止回阀是依靠介质流动的动能自行开启或关闭以防止介质倒流的阀门,主要用于只允许介质向一个方向流动的管道上,以防止事故的发生。

　　 在建筑消防系统的设计中,止回阀通常用于消防水泵及高位消防水箱的出水管,以防止消防泵启动时消防用水进入高位消防水箱及消防系统内储存的消防用水回流至消防水池而未得到有效的利用,水泵产生倒转导致损坏,同时安装于消防水泵出水管上的缓闭式或静音式止回阀对于防止消防系统的停泵水锤有重要作用。

　　 实际的消防系统设计中,止回阀不仅有前述几种简单的作用。通过只允许介质向一个方向流动的特性及在消防系统中合理位置的设置,能有效地利用止回阀可将较大的消防系统分隔成相互独立子系统的特殊作用。如在舞台雨淋系统的设计中,可将格栅状管网分割成不同的喷水区域,控制每个喷水区域的面积,最大限度地控制雨淋系统供水泵的流量和消防水池的容积^[1] ;在高层建筑的消火栓系统设计中,可以对系统进行简化,解决系统底部消火栓栓口静水压力超压的问题^[2] 。

　　 对于按照《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045,以下简称“高规”)^[3] 等旧规范设计的已建公共建筑的扩建工程,同样可以通过止回阀对消防系统起到分隔的特殊作用,在已建工程消防系统的基础上,使扩建工程满足《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014,以下简称“建规”)^[4] 、《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014,以下简称“消规”)^[5] 等新规范的规定,做到新旧消防系统的有效融合,降低工程成本,达到安全经济的目的。

　　 某办公楼,已建部分地上12层,地下1层,建筑高度51.45 m,建筑面积15 055 m²,2005年设计,2008年建成;扩建部分地上10层,地下1层,建筑高度42.75m,建筑面积10 621m²,2016年初完成施工图设计。已建及扩建部分相互独立,通过地下通道连通,两者均属重要的一类高层公共建筑,同一时间内火灾次数按1起确定^[3,5]。已建部分与扩建部分消防系统设计的主要依据分别为“高规”、“建规”及“消规”。以下通过室内消火栓系统来说明止回阀在已建、扩建工程合用的消防系统中的特殊作用。

　　 已建部分室内消火栓系统的用水量40L/s,屋顶高位消防水箱的储水量18 m³,最不利点消火栓栓口最小静压0.089 MPa,满足旧“高规”的相关规定,室内消火栓系统见图1a。扩建部分室内消火栓系统要求的设计流量为30L/s,屋顶高位消防水箱的有效容积不小于36 m³,最低有效水位应满足最不利点消火栓栓口静压不低于0.1 MPa的要求,如栓口静压不能满足要求,应设置设计流量不小于1L/s的稳压泵^[5] 。扩建工程作为一幢独立的办公楼,受建筑条件的限制,最不利点消火栓栓口静压不能满足“消规”的要求,设计中通常采用的室内消火栓系统见图1b。

　　 从图1可以看出,已建及扩建部分均采用各自独立的室内消火栓系统,造成消防水池、消防水泵、控制柜、高位消防水箱的重复建设,增加工程成本。由于已建部分的建筑高度大于扩建部分,已建室内消火栓系统中消防水池的有效容积、消火栓供水泵的流量及扬程等技术参数均满足扩建部分的要求。为避免工程的重复建设,应考虑在已建部分室内消火栓系统的基础上设计扩建部分的室内消火栓系统。因已建部分高位消防水箱的位置受结构荷载、建筑面积、平面尺寸的限制,其有效容积不能增大,在已建部分满足“高规”、扩建部分满足“消规”的前提下,两者简单地共用消防水池、消防供水泵、高位消防水箱的系统见图2。

　　 从图2可以看出,“消规”所规定的用来直接自动启动消防水泵的流量开关、压力开关可在合用系统内简单地设置,但对于高位消防用水量,虽合用系统内已建及扩建部分高位水箱总的有效容积满足“消规”对于扩建部分不小于36m³的规定,而两者箱底约0.14 MPa的高差,已建部分消火栓系统内的水压必然限制扩建部分高位消防水箱的使用。如对于扩建部分10层的消火栓,在已建部分高位消防水箱18m³的消防储水用完时,扩建部分高位消防水箱的有效使用会受到系统内高于其箱底约0.08 MPa水压的限制,延误火灾的扑灭时间,即使在扩建部分高位消防水箱的有效容积扩大到36m³的情况下,仍然存在同样的问题。

　　 对于前述已建部分室内消火栓系统的水压限制扩建部分高位消防水箱使用的问题,可以通过增加扩建部分高位消防水箱的箱底标高来解决,但此措施往往受建筑专业的限制,难以实现。

　　 实际工程设计中,可以在已建、扩建合用的室内消火栓系统中合理的位置设置止回阀,将消防供水泵后的合用系统分隔成2个独立的子系统,使已建部分仍满足“高规”的要求,而扩建部分满足“消规”的要求,其系统见图3。

　　 从图3可以看出,合用系统中,通过在已建、扩建的室内消火栓系统各自的进水总管上分别增加设置止回阀,运用其只允许介质往一个方向流动的功能,将两者分隔成相互独立的子系统,使各自满足相对应的消防规范的要求。图3同时也反映出,设置在子系统进水总管上的止回阀先于设置在消防泵出水总管上的止回阀受到停泵水锤的影响,设计中应选用防水锤的缓闭式或静音式止回阀。

　　 在采用各自独立的子系统的已建、扩建合用系统中,止回阀起着系统分隔、合用消防水池、消防泵的重要作用。实际工程所采用的止回阀的组件如阀体、阀盖、阀瓣、阀轴、法兰及法兰密封面均应符合相应的国家标准并满足工程消防系统的压力设计要求。

　　 (1)扩建工程的室内消火栓系统,应在“消规”对扩建部分规定的消防技术参数与已建部分现有的消防技术参数相比较的条件下,做到已建与扩建部分消防系统的相互融合,避免工程设施的重复建设。

　　 (2)在分别以旧“高规”、“消规”为设计依据的已建工程与扩建工程合用的室内消火栓系统中,可利用止回阀对消防系统分隔的特殊作用及系统内合理的设置位置,将消防泵出水管后的合用系统分隔成已建、扩建各自独立的子系统,使已建、扩建系统分别满足各自相对应的消防规范的要求。