消防給水管材部分替代的可行性

何 沛

(四川省廣元市公安消防支隊(duì)，四川廣元628000)

鍍鋅鋼管因其管材自身的缺陷，在使用中易腐蝕、生銹、結(jié)垢、滲漏及堵塞等弊病，尤其是對(duì)噴淋系統(tǒng)影響較大。20世紀(jì)90年代，建設(shè)部開始全面推廣塑料及復(fù)合材料管材，傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管已退出生活供水舞臺(tái)。取而代之的是一些新型給水管材如硬聚氯乙烯給水塑料管(PVC－U)、氯化聚乙烯給水塑料管(CPVC)、交聯(lián)聚乙烯給水塑料管(PEX)、共聚聚丙烯給水塑料管(PP－R、PP－C)、聚丁烯給水塑料管(PB)、聚乙烯給水塑料管(PE)、鋁塑復(fù)合給水管(簡稱MP)、無縫鋁合金襯塑給水管、塑鋼復(fù)合給水管等給水管材。新型管材取代鋼管作為建筑生活供水的管材，新型管材有無取代鋼管成為消防供水的可能性呢?

1 新型給水管材用于消防給水的規(guī)范依據(jù)

1.1 相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

國家標(biāo)準(zhǔn)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》2009年局部修訂征求意見稿中增加了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)允許采用CPVC管的規(guī)定(劃線部分為增加內(nèi)容)。

征求意見稿8.0.2規(guī)定:配水管道應(yīng)采用內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼管或符合現(xiàn)行國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并同時(shí)符合本規(guī)范1.0.4條規(guī)定的涂覆其它防腐材料的鋼管，以及銅管、不銹鋼管和氯化聚氯乙烯(CPVC)消防專用管。當(dāng)報(bào)警閥入口前管道采用不防腐的鋼管時(shí)，應(yīng)在該段管道的末端設(shè)過濾器。采用涂覆鋼管和CPVC管時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)為濕式系統(tǒng)。

征求意見稿8.0.2A規(guī)定:系統(tǒng)采用CPVC管時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)設(shè)置場(chǎng)所應(yīng)為輕危險(xiǎn)級(jí)或中危險(xiǎn)級(jí)Ⅰ級(jí);(2)應(yīng)用在系統(tǒng)公稱外徑不超過50 mm的配水管及配水支管上;(3)CPVC管應(yīng)隱蔽安裝在吊頂內(nèi)，且頂棚裝修材料的燃燒性能等級(jí)不低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50222規(guī)定的B1級(jí);(4)宜采用快速響應(yīng)噴頭，且噴頭的公稱動(dòng)作溫度不應(yīng)超過68℃。當(dāng)設(shè)置在悶頂或技術(shù)夾層內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用快速響應(yīng)噴頭。

1.2 相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

一些地方標(biāo)準(zhǔn)的消防設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)用新型管材替代鍍鋅鋼管作為消防供水管作了明確規(guī)定，為新型管材部分替代鍍鋅鋼管作為消防供水管提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。如四川省地方標(biāo)準(zhǔn)《簡易自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(DB51/T537－2005)4.3.1條規(guī)定:簡易噴水系統(tǒng)應(yīng)采用熱鍍鋅鋼管、不銹鋼管、銅管、內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管、襯塑鋼管，其材質(zhì)應(yīng)符合國家或行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求(襯塑鋼管中塑料耐熱溫度不應(yīng)低于100℃);該條的條文解釋為:內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管是雙金屬管，襯塑鋼管外層管是鍍鋅或加強(qiáng)防腐鍍鋅鋼管，其物理機(jī)械性能符合噴淋管道的要求，而內(nèi)層薄壁不銹鋼管、塑料管的防腐能力和水力條件要優(yōu)于熱鍍鋅鋼管。噴淋管道置于保護(hù)對(duì)象的上方，火災(zāi)發(fā)生時(shí)管道要經(jīng)受高溫條件，濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)，火場(chǎng)溫度從外層鋼管傳熱至內(nèi)層塑料管，同時(shí)使管內(nèi)水溫升高，若噴頭出水管道內(nèi)水流動(dòng)帶走熱量，襯塑鋼管是安全的。但是，簡易噴水系統(tǒng)是閉式系統(tǒng)，火災(zāi)發(fā)生不是全部噴頭都出水，管內(nèi)水溫升的最不利情況是水沸騰。規(guī)范規(guī)定襯塑鋼管中塑料耐熱溫度不應(yīng)低于100℃是為了防止塑料受熱變形影響管道的水力條件。確保襯塑鋼管在噴水系統(tǒng)中安全使用。

該規(guī)范4.3.3條規(guī)定:塑料管、塑料復(fù)合管作為水源供水管時(shí)，應(yīng)為暗裝或設(shè)置在管道井內(nèi)。明裝時(shí)應(yīng)采取設(shè)置耐火極限不小于0.75 h的管窿或防火套管等隔離措施。該規(guī)范中明確提出了在具備相應(yīng)安全措施的情況下允許使用塑料管、塑料復(fù)合管作為水源供水管。

2 新型給水管材性價(jià)比高

新型給水管材替代鋼管作為消防給水管材比使用鋼管作為消防給水管材具有更高的性價(jià)比。建筑生活給水管道已全部采用除鋼管以外的新型管材，尤其是在高層建筑和大型建筑中，生活給水和消防給水管網(wǎng)均在同一管道井或管道溝內(nèi)，管道井或管道溝內(nèi)空間陜小，管道密布，新型給水管材抗蠕變強(qiáng)度高，使用壽命超過50年，使用年限長，而鍍鋅鋼管使用年限短，一旦用作消防給水的鍍鋅鋼管需要更換，將面臨施工困難的困境，除非消防給水管道有專用的管道井或管溝。而且更換消防給水管道還將破壞室內(nèi)裝修，造成新的損失。熱鍍鋼管作為消防供水管網(wǎng)的一次性投入雖然低于新型管材，但因新型管材的使用壽命一般為熱鍍鋅管的5倍，因此在建筑的有效使用年限內(nèi)一般新型管材可與建筑同壽，基本不需再次更換，其費(fèi)效比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱鍍管(表1)。

3 新型給水管材耐銹蝕

埋地鋪設(shè)的消防供水鋼管更易銹蝕漏水。在一些設(shè)集中消防供水的建筑群或是消防泵房距建筑物有一定距離的情況下，消防供水管需埋地鋪設(shè)(建筑或建筑群的室外消防供水環(huán)管一般也埋地鋪設(shè))，而傳統(tǒng)的鋼管埋地鋪設(shè)一般3到5年就會(huì)腐蝕穿孔(即便是做了很好的防腐處理)，筆者在消防檢查中發(fā)現(xiàn)多起類似情況，一些建筑僅因埋地的消防管網(wǎng)的漏水每月就達(dá)數(shù)千噸，更換地下消防供水管網(wǎng)又耗資大，讓業(yè)主苦不堪言，尤其是一些交由物業(yè)公司管理的建筑物因消防管網(wǎng)滲水嚴(yán)重、水費(fèi)支出大而不惜冒險(xiǎn)關(guān)閉消防供水設(shè)施，使投巨資建成的建筑自動(dòng)滅火設(shè)施形同虛設(shè)，關(guān)鍵時(shí)刻不能動(dòng)作滅火。如采用新型供水管材則可避免類似情況的出現(xiàn)，尤其是鋁塑、銅塑管，還可以用金屬探測(cè)器探測(cè)其埋地位置，極便檢修。

4 新型給水管材耐壓高

新型管材一般耐壓能力高于鋼管。各種管材主要性質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 各種管材主要性質(zhì)指標(biāo)

《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.2 MPa，輕危險(xiǎn)級(jí)、中危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所中各配水管道的壓力均不宜大于0.4 MPa，而自動(dòng)噴水系統(tǒng)水壓強(qiáng)度試驗(yàn)壓力一般不超過1.6 MPa，規(guī)范中對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)的耐壓能力均在新型給水管材的可承受范圍內(nèi)。

5 新型給水管材的耐溫性能

常用的閉式噴頭公稱動(dòng)作溫度一般分為57℃、68℃、79℃，一般情況下自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)使用于建筑的各種噴頭最高額定溫度為93℃，而新型管材高溫情況下也具有較高的耐壓強(qiáng)度，耐溫范圍為－40～95℃(見“各種管材主要性質(zhì)指標(biāo)”表)，高于大多常用的閉式噴頭公稱動(dòng)作溫度。據(jù)《自動(dòng)噴水滅火設(shè)備》(朱呂通編著、群眾出版社)介紹:“一次火災(zāi)中實(shí)際開放的噴頭數(shù)量也是衡量自動(dòng)噴水滅火設(shè)備的指標(biāo)，從全美國統(tǒng)計(jì)資料可見，有70%的火災(zāi)是籍開放4個(gè)以下噴頭就予以撲滅的，開放10個(gè)以下噴頭撲滅火災(zāi)的占火災(zāi)總數(shù)的85%，而在高層建筑和辦公樓中實(shí)際使用的噴頭數(shù)更少?！?/p>

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的噴頭開放滅火溫度低于新型給水管材的耐溫范圍，噴頭開放后，管道內(nèi)處于流動(dòng)狀態(tài)的水將大部分熱量帶走，能夠?qū)艿榔鸬搅己玫慕禍刈饔脧亩Ｗo(hù)管道不被火燒裂、燒壞(類似于用紙杯將水燒開)，鋼塑復(fù)合管在工作壓力≤2.0 MPa和長期工作溫度≤95℃的冷水輸送條件下，在3 h的短時(shí)間內(nèi)管道可耐環(huán)境高溫最高可達(dá)500℃。即便是出現(xiàn)管道燒裂的情況，其噴出的水流同樣具有較好的滅火和控火作用，而且隨著火場(chǎng)用水量的增大，壓力開關(guān)和水力警鈴均可提前進(jìn)入工況，實(shí)現(xiàn)提前報(bào)警、提前啟動(dòng)噴淋泵(在裝有電接點(diǎn)壓力表的系統(tǒng)中甚至還會(huì)啟動(dòng)備用噴淋泵)供給大量的消防用水而滿足火場(chǎng)噴淋用水。

6 新型給水管材抗水錘能力高

新型給水管材的抗水錘能力(彈性模量N/cm2)優(yōu)于鋼管，可降低水錘效應(yīng)對(duì)消防給水管網(wǎng)的沖擊和破壞。消防給水系統(tǒng)由于需定期試泵，而且消防水泵多為大功率、高揚(yáng)程泵，啟停泵過程中由于系統(tǒng)壓力突變而造成水錘現(xiàn)象，嚴(yán)重的水錘現(xiàn)象可導(dǎo)致管材的爆裂和變形。水錘壓力的大小與水錘波速有關(guān)，水錘波速又與管材的彈性模量和管徑、壁厚有關(guān)，管材的彈性模量越小、管徑越大，壁厚越薄均可使水錘減小。一般各種新型管材的抗水錘能力均優(yōu)于鋼管的抗水錘能力。見“各種管材主要性質(zhì)指標(biāo)”表。

7 新型給水管材可替代范圍

(1)可替代市政供水引入消防水池和濕式報(bào)警閥的供水管、埋地鋪設(shè)的消防給水管(如室外消防供水環(huán)管)、設(shè)置在管道井、管道溝內(nèi)的消防給水管、設(shè)置在電梯前室、合用前室的室內(nèi)的消防給水立管。

(2)替代輕危險(xiǎn)級(jí)和中危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所的濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中管徑小于50 mm(50 mm管徑在輕危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所中控制10只標(biāo)準(zhǔn)噴頭、在中危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所中控制8只標(biāo)準(zhǔn)噴頭)的配水支管、配水管。硬聚氯乙烯給水塑料管(PVC－U)、氯化聚乙烯給水塑料管(CPVC)、交聯(lián)聚乙烯給水塑料管(PEX)、共聚聚丙烯給水塑料管(PP－R、PP－C)、聚丁烯給水塑料管(PB)、聚乙烯給水塑料管(PE)管等應(yīng)隱蔽安裝在吊頂內(nèi)，且頂棚裝修材料的燃燒性能等級(jí)不低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50222規(guī)定的B1級(jí);宜采用公稱動(dòng)作溫度不應(yīng)超過68℃的快速響應(yīng)噴頭。當(dāng)設(shè)置在悶頂或技術(shù)夾層內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用快速響應(yīng)噴頭。

［1］DB51/T537－2005簡易自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］

［2］薛英文.新型管材及其在給水工程中的應(yīng)用［OL］.中國水科技網(wǎng)