消防減壓孔板的減壓原理

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之前介紹減壓閥前后的壓力變化，現在介紹減壓孔板的工作原理是對液體的動壓力（不含靜壓力）進行減壓。目前，高層建筑由于層數較多，高層和低層所承受的靜水壓力不一樣。出水時，低層的水流動壓力比高層的水流動壓力大很多。撲救火災時，低層消防水帶往往爆裂，本系列減壓板對水流的動壓力具有減壓功能。當流動的水經過減壓孔板時，由于局部的阻力損失，在減壓孔處產生壓力降，從而滿足消火栓的出口壓力及流量的需要。
關鍵詞：減壓孔板；減壓；水力計算；材質規格

1.減壓孔板的減壓原理
減壓孔板利用孔板孔徑小于設置安裝管段的管徑，增大管道內水流通過孔板的流速，增加局部阻力，從而消除一部分壓力。消防管道內水流速度不宜大于2m/s，而經過減壓孔板時水流速度可達10m/s以上甚至更大；減壓孔板因其易于安裝，檢修方便，制造工藝簡單等諸多優點，從而在實際工程中得到越來越廣泛地使用。
減壓孔板、節流管一般設置在水流指示器后，而減壓閥設置在報警閥之前，減壓孔板只能減動壓，不能減靜壓。但減壓閥既能減動壓，也能減靜壓。

消防減壓孔板的減壓原理減壓孔板 

  減壓孔板相對于減壓閥來說，系統比較簡單，投資較少，管理方便。但減壓孔板只能減動壓，不能減靜壓，且下游的壓力隨上游壓力和流量而變，不夠穩定。另外，減壓孔板容易堵塞。可以在水質較好和供水壓力較穩定的情況下采用。 自動噴水滅火系統設計規范gb 50084—2001  

9.3.1   減壓孔板應符合下列規定：      

1   應設在直徑不小于5omm的水平直管段上，前后管段的長度均不宜小于該管段直徑的5倍；       2   孔口直徑不應小于設置管段直徑的3o％，且不應小于20mm；      

3   應采用不銹鋼板材制作。 

  （1）為克服噴水不均勻性所設置的減壓裝置宜采用減壓孔板，不宜采用減壓閥。由于減壓閥需要在閥前加設過濾器，因此只適合用在濕式報警閥前對噴淋系統進行豎向分區的減區；  

（2）減壓孔板主要用來克服由幾何高差和噴淋立管水頭損失造成的噴淋系統豎向的噴水不均勻性，其位置設在各層配水管或配水干管的起點端，一般設在安全信號閥之后；   

（3）配水支管上不宜設置減壓孔板。因為規范規定，減壓孔板應設置在直徑不小于50毫米的水平管段上，若配水支管直徑大于等于50毫米，則該支管上的噴頭一般較多。孔板的設置應由設計計算而定，它用于消火栓及噴淋系統中，目的是降低動(不降靜壓力)壓力以符合消火栓及噴頭規定的使用壓力。根據《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001)規定：
9.3.1 減壓孔板應符合下列規定：
1 應設在直徑不小于50mm的水平直管段上，前后管段的長度均不宜小于該管段直徑的5倍。
2 孔口直徑不應小于20mm

2.消防減壓孔板的減壓原理減壓孔板的規格
減壓孔板應為無毛刺光面中心孔的黃銅板，其規格為：Φ50～Φ80毫米，δ=3毫米，Φ100～Φ150毫米，δ=6毫米，Φ200毫米及以上，δ=9毫米。管徑Φ50的孔板可以絲扣方式在管段內安裝，其余規格的減壓孔板一般都用法蘭盤與管道連接。
《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084要求減壓孔板采用不銹鋼制作。
從強度來講，采用同一種材質，厚度為δ=3毫米減壓孔板的強度比δ=2毫米減壓孔板的強度要好；如采用絲扣方式在管段內安裝，從加工工藝來講，采用同一種材質，厚度為δ=3毫米減壓孔板的邊緣螺紋比δ=2毫米減壓孔板的邊緣螺紋更容易加工。
規格為Φ50～Φ80毫米減壓孔板采用絲扣連接時， 減壓孔板的出口方向面宜加工有幾個4×Φ6的圓坑，用于旋緊時工具的作力點。大樣圖如圖5.2-1：

1.減壓閥   

常用的減壓閥  

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調式減壓閥,自力式減壓閥按結構形式分為薄膜式、彈簧式和活塞式三種，   

按作用形式分為：比例式和定壓式。定壓式減壓閥中有一種既減動壓，又減靜壓，且閥前壓力可任其變化，而閥后壓力可穩定在所需壓力的減壓穩壓閥(Crowne Plaza F4)。  

消火栓給水系統當采用減壓閥進行給水分區時，為滿足規范中關于消火栓栓口的靜、動壓的要求，此時宜采用既能減動壓又能減靜壓、且還具有穩壓作用的可調式薄膜減壓閥。  

對于較大減壓比如>5:1場合，為了減輕每個閥的負擔，減輕閥內氣蝕和磨損，延長使用壽命，宜采用兩個減壓閥串聯減壓；對于流量變化較大的場合，宜采用雙閥并聯，這樣可使每個減壓閥處于合適的流量負載狀態，避免噪音；薄膜式減壓閥宜水平安裝。對于并聯使用的減壓閥閥組，宜采用不同的口徑，并正確設定不同的閥后壓力，以使兩個閥門根據流量由小到大(由正常到高峰)先后投入使用。  

3.減壓孔板的安裝要求
減壓孔板的安裝應符合：一、應設置在直徑不小于50毫米的水平管段上；二、孔口直徑不應小于設置安裝管段直徑的50%；三、孔板應安裝在水流轉彎處下游一側的直管段上，與彎管的距離不應小于設置管段直徑的兩倍。
4.減壓孔板計算
4.1減壓孔板局部水頭損失計算公式：

4.2計算實例
現以某電廠消火栓系統為例計算，消火栓系統減壓設施采用減壓孔板來減壓。
4.2.1電廠水泵的揚程為100米水柱，消火栓管網水頭損失一般約為8米水柱，估計到EL.0.0消火栓口的靜壓力接近90米水柱。動壓力以90米水柱計。
4.2.2EL.0.0消火栓口處需要減去的水壓
根據 “……消火栓處的靜水壓力應超過80m水柱時，應采用分區給水系統。……消火栓處的水壓力超過50mH2O時，應有減壓設施，但為了確保水槍有必要的有效射程，減壓后消火栓處的水壓力超過25mH2O”
故EL.0.0消火栓口處需要減去的水壓H=90米水柱-25米水柱=65米水柱。消火栓管道選用水煤氣鍍鋅焊接鋼管Φ75.5×3.75，鋼管內徑為D=68mm，Q=5.2L/s，V===。

ξ=2.9084×10-5d4  （式1）
計算采用逐步代入法，將d代入某一數值，由（公式3）計算出一個ξ，由（式1）計算出一個ξ，當兩者相差很小時（誤差＜0.2%），可認為該d值符合要求。
代入d=30mm。由（公式3）計算ξ=53.34，由（式1）計算ξ=23.56，可以看出此時由（公式3）計算出的ξ比由（式1）計算出的ξ大；
代入d=34mm。由（公式3）計算ξ=29.51，由（式1）計算ξ=38.87，可以看出此時由（公式3）計算出的ξ比由（式1）計算出的ξ小；
可以確定出d值介于30mm至34mm之間。
代入d=32mm。由（公式3）計算ξ=39.45，由（式1）計算ξ=30.50；
代入d=33mm。由（公式3）計算ξ=34.08，由（式1）計算ξ=34.50，比較接近。
經逐步代入，反復計算，后由（公式3）、（式1）計算可得：當d=32.96mm時，由（公式3）計算得出ξ=34.27，由（式1）計算得出ξ=34.32，誤差為0.15%符合要求。
d取值應按減壓孔板孔板直徑減1mm確定，故減壓孔板實際直徑為d=32mm。
在實際應用中，由于高低層消火栓所承受的水壓相差很大，低層部分消火栓的出水量會大大超過規范規定的流量，以致于儲存于水箱中的10分鐘的消防蓄水量在4～5分鐘甚至更短的時間內用完。一般采用的方法是在低層部分的消火栓前設置減壓孔板，以降低消火栓出口壓力，從而可以有效地限制出水量；在高層與低層管道系統的壓力不平衡，即使在同一層中，如果保護區過大，由于設計是按不利工作面積計算，即對系統中的有利工作面積內噴頭的水壓也有剩余，需要噴頭數量太多，所以習慣是對連接有利工作面積的配水管或配水干管予以減壓。減壓的方法可以設置減壓閥、減壓孔板、節流管以及縮小有利工作面配水支管的管徑增加沿途水頭的損失等，以達到減小壓力的目的。與本產品相關論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求