新型金属复合管在消防给水系统中的应用

    摘要：提出了对于自动喷水灭火系统配水管道而言，在衬不锈钢钢管价格适宜的情况下，可采用金属复合管代替热镀锌钢管的设想，并建立了衬不锈钢配水钢管和热水衬塑钢干管水力计算表，为新型金属复合管在消防给水系统中的应用前景提供科学依据。
    关键词：新型金属复合管；消防给水系统；应用前景；热镀锌钢管；消防设计规范；水力计算表；科学依据

    前言
    众所周知，《高层民用建筑设计防火规范》(简称“高规”)[1]、《建筑设计防火规范》(简称“低规”)[2]和《建筑给水排水设计规范》(简称“水规”)[3]对消防给水系统应使用何种管材并没有明确规定；而《自动喷水灭火设计规范》(简称“喷规”)[4]明文指出配水管道应采用内外壁热镀锌钢管，且报警阀人口前管道若采用内壁不防腐的钢干管时，应在该段干管的末端设过滤器，还规定DN≥100的管道应采用法兰或沟槽式连接。上述规定之目的在于保证配水管道的长期使用质量，避免因配水管道选择管材不当引起锈蚀而堵塞喷头，并非不准使用其它金属复合管代替热镀锌钢管。考虑国外建筑消防给水系统广泛采用紫铜管和不锈钢管的现状，结合目前国内已研制开发出价格适宜的衬不锈钢和热水衬塑钢管的情况，探讨DN25～50mm衬不锈钢配水钢管和DN65～200mm热水衬塑钢干管(简称“新型管”)在消防给水系统中的应用前景是十分必要的。
    1  水力计算表
    为清除其它金属管价格比热镀锌钢管高得多的主要障碍，必需建立广大给排水界可以接受的新型管和加厚热镀锌钢管的水力计算表，在满足消防给水系统公称压力PN＝1.6 MPa的条件下，除DN25～50采用同径代换外，科学地选用小一号的新型管代替加厚热镀锌钢管，是降低新型管材综合价格的技术关键。
    查“水规”3．6．10，管道的沿程水头损失可按下式计算：    
式中  i——管道单位长度水头损失(kPa／m)；
      dj——管道计算内径(m)；
      qg——给水设计流量(m3/s)；
      Ch——海澄—威廉系数。
    各种塑料管、内衬(涂)塑管C＝140；
    铜管、不锈钢管C＝130；
    普通钢管、铸铁管C＝100。
    考虑《建筑给水排水设计手册》(简称“手册”)”[5]按Q以L/s和i以mH2O/m为单位进行编制，为方便计算书打印，本文用Q代替qg，d代替dj，I代替i，经过单位换算，建立采用比阻A的以下简化式：
    I＝AQl.85·(10kPa/m)；
    A＝3.16849X10-9d-4.87——C＝140的简化式1；
    A＝3.634076X 10-9d-4.87——C＝130的简化式2；
    A＝5.904583X 10-9d-4.87——C＝100的简化式3。
    因10kPa＝1.0197mH20≈l mH20，工程上常近似地取10kPa＝1mH2O计算，便于和“手册” [5]对比。
    查阅《建筑给水超薄壁不锈钢塑料复合管管道工程技术规程》(简称“规程”)”[6]，用于热水系统时，计算值应乘以0.80修正系数，“手册”[5]热水管水力参数R以mmH2O/m为单位，建议“手册”[5]修编时也换成I并统一以10kPa/m为单位。
    水力计算的管道流速v＝KcQ(m/s)中的流速系数K，也很重要，为方便参考，现将DNl5～200新型管①、热镀锌钢管②(简称“热镀管”)和加厚热镀锌钢管③(简称“加厚管”)共36种规格的1000A和Kc值列于表1。表1中DXt指外径X壁厚(mm)，①类管计算内径等于实际内径(m)，②③类管计算内径等于实际内径(m)减去0.001 m，DNl5～20虽与消防管道无关，但可供参考。   

    
    4  新型管与加厚管管件单价比较
    由于“喷规”规定DN≥100的管道应采用法兰或沟槽式连接，故消防给水系统的发展趋势是采用沟槽式接头为主，查新型管连接件的产品鉴定资料，管件采用H59黄铜卡环式连接件，两种接头档次基本相同。为便于分析，列出DN25～200两种管件的直通、三通、弯头、异径管各一个的单价比较，并按每4 m有一个管件计算出每米附加单价等资料列于表3。
    5  新型管与加厚管全面单价比较
    考虑新型管与加厚管的管件附加价所占比例较大，而目前管道安装概预算定额尚未涉及上述两种消防管的内容，为方便在消防给水系统中推广应用新型管，列出表4进行管材和管件的全面单价比较。从表4中可看出，新型管管件附加价所占比例只有36％，而加厚管管件附加价所占比例高达51％，故管材和管件合计综合单价是新型管为加厚管的1.23倍。