提要：本文对普通室内消火栓采取减压技术出现问题进行了初步分析讨论并提出了其解决方法。
关键词：高层建筑、减压型室内消火栓、分析
在高层建筑的设计施工中，特别是国家颁布实施了《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-1995（2005年版）（简称《高规》），其中第7.4.6.5规定消火栓栓口的静水压力不应大于1.0MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统；2014年新出版的《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974－2014（简称《消规》）第7.4.12中也要求：消火栓栓口的动压力不应大于0.50Mpa；当大于0.70MPa时必须设置减压装置。但其减压问题在执行规定时将带来一定的难度，成为建筑消防系统设计中的一项新课题。本文仅就其有关问题作一分析讨论。
一、减压型室内消火栓的分类
目前减压型室内消火栓目前大致可分为三种类型。
1、由减压孔板和室内消火栓组合在一起。减压孔板可用于减动压，将减压孔板设置在室内消火栓的水平管段内，其孔径根据减压要求而定，且≤20mm。这类消火栓既具有室内消火栓快速连接水带、接通和截断水流的功能，又具有孔板减压限流的功能。同时由于两种附件组合在一起，减少了附件数量，节省了安装位置，简化了施工手续，是一种新颖、构造简便且减压效果明显的室内消火栓。这类减压型室内消火栓已有应用，对此分歧意见不大。在安装时要注意管道宜侧向接入消火栓箱，以保证孔板在水平管道上。
2、由减压阀和室内消火栓构成。由于减压孔板只能减动压，不能减静压，在既要减动压又要减静压的场合，可以采用的措施是在室内消火栓前串联设置减压阀。这种组合也可以看成是另一种类型的减压型室内消火栓，其应用目前已不存在争议，它的优点是消火栓所需压力可以根据要求调节，缺点是价格偏高、安装长度长。
3、将减压阀置于室内消火栓内。这类消火栓也称为减压稳压室内消火栓，其优点是既可以节省安装位置又可节省投资。减压稳压室内消火栓国外有直接式和先导式两种，国内目前只有直接式一种。
二、室内减压稳压消火栓特点及特殊功能
室内减压稳压消火栓保留了普通室内消火栓的外型、接口标准及传统的安装、操作方式，并在此基础上增加了自动减压稳压功能。因而在工程设计中无须进行计算、安装时不用调试。
1、室内减压稳压消火栓的适用范围。室内减压稳压消火栓是安装在建筑物内消防管网上，向火场提供水的、带有阀门的接口，是工厂、仓库、高层建筑及船舶等室内固定消防设备，用于扑救建筑物内的火灾，通常安装在消火栓箱内，与轮船消防、消防水带和水枪等配套使用。其有自动减压稳压的功能，在高层建筑的消防系统使用中能有效准确控制消防水压及流量，即使系统压力在一定范围内产生变化，栓内也能进行自动调节保证栓后压力维持稳定。
2、室内减压稳压消火栓的工作原理。当进水端水压增大时，活塞克服弹簧力在活塞套上产生向上移动，使活塞侧壁上截流口的开度因受活塞套的遮挡而减小，从而使出水端压力减小，反之，当进水端压力减小时，受弹簧力的作用，活塞相对活塞套产生向下移动，使活塞侧壁上的截流口开度增大，则出水端压力随之增大，由于截流口形状经过精确计算设计的，受它的控制使出水端压力得到稳定。其技术参数是严格按照《高规》的要求设定的。它包括：固定接口 KN65内扣式消防接口，试验压力2.4Mpa，公称压力1.6Mpa，进水口压力0.4—0.8Mpa，出水口压力0.3Mpa，稳压精度±0.05Mpa，出水流量≥5L/S。
3、室内减压稳压消火栓的特点：（1）减压稳压装置。经精密计算设计及加工的截流口，保证精确稳定的减压效果。特殊装配工艺及检验手段、确保稳压精度。自动的进行减压稳压，设计和安装完全不必进行计算和调试。（2）活塞式结构，液压原理自动调节。能够自由运动并保证良好的密封效果。确保水源与减压弹簧完全隔离，避免产生锈蚀。手轮及阀杆组件操作非常灵敏，启闭轻便而不会产生泄漏。（3）长寿命设计。减压弹簧在长期非启动状态下保持松弛，水源与减压弹簧完全隔离，避免产生锈蚀。栓内部件全部采用抗老化、耐锈蚀材料，可充分保持其可靠性。即使数年不使用，栓内也不会浸水。（4）通行流量大，水阻小，保证用水需求，关键部件采用铜质或不锈钢结构，彻底防锈。
三、室内减压稳压消火栓在高层建筑中的应用
分区减压，习惯做法是通过设中间水箱来实现的。自八十年代后期既能减动压又能减静压的新型减压阀和比例减压阀的问世，则逐渐采用减压阀来实施分区减压。减压阀的推广应用，节省了建筑面积与空间，节约了工程投资，取得了良好的经济效益。
消火栓处的减压，则一直沿用传统的减压孔板方式。这一方法，一方面给设计人员造成繁琐的工程计算工作量；另一方面，在安装施工过程中，必须在消火栓供水支管上焊接法兰或安装活接头，用来固定减压孔板。八十年代初期，有关部门对室内消火栓的结构作了改进设计，把消火栓进口端与进水管连接处的外螺纹改成内螺纹，目的在于把进口端的内螺纹退刀槽加大，以便在此安装孔板。还有的生产厂家在消火栓接口上铸出孔板，以解决消火栓减压问题。上述各种方法实施多年，收效不大，安装施工人员深感不便。有的建筑甚至出现孔板漏装、错装等现象。即使设计人员计算准确，施工人员安装无误，但由于实际使用过程中随着系统流量与压力的波动和变化，栓后压力也不能保持稳定。
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室内减压稳压消火栓就是针对普通消火栓在高层建筑消防设计和施工过程中反映的不足与缺陷，特别是用户对消火栓栓后压力稳定性的需求而研制出的新产品。该产品的外型及结构尺寸与普通室内消火栓完全相同，不但具有开关功能，同时又具有自动减压稳压功能。在消防系统的设计和使用中有效准确地控制消防水压及流量，即使系统压力在一定范围内产生变化，它也能够将栓前变化的水压转变成栓后稳定的充实水柱，而这一过程都是由其内部的减压稳压装置自动实现的，使得消防系统可以轻而易举地达到《高规》和《消规》的要求。
室内减压稳压消火栓减压工作原理与普通的减压阀不同。普通减压阀一般采用阀后取样技术，即通过检测阀后压力的变化来控制阀门的工作。而室内减压稳压消火栓采用的是栓前取样技术，使其具有自动辨别栓前压力变化的能力，并快速自如地根据栓前压力变化来控制其内部减压稳压装置的工作，并保持栓后出口压力的稳定。
目前，国内有关生产厂家共研制出三种结构形式的室内减压稳压消火栓，且都经过公安消防部门的检测，获得了准许生产销售及专利产品的相关证书。在高层建筑消防系统设计中采用室内减压稳压消火栓，可以免去繁琐的设置孔板水力计算。设计人员一般只需在系统静压大于0.3—0.4Mpa的位置开始设置减压稳压消火栓，而在静水压力小于此值的场所仍设置普通室内消火栓。 值得注意的是，在高层建筑消防系统设计中，不能因采用了减压消火栓而取消竖向分区。设计人员仍需按照《高规》的规定，当系统静水压力大于1.00Mpa时，采取分区给水系统。
新编图集中，在单栓室内消火栓箱内配置SNJ65型减压稳压消火栓，DN65衬胶水龙带和QZ19/Ф19水枪。由于目前尚没有研制出双阀双出口减压稳压消火栓和《高规》对普通双阀双出口室内消火栓（俗称羊角型双头消火栓）的使用场所有严格的限制，所以，在需要设置双栓室内消火栓箱的场所，可以在栓箱内安装两个SNJ65型减压稳压消火栓及同规格水龙带和水枪。另外，由于室内减压稳压消火栓是靠栓前进水压力自动调节泄水孔的有效断面来工作的，为了避免泄水孔不被异物堵塞失灵，建议在系统设计中尽可能采用热镀锌钢管，并在消防水泵吸水管上设置Y型过滤器。同时，安装人员应做到文明施工，彻底清除水箱及管道中可能存在的各种异物脏物，确保系统的安全使用。
四、室内减压稳压消火栓存在问题及解决办法
1、消火栓内的弹簧一般处于自然松弛状态，并非处于受压状态。只有发生火灾开启消火栓，消防用水从栓口出流时，弹簧才处于压缩状态，但不会影响弹簧的弹性。
2、活塞套出流口断面偏小，容易造成孔口被杂质堵塞，过水断面减少，影响用水量。
活塞套出流口断面因栓前压力不同和减压要求不同会有变化，但已考虑了最小断面要求，即在最不利情况下，活塞套出流口的断面面积仍不得小于减压孔板最小孔径所相应的面积。如果允许减压孔板的孔径≮20mm，则过水断面并不小于孔板过水断面的减压稳压室内消火栓也应在允许之列。此外，减压稳压消火栓活塞套出流口有前后两处，即使一处出流口因杂质而被堵塞（概率极小，即使堵塞，也不会全部堵塞），另一处仍可出流，影响不大，不会出现断流，不影响消火栓出流量。对于管道内的杂质，可以采用设置过滤器来解决。
3、在水泵接合器设置数量不足或设置位置不当时，可将室内消火栓当作水泵接合器使用，即消防车到达火灾现场，车上的消防水泵通过室内消火栓向消防给水系统供水。而当消火栓为减压稳压消火栓时，则该类消火栓既不具有水泵接合器的功能，也不具备通过减压稳压消火栓向室内消防给水系统供水的可能性（因为减压稳压消火栓就其结构特点是一个止回阀，水流方向不能逆向）。
因此，应当根据规范和需用要求，合理设置和布置水泵接合器。当水泵接合器的数量足够、设置位置合理时，就不需要用室内消火栓来作为水泵接合器的替代物。
减压稳压消火栓由于减压结构阻止水流逆向流动，不能作为水泵接合器使用时，其他形式的减压型消火栓（如减压阀与室内消火栓串联使用）也同样不能当作水泵接合器使用，其结果是一样的。当然室内消火栓既可用出流来满足使用要求，又可当作水泵接合器使用是最理想的，但不能同时满足时，至少应保证消火栓的功能要求，而减压稳压消火栓正好符合这一要求。另外如一定要满足消防出流和水泵接合器双重功能，则可仅在底层设能满足这一功能要求的消火栓，而在其他楼层仍可设置减压稳压消火栓。减压阀在工程中已有应用并取得了成功经验，减压稳压室内消火栓的性质和构造与之相近，容易认识和掌握。专业人员对消防给水减压限流、均衡供水的意识加强，减压措施得到重视，采用减压稳压室内消火栓后，既可保证消火栓出流时所需的压力要求，又可使消火栓出流量满足设计规范要求，且不致过量过度，从而使消防水池、消防水箱在火灾延续时间内的消防用水量得以保证。
五、结束语
综上所述，目前室内减压稳压消火栓已在我国广泛地得到认可及应用，且具有技术先进、性能可靠、安装方便等优点，其有自动减压稳压的功能，在高层建筑的消防系统使用中能有效准确控制消防水压及流量，即使系统压力在一定范围内产生变化，栓内也能进行自动调节保证栓后压力维持稳定，取得了良好的经济效益。
参考文献
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论文作者:陈少青
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/18
标签：消火栓论文; 室内论文; 压力论文; 减压阀论文; 水泵论文; 活塞论文; 水压论文; 《基层建设》2017年2期论文;