消防系統(tǒng)管材與連接方式的分析如下:
熱浸鋅鍍鋅鋼管熱浸鋅鋼管在消防系統(tǒng)中的使用
消防系統(tǒng)中,管材首推熱浸鋅鋼管,其他管材不是太貴(例如:不銹鋼、銅)就是承壓能力比較差(例如:塑料管)。在商業(yè)建筑中(除埋地敷設(shè)外),基本上看不到其他材質(zhì)的消防管道。
根據(jù)GB50974-20148.2.8
工作壓力小于等于1.20MPa時(shí),可采用熱浸鋅鍍鋅鋼管;
當(dāng)系統(tǒng)工作壓力大于1.20MPa時(shí),應(yīng)采用熱浸鍍鋅加厚鋼管或熱浸鍍鋅無縫鋼管;
當(dāng)系統(tǒng)工作壓力大于1.60MPa時(shí),應(yīng)采用熱浸鍍鋅無縫鋼管。
如果說螺紋連接和焊接算比較老的連接方式了,消防管的連接方式,則一下子就打開了國(guó)人的眼界:消防管可以通過卡箍連接,在高壓狀態(tài)下安全運(yùn)行。這也為后來,不銹鋼管、銅管的卡壓,卡箍等柔性連接方式提供的重要的參考。
其實(shí),從感性上,一直懷疑溝槽卡箍連接的強(qiáng)度,主要是,經(jīng)常有報(bào)道高壓鍋的鍋蓋,由于壓力太大飛出。
而高壓鍋鍋蓋和鍋體的連接方式與卡箍非常類似,一個(gè)高壓鍋內(nèi)的壓力不超過0.2Mpa,而消防中壓力可能是其10倍還不止。
不過,通過理論分析和無數(shù)現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)可以充分的證明其安全性。
考慮到卡箍連接中,卡箍件價(jià)格昂貴,消防系統(tǒng)中還是保留了傳統(tǒng)的連接方式:螺紋連接、法蘭連接(卡壓連接比較少用)。特別是末端會(huì)有大量的連接件,如果全部采用卡箍是不現(xiàn)實(shí)的。
GB50974-2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范:
8.2.9 架空管道的連接宜采用溝槽連接件(卡箍)、螺紋、法蘭、卡壓等方式,不宜采用焊接連接。當(dāng)管徑小于或等于DN50時(shí),應(yīng)采用螺紋和卡壓連接,當(dāng)管徑大于DN50時(shí),應(yīng)采用溝槽連接件連接、法蘭連接,當(dāng)安裝空間較小時(shí)應(yīng)采用溝槽連接件連接。
從規(guī)范可以看出,采用DN50為推薦連接方式的分界線,原因可能與下面兩條有關(guān):
DN50(含)的管道,基本上處于噴淋系統(tǒng)末端
管徑DN50的管道,基本上在噴淋系統(tǒng)的末端了,需要連接大量的噴淋頭,小于DN50的管道中會(huì)出現(xiàn)大量的管件。由于卡箍管件的價(jià)格比較高,采用卡箍是不合算的。另外小口徑的管道,螺紋連接相對(duì)還是比較可靠。
消防系統(tǒng)中不能采用螺紋連接
DN50作為分界線也是用心良苦,消火栓系統(tǒng)中,最小的管徑為DN65,是一個(gè)消火栓的連接管。規(guī)范的言外之意就是,整個(gè)消火栓系統(tǒng)中,不能采用螺紋連接的方式(除了穩(wěn)壓系統(tǒng)管道)。
曾經(jīng)有個(gè)項(xiàng)目,監(jiān)理在現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn),消火栓立管在連接消火栓的DN65管道中,采用了螺紋連接,要求消防單位整改。消防單位當(dāng)然是不愿意改了,所有的管道都已經(jīng)安裝完成,而且需要替換的卡箍件特別費(fèi)錢。
但是在GB50974沒有出來之前,大家都是這么處理的,也沒有人去較真。可是的確違反了規(guī)范要求,而且規(guī)范還是“應(yīng)”條文。最后,這個(gè)事情前前后后折騰了大約有半年。
從實(shí)際出發(fā)來看,消火栓內(nèi)用螺紋連接應(yīng)該更加合適,即使管道能夠采用卡箍,但是管道和消火栓體還是需要采用螺紋連接,此處存疑。
在空調(diào)系統(tǒng)中謹(jǐn)慎采用卡箍連接
卡箍連接的歷史不是太久,管道溝槽連接技術(shù)興起于20世紀(jì)50年代的美國(guó),90年代末引入中國(guó)。但是普及速度非常的快,大有取代焊接方式的趨勢(shì)。
就連空調(diào)水系統(tǒng)也有很多規(guī)范推薦采用卡箍連接。
GB50243-2016通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范
9.1.1鍍鋅鋼管及帶有防腐涂層的鋼管不得采用焊接連接,應(yīng)采用螺紋連接。當(dāng)管徑大于DN100時(shí),可采用卡箍或法蘭連接。
雖然從銅鋅電化學(xué)的角度來看不宜采用鍍鋅鋼管,但是,還是有很多項(xiàng)目做了鍍鋅鋼管溝槽卡箍連接的嘗試。
與冷機(jī)的連接
與冷卻水泵的連接
與冷卻塔的連接
不可否認(rèn),采用卡箍連接減少了現(xiàn)場(chǎng)的焊接,加快了現(xiàn)場(chǎng)的安裝進(jìn)度,也為推廣裝配化提供了支撐。
卡箍連接可以提高功效,減少人工,減少焊接量,減少火災(zāi)幾率,減少了焊渣對(duì)系統(tǒng)的影響、增強(qiáng)管道連接處抗震能力,也可以實(shí)現(xiàn)裝配式機(jī)房的概念,便于后期系統(tǒng)改造。
但是有幾點(diǎn)不利因素:
1:相關(guān)研究表明,在管道壓槽的過程中,會(huì)縮小管道的內(nèi)徑,并且由于連接之間有縫隙,都會(huì)增加系統(tǒng)阻力。
2:卡箍連接的密封性嚴(yán)重依賴密封圈的性能,而空調(diào)系統(tǒng)的水溫是變化的,與消防水系統(tǒng)溫度完全不一樣。
3:其實(shí),很多項(xiàng)目的消防泵房?jī)?nèi)都不采用卡箍連接,擔(dān)心機(jī)房?jī)?nèi)的震動(dòng)可能會(huì)影響密封型。
曾經(jīng)有個(gè)香港投資的項(xiàng)目,消防泵房原來圖紙是采用卡箍連接,但是香港業(yè)主強(qiáng)烈要求,把機(jī)房?jī)?nèi)所有的管材連接方式改為:二次鍍鋅法蘭連接,以保證機(jī)房安全。之前沒有詢問原因,應(yīng)該是吃過苦頭,畢竟采用二次鍍鋅既麻煩成本又高,從動(dòng)機(jī)來講,應(yīng)該是有教訓(xùn)。當(dāng)然隨著國(guó)內(nèi)卡箍件的質(zhì)量提高,應(yīng)該有了足夠的改善。
4:無縫管管漏水,基本上是滲漏,滴漏,在小毛病的時(shí)候就能知道。但是卡箍連接則不然,如果因?yàn)檎饎?dòng)脫落,瞬間就有破壞性危險(xiǎn)。
5:由于消防系統(tǒng)的只考慮一次火災(zāi)的發(fā)生,也就說,不論項(xiàng)目多大,用水量基本差不太多。在商業(yè)建筑中,消防總管一般不會(huì)超過DN200。而空調(diào)系統(tǒng)中DN500以及以上的尺寸,是非常常見的。大于DN200尺寸的安全性并沒有得到項(xiàng)目的檢驗(yàn)。
基于上面的原因,不建議在空調(diào)系統(tǒng)中采用卡箍連接。
可能你會(huì)認(rèn)為,規(guī)范都推薦了,你反而不推薦,還說一堆理由。
這里沒有反駁規(guī)范的意思,只是現(xiàn)在的項(xiàng)目各種因素非常復(fù)雜,有時(shí)候規(guī)范的要求有點(diǎn)高了,當(dāng)出現(xiàn)安全事故時(shí),查找原因,可能就會(huì)歸結(jié)到,工藝問題,安裝精度問題。
現(xiàn)在市面上采用卡箍連接的空調(diào)水系統(tǒng)比較少見,也從另外一個(gè)方面顯示了大家的顧慮。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)究竟是最高標(biāo)準(zhǔn)還是最低標(biāo)準(zhǔn)
一般來講,在其他行業(yè),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)就是最低標(biāo)準(zhǔn)。但是在建筑行業(yè),你會(huì)發(fā)現(xiàn)國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)反而是最高的標(biāo)準(zhǔn),很多評(píng)上魯班獎(jiǎng)的項(xiàng)目都不敢拿國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)去逐條對(duì)比。
曾經(jīng)萬科打造了一個(gè)精品項(xiàng)目,非常有信心,感覺自己做的項(xiàng)目,沒有質(zhì)量問題了。于是,在國(guó)內(nèi)找了很多專家去幫忙找茬,也正好作為一種宣傳造勢(shì)。
誰知道,一個(gè)小區(qū)找出了幾千條問題。讓王石想不到,原來自己認(rèn)為的精品,問題還有這么多。王石團(tuán)隊(duì)也是做過多年的項(xiàng)目的,居然還能鬧出這種笑話,可想而知,國(guó)家的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有多高。
所以,在建筑行業(yè)打規(guī)范擦邊球不算本事,能夠按照規(guī)范來做,按照規(guī)范的精神來做才是真本事?,F(xiàn)在來看國(guó)內(nèi)少有。
心中要有框架
管道的卡箍連接,采用普通緊固工具就可以了,安裝空間和其他的管道沒有差別。
可是,卡箍連接件相比焊接其外輪廓會(huì)大很多,這個(gè)尺寸在管線排布時(shí)需要考慮進(jìn)去。
很多人在做管線綜合的時(shí)候,會(huì)依賴于管件族的尺寸,幻想設(shè)備材料的尺寸與模型一致。
這是很難做到的,其實(shí)每個(gè)廠家的尺寸都不太一樣,也不能為了每個(gè)項(xiàng)目定制一批族。
在管線設(shè)備布置時(shí),需要做到框架先行。例如,我們應(yīng)該首先知道,管線的凈間距,然后才去判斷,卡箍件對(duì)安裝是否有影響。這是一種反向的操作。
分析如下:一般我們的管道凈間距為100mm,最小控制在50mm。根據(jù)之前的分析,消防專業(yè)管道最大為DN200。
通過查看標(biāo)準(zhǔn),DN200卡箍件,最大寬尺寸345,比管道外徑大(每邊)63mm。也就是說,消防管道的間距按照一般的凈間距(100mm),完全滿足要求。我們可以假裝卡箍件不存在。但是,由于我們最小間距一般控制在50mm,小于63mm。我們是需要注意的。
如上圖,凈間距為100mm的兩根DN200的消防管,上出支管DN100。間距只有60mm,可能碰到卡箍件。這種情況,要盡量避免,但是現(xiàn)實(shí)當(dāng)中,經(jīng)常有人這么做,模型上也不會(huì)顯示有碰撞。
CJ/T156-2001溝槽式管接頭
卡箍連接時(shí),支架位置有講究
溝槽卡箍連接與傳統(tǒng)的絲接、焊接或法蘭連接方式不同。管道溝槽與卡箍零件間存在間隙,在管道試壓或介質(zhì)壓力、溫度發(fā)生變化時(shí),管道會(huì)產(chǎn)生軸向位移。
如果按照常規(guī)標(biāo)準(zhǔn),通過滿足支架間距來布置支架,易造成接頭處管道下沉,引起接口滲漏。
實(shí)際項(xiàng)目中,由于支架設(shè)置數(shù)量不足或位置不合理造成管道滲漏、變形的情況是非常普遍。
嚴(yán)格控制支架的安裝間距。
溝槽連接因其自身特點(diǎn),對(duì)支架的安裝要求較高。以不保溫鍍鋅鋼管橫管段為例:其支架間距較螺紋連接、焊接等傳統(tǒng)連接方式允許的最大支撐間距更短。這一點(diǎn)要充分的注意,不同連接方式管道支架間距查閱相應(yīng)的規(guī)范。
卡箍連接處增設(shè)支架
溝槽管件不能用來承受管道的重量,因此在卡箍接頭附近宜設(shè)置支架,支吊架與接頭、管件的凈間距宜為150mm~300mm。
類似的要求,規(guī)范中并沒有明確提出。
設(shè)置綜合支架,不僅僅是技術(shù)問題
現(xiàn)在很多項(xiàng)目把綜合支架說得非常高級(jí),在十多年前,采用綜合支架僅僅是為了解決機(jī)電總承包的綜合管理問題。
綜合支架對(duì)消防管線沒有任何意義。除非所有的綜合支架,按照消防管的管件來布置,但是那樣的話,會(huì)有太多重復(fù)的設(shè)置。
明確這一點(diǎn),對(duì)我們的管線綜合排布有重要的意義。很多排布出來不能用,大部分原因,就認(rèn)為支架可以隨便布置,其實(shí)不然。
曾經(jīng)一項(xiàng)目,有一個(gè)機(jī)電總包項(xiàng)目,其中的消防標(biāo),業(yè)主單獨(dú)劃出來,給了另一單位。為了項(xiàng)目美觀,業(yè)主要求采用綜合支架。
但是,消防單位,合同明確,綜合支架不算錢,單獨(dú)支架可以另外計(jì)費(fèi)。所以,消防單位陳述各種原因,不同意采用綜合支架,因?yàn)椴捎昧耍麙瓴坏藉X,不采用反而能掙錢。
其實(shí)除了錢的問題外,技術(shù)上也存在問題。每一種管道都有自己的間距要求。很難去兼顧,小口徑管道,支架間距要求少。這樣,小口徑可能就需要,在綜合支架之外,還要增加支架。
本來綜合支架的出現(xiàn)是為了降低支架成本,提高機(jī)電工序管理能力。而現(xiàn)在把這個(gè)目的倒置了。這也許是人類社會(huì)一種普遍現(xiàn)象:有一種偏離初衷的沖動(dòng)。既知其子,復(fù)守其母,是在工作過程中需要堅(jiān)守的。否則容易在項(xiàng)目中失去主線。
消防用的熱浸鋅管為什么會(huì)更貴
溝槽連接主要是用在熱浸鋅鍍鋅鋼管和熱浸鋅鍍鋅無縫鋼管。在部分大口徑的不銹鋼管連接中有時(shí)候會(huì)采用溝槽卡箍連接。
從無縫鋼管和焊接鋼管的標(biāo)準(zhǔn)來看,不論哪個(gè)系列,雖然管壁厚度不一樣,但鋼管的外徑都是統(tǒng)一的,管道的內(nèi)徑隨著管壁的厚度變化而變化。
統(tǒng)一的外徑,在管道的連接方面有非常大的好處,不論是螺紋連接、法蘭連接還是卡箍、卡壓連接都能與配件很好的配合。
卡箍連接時(shí),管道連接的密封,需要溝槽管件與管道外壁接合,因此,管道外徑偏差過量將使管道與卡箍不匹配,會(huì)造成接頭滲水。
其實(shí)在市場(chǎng)上,消防用的熱浸鋅鋼管價(jià)格要普遍高。這是因?yàn)?,消防鋼管不那么容易偷工減料。如果鋼管質(zhì)量不過關(guān)在使用的過程中會(huì)很容易發(fā)現(xiàn)。
管材材質(zhì)不合格
鍍鋅層不牢固,管壁厚度不足,都將會(huì)在壓槽時(shí)可能造成管子斷裂、鍍鋅層大量脫落或高頻焊縫開裂,最終導(dǎo)致接頭滲水或斷裂。
管口的圓整度不足
也是影響管道溝槽連接質(zhì)量的重要原因。很明顯,如果圓整度不足,在卡箍連接時(shí),會(huì)出現(xiàn)小縫隙,導(dǎo)致漏水,滲漏。
由于這些原因,消防無縫鋼管價(jià)格要比焊接的無縫鋼管要求更高,從而價(jià)格也更高。