減壓閥在高層建筑供水系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

朱永元

摘要：減壓閥作為一種新技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品具有占地小、易于安裝操作的特點(diǎn)，在高層建筑物供水系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。它的應(yīng)用替代了分區(qū)減壓水箱的作用，有效的保證了高層建筑供水的連續(xù)性，是高層建筑物供水系統(tǒng)的重要組成部分。本文論述了給水減壓閥的分類、原理，并結(jié)合供水實(shí)況闡述了減壓閥的應(yīng)用原則及案例分析。

關(guān)鍵詞：減壓閥，高層建筑，供水系統(tǒng)

1.給水減壓閥的分類及原理

給水減壓閥，簡單的說，就是降低給水管道中的水壓的一種閥門，通過啟閉件的截流將進(jìn)口壓力減壓穩(wěn)定至某一個(gè)需要的出口壓力，從而達(dá)到減壓變化的目的。現(xiàn)在應(yīng)用比較普遍的有比例式、可調(diào)式兩個(gè)種類，具體原理和介紹如下：

1.1比例式減壓閥

比例式減壓閥，顧名思義，就是指其出口壓力和進(jìn)口壓力是按照固定的比例減壓的，比較常見的比例是2：1，3：1，4：1，5：1。結(jié)構(gòu)方式相對是比較簡單的，它的閥體是一個(gè)活動部件活塞，活塞在截留口處的縫隙變化、前后面積是不相同的。隨著水流量的變化，在截留口所產(chǎn)的阻力損失會隨著進(jìn)、出口壓力差變化，進(jìn)口、出口的壓力依然保持固定的比例。當(dāng)沒有水流經(jīng)過的時(shí)候，閥體的截留口則處于完全的關(guān)閉減靜壓狀態(tài)。通過使用比較，比例式具有良好的減壓效果，不需要人工進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，閥體的體積小，生產(chǎn)制作起來方便，而且價(jià)格便宜，安裝維護(hù)也方便快捷，耐用性強(qiáng)，但缺點(diǎn)就是出口的壓力沒法根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

1.2可調(diào)式減壓閥

可調(diào)式的減壓閥，就是可以根據(jù)使用需要對出口壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過增強(qiáng)局部水頭損失的方法達(dá)到減少壓力的目的。水流進(jìn)來后流經(jīng)截留口，降低的壓力作為反饋信號傳遞到橡膠膜片下面，在膜片與彈簧力平衡關(guān)系的作用下，通過聯(lián)動閥芯使閥瓣處于一定的開啟高度，這時(shí)候就會有一個(gè)阻力系數(shù)使出水的壓力達(dá)到設(shè)定的值，當(dāng)這個(gè)設(shè)定值達(dá)到關(guān)閉截留口的值時(shí)，就實(shí)現(xiàn)減靜壓，如果想要出口壓力，則只需調(diào)節(jié)彈簧的平衡力?？烧{(diào)式減壓閥的出口壓力相對比較穩(wěn)定、反應(yīng)比較靈敏，使用方式也靈活，但就是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，閥體體積大，價(jià)格較高，而且使用一段時(shí)間之后，容易出現(xiàn)出口壓力偏移情況，但通過調(diào)節(jié)還可以繼續(xù)使用。使用久了后，發(fā)體內(nèi)的彈簧會出現(xiàn)疲勞，隔膜也會老化，為不影響使用效果，需要及時(shí)調(diào)整、更換。

2.給水減壓閥的選用

綜上所述，比例式減壓閥的出口壓力和進(jìn)口壓力是按設(shè)計(jì)好的固定比例減壓的，可調(diào)式減壓閥則可以根據(jù)使用的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以要選用哪種還得根據(jù)給水系統(tǒng)的要求和給水減壓閥的正常減壓范圍的需求來定。

2.1比例式給水減壓閥的選用原則

選用比例式減壓閥必須注意以下幾個(gè)原則：閥前壓力和閥后壓力有固定的比例減壓，閥后的壓力不需要調(diào)節(jié)；根據(jù)設(shè)計(jì)秒流量選定公稱直徑，而且設(shè)計(jì)的秒流量須在流量-壓力特性曲線的有效段內(nèi)；給水減壓閥壓力等級要高于預(yù)訂的閥前壓力；設(shè)計(jì)流量閥后壓力滿足最不利點(diǎn)用水水壓要求；減壓比盡量不選大于3：1的，并避開氣蝕區(qū)。

2.2可調(diào)式給水減壓閥選用原則

選用可調(diào)式減壓閥必須注意以下幾個(gè)原則：閥后的壓力可以調(diào)節(jié)或者是閥后壓力要求穩(wěn)定；按照流量-水頭損失曲線選擇公稱直徑；給水減壓閥的壓力等級要比預(yù)定的閥前壓力高；壓力等級1.0MPA的減壓閥的閥后壓力應(yīng)小于或等于0.8Mpa，閥后壓力不小于0.05Mpa；閥前最低壓力要比閥后動壓大0.2Mpa；在生活供水系統(tǒng)中，閥前閥后的壓力差最大值應(yīng)小于或等于0.4Mpa，對環(huán)境噪音有限制的場所，該值應(yīng)控制在0.3Mpa內(nèi)。

3.給水減壓閥在高層建筑供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前還有些高層建筑的消防和生活供水系統(tǒng)還在采用中間水箱分區(qū)減壓供水方式，但由于減壓閥所體現(xiàn)出來的優(yōu)越性，越來越多的高層建筑使用了減壓閥，以下主要闡述比例式減壓閥在高層建筑消防供水系統(tǒng)中的應(yīng)用。

3.1在高層建筑消防系統(tǒng)中的應(yīng)用

某市一棟高度為95m的高層建筑物，地下有2層，地上有28層，是一座現(xiàn)代化辦公大樓。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》條規(guī)規(guī)定，該建筑物的消火栓靜水壓力應(yīng)不大于0.8Mpa，如果大于0.8Mpa的話就需要配置分區(qū)給水系統(tǒng)。根據(jù)這規(guī)定將該建筑物的消火栓系統(tǒng)分為高低兩區(qū)，將2-15層分為低區(qū)，16-28層分為高區(qū)，高區(qū)的最大靜壓值為0.48Mpa，根據(jù)實(shí)況要求消火栓系統(tǒng)不設(shè)置減壓水箱，而是在16層的管井內(nèi)和地下水泵房內(nèi)設(shè)置兩個(gè)比例式減壓閥進(jìn)行減壓，減壓比為3：1。由于該棟建筑物高達(dá)95m，根據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)的工作壓力不可以大于117.7X104PA。但本棟建筑噴淋系統(tǒng)的最不利用水點(diǎn)距離地下水池最低水位高度差達(dá)99米，因此須要達(dá)到噴頭設(shè)計(jì)工作壓力為9.8X104pa的規(guī)定.但是，由于位于低區(qū)底層噴淋網(wǎng)管的工作水壓已經(jīng)超過1.2MPa，為了避免管網(wǎng)的超壓工作，將自動噴水滅火系統(tǒng)也分為高低兩區(qū)，共用一臺水泵供水，在低區(qū)濕式報(bào)警閥之前的管道設(shè)置比例式減壓閥，減壓比為3：1，減壓閥前的最大靜壓為1.04MPa，減壓閥后的最大靜壓值為0.52MPa，低區(qū)的最不利靜壓值為0.41MPa，當(dāng)開啟水泵時(shí)，減壓閥前的最大動壓為1.32MPa，減壓閥后的最大靜壓值為0.66MPa，低區(qū)最不利動壓值為0.113MPa，最終在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范條件正常運(yùn)作。

3.2比例式減壓閥在安裝時(shí)的注意事項(xiàng)

在高層建筑的消防供水系統(tǒng)中，為保證供水不會出現(xiàn)間斷，應(yīng)該將減壓閥組設(shè)計(jì)為兩組同徑并聯(lián)，其中一組作為備用，以在檢修更換時(shí)不影響供水；比例式在高層建筑的消火栓系統(tǒng)中建議設(shè)置可曲撓橡膠接頭，這樣既可以方便減壓閥的安裝拆卸，也可以起到伸縮作用；在安裝比例式減壓閥前需要將管道沖洗干凈并在閥前加裝Y型過濾器，以防止細(xì)小雜物造成減壓閥門不能緊密關(guān)閉而引起滲漏，最終導(dǎo)致閥后管網(wǎng)的靜壓超高；由于比例式減壓閥水平安裝時(shí)會在重力作用下造成下部偏心磨損，所以建議垂直安裝。

4.結(jié)束語

高層建筑物的給水系統(tǒng)，在過去多采用在支管上裝設(shè)減壓孔板的方式來減壓，但減壓板只減動壓，不減靜壓，使得供水系統(tǒng)受到限制，在系統(tǒng)低區(qū)數(shù)層常出現(xiàn)超壓，給用水帶來了諸多不便。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)在的高層建筑物越來越多采用減壓閥來代替減壓水箱，這樣既可以減少占地面積，又可以降低造價(jià)費(fèi)用等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，在高層建筑中要根據(jù)實(shí)際工程設(shè)計(jì)需求，全面考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等因素，合理選用減壓閥，以提高供水系統(tǒng)的性能。

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