减压阀组简介

随着国民经济的发展，我国的高层建筑越来越多，装修档次越来越豪华，相应的消防问题越来越突出。工程设计中，建设单位常因为造价及管理等方面的问题，不愿在主体建筑中设置中间水箱，同时高层建筑消火栓系统中的超压问题一直未能得到圆满解决。如何在满足消防功能的前提下，尽可能满足诸方面的要求，已是高层建筑消防给水设计中所面临的实际问题。

     在我国目前的高层建筑中，高度在80～100m之间的建筑占有较大比重，对于这类建筑，为了满足顶部zui不利点水压的要求，必然会造成建筑下部消火栓的超压，解决这个问题的方式有多种，但通常多采用分区供水方式。分区供水的方式亦有多种，如并联分区、串联分区方式及无水箱消防供水方式，如图1示。

     从图1中可看出，并联分区与串联分区方式皆需设置高位水箱和中间水箱，这势必要加大结构荷载，并占用宝贵的建筑主体面积，这样做显然增加了造价。无水箱供水方式虽然取消了水箱，但由于各分区皆分别设置了独立的消防主泵，因而需要的泵房面积较大。由于这三种方式在分区交界处楼层发生火灾时，上下两分区的消防泵均需同时启动，因而要求较高的设备电负荷。所以，有必要就一种既能满足消防要求、又经济合理的消火栓供水方式进行讨。

1 变频调速泵组和减压阀组成的无中间水箱的分区供水方式

     随着科学技术的发展，很多新技术、新产品已使各行各业发生了巨大变化。变频调速泵和减压阀就是近年来在供水系统中得到日益广泛应用的一种新技术。变频调速泵组和减压阀组联合使用，就可获得一种较为理想的消火栓给水管网形式。如图2示。

     从图2中可以看出，以减压阀为界整个系统分为上下两区。分区高度应满足《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称“高规”）不大于0.8MPa静压的要求，一般以50m为宜。顶部设有消防水箱，储有10分钟消防水量，水箱设置高度应保证“高规”及“高规修订稿”中所规定的顶层消火栓处7m水柱静压。整个系统运行情况如下：

     （1） 平时由屋顶水箱维持系统静压，由于分区处设有减压阀，可以满足zui底层消火栓处静压不大于0.8MPa的要求。

     （2） 火灾初起消防泵未启动前这段时间，消火栓一经动用，屋顶水箱水就靠重力流入系统上区的消防用水由水箱直接供给。上区下部的消火栓压力仍维持在0.23MPa～0.6MPa之间，但上区上部消火栓却不能满足zui低压力0.23MPa。因此，尽管水箱的设置高度满足了“高规”7m静压的要求。但仍宜在顶部数层设置增压措施。下区的消防用水从水箱流出后经过减压阀减压稳压后供给，减压阀的出口压力应使下区顶层消火栓的压力不小于0.23MPa，而使下区底层消火栓压力不大于0.8MPa。

     （3） 由于系统内高位水箱出水管设置了水流指示器，并且每个消火栓箱均设有自动启动消防泵的按钮，这两种方式都可以使消防泵尽快启动。因而一般消防泵启动时间不超过30秒。消防泵启动后，水通过高压输水环网a b c d 进入分区处。这时，上区可由消防泵直接供水，满足了系统zui不利点消火栓用水，同时上区下部水压小于0.8MPa恤。下区消防水由减压阀减压稳压后供给，同样下区顶层消火栓压力不小于0.23MPa，而下区底层消火栓压力不大于0.8MPa，这样整个系统都能维持消防所需的压力及流量.

     消防车赶到后,可通过管网上的水泵结合器向系统内并联供水，从而加大了系统的消防能力。

2高层建筑水用减压阀组该系统的设计要点

2.1 变频调速泵的设计

     变频调速泵组是一种能根据实际消防需要自动变压或恒压的变流量供水设备，它采用微机控制，根据火灾发生时供水系统中瞬时变化的流量与其相应的压力两种参数，自动调节水泵的转速和台数，改变水泵出口的压力或流量，以满足消防的需要，从而达到提高供水质量和高效节能的目的。变频调速泵的扬程按下式计算：

     式中：为水泵扬程；为消防水池水面与zui不利消火栓之高差；h_栓为消火栓所需zui小出口压力，一般为0.23MPa；从为系统总水头损失。其流量心则根据“高规”表6.2.2确定。

     水泵数量一般为二台，一用一备，在流量大于201/s，宜采用三台，在一台流量不够时第二台也投入运行，另有一台备用。

2.2 减压阀的设计

     减压阀有两种，即比例式减压阀和定压式减压阀，其中定压式减压阀中又有一种既减动压，又减静压，且阀前压力可任其变化，而阀后压力可稳定在所需压力上的减压稳压阀。在本系统中应采用定压式减压阀，阀前压力不大于1.6MPa，阀后压力应满足阀后分区内zui上层消火栓压力不小于0.23MPa，而分区内zui下层消火栓压力不大于0.8MPa 。减压阀组设计安装如图3。

2.3 水泵结合器的设置

     水泵结合器的设置除应与室内消火栓流量吻合外，其位置也很重要。水泵结合器一般应设在下区消防环网上，见图2e处，以保证消防车并联供水的可靠运行。但当zui大供水高度小于80m，且使用的是交通牌或黄河牌消防车时，因此类消防车供水高度可达80m，应将水泵结合器设于abcd高压环网上，见图2中虚线所示，这样上下区均可zui大程度地利用消防车的消防能力。

2.4 减压孔板的设置

     由于消防专业人员操作消火栓时压力范围以0.3～0.6MPa为宜，未经专业训练人员操作消火栓的压力不宜大于0.4MPa，因此系统内大于0.4MPa的消火栓支管处应设置减压孔板。

2.5 管材的选用

     图2中abcd管为高压管，应根据消防泵出口压力选定管材，而系统内其它部分管材则应按区分内zui大压力确定。

3 高层建筑水用减压阀组该系统的特点

     （1）变频调速泵组的使用从根本上解决了消防系统运行中的超压问题。在消防泵检修、试验及消防初期或消防中的某些阶段，消火栓使用的数目可能只有一、二只，实际流量远小于设计流量。根据水泵的性能曲线，流量小则压力高，这样会使系统造成严重的超压，后果之一是消防人员无法操作消火栓水枪之二是重则造成管网的破坏，使消防根本无法进行。一般的消防泵无法根据实际流量的变化使系统压力稳定，而变频泵则可根据系统的实际出流量，自动调节水泵的转速、台数，尽管出流量变化，但水泵出口压力都可保持恒定，从而保证了整个系统的压力稳定，这是其它解决超压措施所无法达到的。

     （2）减压阀的运用取消了中间水箱，不占用宝贵的建筑主体面积，泵房集中设置于地下层，便于集中管理维护。同时由于只用一套消火栓泵组就解决了各区的消火栓供水，减少了泵房面积和设备电负荷，降低了工程造价。

     综上所述，由变频调速泵组和减压阀组成的高层建筑消火栓给水系统是一种技术上可行，经济上合理的高层建筑消火栓给水系统。本系统与高位水箱结合使用，既满足了“高规”，又增加了消防的可靠性。即使取消高位水箱，也可由变频调速泵维持系统平时及消防时所需的压力指标，在有可靠双路供电的条件下，仍能满足实际消防的需要。无论选用比例式仍是可调式减压阀，其减压比P1∶P2不宜选择过大，一般当节制正在5∶1之内。跨越那个范畴难发生气蚀现象，损坏阀件，发生啸叫乐音。无些塞式减压阀，制制厂正在其阀体上加工一个曲径1.5mm左左的小孔，其功能是让阀芯动时起到透吸气做用，办理时当留意万万不要将小孔塞住，不然影响减压阀的一般运转。分之，溢流减压阀是靠进气口的节省做用减压，靠膜片上力的均衡做用和溢流孔的溢流做用稳压；调理弹簧即可使输出压力正在必然范畴内改变。为防行以上溢流式减压阀徘出少量气体对四周的污染，可采用不带溢流阀的减压阀（即通俗减压阀）。

若P1瞬时升高，P2将随之升高，使膜片气室6内压力升高，正在膜片5上发生的推力相当删大，此推力了本来力的均衡，使膜片5向上挪动，无少部门气流经溢流孔12、排气孔11排出。正在膜片上移的同时，果复位弹簧9的做用，使阀芯8也向上挪动，关小进气阀口10，节省做用加大，使输出压力下降，曲至达到新的均衡为行，输出压力根基又回到本来值。若输入压力瞬时下降，输出压力也下降、膜片5下移，阀芯8随之下移，进气阀口10开大，节省做用减小，使输出压力也根基回到本来值。逆时针扭转旋钮1。使调理弹簧2、3放松，气体做用正在膜片5上的推力大于调压弹簧的做用力，膜片向上曲，靠复位弹簧的做用封闭进气阀口10。再扭转旋钮1，进气阀芯8的顶端取溢流阀座4将脱开，膜片气室6外的压缩空气便经溢流孔12、排气孔11排出，使阀处于无输出形态。

减压阀的做用本理是靠阀内流道对水流的局部阻力降低水压，水压降的范畴由毗连阀瓣的薄膜或塞两侧的进出口水压差从动调理。近年来又呈现一些新型减压阀，如定比式减压阀。定比减压本理是操纵阀体外浮动塞的水压比节制，进出口端减压比取进出口侧塞面积比成反比。那类减压阀工做平稳无振动；阀体内无弹簧，故无弹簧锈蚀、金属委靡掉效之虑；密封机能劣良不渗漏，果此既减动压（水流动时）又减静压（流量为0时）；出格是正在减压的同时不影响水流量。