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摘 要：在民用及工业建筑消防系统设计中，室内消火栓给水系统为其重要灭火系统之一，而消火栓的出口压力控制及造型对消火栓给水灭火系统安全、可靠性变得尤为重要。本文就当前室内消火栓产品的情况、对消火栓给水系统的减压方式、造型及说明做以简要说明。
关键词: 消火栓给水系统、减压、减压方式、减压稳压消火栓、减压孔板、充实水柱、《建规》、《高规》
一、规范对减压的规定
消火栓给水系统的减压在现行《建规》第8.4.3.9条和《高规》第7.4.6.5条中均明确规定。
消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。
消火栓栓口的出水压力（动压）大于0.50MPa时，应采取减压措施。
二、减压的目的
主要便于火灾时水枪的操作使用和保证消防用水的合理使用。
1、便于水枪的操作使用：大量的水枪试验说明和火场实践证明，栓口压力超大，水枪射水时的反作用（后座力）就超大，致使一人难以握紧水枪操作使用。经过专业训练的消防队员能承受的水枪最大反作用力不超过20kg，一般不宜超过15kg。
根据水枪的反作用力计算公式F=2γωP （1）
式中 F—水枪反作用力（kg）；
γ—水的容重（1000kg/m3）；
ω—喷口断面面积ω（m2）；
P—水枪喷口处水压（m）。
取不同的喷嘴压力进行计算，列表1
由表1可见当喷嘴压力为0.50MPa时19mm喷嘴的反作用力为28kg，大大超出消防人员的正常承受反作用力15kg范围，故要进行栓口减压。一般控制喷嘴压力≤0.27MPa。
2、保证消防水量的合理使用：
消火栓栓口压力越大，水枪的水压就越大，即而水枪的出流量也越大。根据消火栓栓口处所需水压和消火栓栓口射流出水量关系公式:
(2)推知式中:Hxh—消火栓口的水压,KPa
Hq—水枪喷嘴处的压力KPa
hd—水带的水头损失,KPa
Hsk—消火栓口的水头损失,按20KPa计.
当Hxh =0.50MPa,水带口径为65mm，麻织水带的比阻Ad值为0.00430，水枪水流特性系数B为1.577（喷嘴直径19mm）时qxh=8.19L/S（8.19L/S等于5.00L/S的1.638倍，8.19×8=65.52L/S）
如果按一类高层公建室内消火栓8支水枪同时工作计算，水量从40L/S增加到65.52 L/S。以消防水池按火灾灭火时间3小时储水量（432m 3），1.8小时内就用完了，绝对是不安全和违反规范要求,因此消火栓栓口超压时应减压控制。
3、消火栓栓口压力减压减到多少比较合理？
减压后的栓口压力应满足充实水柱和出水量要求。充实水柱长度在《建规》、《高规》中根据建筑物类别、建筑高度分别规定是7.00m、10.00m、13.00m；出水量采用每支水枪的最小流量2.50L/S、5.00L/S时，根据消火栓栓口所需水压计算公式、充实水柱及出水量≥5.00L/S计算得表2
从表2可以看出设计中当出水量≥5L/S、充实水柱长度>10米、按一条25米水带设计时，栓口压力≥0.21MPa；按两条25米水带设计，栓口压力≥0.23MPa。当出水量≥5.00L/S、充实水柱长度≥13米、按一条25米水带设计时，栓口压力≥0.26MPa；按两条25米水带设计，栓口压力≥0.30MPa。
三、减压方式及选择
1、减压方式：
目前设计中较为常用的有减压阀、减压孔板、节流管、减压稳压消火栓等。
减压阀：它既能减静压，又能减动压。减压阀有多种型式，其中有比例式减压阀、可调式减压阀。这两种减压阀一般用于消防管网的系统分区减压。用于消火栓前减压的减压阀只能采用阀体上能设置压力表的可调式减压阀，才能使阀后压力符合调节要求需要。设计中一般因阀体尺寸、技术要求和安装条件限制难以实现，故较少使用。
减压孔板：它只能减动压，不能减静压。使用软件程序计算较为简单，广泛使用于消防管网中的自喷系统支管减压和消火栓栓前、栓后减压。它的压力减压范围有一定限制，设计中要严格按自喷规范中第9.3.1和9.3.3条减压孔板的设置要求执行。
节流管：它可以减动压，一般用于系统减压，因设计技术要求和设置条件限制，消栓前减压一般不采用此种减压形式。
国标《室内消火栓》GB3445-2005中减压稳压消火栓和旋转型消火栓等产品的推出，为当今建筑消防给水系统中消火栓的应用提供了有力的支持。
（1）减压消火栓的分类：
从减压类型上分为减压型室内消火栓和减压稳压型室内消火栓两种。
从结构型式上分为弹簧式减压消火栓、隔膜式减压消火栓、梭式减压消火栓三种。
从安装型式上分为普通型减压室内消火栓和旋转型室内消火栓两种。
（2）以下将重点介绍减压稳压型消火栓。
减压稳压型室内消火栓：在栓体内或栓体进、出水口设置自动节流装置，依靠介质本身的能量，改变节流装置的节流面积，将规定范围内的进水口压力减至一定的需要出口压力，并使出口压力自动保持稳定的室内减压稳压消火栓。它有普通型与旋转型两种型式。
减压稳压型消火栓与普通型消火栓外形尺寸基本相同，栓口尺寸完全相同。其内部精确设计的减压构造能自动减压稳压，在系统水压为1.60MPa，具有稳定的减压效果，在减压过程中不会出现压力波动，并能自动排出管网中积存颗粒杂质。
减压稳压室内消火栓内部采用耐腐蚀、耐疲劳材料，性能可靠，密封效果好，使用寿命长等优点。其性能与流量关系如下表
旋转型减压稳压室内消火栓，它是旋转型室内消火栓和减压稳压室内消火栓的组合，具有旋转型和减压稳压双重功能。它能广泛使用于墙体厚度在160mm~240mm的薄壁减压稳压消火栓。
四、减压稳压型室内消火栓选用
1、减压范围：在栓前压力0.40MPa时就可以采用，而非在0.50MPa以上时才可以使用。
2、此栓可以广泛使用于栓口前動压0.40MPa~1.60MPa压力范围内的消防给水系统中。
3、选用此栓不用进行水利计算。自身能自动进行减压稳压至0.25MPa~0.35MPa，并满足规范要求。
4、选用时不需要考虑栓口朝向问题。栓口可以向下或180度安装，消防使用时旋转栓口朝外即可。
5、减压稳压型和旋转型减压稳压消火栓有多种类型，建议设置时采用Ⅲ型。Ⅲ型即为出口孔板型的减压稳压消火栓。它单孔直径大于19mm，能自动排除杂质，不易堵塞；旋转型消火栓推荐滚珠结构，防渗漏，低扭矩力（6.00N.M）的旋转型消火栓，注意不能随便选用。
参考文献
国标《室内消火栓》GB3445-2005
给水排水设计手册、技术措施
建筑机电工程文献、蒋文源等人文稿
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: 消火栓给水系统、减压、减压方式、减压稳压消火栓、减压孔板、充实水柱、《建规》、《高规》
一、规范对减压的规定
消火栓给水系统的减压在现行《建规》第8.4.3.9条和《高规》第7.4.6.5条中均明确规定。
消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。
消火栓栓口的出水压力（动压）大于0.50MPa时，应采取减压措施。
二、减压的目的
主要便于火灾时水枪的操作使用和保证消防用水的合理使用。
1、便于水枪的操作使用：大量的水枪试验说明和火场实践证明，栓口压力超大，水枪射水时的反作用（后座力）就超大，致使一人难以握紧水枪操作使用。经过专业训练的消防队员能承受的水枪最大反作用力不超过20kg，一般不宜超过15kg。
根据水枪的反作用力计算公式F=2γωP （1）
式中 F—水枪反作用力（kg）；
γ—水的容重（1000kg/m3）；
ω—喷口断面面积ω（m2）；
P—水枪喷口处水压（m）。
取不同的喷嘴压力进行计算，列表1
由表1可见当喷嘴压力为0.50MPa时19mm喷嘴的反作用力为28kg，大大超出消防人员的正常承受反作用力15kg范围，故要进行栓口减压。一般控制喷嘴压力≤0.27MPa。
2、保证消防水量的合理使用：
消火栓栓口压力越大，水枪的水压就越大，即而水枪的出流量也越大。根据消火栓栓口处所需水压和消火栓栓口射流出水量关系公式:
(2)推知式中:Hxh—消火栓口的水压,KPa
Hq—水枪喷嘴处的压力KPa
hd—水带的水头损失,KPa
Hsk—消火栓口的水头损失,按20KPa计.
当Hxh =0.50MPa,水带口径为65mm，麻织水带的比阻Ad值为0.00430，水枪水流特性系数B为1.577（喷嘴直径19mm）时qxh=8.19L/S（8.19L/S等于5.00L/S的1.638倍，8.19×8=65.52L/S）
如果按一类高层公建室内消火栓8支水枪同时工作计算，水量从40L/S增加到65.52 L/S。以消防水池按火灾灭火时间3小时储水量（432m 3），1.8小时内就用完了，绝对是不安全和违反规范要求,因此消火栓栓口超压时应减压控制。
3、消火栓栓口压力减压减到多少比较合理？
减压后的栓口压力应满足充实水柱和出水量要求。充实水柱长度在《建规》、《高规》中根据建筑物类别、建筑高度分别规定是7.00m、10.00m、13.00m；出水量采用每支水枪的最小流量2.50L/S、5.00L/S时，根据消火栓栓口所需水压计算公式、充实水柱及出水量≥5.00L/S计算得表2
从表2可以看出设计中当出水量≥5L/S、充实水柱长度>10米、按一条25米水带设计时，栓口压力≥0.21MPa；按两条25米水带设计，栓口压力≥0.23MPa。当出水量≥5.00L/S、充实水柱长度≥13米、按一条25米水带设计时，栓口压力≥0.26MPa；按两条25米水带设计，栓口压力≥0.30MPa。
三、减压方式及选择
1、减压方式：
目前设计中较为常用的有减压阀、减压孔板、节流管、减压稳压消火栓等。
减压阀：它既能减静压，又能减动压。减压阀有多种型式，其中有比例式减压阀、可调式减压阀。这两种减压阀一般用于消防管网的系统分区减压。用于消火栓前减压的减压阀只能采用阀体上能设置压力表的可调式减压阀，才能使阀后压力符合调节要求需要。设计中一般因阀体尺寸、技术要求和安装条件限制难以实现，故较少使用。
减压孔板：它只能减动压，不能减静压。使用软件程序计算较为简单，广泛使用于消防管网中的自喷系统支管减压和消火栓栓前、栓后减压。它的压力减压范围有一定限制，设计中要严格按自喷规范中第9.3.1和9.3.3条减压孔板的设置要求执行。
节流管：它可以减动压，一般用于系统减压，因设计技术要求和设置条件限制，消栓前减压一般不采用此种减压形式。
国标《室内消火栓》GB3445-2005中减压稳压消火栓和旋转型消火栓等产品的推出，为当今建筑消防给水系统中消火栓的应用提供了有力的支持。
（1）减压消火栓的分类：
从减压类型上分为减压型室内消火栓和减压稳压型室内消火栓两种。
从结构型式上分为弹簧式减压消火栓、隔膜式减压消火栓、梭式减压消火栓三种。
从安装型式上分为普通型减压室内消火栓和旋转型室内消火栓两种。
（2）以下将重点介绍减压稳压型消火栓。
减压稳压型室内消火栓：在栓体内或栓体进、出水口设置自动节流装置，依靠介质本身的能量，改变节流装置的节流面积，将规定范围内的进水口压力减至一定的需要出口压力，并使出口压力自动保持稳定的室内减压稳压消火栓。它有普通型与旋转型两种型式。
减压稳压型消火栓与普通型消火栓外形尺寸基本相同，栓口尺寸完全相同。其内部精确设计的减压构造能自动减压稳压，在系统水压为1.60MPa，具有稳定的减压效果，在减压过程中不会出现压力波动，并能自动排出管网中积存颗粒杂质。
减压稳压室内消火栓内部采用耐腐蚀、耐疲劳材料，性能可靠，密封效果好，使用寿命长等优点。其性能与流量关系如下表
旋转型减压稳压室内消火栓，它是旋转型室内消火栓和减压稳压室内消火栓的组合，具有旋转型和减压稳压双重功能。它能广泛使用于墙体厚度在160mm~240mm的薄壁减压稳压消火栓。
四、减压稳压型室内消火栓选用
1、减压范围：在栓前压力0.40MPa时就可以采用，而非在0.50MPa以上时才可以使用。
2、此栓可以广泛使用于栓口前動压0.40MPa~1.60MPa压力范围内的消防给水系统中。
3、选用此栓不用进行水利计算。自身能自动进行减压稳压至0.25MPa~0.35MPa，并满足规范要求。
4、选用时不需要考虑栓口朝向问题。栓口可以向下或180度安装，消防使用时旋转栓口朝外即可。
5、减压稳压型和旋转型减压稳压消火栓有多种类型，建议设置时采用Ⅲ型。Ⅲ型即为出口孔板型的减压稳压消火栓。它单孔直径大于19mm，能自动排除杂质，不易堵塞；旋转型消火栓推荐滚珠结构，防渗漏，低扭矩力（6.00N.M）的旋转型消火栓，注意不能随便选用。
参考文献
国标《室内消火栓》GB3445-2005
给水排水设计手册、技术措施
建筑机电工程文献、蒋文源等人文稿
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