建筑消防水閥門選型分析

【資料簡介】

建筑消防水閥門選型分析

筑給水和消防給水中，閥門是系統中的重要組成部分。閥門的壓力選擇直接關系到系統施工安裝、運行的安全可靠性。針對工程設計中常常出現閥門，滴、漏、跑、冒，水的問題，發現很大程度上與管道系統中閥門的選擇有關。因此，合理選擇閥門的工作壓力對工程有積極的意義。消防水系統，是我們在生活中容易接觸到的一種自動滅火系統，也是保護大多數普通場所的系統，因此無論是施工還是維保都應該格外重視。下面為大家介紹的，就是在這幾種系統中重要的部件：報警閥、消防泵、消火栓、水泵接合器、隔膜式氣壓罐、噴淋頭等。自動噴水滅火系統分為閉式系統（濕式、干式、預作用、重復啟閉預作用、防護冷卻系統）和干式系統（雨淋、水幕系統）。而這些系統所用閥組共可以分為四種：濕式報警閥、干式報警閥、預作用報警閥、雨淋報警閥。接下來我們就分別對各種閥組的功能以及閥組上連接的管路做詳細講解。

1、建筑消防水閥門選型分析國家規范對給水系統的試壓要求
1.1 設計規范的規定
目前，我國相關設計規范中對建筑給水和消防給水的系統試驗規定安排在施工驗收規范中，對閥門的壓力要求一般提出性能化的原則要求。如《建筑給水排水設計規范》（GB50015-2003，2009年版）3.4.1條規定，給水系統采用的管材和管件，應該符合國家現行有關產品標準的要求，管材和管件的工作壓力不得大于產品標準公稱壓力或標稱的允許工作壓力。

1.2 施工驗收規范的規定
? 1.2.1室內給水系統安裝
《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》（GB50242-2002）4.2.1條規定"室內給水管道的水壓試驗必須符合設計要求。當設計未注明時"各種材質的給水管道系統試驗壓力均為工作壓力的1.5倍"但不得小于0.6MPa。
檢驗方法：金屬及復合管給水管道系統"在試驗壓力下觀測10min，壓力降不應超過0.02MPa。然后降到工作壓力進行檢查，應不滲不漏；塑料管給水系統應在試驗壓力下穩壓1h，壓力降不得超過0.05MPa，然后在工作壓力的1.15倍狀態下穩壓2h，壓力降不得超過0.03MPa，同時檢查各連接處不得滲漏。
? 1.2.2 室內熱水供應系統安裝
《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》（GB50242-2002）6.2.1條規定，熱水供應系統安裝完畢，管道保溫之前進行水壓試驗。試驗壓力應符合設計要求。當設計未注明時，熱水供應系統水壓試驗壓力應為系統頂點的工作壓力加0.1MPa，同時在系統頂點的試驗壓力不小于0.3MPa。
檢驗方法：鋼管或復合管道系統試驗壓力下10min內壓力降不大于0.02MPa，然后降至工作壓力檢查，壓力應不降，且不滲不漏；塑料管道系統在試驗壓力下穩壓1h，壓力降不得超過0.05MPa，然后在工作壓力1.15倍狀態下穩壓2h，壓力降不低0.03MPa，連接處不得滲漏。

? 1.2.3 室外給水管網安裝
《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》（GB50242-2002）9.2.5條規定，管網必須進行水壓試驗，試驗壓力為工作壓力的1.5倍，但不得小于0.6MPa。 
檢驗方法：管材為鋼管、鑄鐵管時，試驗壓力下10min內壓力降不應大于0.05MPa，然后降至工作壓力進行檢查，壓力應保持不變，不滲不漏；管材為塑料管時，試驗壓力下，穩壓1h壓力降不大于0.05MPa，然后降至工作壓力進行檢查，壓力應保持不變，不滲不漏。
? 1.2.4 室內消火栓系統和室外消火栓安裝
《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》（GB 50242-2002）9.3.1條規定，系統必須進行水壓試驗，試驗壓力為工作壓力的1.5倍，但不得小于0.6MPa。
檢驗方法：試驗壓力下，10min內壓力降不大于0.05MPa，然后降至工作壓力進行檢查，壓力保持不變，不滲不漏 

? 1.2.5 自動噴水滅火系統安裝
《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》（GB 50261-2005）規定，自動噴水滅火系統的管網安裝完畢后，應對其進行強度試驗、嚴密性試驗和沖洗。在其主控項目的6.2.1條中規定，當系統設計工作壓力等于或小于1.0MPa時，水壓強度試驗壓力應為設計工作壓力的1.5倍。并不應低于1.4MPa；當系統設計工作壓力大于1.0MPa時，水壓強度試驗壓力應為該工作壓力加0.4MPa。水壓強度試驗的測試點應設在系統管網的點。對管網注水時，應將管網內的空氣排凈，并應緩慢升壓；達到試驗壓力后，穩壓30min后，管網應無泄漏、無變形，且壓力降不應大于0.05MPa。此外，系統還需做嚴密性試驗。《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》（GB 50242-2002）6.2.3條規定，水壓嚴密性試驗應在水壓強度試驗和管網沖洗合格后進行。試驗壓力應為設計工作壓力，穩壓24h應無泄漏。水壓試驗時環境溫度不宜低于5℃，當低于5℃時，水壓試驗應采取防凍措施。
系統水壓試驗值和試驗時間的要求參照了美國標準NFPA13相關條文，并結合了現行國家規范的有關條文，其目的是保證系統在實際滅火過程中能承受國家標準《自動噴水滅火系統設計規范》（GB 50084-2001,2005年版）中規定的管道10m/s流速和1.20MPa的工作壓力。

2、建筑消防水閥門選型分析閥門的產品規定
建筑給水和消防給水中閥門壓力選擇閥門的用途廣泛，種類繁多，在建筑給水和消防給水系統中是*的管道附件。閥門可分兩大類：驅動閥門有閘閥、截止閥、節流閥、蝶閥、球閥、旋塞閥等；自動閥門有止回閥、安全閥、調節閥、疏水閥、減壓閥等。從壓力分類來看，建筑給水和消防給水系統中常用的是低壓閥（公稱壓力PN≤1.6的閥門）和中壓閥（公稱壓力PN2.5~6.4的閥門）。從通過的介質溫度看，均為普通閥門（適用于介質溫度-40~425℃的閥門）。

2.1 國內產品標準的規定
我國的閥門標準體系由基礎標準、方法標準、產品標準、零部件標準和材料標準組成。其方法標準有性能試驗、壽命試驗、探傷試驗。這類標準的代表有：《工業閥門 壓力試驗》（GB/T 13927-2008）、《減壓閥性能試驗方法》(GB/T 12245-2006)、《閘閥 靜壓壽命試驗規程》（JB/T 8858-2004）、《閥門耐火試驗》（JB/T 6899-19930）。
《工業閥門 壓力試驗》（GB/T 13927-2008）是代替《通用閥門 壓力試驗》（GB/T 13927-1992）的。該標 準 規 定 每 臺 閥 門 出 廠 前 應 進 行 壓 力 試驗。殼體試驗是指對閥體和閥蓋等連接而成的整個閥門殼體進行的冷態壓力試驗。目的是檢驗閥門殼體、包括固定連接處在內的整個殼體的結構強度、耐壓能力和致密性。密封試驗是檢驗閥門啟閉件和閥座密封副、閥體和閥座間的密封性能的試驗。試驗是滿足在-20~38℃介質溫度時閥門允許工作壓力，即 冷 態 工 作 壓 力（CWP）。對試驗壓力的規定如表1所示，壓力試驗項目如表2所示。
此外，產品標準中 也 有類似的規定。如國標《管 線閥門 技術條件》（GB/T 19672-2005）規定殼體試驗壓力按材料38℃時允許工作壓力值的1.5倍，高壓（液體）密封試驗壓力和上密封壓力按38℃時大允許工作壓力值的1.1倍，低壓（氣體）密封和低壓密封試驗壓力為0.4~0.7MPa。《供水系統用彈性密封閘閥》（GB/T 24924-2010）中規定，閘閥的殼體試驗方法按《工業閥門 壓力試驗》（GB/T 13927-2008）的規定，試驗介質為水，試驗壓力為
2倍的公稱壓力。試驗過程中殼體、承壓接頭應無可見的泄漏。對于閥桿處用填料密封的閘閥，殼體試驗期間閥桿密封應能保持閥門的試驗壓力；對于閥桿處用O形密封圈的閘閥，殼體試驗期間不允許有可見的泄漏。閘閥的密封試驗方法按《工業閥門 壓力試驗》（GB/T 13927-2008）的規定，閥門應在每個端口進行密封試驗，試驗介質為水，試驗壓力為1.1倍的公稱壓力。試驗過程中殼體、承壓接頭和閥桿密封位置應沒有可見泄漏。

2.2 國外產品標準的規定
目前，國內閥門的標準較多引用的是國外產品的標準。如《工業閥門 壓力試驗》（GB/T 13927-2008）采用《工業用閥門——金屬閥門的壓力試驗》(ISO/DIS 5208:2007)。
如125磅級的閥門試驗壓力，對于DN300的殼體試驗壓力2.41MPa、密閉壓力1.38MPa；DN350的殼體試驗壓力1.83MPa、密閉壓力1.03MPa。還有英國標準《通用鑄鐵止回閥》（BS 5153-1974）也有類似的規定。

3、建筑消防水閥門選型分析閥門工作壓力的選擇
3.1  系統施工驗收規范與閥門標準的差異
綜合我國《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》（GB 50242-2002）、《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》（GB50261-2005）的規定，建筑給水和消防給水系統的水壓試驗為：當系統設計工作壓力等于或小于1.0MPa時，水壓強度試驗壓力應為設計工作壓力的1.5倍，且生活和消火栓給水不得小于0.6MPa、自動噴水滅火系統的給水不應低于1.4MPa；當系統設計工作壓力大于1.0MPa時，水壓強度試驗壓力應為該工作壓力＋0.4MPa。
閥門壓力試驗標準中，有殼體試驗和密封試驗壓力。殼體試驗也是強度試驗，閥門可看成是受壓容器，需滿足承受介質壓力而不滲漏的要求，故閥體、閥蓋等零件的毛坯不應存在影響強度的裂紋、疏松氣孔、夾渣等缺陷。其試驗壓力要求不小于閥門允許工作壓力的1.5倍。密封試驗的壓力至少是閥門允許工作壓力的1.1倍。這也就是說閥門的密閉試驗壓力要小于殼體試驗（強度試驗）壓力。
比較給水的系統試驗壓力和閥門的試驗壓力，可見閥門的強度試驗壓力與系統試驗壓力一致，而閥門的密閉試驗壓力要小于系統的試驗壓力。

3.2建筑消防水閥門選型分析 閥門工作壓力的選擇
針對閥門密閉試驗壓力要小于系統試驗的壓力的情況，工程中多次出現在驗收試驗時閥門的密閉材料滲漏，但閥門整體并未強度破壞，這也符合閥門標準的規定。從建筑給水和消防給水系統的角度看，閥門的密閉試驗也應滿足系統試驗的壓力要求。這是設計、施工采購中值得注意的問題。因此，在設計給水管道中，閥門的工作壓力要高于系統的工作壓力，且應滿足系統的試驗壓力要求。
現根據《管道元件PN（公稱壓力）的定義和選用》（GB/T 1048-2005），選擇建筑給水和消防 給水中采用 的系統壓力等 級（PN6、PN10、PN16、PN25）來 確 定 閥 門 的 選 用 工 作 壓 力，如 表3所示。從閥門壓力選擇的角度看，只有在閥門的密閉試驗壓力大于系統試驗壓力的情況下，才能*系統的施工驗收要求。此時，部分閥門的選擇等級可能要高于系統工作壓力。

3.3 需要注意的問題
在閥門壓力的選擇中，還需要防氣蝕和噪音的問題，也有必要提高選擇閥門的工作壓力。如采用減壓比大于3:1時，比例式減壓閥的選用應避開氣蝕區。減壓閥后配水件處的壓力應按減壓閥失效情況下進行校核，其壓力不應大于配水件產品標準規定的水壓試驗壓力。
除了閥門的強度試驗、密封試驗外，還可以進行性能試驗（試驗動作性能）、真空密封試驗（也稱真空檢漏，是一種靈敏度很高的密封試驗方法，宇航及原子能工業用閥及密封性要求*的閥門一般均進行真空密封試驗）、微泄漏試驗（主要針對介質為強腐蝕性、強輻射性、劇毒的閥門，主要是檢查閥門中法蘭和填料函處的微量泄漏程度，屬于閥門殼體密封試驗的一種）。
此外，在《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》（GB 50242-2002） 3.2.5條中也規定了閥門的強度試驗壓力為公稱壓力的1.5倍，嚴密性試驗壓力為公稱壓力的1.1倍；試驗壓力在試驗持續時間內應保持不變，且殼體填料及閥瓣密封面無滲漏。還規定了閥門試壓的試驗持續時間，如表4所示 閥門試驗持續時間建筑給水和消防給水中閥門壓力選擇_5

4、建筑消防水閥門選型分析 小結
通過比較建筑給水和消防給水的施工驗收規范與產品標準中對閥門的試驗壓力規定，可以發現，閥門的密閉試驗壓力要小于系統試驗壓力和閥門強度試驗壓力的要求。因此，在閥門的選擇中，應考慮所選閥門的工作壓力也能滿足在系統試壓情況下不超過閥門密閉壓力值。同時，也給出了常用建筑給水和消防給水中系統工作壓力對應的閥門工作壓力的選擇。