消火检系统的减压和给水分区

诮火检系统的减压和给水分匡

姜文源１

孙

慧２

（１中建国际（深圳）设计顾问有限公司上海公司标准工作室，上海２００２３５；

２深圳市物业集团上海深圳物业发展有限公司，上海２０１１０８）

摘要消火栓系统是我国采用的主要灭火设施，而消火栓系统的减压和给水分区则是在工程设计时经常遇到的消火栓系统技术问题。就常用的消火栓系统减压方式：减压孔板减压、节流管减压、减压阀减压、减压水箱减压作了介绍。同时介绍了目前减压方式多元化的倾向，重点介绍了减压稳压消火栓和减压保（持）压消火栓，及其对规范条文出水压力值和分区静压值的影响。

关键词

１

消火栓系统减压方式出水压力静水压力

以下简称“喷规”），尽管自动喷水灭火系统与消火栓系统是完全不同的灭火设施，减压理由和具体减压数值也不尽相同，但减压方式有共通的地方。“喷

现行消防规范关于消火栓系统的出水压力值和消火栓系统是我国采用的主要灭火设施，而消

静水压力值的规定

火栓系统的减压和给水分区则是在工程设计时常遇到的消火栓系统技术问题。现行消防规范关于消火

栓系统的减压和给水分区有明确规定：《建筑设计防火规范》（ＧＢ５００１６—２００６，以下简称“建规”）８．４．４条第９款规定：“室内消火栓栓口处的出水压力大于

０．５

规”４．２．９条第２款规定：“控制管道静压的区段宜

分区供水或设减压阀，控制管道动压的区段宜设减压孔板或节流管”。

综上所述，现行消防规范，关于减压方式大致有

以下四种：减压孔板、节流管、减压阀、分区供水。

３

ＭＰａ时，应设置减压设施；静水压力大于１．Ｏ

减压孔板减压

减压孔板减压是最常用的减压方式，关于减压孔

ＭＰａ时，应采用分区给水系统”。《高层民用建筑设计防火规范》（ＧＢ５００４５—９５，２００５年，以下简称“高

规”）７．４．６．５条规定：“消火栓栓口静水压力不应大于１．ｏｏＭＰａ，当大于１．ｏｏＭＰａ时，应采取分区给

板，“喷规”有两条具体规定，分别是９．３．１条、９．３．３

条和相关的附录。

９．３．１条规定如下：

“减压孔板应符合下列规定：

１应设在直径不小于５０ｍｍ的水平直管段上，前后管段的长度均不宜小于该管段直径的５倍；

２孔口直径不应小于设置管段直径的３０％，且不应小于２０ｍｍ；

３应采用不锈钢板材制作。”９．３．３条规定如下：

“减压孔板的水头损失，应按下式计算：

１犀

水系统。消火栓栓口的出水压力大于ｏ．５０ＭＰａ

时，应采取减压措施＂。就条文而言，“建规”和“高

规”关于消火栓系统的减压和给水分区，其规定是一

致的，具体数值是相同的。２减压方式

“建规”和“高规”条文未对减压方式作明确规

定，而“建规”条文说明则明确指出：“减压措施一般

可采用设置减压阀或减压孔板等方式”。对减压后

的出水压力则在“建规”条文说明中明确为：“为确保水枪有必要的有效射程，减压后消火栓栓口处的出

水压力不应小于２５ｍ水柱”。

Ｈｋ＝亭共

厶ｇ

（９．３．３）

式中Ｈｋ——减压孔板的水头损失，１０－２ＭＰａ；

ｕ——减压孔板后管道内水的平均流速，ｎ∥ｓ；

本规范附录Ｄ确定。”

“高规”条文说明只说明了减压的理由，而未对减压方式作必要的说明。另一本消防规范《自动喷水灭火系统设计规范》（ＧＢ５００８４—２００１，２００５年，

卜减压孔板的局部阻力系数，取值应按

３１６给水排水ｖＩ．Ｌ３３增刊瑚７万方数据　

“喷规”相应的条文说明，进一步明确了减压孔板的结构和孔板厚度，关于孔板厚度见表１。

表１

孔板厚度

公称直径ＤＮ５０～８０

１００～１５０

２００孔板厚度／ｍｍ

３

６

９

关于减压孔板水头损失计算方式，“喷规”条文说明中指出：“经过反复比较，本规范选用１９８５年版

《给水排水设计手册》第二册中介绍的公式，此公式

与《工程流体力学》（东北工学院李诗久主编）、《流体力学及流体机械》（东北工学院李富成主编）、《供暖

通风设计手册》、及１９８５年版《给水排水设计手册》

中介绍的公式计算结果相近。原规范条文说明中介

绍的公式，用于规定孔口直径时有一定局限性，理由

是当孔板孔口直径较小时，计算结果误差较大。”

减压孔板减压方式，其优点是构造简单、价格低廉，而且规范条文有相应规定，尽管消火栓系统没有

明确规定，但自动喷水灭火系统和消火栓系统就减压而言是共通的。“喷规”有关减压孔板的规定也可移用至消火栓系统，但我们对减压孔板减压方式还

存在以下疑虑，提出来供讨论：

（１）需要计算，增加设计工作量。

（２）不同管段，要求的减压值不同，因而孑Ｌ口直径也不相同，安装时容易搞错，从而影响减压效果。

（３）消防给水系统存在多种供水方式，多种供

水工况，如：消防水箱供水、消防水泵供水、消防稳压泵供水、消防车上消防水泵供水等。现行消防规范

规定了消火栓栓口的出水压力，而在工程设计中，有按消防水泵供水计算确定的，也有按消防稳压泵供水计算确定的，亦有按其他供水方式、供水工况来计

算确定的。

（４）有时单级孑Ｌ板减压值有限，需两级或多级

孔板减压，而孔板前后均要留５倍管道直径的直线长度，两级孔板共需留１５倍管道直线的直线长度，

按ＤＮ６５的消火栓，其直线长度为６５×１５—９７５（ｍｍ），相当于ｌｍ长度，而且是水平管段，在工程实施时有一定困难。

（５）减压孑Ｌ板水头损失的计算公式，与设定的边界条件等有内在联系，我国的计算公式来源于前苏联，其边界条件是孔口直径与设置管段直径的比

值为ｏ．２３～ｏ．８３时有效，而现行规范的计算公式与万　

方数据边界条件是否还存在这一关系，值得推敲。

（６）我国的标准减压孔板的实际减压效果与计

算公式而得的减压效果是否吻合，缺少验证。我国

的中国建筑标准设计研究院曾就减压孔板做过实测

工作，但遗撼的是数据偏少而且所采用的孔板并非标准减压孔板。

（７）从室内水平环状管网直接接出消火栓时，

很难确定消火栓栓口的出水压力值，因此也很难计

算减压孔板的孔口直径。

（８）孔板孔口在中轴线位置，在一定程度上影

响排气和排渣（我国目前无变形孔板、调压孑Ｌ板和便于排气、排渣的上位孔口孔板和下位孔口孔板）。

４节流管减压

节流管减压是比减压孔板减压还要简单的一种

减压方式，“喷规＂也有相应条文作出规定，（见“喷

规”９．３．２条和９．３．４条），它也具有构造简单、价格

低廉的优点，我们在此不作阐述，这是由于：①节流管减压效果有限，在我国工程实际应用不多；②在工

程实施时，节流管较长，较难找到具体实施部位。

５减压阀减压

减压阀减压也是一种可以实施的减压方式，“喷

规”条文关于减压阀的具体规定见９．３．５条：

“减压阀应符合下列规定：１．应设在报警阀组入口前；

２．人口前应设过滤器；

３．当连接两个及以上报警阀组时，应设置备用

减压阀；

４．垂直安装的减压阀，水流方向宜向下。”减压阀减压，既可以减动压，也可以减静压。若采用可调式减压阀可不用计算；若采用考虑了动压系数的比例式减压阀，计算也极简单。但减压阀减

压的缺点是：①价格昂贵；②占用较多位置；③先导式减压阀的先导阀采用针阀，当消防给水管网清洗不彻底不到位时，容易因堵塞而导致减压失效；④现

场调试时，在减压阀阀后需装设压力表，这需在阀体

上留出设置压力表的安装孔口才有可能，这就为减

压阀的选用限制了条件；⑤减压值过大时会有强噪

声级的啸叫声。６减压水箱减压

水箱在更多的场合是作为给水竖向分区的一

给水排水ＶＩｌＩ．３３增刊２∞７３１７

项技术措施，而有时也可作为减压方式的一项措

施。减压水箱减压的优点是减压效果可靠，缺点是占用较多位置，在设置水箱的下一楼层消防给

水压力难以保证，而且也会造成消防给水系统的复杂化，因此在工程中，减压水箱减压方式也很少

采用。

７减压方式的多元化倾向

近年来，在减压孔板、节流管、减压阀、减压水箱减压方式的基础上，出现了消火栓系统减压方式的

多元化倾向，其代表产品是减压稳压消失栓和减压水枪。减压方式多元化的原因是多方面的如：①减压技术的发展；②原有减压方式存在缺陷；③客观上

的实际需要，如上海通用汽车公司由于采用室内、室外稳高压消防给水系统，室外消防给水管网在１．ｏｏ～１．２０ＭＰａ水压下运行，一支水枪需要有三个

武警战士操持才能正常射流，这就启迪了开发减压水枪的意向。

减压水枪减压的优点是减压效果可靠，但价格

不菲，同时容易被盗卖而丢失，一般宜配备在消防车

上而不宜设置在消火栓箱内。有更多优势的减压设

施是减压稳压消火栓。

８减压稳压消火栓

减压稳压消火栓是减压稳压装置和消火栓的组合，它起始于１９９３“高规”修订之时，１９９６年开始在工程中得到应用，刚开始应用的第一代产品为栓前减压方式，当水中有杂质时会造成堵塞而影响出流量，新一代产品为栓后减压方式，当水中有杂质时，不会造成堵塞也不影响消火栓出流量。它的优点是减压效果可靠、稳压效果稳定、不需计算、工程设计选用很方便。外形与普通消火栓相同，因此不多占用位置，安装也简单。缺点是价格高于减压孔板和

节流管，但远低于减压阀减压方式。

减压稳压消火栓虽然早在２００４年已纳入国家

建筑标准设计图集《室内消火栓安装》，但在现行消防规范中未见有相关条文，究其原因是产品国

家标准《室内消火栓》（ＧＢ３４４５—２００５）于２００６年４月才正式施行，“建规”和“高规”还来不及及时反映，但可以预见在现行规范中反映应该是迟早的事。在ＧＢ３４４５—２００５中减压稳压消火栓有三种型号，

见表２。

３１８绘水排水ｖｏＬ驺增刊２０叮

万　

方数据表２减压稳压消火栓的三种型号

类型栓前压力／ＭＰａ栓后压力／ＭＰａ

流量／Ｌ／ｓ公称压力／ＭＰａ

Ｉ型０．４～Ｏ．８

０．２５～Ｏ．３５

５

１．６Ⅱ型Ｏ．４～１．２Ｏ．２５～Ｏ．３５

５

１．６Ⅲ型

Ｏ．４～１．６

０．２５～Ｏ．３５

５

１．６

目前在强制性标准中列有减压稳压消火栓相关条文的只有上海市工程建设规范《民用建筑水灭火

系统设计规程》（２００６年报批稿，以下简称“水规”），

该规范９．３．１２条规定如下：

“在消火栓给水系统中分区压力内的减压措施可采用符合本规范１．ｏ．４条规定的减压稳压型室内消火栓，且应符合下列规定：

ｌ其孔板的单孔直径不应小于２０ｍｍ；２其节流装置应由套筒、弹簧和不锈钢孔板组成，设置在消火栓的栓后（按水流方向），且节流和滑动配合部位应采用耐腐蚀材料；

３在升压和降压过程中，消火栓不得出现震荡现象。”

符合“水规”９．３．１２条三款规定的减压稳压消火栓即为ＧＢ３４４５—２００５中Ⅲ型减压稳压消火栓。９减压稳压消火栓的应用及对规范条文的影响

减压稳压消火栓的应用必然会对现行消防规范

条文带来影响，影响有两个方面：一是减压值的调整，二是分区值的调整。

现行消防规范减压值是出水压力不大于

Ｏ．５０ＭＰａ，在Ｏ．５０ＭＰａ出水压力下，当喷嘴口径为

１９

ｍｍ时直流水枪的反作用力已达２８．ｏｋｇ，这个

数值已超过２０ｋｇ的上限值，而在ｏ．４０ＭＰａ出压力

时，反作用力为２２．ｏ妇，接近水枪可操持压力上限

值。因此当采用减压稳压消火栓时出水压力值可从

Ｏ．５０

ＭＰａ下调至Ｏ．４０ＭＰａ，更有利于火场灭火的

实际需要。

分区给水系统分区给水系统静水压力值过去为

Ｏ．８０

ＭＰａ，现为１．ｏｏＭＰａ。该值与需设置减压设施

的出水压力值有关、与减压方式和其可行性有关、与灭火设施工作压力值有关、也与消防给水管网各组件

压力特性有关。但可以看到总的趋向是给水竖向分区值在逐步提高。在减压稳压消火栓应用以后，由于减压方式的改善和突破，使大幅度调整给水分区压力

值成为可能。Ｉ型减压稳压消火栓可按Ｏ．８０ＭＰａ分

高层建筑消防稳压设备选用设计改进

肖睿书

陈如融

潘玉纲

陈顺霞

（广西华蓝设计（集团）有限公司，南宁５３００１１）

摘要分析了隔膜式气压罐上置式与下置式的工作特点与差异，结合适应消防要求的稳压型不锈钢多级离心泵应用技术，提出了消防稳压设备选用设计改进的经验。

关键词消防稳压设备隔膜式气压罐上置式下置式稳压型不锈钢多级离心泵

选用

设计改进

国家标准图集《消防增压设备选用与安装（隔

下水池）共４２种规格，供设计人员灵活选用。５年

以来众多高层建筑在高位消防水箱设置高度满足

膜式气压罐）》［１］（９８ｓ２０５，以下简称“图集”）针对《高层民用建筑设计防火规范》［２］（ＧＢ５００４５—９５，

２００５年，以下简称“高规”）７．４．８．２正文笼统地规定“气压水罐的调节水容量宜为４５０Ｌ”并对照条

不了消防给水系统最不利点静水压力条件下，达

到平时维持设定小流量稳压呈临战状态安全运行和节约能源的目的。

文说明副文“调节水容量为两支水枪和５只喷头

～３０ｓ的用水量即２×５×３０＋５×１×３０＝４５０（Ｌ）”的启示，从设备长期稳压运行角度出发，分清

但是“图集”６～７页立式增压稳压设备技术特

性表中，作为气压罐设计［３］的缓冲水容积（用％Ｐ

表示，稳压水容积则用Ｖｓ表示，３０～６５

Ｌ＝魄Ｐ＜

不同用途，把仅用于消火栓给水系统（以下简称“消火栓系统”）的气压罐储水容积（“高规”称调节

弘）未予列出和工作压力比只有％一项计算不够全面值得补充。为改善稳压设备运行工况和优化系统设计，以下围绕气压罐和稳压泵选型展开探讨。

１稳压设备计算简化

查《建筑给水排水设计手册（第２册）》［４］（以下

水容量，用ｈ表示）设定为～３００Ｌ，仅用于自动喷水灭火系统（以下简称自喷系统）的坛～１５０Ｌ，

而共同用于消火栓及自喷双系统（以下简称“共用

双系统’’）的Ｕ～４５０

Ｌ，推荐采用ＸＢＤ系列

２５ＬＧｗ消防给水稳压泵，编制了上置式（水箱和稳压设备均布置在建筑顶层之上一层）和下置式

简称“２册”）１０２～１０４页图２—５３计算简图的内容，

依据“图集”符号，可建立按照图１简化的隔膜式气

（稳压设备布置在地下室且稳压泵吸水水源为地压罐计算公式如下：

僻臂础哪钟啃ｅ啃ｅ哪种噶ｅｌｅ啃ｅ＾心删喇常，鹋啃ｅｌｅｌｅ—ｃ啃ｅ唷ｅ＾心“嗣－／罾６＇ｃｌｅ唷ｃ弋心＾心＾世＾总＾心＾心＾砖＾心＾蹿＾跨＾出＾世＾跨—嗣细“’譬ｏ’ｅ崎６

区，Ⅱ型可按１．２０ＭＰａ分区，Ⅲ型则可按１．６０ＭＰａ分区。经减压后，栓后压力为ｏ．３５ＭＰａ，完全

而采用减压保（持）压消火栓，在出水压力≤ｏ．４０

ＭＰａ时，可不减压，在＞ｏ．４０ＭＰａ时，会减压至所要

可能满足消火栓系统水枪喷水灭火要求，同时可使消防给水系统简化。分区给水系统的分区也可从现

在按静压分区合理调整到按动压分区。１０减压保（持）压消火栓

减压保（持）压消火栓是减压稳压消火栓的派生产品，当采用减压稳压消火栓时，出水压力＞Ｏ．４０ＭＰａ，可减至Ｏ．２５～０．３５ＭＰａ，当≤Ｏ．４０ＭＰａ时，

求的水压，使整栋建筑消火栓的型号完全一致。

１１

结语

减压方式的多元化倾向使工程设计人员有更多

的选择，但在众多的减压方式中我们认为应着重推

荐减压稳压消火栓和减压保（持）压消火栓，但也不

排除其他减压方式在特定条件下的应用。

仍需采用普通消火栓，全造成整幢建筑消火栓型号

的不一致。

通讯处：２０００２３上海市徐汇区康健路１３８号ＣＣＤＩ大厦收稿日期：２００７一０３一０７

给水排水ｖ札３３增刊加盯３１９

万方数据　

消火检系统的减压和给水分区

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

姜文源， 孙慧

姜文源(中建国际(深圳)设计顾问有限公司上海公司标准工作室,上海,200235)， 孙慧(深圳市物业集团上海深圳物业发展有限公司,上海,201108)给水排水

WATER & WASTEWATER ENGINEERING2007,33(z2)

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