筑中普通消火栓前壓力范圍在0.40一1.00 MPa時,其栓后壓力穩(wěn)定在(0.3±0.05 ) MPa,消火栓流量也大于5L/s,能滿足規(guī)范對壓力和流量的要求,減壓穩(wěn)壓工作能自動完成,不需要人工調試,保證了減壓穩(wěn)壓效果。它還保留了傳統(tǒng)普通室內消火栓的外型及尺寸,繼承了傳統(tǒng)的操作方式,接口標準化,不存在安裝空間問題。
《高層建筑設計防火規(guī)范》將消火栓的靜水壓力規(guī)定為1.00 MPa,當超過1.00MPa時才要求采用分區(qū)給水。但是受減壓孔板的限制,最小孔徑的減壓孔板(20mm)在SN65的消火栓中只能減掉0.3276MPa的動壓。這樣對大多數(shù)的高層住宅建筑中的消火栓給水系統(tǒng),減壓孔板需結合減壓閥或者增加分區(qū)來使用。這樣,減壓穩(wěn)壓消火栓在《高規(guī)》的規(guī)定下有了更大的用途,能充分利用壓力,減少分區(qū)數(shù),節(jié)省了管材和管道附件,從而減少投資。
參考文獻
1《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB50045-95)
2《消防給水系統(tǒng)及消火栓技術規(guī)范》(GB50974-2014)
3王可為 劉昕 羅衛(wèi)東 活塞型室內減壓穩(wěn)壓消火栓性能分析 [J] 給水排水2002 28(1) 96-97