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，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、結垢、滲漏及堵塞等弊病，尤其是對噴淋系統影響較大。20世紀90年代，建設部開始全面推廣塑料及復合材料管材，傳統的鍍鋅鋼管已退出生活供水舞臺。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)、鋁塑復合給水管(簡稱MP)、無縫鋁合金襯塑給水管、塑鋼復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范依據

1.1 相關國家標準的規定

國家標準《自動噴水滅火系統設計規范》2009年局部修訂征求意見稿中增加了自動噴水滅火系統允許采用CPVC管的規定(劃線部分為增加內容)。

征求意見稿8.0.2規定:配水管道應采用內外壁熱鍍鋅鋼管或符合現行國家或行業標準，并同時符合本規范1.0.4條規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。當報警閥入口前管道采用不防腐的鋼管時，應在該段管道的末端設過濾器。采用涂覆鋼管和CPVC管時，系統應為濕式系統。

征求意見稿8.0.2A規定:系統采用CPVC管時，應符合下列規定:(1)設置場所應為輕危險級或中危險級Ⅰ級;(2)應用在系統公稱外徑不超過50 mm的配水管及配水支管上;(3)CPVC管應隱蔽安裝在吊頂內，且頂棚裝修材料的燃燒性能等級不低于現行國家標準《建筑內部裝修設計防火規范》GB 50222規定的B1級;(4)宜采用快速響應噴頭，且噴頭的公稱動作溫度不應超過68℃。當設置在悶頂或技術夾層內時，應采用快速響應噴頭。

1.2 相關地方標準的規定

一些地方標準的消防設計規范中對用新型管材替代鍍鋅鋼管作為消防供水管作了明確規定，為新型管材部分替代鍍鋅鋼管作為消防供水管提供了設計依據。如四川省地方標準《簡易自動噴水滅火系統設計規范》(DB51/T537－2005)4.3.1條規定:簡易噴水系統應采用熱鍍鋅鋼管、不銹鋼管、銅管、內襯不銹鋼復合鋼管、襯塑鋼管，其材質應符合國家或行業技術標準要求(襯塑鋼管中塑料耐熱溫度不應低于100℃);該條的條文解釋為:內襯不銹鋼復合鋼管是雙金屬管，襯塑鋼管外層管是鍍鋅或加強防腐鍍鋅鋼管，其物理機械性能符合噴淋管道的要求，而內層薄壁不銹鋼管、塑料管的防腐能力和水力條件要優于熱鍍鋅鋼管。噴淋管道置于保護對象的上方，火災發生時管道要經受高溫條件，濕式自動噴水滅火系統準工作狀態時，火場溫度從外層鋼管傳熱至內層塑料管，同時使管內水溫升高，若噴頭出水管道內水流動帶走熱量，襯塑鋼管是安全的。但是，簡易噴水系統是閉式系統，火災發生不是全部噴頭都出水，管內水溫升的最不利情況是水沸騰。規范規定襯塑鋼管中塑料耐熱溫度不應低于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中安全使用。

該規范4.3.3條規定:塑料管、塑料復合管作為水源供水管時，應為暗裝或設置在管道井內。明裝時應采取設置耐火極限不小于0.75 h的管窿或防火套管等隔離措施。該規范中明確提出了在具備相應安全措施的情況下允許使用塑料管、塑料復合管作為水源供水管。

2 新型給水管材性價比高

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均在同一管道井或管道溝內，管道井或管道溝內空間陜小，管道密布，新型給水管材抗蠕變強度高，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裝修，造成新的損失。熱鍍鋼管作為消防供水管網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一般新型管材可與建筑同壽，基本不需再次更換，其費效比遠遠高于熱鍍管(表1)。

3 新型給水管材耐銹蝕

埋地鋪設的消防供水鋼管更易銹蝕漏水。在一些設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(建筑或建筑群的室外消防供水環管一般也埋地鋪設)，而傳統的鋼管埋地鋪設一般3到5年就會腐蝕穿孔(即便是做了很好的防腐處理)，筆者在消防檢查中發現多起類似情況，一些建筑僅因埋地的消防管網的漏水每月就達數千噸，更換地下消防供水管網又耗資大，讓業主苦不堪言，尤其是一些交由物業公司管理的建筑物因消防管網滲水嚴重、水費支出大而不惜冒險關閉消防供水設施，使投巨資建成的建筑自動滅火設施形同虛設，關鍵時刻不能動作滅火。如采用新型供水管材則可避免類似情況的出現，尤其是鋁塑、銅塑管，還可以用金屬探測器探測其埋地位置，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。各種管材主要性質指標見表1。

表1 各種管材主要性質指標

《自動噴水滅火系統設計規范》規定配水管道的工作壓力不應大于1.2 MPa，輕危險級、中危險級場所中各配水管道的壓力均不宜大于0.4 MPa，而自動噴水系統水壓強度試驗壓力一般不超過1.6 MPa，規范中對自動噴水滅火系統管網的耐壓能力均在新型給水管材的可承受范圍內。

5 新型給水管材的耐溫性能

常用的閉式噴頭公稱動作溫度一般分為57℃、68℃、79℃，一般情況下自動噴水滅火系統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度，耐溫范圍為－40～95℃(見“各種管材主要性質指標”表)，高于大多常用的閉式噴頭公稱動作溫度。據《自動噴水滅火設備》(朱呂通編著、群眾出版社)介紹:“一次火災中實際開放的噴頭數量也是衡量自動噴水滅火設備的指標，從全美國統計資料可見，有70%的火災是籍開放4個以下噴頭就予以撲滅的，開放10個以下噴頭撲滅火災的占火災總數的85%，而在高層建筑和辦公樓中實際使用的噴頭數更少。”

自動噴水滅火系統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，管道內處于流動狀態的水將大部分熱量帶走，能夠對管道起到良好的降溫作用從而保護管道不被火燒裂、燒壞(類似于用紙杯將水燒開)，鋼塑復合管在工作壓力≤2.0 MPa和長期工作溫度≤95℃的冷水輸送條件下，在3 h的短時間內管道可耐環境高溫最高可達500℃。即便是出現管道燒裂的情況，其噴出的水流同樣具有較好的滅火和控火作用，而且隨著火場用水量的增大，壓力開關和水力警鈴均可提前進入工況，實現提前報警、提前啟動噴淋泵(在裝有電接點壓力表的系統中甚至還會啟動備用噴淋泵)供給大量的消防用水而滿足火場噴淋用水。

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)優于鋼管，可降低水錘效應對消防給水管網的沖擊和破壞。消防給水系統由于需定期試泵，而且消防水泵多為大功率、高揚程泵，啟停泵過程中由于系統壓力突變而造成水錘現象，嚴重的水錘現象可導致管材的爆裂和變形。水錘壓力的大小與水錘波速有關，水錘波速又與管材的彈性模量和管徑、壁厚有關，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于鋼管的抗水錘能力。見“各種管材主要性質指標”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警閥的供水管、埋地鋪設的消防給水管(如室外消防供水環管)、設置在管道井、管道溝內的消防給水管、設置在電梯前室、合用前室的室內的消防給水立管。

(2)替代輕危險級和中危險級場所的濕式自動噴水滅火系統中管徑小于50 mm(50 mm管徑在輕危險級場所中控制10只標準噴頭、在中危險級場所中控制8只標準噴頭)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)管等應隱蔽安裝在吊頂內，且頂棚裝修材料的燃燒性能等級不低于現行國家標準《建筑內部裝修設計防火規范》GB 50222規定的B1級;宜采用公稱動作溫度不應超過68℃的快速響應噴頭。當設置在悶頂或技術夾層內時，應采用快速響應噴頭。

［1］DB51/T537－2005簡易自動噴水滅火系統設計規范［S］

［2］薛英文.新型管材及其在給水工程中的應用［OL］.中國水科技網