自动喷水灭火系统中氯化聚氯乙烯(PVC-C)消防管的设计及应用

自动喷水灭火系统中氯化聚氯乙烯(PVC-C)消防管的设计及应用

关冠锋

广东联塑科技实业有限公司    广东佛山      528318

摘要：自动喷水灭火系统作为预防火灾风险的重要设施，若能加强氯化聚氯乙烯（PVC-C）消防管的优化设计，有利于扩大系统推行范围。本文具体从PVC-C消防管的设计思路与应用领域两个层面予以阐述，结合优化PVC-C消防管性能、规范管道安装流程、设计多项试用试验等设计要点，促使PVC-C消防管在自动喷水灭火系统中拥有优良的应用前景。

关键词：自动喷水灭火系统；氯化聚氯乙烯（PVC-C）；消防管

一、自动喷水灭火系统中PVC-C消防管的设计思路

在传统自动喷水灭火系统中，常以镀锌钢管作为给水用管，系统初期虽然也能实现消防用水的有效喷洒。但随着使用年限的延长，镀锌钢管极易发生锈蚀现象，铁锈容易堵塞消防系统中的洒水喷头，由此造成灭火效果减弱，严重时甚至会面临“喷不出水”的后果。而此次研究具体以PVC-C消防管作为给水管材设计主体，针对原有自动喷水灭火系统中给水管材实施优化改造，以期改造后的喷水灭火效果得到大幅度提升。

（一）优化给水管材性能

关于PVC-C消防管的优化设计，具体应当在给水管材性能提升上提出可行性的优化措施。

（1）耐高温性，PVC-C消防管因其处于高温（维软化温度为110℃）条件下依然可以保持稳定状态，引燃温度达482°C和极限氧指数（LOI）为60%，故在遇到火灾时，并不会受火源影响出现燃烧情况。管材表面持续接触火焰，表层会生成结碳层，有效保护热量向管道内壁传递，能够保证系统运行期间，维持喷头洒水的连续性。随着喷水量的增加，实现局部空间温度的有效降低，延缓火灾燃烧速度。特别是在蔓延范围较大的火灾事故中，可取得显著的灭火成效，而且不易侵害火灾现场其它物品安全。

（2）耐腐性，消防设施因其使用频率较低，为了避免影响正常秩序，常对其进行隐蔽安装，此空间中空气的温度、湿度此时更容易使镀锌钢管遭受腐蚀。而PVC-C消防管材在实际设计环节，可以凭借其耐腐蚀性的充分展现，抑制有害水中微生物累积及菌类、藻类附着孳生的机会，基本不会发生微生物侵蚀的现象。与钢管、铜管等消防给水管材比较，结合学者牛住元[1]等人的相关研究结果，发现三种管材对比中，PVC-C消防管材的细菌生长速率最低。尽管在后期使用时消防用水水质不佳，也不会影响系统正常运行效果。同时，此类管材在遇到强酸强碱环境时，也不会受到较大腐蚀、破损，整体维护成本不高，可拥有50年的使用年限。

（3）抗震性，PVC-C消防管设计期间还要考虑其抗震性能。因地震灾害下容易引起电路损坏、爆炸气体泄漏等风险事件，此时更需要得到自动喷水灭火系统的有力辅助。PVC-C消防管材设计中可以通过对抗震性支架的优化设计和其优异的塑性变形性能，使管材在自动喷水灭火系统中保持良好的稳定性，使之在均衡荷载作用下表现出稳定的灭火效用。

（二）规范管道安装流程

PVC-C消防管的设计还需要进一步规范安装流程，按照标准的安装步骤，可保证在自动喷水灭火系统中使用的优良性能。一般情况下，PVC-C消防管材在实际使用中承受1.2MPa的压力，其工作温度极限值可达到49℃，甚至更高，符合消防系统中的给水配水管、配水支管要求。

首先，设计人员在指引安装员安装管道任务时，应让其掌握和了解建筑物结构和构造，熟悉设计图纸以及与其他工种的配合措施和技术要求。例如：与热源的净距不得小于200mm；通风系统出风口需要与管材保持100mm以上的间距；管材应当形成0.002°到0.005°坡度向排水管，这样才能充分体现管材的优异特性。对管材进行精准测量，检查管材末端有没有出现明显的损坏或裂纹，若有则切除。依据承口深度在管材划出所需插入长度的标记线。

其次，管材需要跟弯头、大小头、管帽、承口法兰等管件的承口进行安装前的预连接，应能插入承口1/3至2/3的深度，且管材不能从被连接的管件底部脱落。搭配锉刀或倒角器获取管材倒角，促使PVC-C消防管材顺利连接上。在使用粘接剂粘接，插入过程中应将管材相对承口旋转1/4圈，并且至少保持30s左右的静止粘合时间，在粘接后也要至少保持半小时的不受外力的静置固化处理。

最后，在管材与管件粘接后，才能将洒水喷头等喷水设施连接在管道管件上，借此形成完整的喷水系统。在安装喷头前，还要检查管件内部的螺纹不带有任何残余的粘接剂，避免粘接剂堵塞喷嘴，并且还需要特别小心，防止用力过猛致PVC-C消防管扭曲变形。

（三）设计多项试用试验

PVC-C消防管在自动喷水灭火系统中的设计，还应积极开展试用试验，如水压试验、管道冲洗、水压严密试验等，以此分析设计成果。以水压试验为例，在静置固化时间后24h进行。加压采用手动泵，以不得少于10min的升压时间缓慢升压。升至规定试验压力（系统PN>1.0，试压：PN+0.4； 系统PN≤1.0，试压：PN×1.5，但不应低于1.4）后，停止加压，稳压30min，观察接头部位是否有漏水现象，管网应无泄漏、无变形，且压力降不应大于0.05MPa。另外，水压严密性试验应在水压强度试验和管道冲洗合格后进行，试验压力应为设计工作压力，稳压24h，应无泄漏

[2]。

二、自动喷水灭火系统中PVC-C消防管的应用路径

（一）应用于医疗领域

PVC-C消防管在自动喷水灭火系统中的实际应用，可体现在医疗领域，将其用在疗养院以及医院等医疗机构，能够为患者等来往人员提供安全保障。医疗建筑中本身存在空间分布广泛、建筑物集中度高的特征。一旦发现火灾，将出现大范围扩散情况，不但会引发经济损失，而且还可能遭受生命损失。在医院病房内安装带有PVC-C管材消防系统，参照下述公式可顺利求取洒水喷头喷水量（q）。

其中K、P所指的是：喷水流量系数、洒水喷头工作压力。待计算可以优化PVC-C管道规格。具体应用期间与传统管材比较，其消耗的成本也更低，如同样管径的管材，其主材、人工费以及材料机械费用、工程耗时合计后发现，PVC-C消防管材成本低于钢管，证实此类管材的应用效果较好。

（二）应用于公共场所

PVC-C消防管材，适用于轻、中I级危险级场所，且要求连接的灭火系统属于湿式系统，系统用动作温度68℃以下的快速响应的洒水喷头。因此，PVC-C消防管材还可应用在公共场所中，用于维护公众生命安全。最常见的是礼堂以及火车站、音乐厅、机场等场所，或者是5000m²下建筑面积的大厦商场、1000m²以下地下商场。经过实践应用后，一方面，能够及时消除火灾隐患，在遇到火源后立刻启动系统，自管道途径提供水源。另一方面，可以减少公共场所内公共设施在灭火期间的破损风险。

此外，PVCV-C消防管材设计后形成的新灭火系统，还可以应用于生产车间，如玻璃厂、食品厂、电器厂等，这些区域属于企业员工权限范围内的公共空间，应用后凭借管材的综合性能，帮助企业规避安全隐患，且后续维护费用偏低，可保障企业效益。

结论：综上所述，在对自动喷水灭火系统实施优化设计时，若应用PVC-C消防管，既能提升灭火有效性，又能切实维护公共安全。对此，应从性能、安装、试验等方面着手明晰设计思路，使之在医疗、公共场所以及生产车间综合领域表现出显著的实践应用价值。未来也要加大PVC-C消防管开发应用力度，促进新品成功研发，扩宽系统多样性。

参考文献：

[1]牛住元,褚雅君,杨艳邦,等. 氯化聚氯乙烯管(PVC-C)在医疗建筑自动喷水灭火系统中的应用研究[J]. 给水排水,2021,57(S2):352-356.

[2]GB 50261-2017，《自动喷水灭火系统施工及验收规范》.