消防减压孔板的减压原理

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之前介绍减压阀前后的压力变化，现在介绍减压孔板的工作原理是对液体的动压力（不含静压力）进行减压。目前，高层建筑由于层数较多，高层和低层所承受的静水压力不一样。出水时，低层的水流动压力比高层的水流动压力大很多。扑救火灾时，低层消防水带往往爆裂，本系列减压板对水流的动压力具有减压功能。当流动的水经过减压孔板时，由于局部的阻力损失，在减压孔处产生压力降，从而满足消火栓的出口压力及流量的需要。
关键词：减压孔板；减压；水力计算；材质规格

1.减压孔板的减压原理
减压孔板利用孔板孔径小于设置安装管段的管径，增大管道内水流通过孔板的流速，增加局部阻力，从而消除一部分压力。消防管道内水流速度不宜大于2m/s，而经过减压孔板时水流速度可达10m/s以上甚至更大；减压孔板因其易于安装，检修方便，制造工艺简单等诸多优点，从而在实际工程中得到越来越广泛地使用。
减压孔板、节流管一般设置在水流指示器后，而减压阀设置在报警阀之前，减压孔板只能减动压，不能减静压。但减压阀既能减动压，也能减静压。

消防减压孔板的减压原理减压孔板 

  减压孔板相对于减压阀来说，系统比较简单，投资较少，管理方便。但减压孔板只能减动压，不能减静压，且下游的压力随上游压力和流量而变，不够稳定。另外，减压孔板容易堵塞。可以在水质较好和供水压力较稳定的情况下采用。 自动喷水灭火系统设计规范gb 50084—2001  

9.3.1   减压孔板应符合下列规定：      

1   应设在直径不小于5omm的水平直管段上，前后管段的长度均不宜小于该管段直径的5倍；       2   孔口直径不应小于设置管段直径的3o％，且不应小于20mm；      

3   应采用不锈钢板材制作。 

  （1）为克服喷水不均匀性所设置的减压装置宜采用减压孔板，不宜采用减压阀。由于减压阀需要在阀前加设过滤器，因此只适合用在湿式报警阀前对喷淋系统进行竖向分区的减区；  

（2）减压孔板主要用来克服由几何高差和喷淋立管水头损失造成的喷淋系统竖向的喷水不均匀性，其位置设在各层配水管或配水干管的起点端，一般设在安全信号阀之后；   

（3）配水支管上不宜设置减压孔板。因为规范规定，减压孔板应设置在直径不小于50毫米的水平管段上，若配水支管直径大于等于50毫米，则该支管上的喷头一般较多。孔板的设置应由设计计算而定，它用于消火栓及喷淋系统中，目的是降低动(不降静压力)压力以符合消火栓及喷头规定的使用压力。根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)规定：
9.3.1 减压孔板应符合下列规定：
1 应设在直径不小于50mm的水平直管段上，前后管段的长度均不宜小于该管段直径的5倍。
2 孔口直径不应小于20mm

2.消防减压孔板的减压原理减压孔板的规格
减压孔板应为无毛刺光面中心孔的黄铜板，其规格为：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。管径Φ50的孔板可以丝扣方式在管段内安装，其余规格的减压孔板一般都用法兰盘与管道连接。
《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084要求减压孔板采用不锈钢制作。
从强度来讲，采用同一种材质，厚度为δ=3毫米减压孔板的强度比δ=2毫米减压孔板的强度要好；如采用丝扣方式在管段内安装，从加工工艺来讲，采用同一种材质，厚度为δ=3毫米减压孔板的边缘螺纹比δ=2毫米减压孔板的边缘螺纹更容易加工。
规格为Φ50～Φ80毫米减压孔板采用丝扣连接时， 减压孔板的出口方向面宜加工有几个4×Φ6的圆坑，用于旋紧时工具的作力点。大样图如图5.2-1：

1.减压阀   

常用的减压阀  

上海申弘阀门有限公司主营阀门有：减压阀(组合式减压阀,可调式减压阀,自力式减压阀按结构形式分为薄膜式、弹簧式和活塞式三种，   

按作用形式分为：比例式和定压式。定压式减压阀中有一种既减动压，又减静压，且阀前压力可任其变化，而阀后压力可稳定在所需压力的减压稳压阀(Crowne Plaza F4)。  

消火栓给水系统当采用减压阀进行给水分区时，为满足规范中关于消火栓栓口的静、动压的要求，此时宜采用既能减动压又能减静压、且还具有稳压作用的可调式薄膜减压阀。  

对于较大减压比如>5:1场合，为了减轻每个阀的负担，减轻阀内气蚀和磨损，延长使用寿命，宜采用两个减压阀串联减压；对于流量变化较大的场合，宜采用双阀并联，这样可使每个减压阀处于合适的流量负载状态，避免噪音；薄膜式减压阀宜水平安装。对于并联使用的减压阀阀组，宜采用不同的口径，并正确设定不同的阀后压力，以使两个阀门根据流量由小到大(由正常到高峰)先后投入使用。  

3.减压孔板的安装要求
减压孔板的安装应符合：一、应设置在直径不小于50毫米的水平管段上；二、孔口直径不应小于设置安装管段直径的50%；三、孔板应安装在水流转弯处下游一侧的直管段上，与弯管的距离不应小于设置管段直径的两倍。
4.减压孔板计算
4.1减压孔板局部水头损失计算公式：

4.2计算实例
现以某电厂消火栓系统为例计算，消火栓系统减压设施采用减压孔板来减压。
4.2.1电厂水泵的扬程为100米水柱，消火栓管网水头损失一般约为8米水柱，估计到EL.0.0消火栓口的静压力接近90米水柱。动压力以90米水柱计。
4.2.2EL.0.0消火栓口处需要减去的水压
根据 “……消火栓处的静水压力应超过80m水柱时，应采用分区给水系统。……消火栓处的水压力超过50mH2O时，应有减压设施，但为了确保水枪有必要的有效射程，减压后消火栓处的水压力超过25mH2O”
故EL.0.0消火栓口处需要减去的水压H=90米水柱-25米水柱=65米水柱。消火栓管道选用水煤气镀锌焊接钢管Φ75.5×3.75，钢管内径为D=68mm，Q=5.2L/s，V===。

ξ=2.9084×10-5d4  （式1）
计算采用逐步代入法，将d代入某一数值，由（公式3）计算出一个ξ，由（式1）计算出一个ξ，当两者相差很小时（误差＜0.2%），可认为该d值符合要求。
代入d=30mm。由（公式3）计算ξ=53.34，由（式1）计算ξ=23.56，可以看出此时由（公式3）计算出的ξ比由（式1）计算出的ξ大；
代入d=34mm。由（公式3）计算ξ=29.51，由（式1）计算ξ=38.87，可以看出此时由（公式3）计算出的ξ比由（式1）计算出的ξ小；
可以确定出d值介于30mm至34mm之间。
代入d=32mm。由（公式3）计算ξ=39.45，由（式1）计算ξ=30.50；
代入d=33mm。由（公式3）计算ξ=34.08，由（式1）计算ξ=34.50，比较接近。
经逐步代入，反复计算，后由（公式3）、（式1）计算可得：当d=32.96mm时，由（公式3）计算得出ξ=34.27，由（式1）计算得出ξ=34.32，误差为0.15%符合要求。
d取值应按减压孔板孔板直径减1mm确定，故减压孔板实际直径为d=32mm。
在实际应用中，由于高低层消火栓所承受的水压相差很大，低层部分消火栓的出水量会大大超过规范规定的流量，以致于储存于水箱中的10分钟的消防蓄水量在4～5分钟甚至更短的时间内用完。一般采用的方法是在低层部分的消火栓前设置减压孔板，以降低消火栓出口压力，从而可以有效地限制出水量；在高层与低层管道系统的压力不平衡，即使在同一层中，如果保护区过大，由于设计是按不利工作面积计算，即对系统中的有利工作面积内喷头的水压也有剩余，需要喷头数量太多，所以习惯是对连接有利工作面积的配水管或配水干管予以减压。减压的方法可以设置减压阀、减压孔板、节流管以及缩小有利工作面配水支管的管径增加沿途水头的损失等，以达到减小压力的目的。与本产品相关论文：200X先导隔膜式水用减压阀安装要求