減壓孔板在噴淋系統(tǒng)中的應(yīng)用

減壓孔板在噴淋系統(tǒng)中的應(yīng)用針對(duì)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2001第8.0.5條規(guī)定，“配水管道的布置，應(yīng)使配水管入口的壓力均衡。輕危險(xiǎn)級(jí)、中危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所中各配水管入口的壓力均不宜大于0.40MPa”，這一要求本文對(duì)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的減壓方式做了簡(jiǎn)單歸納和對(duì)比，得出目前適合這一規(guī)范的減壓方式只有減壓孔板，并重點(diǎn)針對(duì)減壓孔板減壓的原理、安裝要求及計(jì)算選型做了詳細(xì)的闡述。標(biāo)簽：噴淋；減壓孔板；水頭損失隨著城市建筑高度的不斷增加，建筑頂層自動(dòng)噴淋系統(tǒng)入口壓力越來越大，這就造成了建筑低層噴淋系統(tǒng)入口壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自身所需的入口壓力，根據(jù)噴頭流量計(jì)算公式[1]可以看出，噴頭的出流量受到壓力的直接影響，壓力過大，單個(gè)噴頭流量就會(huì)隨之增加，將導(dǎo)致消防水箱的水量不能滿足火災(zāi)初期消防用水的要求。因此，《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2001第8.0.5條規(guī)定，“配水管道的布置，應(yīng)使配水管入口的壓力均衡。輕危險(xiǎn)級(jí)、中危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所中各配水管入口的壓力均不宜大于0.40MPa。這就需要在低層噴淋管道的配水管上設(shè)減壓措施。并且在規(guī)范第9.3條中，也列出了減壓的措施：a、減壓孔板；b、節(jié)流管；c、減壓閥。這三種減壓措施中，減壓閥在規(guī)范中已明確規(guī)定應(yīng)設(shè)在報(bào)警閥組入口前，所以不適合配水管道的減壓，而節(jié)流管由于長(zhǎng)度要求不小于1m，對(duì)安裝空間有一定的要求，并且30°的漸縮角和漸擴(kuò)角市場(chǎng)也不易采購(gòu)，因此在實(shí)際工程中也很少應(yīng)用，而減壓孔板由于造價(jià)低，安裝方便，不占用空間，管理方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)配水管需要減壓的場(chǎng)所，本文將重點(diǎn)針對(duì)減壓孔板進(jìn)行說明。1.減壓孔板的原理：減壓孔板的工作原理是對(duì)液體的動(dòng)壓力（不含靜壓力）進(jìn)行減壓。高層建筑由于層數(shù)較多，高層和低層所承受的靜水壓力不一樣。出水時(shí)，低層的水流動(dòng)壓力比高層的水流動(dòng)壓力大很多。當(dāng)水流經(jīng)過減壓孔板時(shí)，流速發(fā)生突然變化，且在孔板前后產(chǎn)生許多渦流，引起很大的局部水頭損失。在減壓孔處產(chǎn)生壓力降，從而可以降低低層自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的出口壓力及出口流量。2.減壓孔板的安裝要求（1）應(yīng)設(shè)在直徑不小于50mm的水平直管段上，前后管段的長(zhǎng)度均不宜小于該管段直徑的5倍；（2）孔口直徑不應(yīng)小于設(shè)置管段直徑的30%，且不應(yīng)小于20mm；（3）應(yīng)采用不銹鋼板材制作。（4）減壓孔板主要用來克服由幾何高差和噴淋立管水頭損失造成的噴淋系統(tǒng)豎向的噴水不均勻性，其位置設(shè)在各層配水管或配水干管的起點(diǎn)端。3.減壓孔板的水頭損失計(jì)算減壓孔板的水頭損失可以按以下公式進(jìn)行計(jì)算：（1）式中：Hk——減壓孔板的水頭損失（10-2MPa）；Vk——減壓孔板后管道內(nèi)水的平均流速（m/s）；ξ——減壓孔板的局部阻力系數(shù)，（2）式中：dj——給水管直徑（mm）；dk——孔板的孔徑（mm）；為簡(jiǎn)化計(jì)算，《建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》將將各種不同管徑、孔板孔徑及流速代入式（1）和式（2）中，求得相應(yīng)的H值，并將所得的H值編成減壓孔板的水頭損失表。使用時(shí)，只要算出噴淋配水管需要減去的剩余水頭H及給水管直徑dj，就可從表中查得所需孔板孔徑dk。但需要注意的是，表格中的數(shù)據(jù)是假定水流通過孔板后的流速為1m/s時(shí)計(jì)算得出的，如實(shí)際流速于此不符，則須按下式進(jìn)行修正，并按修正后的剩余水頭H查表。（3）式中：H’——流速1m/s時(shí)的剩余水頭（KPa）；H——設(shè)計(jì)剩余水頭（KPa）；4.設(shè)計(jì)實(shí)例下面以筆者做過的一個(gè)酒店式公寓為模型，具體說明減壓孔板的計(jì)算過程。4.1工程概況該酒店式公寓地下1層，地上9層，建筑高度37.8m，地下1層為車庫(kù)，層高6m，1層層高6.6m，2～3層層高4.8m，4～9層層高3.6m。該酒店噴淋系統(tǒng)危險(xiǎn)等級(jí)為中危II級(jí)，1～9層噴淋系統(tǒng)由1個(gè)濕式報(bào)警閥控制，噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)用水量為30L/S，噴淋系統(tǒng)干管管徑為DN150，噴淋管道為內(nèi)外熱鍍鋅鋼管。4.2減壓孔板選型計(jì)算為使讀者有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，我們?cè)谶@里假設(shè)該酒店第九層噴淋系統(tǒng)入口壓力為0.40MPa，這就意味著除第9層以外所有樓層的噴淋系統(tǒng)入口壓力都要超過0.40MPa，都需要進(jìn)行減壓。首先要計(jì)算出各層噴淋系統(tǒng)入口需要減去的剩余水頭，需要減去的剩余水頭可以按下式計(jì)算：Hn=Hn-9+hn-9（4）式中：Hn——第n層噴淋系統(tǒng)入口需要減去的剩余水頭（m）；Hn-9——第n層噴淋系統(tǒng)干管與第9層噴淋系統(tǒng)干管的高差（m）；hn-9——第n層噴淋系統(tǒng)干管到第9層噴淋系統(tǒng)干管的水頭損失（m）；以第8層為例：已知入口管徑為DN150，流量30L/S，查《建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：Vk=1.72m/s，i=0.0377，局部阻力損失按沿程水頭損失的25%計(jì)算。H8=H8-9+h8-9=3.6+1.25*3.6*0.0377=3.77m修正后的剩余水頭為：H8’=H8/=3.77/1.722=12.7（KPa）然后按dj=150mm，水頭損失H’=12.7KPa查《建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》減壓孔板水頭損失表得減壓孔板孔徑dk=78mm其余樓層減壓孔板選型計(jì)算與第8層相同，具體數(shù)值見下表。5.結(jié)語孔板減壓是通過限制噴淋系統(tǒng)的出流量來防止由于系統(tǒng)壓力過大造成系統(tǒng)流量增加，確保消防水箱（水池）的延續(xù)使用時(shí)間。從公式（1）可知，減壓孔板的水頭損失與管道中水的流速成正比，流速越大，阻力越小，流速越小，阻力越大，噴淋系統(tǒng)流量是隨著火災(zāi)時(shí)間的延續(xù)逐步增加的，直到達(dá)到設(shè)計(jì)流量，在此期間，減壓孔板的阻力也是逐步增加的，開始時(shí)阻力很小。因此，在火災(zāi)初期由消防水箱供水時(shí)，減壓孔板起到的效果很小。并且，由于減壓孔板只減動(dòng)壓，不減靜壓，隨著城市建筑高度的不斷增加，建筑低層噴淋系統(tǒng)承受的靜壓也越來越大，對(duì)噴淋系統(tǒng)管材和設(shè)備的承壓要求也就更高。但是，由于規(guī)范的局限性，在沒有新的減壓方式出現(xiàn)前，適合噴淋系統(tǒng)配水管減壓的方式也就只有減壓孔板。參考文獻(xiàn)[1]自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50084-2