自動噴水滅火系統(tǒng)末端試水裝置探討

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簡介： 自動噴水滅火系統(tǒng)末端試水裝置是噴灑系統(tǒng)的重要組成部分。規(guī)范所給末端試水裝置圖示有不妥之處。筆者通過推理和工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，來探討末端試水裝置的合理安裝形式以及末端壓力表合理讀數(shù)，希望據(jù)此能促進(jìn)噴灑設(shè)計技術(shù)的完善。
關(guān)鍵字：末端試水裝置 壓力表讀數(shù) 靜壓 工作壓力

　　Opinions on Equipment apparatus to detect end-point water of sprinklers systems　

Liu Ming

　　Abstract: Equipment apparatu detecting end-point water is one important part of sprinkler systems. The cutlines of Equipment detecting end-point water in criterion are not accurate. We can find the reasonable form and the rational reading of piezometer to improve the technology of design by the ratiocination and the work experiences.

　　Keywords: Equipment apparatus detecting end-point water；Reading of piezometer； Static-Press；Dynamic- Press

　　自動噴水滅火系統(tǒng)是目前世界上公認(rèn)的最有效自救滅火方式，該系統(tǒng)具有安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，滅火成功率高等優(yōu)點(diǎn)。要完成一套具有以上作用特點(diǎn)的自動噴水滅火系統(tǒng)，需要設(shè)計人員全方位理解噴灑設(shè)計和安裝規(guī)范，從完成的工程調(diào)試試驗(yàn)中不斷總結(jié)，才能使其在滅火時達(dá)到良好的使用效果。

　　自動噴水滅火系統(tǒng)末端試水裝置是噴灑系統(tǒng)的重要組成部分，通過此裝置可以檢測整個系統(tǒng)運(yùn)行狀況，《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50084 -2001，以下簡稱“設(shè)計規(guī)范”),條文解釋中對此裝置作用做了詳細(xì)的詮釋：“為了檢測系統(tǒng)的可靠性，測試系統(tǒng)能否在開放一只噴頭的最不利條件下可靠報警并正常啟動，要求在每個報警閥的供水最不利處設(shè)置末端試水裝置。末端試水裝置測試的內(nèi)容，包括水流指示器、報警閥、壓力開關(guān)、水力警鈴的動作是否正常，配水管道是否通暢，以及最不利點(diǎn)處的噴頭工作壓力等。”

　　但筆者在設(shè)計和安裝過程中也發(fā)現(xiàn)了規(guī)范上述內(nèi)容有不妥之處，在這里和大家一起探討。首先對上述測試內(nèi)容進(jìn)行分析，設(shè)計規(guī)范要求此裝置檢測水流指示器、報警閥、水力警鈴動作是否正常。為此大家應(yīng)首先應(yīng)了解濕式報警閥、水流指示器和流量的關(guān)系，根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施建筑產(chǎn)品選用技術(shù)》（給水排水）提供產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)：國產(chǎn)ZSJZ漿狀水流指示器（規(guī)格為DN100）最低動作流量15.00L/min，國產(chǎn)ZSFZ報警閥（規(guī)格為DN100）最低動作流量60.00L/min。因此當(dāng)管網(wǎng)有超過上述規(guī)定的流量，就可以達(dá)到測試管網(wǎng)運(yùn)行狀況的目的。末端試水裝置的試水接頭是相當(dāng)于一個標(biāo)準(zhǔn)噴頭的放水口，其出口的流量系數(shù)應(yīng)與同樓層或防火分區(qū)內(nèi)的最小流量系數(shù)噴頭相同，那么在相同的工作壓力下，其流量也和噴頭一致。現(xiàn)在市場通用的標(biāo)準(zhǔn)噴頭的流量系數(shù)K=80，按照設(shè)計規(guī)范規(guī)定的最不利末端要有0.05MPa的工作壓力，這樣通過計算，此噴頭的流量就達(dá)到了1.00L/s。所以末端試水裝置在上述0.05MPa的工作壓力下，打開裝置，管網(wǎng)流量也能達(dá)到1.00L/s，這樣水流指示器，報警閥就能開始工作，進(jìn)而達(dá)到測試系統(tǒng)可靠性的目的。

　　為了表示清楚，設(shè)計規(guī)范在條文解釋里列出了試水裝置的圖例(見圖2-1)：試水裝置由表前閥門、壓力表、試水接頭等組成。筆者認(rèn)為設(shè)計規(guī)范圖例有明顯的不妥之處。筆者通過和幾個壓力表廠家聯(lián)系溝通得知，廠家所生產(chǎn)的普通壓力表、雙面壓力表、矩形壓力表、膜片壓力表等類型的表在正常情況下都只能測量靜壓。《常用小型儀表及特種閥門選用安裝》圖集（01SS105）給出了彈性壓力表工作原理：“被測介質(zhì)壓力經(jīng)儀表接頭導(dǎo)入彈性元件使之自由端產(chǎn)生位移進(jìn)而轉(zhuǎn)換到刻度盤讀數(shù)”，彈性元件一般和流速平行，因而無法把流速的動能轉(zhuǎn)換到彈性元件上。而在施工時壓力表取樣管一般只焊接在管道上，沒有迎著流體流向斜插到管道中心，所以實(shí)際測量時也只能是靜壓。那么此裝置的表前閥門在打開之前閥后管內(nèi)無水，表讀數(shù)應(yīng)該是零；而在打開后其靜壓值也接近為零，其推導(dǎo)過程如下：由伯諾利方程

　　z1+α1v12/2g+p1/ρg= z 2+α2v22/2g +p2/ρg +hι

　　 式中 v -斷面流速，m/s；

　　 α -流速修正系數(shù)；

　　 p/ρg-斷面壓頭，m；

　　 hι -兩個斷面間水頭損失。

　　見圖1，以0-0為基準(zhǔn)面分別列Ⅰ-Ⅰ和Ⅲ-Ⅲ,Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ斷面間的伯諾利方程如下：

　　z1+α1v12/2g+p1/ρg=z3+α3v32/2g +p3/ρg +hι3

　　 由：z 1=H,

　　v1=0,

　　p1=p3=p0=0(相對壓強(qiáng)),

　　 z3=0,

　　所以：H=α3v32/2g+ hι3 （1）

　　z1+α1v12/2g+p1/ρg= z2+α2v22/2g +p2/ρg +hι2

　　由：z 1=H，

　　v1=0，

　　p1=p0=0(相對壓強(qiáng))，

　　z2=0，

　　所以：H=α2v22/2g+ p2/ρg + hl2 （2）

　　當(dāng)表前閥門完全打開，Ⅱ，Ⅲ斷面管徑相同，由連續(xù)性方程得v2=v3，α2=α3.

　　由（1），（2）式得：壓力表讀數(shù)p2/ρg= hι3－ hι2（兩斷面間水頭損失）。

　　筆者認(rèn)為測量壓力表后管道水頭損失在工程上毫無意義，沒必要為了此而安裝一個壓力表，那么用壓力表來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)任務(wù)就落空了，所以筆者認(rèn)為圖2-1圖示在這一點(diǎn)上設(shè)計的不太合理。

　　而《自動噴水滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50261-96，2003年版，以下簡稱“施工規(guī)范”）的圖示中則在壓力表后多設(shè)置了一個閥門(見圖2-2)，試水操作人員可以在“準(zhǔn)工作狀態(tài)”下把表后閥門常閉，表前閥門常開，這樣壓力表可以隨時顯示管網(wǎng)末端的壓力。解決了設(shè)計規(guī)范所給圖例的弊端。但是，在設(shè)計規(guī)范和施工規(guī)范并沒有明確規(guī)定壓力表讀數(shù)范圍，《給水排水設(shè)計手冊》(第二版，第二冊)也沒有給推算壓力表讀數(shù)計算公式。而很多設(shè)計資料把壓力表的讀數(shù)和0.05Mpa的靜壓力相互比較 ，認(rèn)為壓力表讀數(shù)在大于上述壓力時，此系統(tǒng)就能正常運(yùn)行，而很多消防安裝公司也是參照此標(biāo)準(zhǔn)

　　 圖1 管路圖

　　 The cutline of pipeline

　　進(jìn)行調(diào)試，很顯然這些做法都是錯誤的。因?yàn)楫?dāng)水流動的時候，在管路水頭損失削減下, 0.05MPa靜壓力所剩無及，那么在試水接頭所流出的水量也就遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到報警閥報警所需數(shù)值，這樣的話此系統(tǒng)就有可能存在延誤報警的

　　圖2 三種末端試水裝置示意圖

　　Three kinds of cutlines about the equipment detecting end-point water

　　隱患。

　　為了解決以上問題，有的消防安裝公司測試的時候，在末端加一個流量計，通過比較流量計讀數(shù)和報警閥工作流量值，來判斷系統(tǒng)運(yùn)行是否正常。這種方法，筆者認(rèn)為比較復(fù)雜。完全可以根據(jù)圖2-2給出的圖例，利用“準(zhǔn)工作狀態(tài)”下壓力表的讀數(shù)判斷系統(tǒng)可靠性，來減少工作量，那么找出“準(zhǔn)工作狀態(tài)”下壓力表合理讀數(shù)就變的非常重要。正如上述，設(shè)計規(guī)范沒有明確給定數(shù)值，只有通過設(shè)計人員來計算給定。在理解了工作壓力和靜壓的區(qū)別后，這個問題就變的清楚了，筆者認(rèn)為，設(shè)計人員只要算出在試水時末端之前管路總損失，然后加上規(guī)范規(guī)定的0.05Mpa壓力值，得出的數(shù)據(jù)就是壓力表最小讀數(shù)。這樣試水操作人員只要根據(jù)設(shè)計人員在計算書給出的數(shù)值來和壓力表實(shí)際讀數(shù)進(jìn)行比較，就可以很清楚判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀況。

　　另外《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》（給水排水）也對末端試水裝置進(jìn)行圖示（見圖2-3）。筆者認(rèn)為此圖示也有明顯缺陷：除了有上述設(shè)計規(guī)范圖示的不足外，此裝置給檢修壓力表帶來不便。

　　末端試水裝置在噴灑系統(tǒng)中起到了監(jiān)測和檢測作用，其重要意義不可忽視，因此噴灑設(shè)計和安裝人員在這一環(huán)節(jié)上應(yīng)該給與重視。由于噴灑滅火系統(tǒng)在中國還不是很普及，噴灑技術(shù)還不完善，所以筆者就大膽提出以上不成熟的看法，希望能對噴灑技術(shù)的發(fā)展起到積極的作用。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 方汝清，王家良，鄔昌瓊.自動噴水滅火濕式系統(tǒng)的末端試水和流量、壓力檢測測試裝置.給水排水，2004，30（7）：109～112

　　2 張維佳，潘大林.工程流體力學(xué).哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出社，2001