末端試水裝置

自動(dòng)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(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，需要設(shè)計(jì)人員全方位理解噴灑設(shè)計(jì)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(shí)達(dá)到良好的使用效果。

自動(dòng)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(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況，《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50084 -2001，以下簡稱"設(shè)計(jì)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(bào)警并正常啟動(dòng)，要求在每個(gè)報(bào)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(bào)警閥、壓力開關(guān)、水力警鈴的動(dòng)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(jì)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(jì)規(guī)范要求此裝置檢測水流指示器、報(bào)警閥、水力警鈴動(dòng)作是否正常。為此大家應(yīng)首先應(yīng)了解濕式報(bào)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(jì)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(dòng)作流量15.00L/min，國產(chǎn)ZSFZ報(bào)警閥(規(guī)格為DN100)最低動(dòng)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(gè)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(jì)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(jì)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(bào)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(jì)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(jì)規(guī)范圖例有明顯的不妥之處。筆者通過和幾個(gè)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?！冻Ｓ眯⌒蛢x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(dòng)能轉(zhuǎn)換到彈性元件上。而在施工時(shí)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(shí)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(gè)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(gè)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(jì)的不太合理。

而《自動(dòng)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(gè)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(shí)顯示管網(wǎng)末端的壓力。解決了設(shè)計(jì)規(guī)范所給圖例的弊端。但是，在設(shè)計(jì)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(jì)手冊》(第二版，第二冊)也沒有給推算壓力表讀數(shù)計(jì)算公式。而很多設(shè)計(jì)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(shí)，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(cuò)誤的。因?yàn)楫?dāng)水流動(dòng)的時(shí)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(bào)警閥報(bào)警所需數(shù)值，這樣的話此系統(tǒng)就有可能存在延誤報(bào)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(shí)候，在末端加一個(gè)流量計(jì)，通過比較流量計(jì)讀數(shù)和報(bào)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(jì)規(guī)范沒有明確給定數(shù)值，只有通過設(shè)計(jì)人員來計(jì)算給定。在理解了工作壓力和靜壓的區(qū)別后，這個(gè)問題就變的清楚了，筆者認(rèn)為，設(shè)計(jì)人員只要算出在試水時(shí)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(jì)人員在計(jì)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(jì)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(jì)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 end water-test equipments

安裝在系統(tǒng)管網(wǎng)或分區(qū)管網(wǎng)的末端， end water-test equipments等功能的裝置。

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(jì)技術(shù)的完善。