消防给水管材部分替代的可行性

何 沛

(四川省广元市公安消防支队，四川广元628000)

镀锌钢管因其管材自身的缺陷，在使用中易腐蚀、生锈、结垢、渗漏及堵塞等弊病，尤其是对喷淋系统影响较大。20世纪90年代，建设部开始全面推广塑料及复合材料管材，传统的镀锌钢管已退出生活供水舞台。取而代之的是一些新型给水管材如硬聚氯乙烯给水塑料管(PVC－U)、氯化聚乙烯给水塑料管(CPVC)、交联聚乙烯给水塑料管(PEX)、共聚聚丙烯给水塑料管(PP－R、PP－C)、聚丁烯给水塑料管(PB)、聚乙烯给水塑料管(PE)、铝塑复合给水管(简称MP)、无缝铝合金衬塑给水管、塑钢复合给水管等给水管材。新型管材取代钢管作为建筑生活供水的管材，新型管材有无取代钢管成为消防供水的可能性呢?

1 新型给水管材用于消防给水的规范依据

1.1 相关国家标准的规定

国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》2009年局部修订征求意见稿中增加了自动喷水灭火系统允许采用CPVC管的规定(划线部分为增加内容)。

征求意见稿8.0.2规定:配水管道应采用内外壁热镀锌钢管或符合现行国家或行业标准，并同时符合本规范1.0.4条规定的涂覆其它防腐材料的钢管，以及铜管、不锈钢管和氯化聚氯乙烯(CPVC)消防专用管。当报警阀入口前管道采用不防腐的钢管时，应在该段管道的末端设过滤器。采用涂覆钢管和CPVC管时，系统应为湿式系统。

征求意见稿8.0.2A规定:系统采用CPVC管时，应符合下列规定:(1)设置场所应为轻危险级或中危险级Ⅰ级;(2)应用在系统公称外径不超过50 mm的配水管及配水支管上;(3)CPVC管应隐蔽安装在吊顶内，且顶棚装修材料的燃烧性能等级不低于现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222规定的B1级;(4)宜采用快速响应喷头，且喷头的公称动作温度不应超过68℃。当设置在闷顶或技术夹层内时，应采用快速响应喷头。

1.2 相关地方标准的规定

一些地方标准的消防设计规范中对用新型管材替代镀锌钢管作为消防供水管作了明确规定，为新型管材部分替代镀锌钢管作为消防供水管提供了设计依据。如四川省地方标准《简易自动喷水灭火系统设计规范》(DB51/T537－2005)4.3.1条规定:简易喷水系统应采用热镀锌钢管、不锈钢管、铜管、内衬不锈钢复合钢管、衬塑钢管，其材质应符合国家或行业技术标准要求(衬塑钢管中塑料耐热温度不应低于100℃);该条的条文解释为:内衬不锈钢复合钢管是双金属管，衬塑钢管外层管是镀锌或加强防腐镀锌钢管，其物理机械性能符合喷淋管道的要求，而内层薄壁不锈钢管、塑料管的防腐能力和水力条件要优于热镀锌钢管。喷淋管道置于保护对象的上方，火灾发生时管道要经受高温条件，湿式自动喷水灭火系统准工作状态时，火场温度从外层钢管传热至内层塑料管，同时使管内水温升高，若喷头出水管道内水流动带走热量，衬塑钢管是安全的。但是，简易喷水系统是闭式系统，火灾发生不是全部喷头都出水，管内水温升的最不利情况是水沸腾。规范规定衬塑钢管中塑料耐热温度不应低于100℃是为了防止塑料受热变形影响管道的水力条件。确保衬塑钢管在喷水系统中安全使用。

该规范4.3.3条规定:塑料管、塑料复合管作为水源供水管时，应为暗装或设置在管道井内。明装时应采取设置耐火极限不小于0.75 h的管窿或防火套管等隔离措施。该规范中明确提出了在具备相应安全措施的情况下允许使用塑料管、塑料复合管作为水源供水管。

2 新型给水管材性价比高

新型给水管材替代钢管作为消防给水管材比使用钢管作为消防给水管材具有更高的性价比。建筑生活给水管道已全部采用除钢管以外的新型管材，尤其是在高层建筑和大型建筑中，生活给水和消防给水管网均在同一管道井或管道沟内，管道井或管道沟内空间陕小，管道密布，新型给水管材抗蠕变强度高，使用寿命超过50年，使用年限长，而镀锌钢管使用年限短，一旦用作消防给水的镀锌钢管需要更换，将面临施工困难的困境，除非消防给水管道有专用的管道井或管沟。而且更换消防给水管道还将破坏室内装修，造成新的损失。热镀钢管作为消防供水管网的一次性投入虽然低于新型管材，但因新型管材的使用寿命一般为热镀锌管的5倍，因此在建筑的有效使用年限内一般新型管材可与建筑同寿，基本不需再次更换，其费效比远远高于热镀管(表1)。

3 新型给水管材耐锈蚀

埋地铺设的消防供水钢管更易锈蚀漏水。在一些设集中消防供水的建筑群或是消防泵房距建筑物有一定距离的情况下，消防供水管需埋地铺设(建筑或建筑群的室外消防供水环管一般也埋地铺设)，而传统的钢管埋地铺设一般3到5年就会腐蚀穿孔(即便是做了很好的防腐处理)，笔者在消防检查中发现多起类似情况，一些建筑仅因埋地的消防管网的漏水每月就达数千吨，更换地下消防供水管网又耗资大，让业主苦不堪言，尤其是一些交由物业公司管理的建筑物因消防管网渗水严重、水费支出大而不惜冒险关闭消防供水设施，使投巨资建成的建筑自动灭火设施形同虚设，关键时刻不能动作灭火。如采用新型供水管材则可避免类似情况的出现，尤其是铝塑、铜塑管，还可以用金属探测器探测其埋地位置，极便检修。

4 新型给水管材耐压高

新型管材一般耐压能力高于钢管。各种管材主要性质指标见表1。

表1 各种管材主要性质指标

《自动喷水灭火系统设计规范》规定配水管道的工作压力不应大于1.2 MPa，轻危险级、中危险级场所中各配水管道的压力均不宜大于0.4 MPa，而自动喷水系统水压强度试验压力一般不超过1.6 MPa，规范中对自动喷水灭火系统管网的耐压能力均在新型给水管材的可承受范围内。

5 新型给水管材的耐温性能

常用的闭式喷头公称动作温度一般分为57℃、68℃、79℃，一般情况下自动喷水灭火系统使用于建筑的各种喷头最高额定温度为93℃，而新型管材高温情况下也具有较高的耐压强度，耐温范围为－40～95℃(见“各种管材主要性质指标”表)，高于大多常用的闭式喷头公称动作温度。据《自动喷水灭火设备》(朱吕通编著、群众出版社)介绍:“一次火灾中实际开放的喷头数量也是衡量自动喷水灭火设备的指标，从全美国统计资料可见，有70%的火灾是籍开放4个以下喷头就予以扑灭的，开放10个以下喷头扑灭火灾的占火灾总数的85%，而在高层建筑和办公楼中实际使用的喷头数更少。”

自动喷水灭火系统的喷头开放灭火温度低于新型给水管材的耐温范围，喷头开放后，管道内处于流动状态的水将大部分热量带走，能够对管道起到良好的降温作用从而保护管道不被火烧裂、烧坏(类似于用纸杯将水烧开)，钢塑复合管在工作压力≤2.0 MPa和长期工作温度≤95℃的冷水输送条件下，在3 h的短时间内管道可耐环境高温最高可达500℃。即便是出现管道烧裂的情况，其喷出的水流同样具有较好的灭火和控火作用，而且随着火场用水量的增大，压力开关和水力警铃均可提前进入工况，实现提前报警、提前启动喷淋泵(在装有电接点压力表的系统中甚至还会启动备用喷淋泵)供给大量的消防用水而满足火场喷淋用水。

6 新型给水管材抗水锤能力高

新型给水管材的抗水锤能力(弹性模量N/cm2)优于钢管，可降低水锤效应对消防给水管网的冲击和破坏。消防给水系统由于需定期试泵，而且消防水泵多为大功率、高扬程泵，启停泵过程中由于系统压力突变而造成水锤现象，严重的水锤现象可导致管材的爆裂和变形。水锤压力的大小与水锤波速有关，水锤波速又与管材的弹性模量和管径、壁厚有关，管材的弹性模量越小、管径越大，壁厚越薄均可使水锤减小。一般各种新型管材的抗水锤能力均优于钢管的抗水锤能力。见“各种管材主要性质指标”表。

7 新型给水管材可替代范围

(1)可替代市政供水引入消防水池和湿式报警阀的供水管、埋地铺设的消防给水管(如室外消防供水环管)、设置在管道井、管道沟内的消防给水管、设置在电梯前室、合用前室的室内的消防给水立管。

(2)替代轻危险级和中危险级场所的湿式自动喷水灭火系统中管径小于50 mm(50 mm管径在轻危险级场所中控制10只标准喷头、在中危险级场所中控制8只标准喷头)的配水支管、配水管。硬聚氯乙烯给水塑料管(PVC－U)、氯化聚乙烯给水塑料管(CPVC)、交联聚乙烯给水塑料管(PEX)、共聚聚丙烯给水塑料管(PP－R、PP－C)、聚丁烯给水塑料管(PB)、聚乙烯给水塑料管(PE)管等应隐蔽安装在吊顶内，且顶棚装修材料的燃烧性能等级不低于现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222规定的B1级;宜采用公称动作温度不应超过68℃的快速响应喷头。当设置在闷顶或技术夹层内时，应采用快速响应喷头。

［1］DB51/T537－2005简易自动喷水灭火系统设计规范［S］

［2］薛英文.新型管材及其在给水工程中的应用［OL］.中国水科技网