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                    高層建筑消防給水系統(tǒng)閥門設(shè)計

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之前介紹直接作用式自力式調(diào)節(jié)閥在塑膠加工應(yīng)用，現(xiàn)在介紹摘要：高層建筑消防給水系統(tǒng)閥門設(shè)計在高層建筑的消防給水系統(tǒng)中，不可避免的會有超壓現(xiàn)象的存在。為了防止超壓現(xiàn)象造成的各種危害，到現(xiàn)在，將減壓閥、安全閥、泄壓閥安裝在水泵的出水管上是業(yè)內(nèi)采取的措施之一。本文簡要的討論一下這些閥門在消防系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。

1. 品名、型號規(guī)格、數(shù)量、價格.      

關(guān)鍵詞：上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥，消防給水系統(tǒng) 超壓 減壓閥 安全閥 泄壓閥 應(yīng)用 位置 高層建筑消防給水系統(tǒng)閥門設(shè)計

在高層建筑的消防給水系統(tǒng)中，不可避免的會有超壓現(xiàn)象的存在。這種現(xiàn)象危害很大，嚴(yán)重時會造成設(shè)備如管道、器材、附件等的嚴(yán)重損壞，輕微時也會造成給水系統(tǒng)的正常運行。為了防止超壓現(xiàn)象造成的各種危害，到現(xiàn)在，將減壓閥、安全閥、泄壓閥安裝在水泵的出水管上是業(yè)內(nèi)采取的措施之一。在現(xiàn)行的各種建筑規(guī)范和消防規(guī)范中，都有相應(yīng)的條款強調(diào)：要將防超壓的措施應(yīng)用到高層建筑的消防給水系統(tǒng)中。鑒于這一做法的安全性和簡便、經(jīng)濟性，各設(shè)計院及工程上的同行普遍都贊同這一措施。通過水的減壓以及泄壓，水的均勻性能夠得到保證，有利于可靠地為作業(yè)面積內(nèi)進行供水，保證了系統(tǒng)設(shè)計流量使用的正確性。另一方面，還能有效地保證設(shè)備以及材料的安全性。隨著社會的進步和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，高層建筑也越來越多的出現(xiàn)在城市之中。由于高層建筑造型*，功能多元化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，這類建筑的火災(zāi)危險性也更大。為了防止和減少高層民用建筑火災(zāi)的危險性，保護國家公民的生命財產(chǎn)安裝，在建筑物內(nèi)必須設(shè)置消防給水系統(tǒng)。本文就結(jié)合實例，主要探討了高層民用建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計問題。鑒于減壓和泄壓的重要意義，本文簡要的討論一下這些閥門在消防系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。

1泄壓閥的組成、原理以及其應(yīng)用

1.1泄壓閥是水力控制閥的一種，它保證供水系統(tǒng)的水壓不超過規(guī)定值。其組件包括針型閥、壓力表、主閥以及連接導(dǎo)閥等的連接管。隔膜將主閥分為兩個部分，下部分為流水的通道，上部分為控制主閥閥瓣開關(guān)的控制室。同上，擁有著流水通道和控制室的導(dǎo)閥其實也可以看成一個泄壓閥，其閥門的開啟也是由其控制室進行控制。水的流量是由針型閥控制的，其作用相當(dāng)于節(jié)流閥。

應(yīng)用到消防給水系統(tǒng)中，其運行過程如下：水流通過主管道后，其中的一路控制方向為自左向右的進入水流導(dǎo)閥控制室。導(dǎo)閥處于關(guān)閉的狀態(tài)時，說明設(shè)定的泄壓值比水流的壓力大，泄壓閥內(nèi)部的彈簧壓力大于水的壓力。另外一路控制水流經(jīng)過針型閥向主閥前進，進入后產(chǎn)生一個壓強與主流道內(nèi)的壓強相等。在泄壓閥中，主閥閥瓣的上正面是大于下正面的，所以主閥會在上腔對閥瓣的壓力下處于關(guān)閉的狀態(tài)。這樣的狀態(tài)能夠有效的解決超壓的問題。如果說水流的壓力在主管道內(nèi)持續(xù)升高導(dǎo)致壓力超過了設(shè)定的值，在導(dǎo)閥控制室內(nèi)的水流壓力就會增加，這樣彈簧的推力就會小于水的壓力，閥瓣會在下腔與上腔水流推力的差值下上升，這時水就能夠打開導(dǎo)閥通過主閥的上腔進行快速的泄壓。這樣的泄壓方式是在一瞬間完成，能夠處理消防給水系統(tǒng)的突發(fā)超壓問題，能夠?qū)⑽：獬Ｈ绻髟谥鞴艿纼?nèi)繼續(xù)增加，則導(dǎo)閥開啟的大小也會越來越大，這樣壓差更大，系統(tǒng)的泄壓更迅速。當(dāng)然，若是出現(xiàn)了如室內(nèi)的多個消火栓或是噴頭多個被開啟，主管道水流的壓力減小的情況，在導(dǎo)閥的控制室內(nèi)的壓力減小，導(dǎo)致導(dǎo)閥開啟量減小，主閥的上腔壓力加大，使得主閥閥瓣在壓力差下減小，主管道的水流壓力就能被較好的保持在給水系統(tǒng)設(shè)定的工作壓力范圍之內(nèi)。

1.2泄壓閥的使用注意事項

①泄壓閥水平安裝和垂直安裝都可以，但是要在安裝時將閥體的水流進出口方向掌握好。一般情況下，一個泄壓閥對應(yīng)一個消防給水系統(tǒng)，不宜多裝。

②如果出現(xiàn)泄壓閥距離排水口的位置比較遠，泄水管的所經(jīng)過的長度大于了20m的長度，就要采取相應(yīng)的措施，比如將泄水管的口徑放大，比泄壓閥的規(guī)格大一檔即可。

③在投入使用之前，要進行消防給水系統(tǒng)的試壓，試壓的過程中若是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的實驗壓力比所采用的泄壓閥的公稱壓力要高的話，就要先將閥門關(guān)閉，以免出現(xiàn)各種零件的損壞。

④在投入使用后，若是泄壓閥出現(xiàn)了故障，首先檢查控制管路小過濾器是否堵塞，再檢查管路是否暢通，主閥與導(dǎo)閥薄膜是否破裂，以及主閥與導(dǎo)閥的密封墊是否損壞。
消防給水系統(tǒng)設(shè)計
        由于高層民用建筑造型*，功能多元化，結(jié)構(gòu)多樣，地下3層至地上8層，每層的防火分區(qū)都不同。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)、《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50084-2001(2005年版)的相關(guān)規(guī)定，該建筑為一類高層建筑，設(shè)置室外消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)。各系統(tǒng)消防用水量標(biāo)準(zhǔn)及一次滅火用水量見表1。
        表1消防用水量標(biāo)準(zhǔn)及一次滅火用水量

        
        2.1室外消火栓系統(tǒng)
        1)由本建筑西北兩側(cè)各引入一根DN200mm市政給水管，壓力為0.25MPa，作為消防水源。
        2)室外消防采用低壓制給水系統(tǒng)，由城市自來水直接供水，發(fā)生火災(zāi)時，由城市消防車從現(xiàn)場室外消火栓取水經(jīng)加壓進行滅火或經(jīng)消防水泵接合器供室內(nèi)消防滅火用水。
        3)室外消防為兩路供水，設(shè)管徑為DN200mm環(huán)狀室外消火栓管道，并設(shè)室外地下消火栓6個，滿足室外消防的要求。
        2.2消防水池及屋頂消防水箱
        1)根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)》的相關(guān)規(guī)定，該綜合樓按同一時間發(fā)生一次火災(zāi)考慮，按自動噴淋系統(tǒng)與水噴霧系統(tǒng)之中用水量zui大值，再加上室內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水量計算消防水池容量。消防水池內(nèi)貯存有3h室內(nèi)消火栓滅火用水量及1h水噴霧用水量，水池有效容積594m3，水池分兩格。消防泵房、消防水池設(shè)置在地下3層。
        2)屋頂水箱間設(shè)有效容積為18m3消防水箱一座，提供消防系統(tǒng)初期用水，并設(shè)一套消火栓和自動噴淋合用的消防增壓穩(wěn)壓設(shè)備，維持消火栓系統(tǒng)及自動噴淋系統(tǒng)平時壓力。
        2.3室內(nèi)消火栓系統(tǒng)
        1)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)靜水壓力不超過1.0MPa，室內(nèi)消火栓管道在豎向不分區(qū)。地下3層、地下2層消火栓管網(wǎng)為單獨環(huán)狀管網(wǎng)；地下1層至6層水平干管與豎向立管也構(gòu)成環(huán)狀，上干管設(shè)在6層，下干管設(shè)在地下1層；7層至15層水平干管與豎向立管也構(gòu)成環(huán)狀，上干管設(shè)在15層，下干管設(shè)在7層。消防水箱出水管及消防增壓穩(wěn)壓設(shè)備出水管與15層水平干管相連。
        2)本建筑物內(nèi)各層設(shè)消火栓進行保護的場所，其布置保證室內(nèi)任何一處均有2股水柱同時到達。滅火水槍的充實水柱不小于10m。每個消火栓箱內(nèi)均配置DN65mm消火栓一個、DN65mmL25m麻質(zhì)襯膠水帶一條，DN65mm×19mm直流水槍一支、自救消防卷盤一套、啟動消防水泵按鈕和指示燈各一只。為保證消火栓栓口出水壓力不超過0.5MPa，地下3層～10層消火栓采用減壓穩(wěn)壓消火栓。
        3)室外設(shè)3套消防水泵接合器，供水管分別與室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)相連。
        4)室內(nèi)消火栓水泵2臺采用恒壓切線消防水泵，一用一備。消防水泵設(shè)有平時自動巡檢功能。
        2.4自動噴淋系統(tǒng)
        1)采用濕式自動噴水滅火系統(tǒng)和預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)，地下2層、地下3層車庫不采暖，設(shè)置預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)，其它為濕式自動噴水滅火系統(tǒng)。
        2)設(shè)計參數(shù)：商場、車庫均按中危險Ⅱ級設(shè)計；辦公按中危險Ⅰ級設(shè)計；噴水強度：商場、車庫8L/min?m2，辦公層6L/min?m2；作用面積160m2，zui不利點噴灑頭工作壓力不低于0.05MPa。
        3)系統(tǒng)設(shè)計
        (1)自動噴水滅火系統(tǒng)在豎向不分區(qū)。
        (2)設(shè)置4組為預(yù)作用報警閥(用于地下2層、地下3層)，8組為濕式報警閥，每組報警閥擔(dān)負的噴灑頭不超過800個。
        (3)噴灑頭：地下車庫采用DN15mm直立式玻璃球噴灑頭，動作溫度為68℃、K=80；機械停車庫采用帶保護網(wǎng)倉庫型快速響應(yīng)噴頭，動作溫度為68℃、K=115，機械停車噴頭按停車的托板位置分層布置，且應(yīng)在噴頭的上方設(shè)置集熱板；地下1層商場部采用快速響應(yīng)噴頭，動作溫度為68℃、K=80；其余商場、辦公均采用下垂式吊頂玻璃球噴灑頭，向下安裝，動作溫度為68℃、K=80。
        (4)自動噴水滅火系統(tǒng)每個防火分區(qū)或每層均設(shè)信號閥和水流指示器。
        (5)泵房內(nèi)設(shè)2臺恒壓切線噴淋消防泵,設(shè)備參數(shù)為：Q=45L/s，H=1.20MPa，N=90kW。消防水泵設(shè)有平時自動巡檢功能，并在出水管上裝有安全泄壓裝置。
        (6)自動噴水滅火系統(tǒng)共設(shè)3套消防水泵接合器，供消防車從室外消火栓取水向室內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)補水。
        (7)為了保證系統(tǒng)安全可靠，每個報警閥組的zui不利噴頭處設(shè)末端試水裝置，其它防火分區(qū)和各樓層的zui不利噴頭處，均設(shè)DN25mm試水閥。
        2.5水噴霧系統(tǒng)
        1)根據(jù)《民用建筑設(shè)置鍋爐房消防設(shè)計規(guī)定》DBJ01-614-2002規(guī)定，水噴霧系統(tǒng)保護對象為直燃機和燃氣鍋爐。
        2)在地下1層燃氣直燃機房內(nèi)設(shè)有水噴霧滅火系統(tǒng)，設(shè)計噴霧強度：9L/min?m2,水噴霧保護面積為256m2,系統(tǒng)設(shè)計流量為45L/s，zui不利噴頭處設(shè)計壓力為0.25MPa；系統(tǒng)工作壓力為0.65MPa，干管DN150mm。系統(tǒng)噴水響應(yīng)時間60s。水噴霧系統(tǒng)設(shè)置一套雨淋閥組。水噴霧噴頭采用水霧用開式噴頭。
        3消防設(shè)計中的注意事項
        3.1恒壓切線消防水泵及防超壓措施
        恒壓切線消防泵的特性是從零流量到zui大流量之間的揚程變化幅度不超過5%，且小流量或零流量時不超壓，此類水泵有供水壓力穩(wěn)定、供水可靠性高、壽命長等優(yōu)點，在恒壓切線消防泵啟動運行的情況下，系統(tǒng)管網(wǎng)壓力變化不大，系統(tǒng)比較安全，但在消防水泵因突然停電或其它原因造成開閥狀態(tài)下水泵突然停止運轉(zhuǎn)時，會發(fā)生停泵水錘，因此，在本高層綜合樓設(shè)計中采用了恒壓切線消防泵防止水泵運行時系統(tǒng)管網(wǎng)超壓，在消防水泵出水管上安裝緩閉式止回閥和泄壓閥可減輕停泵水錘導(dǎo)致的超壓危害，使消防系統(tǒng)更安全。
        3.2減壓穩(wěn)壓消火栓及減壓孔板的選用
        根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)》第7.4.6.5條規(guī)定，本工程室內(nèi)消火栓系統(tǒng)靜水壓力不超過1.0MPa，室內(nèi)消火栓管道在豎向不分區(qū)。消火栓栓口出水壓力大于0.5MPa時，應(yīng)采取減壓措施，根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第8.0.5條中危險級場所中各配水管入口的壓力均不宜小于0.4MPa的規(guī)定，本工程設(shè)計中減壓措施為：室內(nèi)消火栓采用減壓穩(wěn)壓消火栓，噴淋系統(tǒng)各配水管采用減壓孔板。減壓穩(wěn)壓消火栓不需要人工調(diào)試，安裝方便，但不能隨意設(shè)置，依據(jù)減壓穩(wěn)壓消火栓的栓前壓力、栓后壓力的特性曲線(參見04S202《室內(nèi)消火栓安裝》P35)，當(dāng)栓前壓力等于0.4MPa時，栓后壓力為0.25MPa，且小于0.4MPa時，栓后壓力明顯下降。為了保證消火栓的水槍充實水柱不小于10m的要求，當(dāng)栓前壓力小于0.4MPa時，不應(yīng)設(shè)置減壓穩(wěn)壓消火栓。

2減壓閥的應(yīng)用

2.1之前的高層建筑的消防給水系統(tǒng)是采用的分區(qū)給水系統(tǒng)，這就使得每個分區(qū)都有著一個獨立的系統(tǒng)，這樣獨立的系統(tǒng)能保證系統(tǒng)間互不干擾，卻不可避免的多了很多的設(shè)備以及管線，不但占用很大的空間，安裝施工、維修時也比較麻煩。現(xiàn)今解決此現(xiàn)象的方法就是將多出口消防泵應(yīng)用起來。有利必有弊，這種多出口消防泵的缺點就在于若是兩個出口處代表的分區(qū)都發(fā)生火災(zāi)的話，那水壓和流量就會出現(xiàn)達不到要求的問題。這一方面是需要急待改進的，而主要的改進辦法就是將減壓閥應(yīng)用起來，利用其對消防系統(tǒng)進行豎向分區(qū)。

減壓閥已經(jīng)在給水工程中應(yīng)用了數(shù)十年，從zui初的機械減壓設(shè)備到現(xiàn)在的用壓力平衡原理進行減壓，有了很大的改進。根據(jù)現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50045-95的7.4.6.5條之規(guī)定可知：“消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)超過1.00Mpa，當(dāng)大于1.00Mpa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0.50Mpa時，應(yīng)采取減壓措施”。根據(jù)減壓閥*的靜壓和動壓都能減掉的特點，將減壓閥的閥后壓力調(diào)到能夠滿足此分區(qū)zui不利點的水量水壓處就可以對整個多出口水泵進行豎向分區(qū)。一般來說，為了提高采用減壓閥應(yīng)用于消防給水系統(tǒng)的工作可靠性，要對減壓閥的規(guī)格和型號進行選擇。活塞式減壓閥的結(jié)構(gòu)較為簡單，能安全的輸送類似于清水等這類的流體。而彈簧薄膜式減壓閥由于機械疲勞問題的存在，其安全性在彈簧長時間的壓縮疲勞下得不到較好的保證。因此，選擇合適的減壓閥，在安裝之前對管道的清理工作等措施都要做好。在采取了以上適當(dāng)?shù)拇胧┖螅到y(tǒng)工作的安全性是可以得到保證的。總之，用減壓閥對給水系統(tǒng)進行分區(qū)，其優(yōu)點有以下幾個方面：①設(shè)備簡便。較之之前未進行豎向分區(qū)的給水系統(tǒng)，管線、設(shè)備等都大大的簡化了。②能夠保持給水系統(tǒng)穩(wěn)定的工作性能。因為其閥前的壓力不能很大的去影響閥后的壓力，這樣，減壓閥就能適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定給水系統(tǒng)中的壓力，進而系統(tǒng)的工作性能也能保持穩(wěn)定性。③采用減壓閥能夠舍去減壓水箱等設(shè)備，大大的減少了安裝和維修費用。

2.2在湖南某性的金融大廈內(nèi)，應(yīng)用了比例式減壓閥為水泵給水系統(tǒng)進行分區(qū)。此大廈建筑總面積達到128000平方米，地面以上高度為179.8m，地下有三層結(jié)構(gòu)，是一棟比較重要的綜合性大廈。其安裝減壓閥的安裝工藝如下：

①對閥門合格證書以及其外部形狀等進行觀察。

②對整個大廈所有的26個進口的比例式減壓閥進行試壓，在動、靜兩種狀態(tài)下測試，比較減壓閥的規(guī)格是否符合實際。

③在安裝時增加帶過濾網(wǎng)數(shù)目較多的Y型過濾表的設(shè)置，將安全性能進一步提高。

④在各分區(qū)進行試壓，完成之后清洗所有的管路，之后再進行比例式減壓閥的安裝。

3安全閥定壓值的確定

設(shè)置安全閥也是一種比較簡便、有效的防止超壓現(xiàn)象的措施，在高層建筑的消防給水系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。選擇安全閥，除了確定其噴嘴直徑，公稱壓力，溫度范圍以及材料、形式等等外，需注明的還有調(diào)壓范圍。調(diào)壓范圍是保證安全閥能夠正常發(fā)揮作用，系統(tǒng)能夠安全運行的重要參數(shù)。安全閥的三個定壓值，包括開啟壓力、回座壓力以及排放壓力決定了其調(diào)壓范圍。現(xiàn)今確定安全閥定壓值的方法有直接經(jīng)驗法以及理論公式計算法。直接經(jīng)驗法可以參照中國建筑工業(yè)出版社出版的管道工程安裝手冊進行各種參數(shù)的選取，僅僅適用于安全閥設(shè)置在水泵出水口壓水管上的情形。而理論公式計算法，是根據(jù)水力學(xué)的原理，結(jié)合消防水泵的性能參數(shù)如流量、揚程等進行理論公式的推導(dǎo)，可以確定出安全閥的三個定壓值理論公式如下

其中：Z為安全閥當(dāng)量噴灌處斷面的位置水頭；

g為重力加速度；

Q，K等均為水泵的性能參數(shù)。

小結(jié)：

國在高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計方面還相對滯后。為此，筆者結(jié)合自己工作實踐，針對如何提高高層民用建筑消防供水系統(tǒng)的安全性及經(jīng)濟性進行了探討。但實際工程中，各種建筑形態(tài)千變?nèi)f化，外部條件各不相同，應(yīng)根據(jù)具體情況，在滿足國家有關(guān)規(guī)范規(guī)定及當(dāng)?shù)刂鞴懿块T有關(guān)條文條例的前提下，選擇合理的消防給水系統(tǒng)，確保消防給水系統(tǒng)的安全可靠，節(jié)省投資。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各種高層建筑的消防系統(tǒng)在備受關(guān)注的同時也在逐漸的完善。由以上論述可知，對于消防給水系統(tǒng)中的的水泵進行合理的豎向分區(qū)，采取適合的減壓措施，才能將其在火災(zāi)時應(yīng)該發(fā)揮的作用發(fā)揮出來。現(xiàn)在國內(nèi)市場上，各種閥門的樣式和規(guī)格品種繁多，且質(zhì)量也魚龍混雜，在購選減壓閥等時要進行嚴(yán)格的選擇，為之后的安全隱患負責(zé)。

參考文獻： 

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[3]唐軍 何新林 沈志偉.減壓閥在建筑消防給水中的應(yīng)用研究

[4]GB 50045-95高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（2005年版）

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