在高層建筑消防給水系統(tǒng)中,目前設(shè)計上應用減壓閥進行系統(tǒng)豎向分區(qū)較為普遍,分析了其存在的問題及對策。
減壓閥應用于給水工程,已有數(shù)十年的歷史。數(shù)十年來,通過工程技術(shù)人員的不懈努力,減壓閥在給水工程的應用中不斷得到完善和發(fā)展--由zui初的機械減壓,只減動壓,不減靜壓,發(fā)展到目前的利用壓力平衡原理減壓,既減動壓,又減靜壓。由單一的減壓方式,發(fā)展到目前多元的減壓方式。減壓閥無論在外部形式或內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面均發(fā)生了很大的變化。
減壓閥由于安裝簡便,占用空間少,操作靈活,可根據(jù)不同的需要任意調(diào)整閥后壓力以滿足使用上的要求,目前在管道工程特別是給水管道工程中得到廣泛的應用。
減壓閥屬于精密閥門。無論是比例式減壓閥或平衡式減壓閥、先導式減壓閥,均是利用壓力平衡的原理來進行工作的,閥前的壓力流體通過壓力平衡孔或壓力平衡引導管進入閥腔,控制閥后的壓力以達到減壓的目的。
在高層建筑生活給水、消防供水系統(tǒng)中,為了減少加壓水泵房面積、降低設(shè)備投資、簡化系統(tǒng),設(shè)計人往往利用減壓閥進行系統(tǒng)的豎向分區(qū)。
在生活給水系統(tǒng)中,由于對生活水水質(zhì)要求較高,水中不允許有雜質(zhì)存在,管道中設(shè)置減壓閥,利用減壓閥減壓供水不會有什么問題。但為了安全起見,在減壓閥前需要設(shè)置管道過濾器,阻隔萬一存在于管道中的雜質(zhì),以免雜質(zhì)堵塞壓力平衡孔或壓力平衡引導管造成減壓閥動作失靈。
在消防給水系統(tǒng)中,我們對消防用水的水質(zhì)要求是不高的,水中允許雜質(zhì)的存在。在消防給水系統(tǒng)管道的選材方面,為了滿足系統(tǒng)的壓力要求和耐溫要求,目前一般選用鍍鋅鋼管或鍍鋅無縫鋼管。由于消防系統(tǒng)管道中的水處于相對靜止的狀態(tài),水中的氫、氧離子對管內(nèi)壁會造成腐蝕,引起管內(nèi)壁鍍鋅層的剝落。因此,雖說消防水池儲存的消防水可能是較為干凈的市政自來水,但消防系統(tǒng)一旦動作,從管道中噴出來的水就不一定是干凈的水,往往是帶有較多雜質(zhì)的鐵銹水。消防給水系統(tǒng)管道中設(shè)減壓閥,會因雜質(zhì)的堵塞而導致減壓閥的動作失靈,使減壓閥后管道水流不暢或超壓。在減壓閥前設(shè)置管道過濾器,則因過濾器所帶濾網(wǎng)面積極其有限,而消防系統(tǒng)管道中所存在的雜質(zhì)較多,十分容易引起過濾器的堵塞,致使通過減壓閥的流量無法滿足設(shè)計流量的要求。新安裝的管道系統(tǒng),由于根據(jù)管道安裝、驗收規(guī)程,竣工前施工人員要對所有安裝管道進行沖洗,對所有的閥門、管道、管道附件都要進行細致的檢查,加上系統(tǒng)新裝管道內(nèi)壁腐蝕不嚴重,采用減壓閥分區(qū)設(shè)置方式,對系統(tǒng)的運行不會造成太大的影響。但工程竣工驗收、投入使用以后,隨著使用時間的延長,管內(nèi)壁的腐蝕將會逐漸加重,管道內(nèi)壁鍍鋅層剝落,水中的雜質(zhì)逐漸增加,對系統(tǒng)的運行就會造成很大的影響。雖然按照防火責任制的要求,使用者將會定期對消防系統(tǒng)進行檢查、試驗,但這種檢查和試驗都是局部的、小范圍的。檢查試驗時,消火栓系統(tǒng)的流量要求、工作時間要求、自動噴水滅火系統(tǒng)作用面積下噴頭同時動作的要求,均與實際火災對系統(tǒng)工作的要求存在很大的差距。系統(tǒng)工作時用水量越大,管道中流速越大,時間越長,管道內(nèi)壁腐蝕層的剝落就會越嚴重,對減壓閥、對管道過濾器造成的影響就越大。平時對消防系統(tǒng)進行的低強度的檢查、試驗,往往不容易發(fā)現(xiàn)問題,這更成為系統(tǒng)正常工作的隱患。
通過以上的分析,希望能引起設(shè)計人員和消防管理人員的注意。筆者主張高層建筑中的消防供水 系統(tǒng)包括消火栓供水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng),在需要對系統(tǒng)進行豎向分區(qū)時,應盡量避免采用減壓閥進行減壓分區(qū)。因減壓閥一旦失靈,減壓閥后的整個消防分區(qū)系統(tǒng)將會受到影響。
當建筑物不是很高地面以上不超過100m高度的建筑時,消防供水系統(tǒng)豎向分區(qū)一般不會超過三個,zui有效、zui安全的豎向供水分區(qū)應是并聯(lián)供水分區(qū)。即采用不同揚程的水泵,分別向各個豎向分區(qū)系統(tǒng)管網(wǎng)供水。由于各分區(qū)相對獨立,供水的安全性能得到保障,各分區(qū)供水的壓力也能得到有效的控制。近年來,國內(nèi)多家水泵廠相繼推出多出口消防水泵,在減少設(shè)備數(shù)量、縮小泵房面積的前提下,使并聯(lián)分區(qū)供水更為現(xiàn)實。超過100m的高層建筑,除采用并聯(lián)分區(qū)供水的方式以外,也可以利用高層建筑中間的避難層設(shè)置水泵,采用水泵串聯(lián)加壓的分區(qū)供水方式。