给水排水自动喷水灭火系统局部积水区如何保温防冻？

严寒及寒冷地区无集中供暖系统建筑多选择采用干式系统或预作用系统。根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084-2017,以下简称“喷规”）关于干式系统与预作用系统的定义，两系统准工作状态时报警阀后管道不充水，只在火灾时系统启动充水。现实中这些不充水的管道，部分工程每年最冷月都因管道积水冻胀造成阀件或管道破坏，破坏部位均发生在系统局部下弯管段或区域。对严寒地区哈尔滨市最冷月62 d持续调查，调查数据见图1，无集中供暖系统车库温度达不到规范要求的5 ℃原因是多方面的，本文仅针对这种现实存在现象阐述如何做好自动喷水灭火系统防冻保护，确保系统运行安全。

图1 严寒地区无集中供暖系统车库实测温度

预作用系统、干式系统施工完成后需经管网充水时间及排水装置测试。验收完成后，预作用报警阀或干式报警阀后管道应彻底泄水放空。报警阀后系统管道在建筑物内敷设时，不可避免会遇到通风管道、排管或机械停车设备等障碍物。按照“喷规”7.2.3条要求宽度大于1.2 m的障碍物下方应增设喷头，系统局部下行管段存在积水区域，应采取有效防冻措施或设置泄水放空装置。实际工程中仅注重系统报警阀组、水流指示器及系统末端放水阀的设置，报警阀组后局部积水管段没有采取有效防冻保温措施或泄空装置。在环境温度低于0 ℃时，未采取有效防冻保温措施保护的积水管道，由于温度变化、物质体态变化而产生的应力造成系统破坏。只有在管道或管件发生冻胀破坏时才发现管道内已经结冰，外观看似完好的内积冰管道，火灾发生时因管道供水能力不足或冰塞，导致系统延迟喷水灭火，错过最佳灭火时机，危及生命及财产安全。严寒及寒冷地区采用干式系统、预作用系统时，局部下弯管段的防冻保护问题应引起注意。

预作用系统、干式系统主要应用在严寒及寒冷地区无集中供暖系统的工业建筑或民用建筑中，“喷规”10.1.3条要求，在严寒与寒冷地区，对系统中遭受冰冻影响的部分，应采取防冻措施。以下列出4种防冻措施并加以讨论：电伴热防冻保温、干式下垂型洒水喷头、限定障碍物尺寸、设置泄水阀。

2.1 设置电伴热防冻保温防护

无集中供暖系统建筑或车库采用预作用系统保护时，系统遇到通风管道、桥架等障碍物时，由于各专业工艺要求，这些障碍物分布不连续，当障碍物宽度大于1.2 m时，障碍物下局部需增设喷头，连接洒水喷头的下弯管段需设置防冻保温措施。无论是采用恒功率电伴热线还是自调控电伴热线，都需要设置温控器与独立的接线盒（热塑连接接线盒、端子连接接线盒、快速连接接线盒）。相较于湿式自动喷水灭火系统全部系统管道都需要设置电伴热防冻保温，预作用系统中仅需要局部宽度大于1.2 m的障碍物下增设喷头及管段需要设置，两者比较，预作用系统中需要设置电伴热防冻保温系统具有明显节省造价的优势。工程设计中应就障碍物局部增设喷头的部位一并注明电伴热防冻保温系统相关要求。电伴热防冻保温系统平时系统运行电源虽然是消防电源，但火灾时其负荷可不计入消防容量。

2.2 采用干式下垂型洒水喷头

按照“喷规”“6.1.4干式系统、预作用系统应采用直立型洒水喷头或干式下垂型洒水喷头”的要求，预作用系统可以采用干式下垂型洒水喷头。干式下垂型洒水喷头的套筒长度一般为65~1 200 mm，根据订购产品尺寸调整安装高度。不同品牌干式洒水喷头产品市场售价从几百元到千元不等，受价格因素影响干式洒水喷头只能局部适度使用，不能广泛应用。有项目鉴于系统下垂洒水喷头使用数量不多，在实际工程中使用，安装情况见图2。从图2中可以看出，采用干式下垂型洒水喷头虽然减少了短立管竖向长度从而减少系统管道内积水，但是连接干式下垂洒水喷头的弯头（三通）管件处仍会存有少量积水无法排出。DN25的GCP001-90°弯头积水高度为52 mm; DN25的GCP003-45°弯头积水高度为45 mm［参考《自动喷水与水喷雾灭火设施安装》(04S206)89页］。积水冻结会局部形成冰塞，封堵配水管。工程中冷库设计时采用干式下垂洒水喷头，预作用系统中应避免采用干式下垂洒水喷头，应采用直立型洒水喷头。建议后续“喷规”修编时，慎重考虑干式下垂型洒水喷头在预作用系统中的应用。

图2 采用干式下垂型洒水喷头布置

2.3 先期规划限定障碍物最大宽度

设计初期规划限定各专业通风管道、成排布置的管道、桥架等障碍物的宽度，当宽度大于1.2 m时进行分拆，布置成两组或多组。分拆后的障碍物每组宽度尺寸满足小于1.2 m，组间相邻最小水平距离不应小于1.2 m，顶板下标准覆盖面积直立型洒水喷头与邻近障碍物的最小水平距离0.6 m［参考《自动喷水灭火系统设计》(19S910)77页］。建筑功能简单、有足够空间或障碍物较少的建筑中可以优先考虑采用此种办法。设计周期紧张、建筑功能复杂、管道布置空间有限，通风管道、成排布置的管道、桥架等障碍物较多且吊顶下有较高净高要求的工程，即使花费大量时间及人力成本也不一定能有效的解决，不宜采用这种解决办法。

2.4 设置泄水阀

“喷规”4.3.2系统组件、配件和设施中“3应设有泄水阀(或泄水口)、排气阀(或排气口)和排污口”“8.0.13水平设置的管道宜有坡度，并应坡向泄水阀。充水管道的坡度不宜小于2‰，准工作状态不充水管道的坡度不宜小于4‰” 。根据以上条文，预作用系统或干式系统可通过在低点设置泄水阀彻底泄空管道中积水，采用案例图示分别加以说明。

3.1 机械立体停车设备

机械立体停车库需分层分区域设置洒水喷头保护，机械立体停车库顶层停车可以利用顶板下直立型洒水喷头洒水保护，停车设备中其他层因滑动停车板的遮挡，需增设边墙型洒水喷头，布置形式为从顶板下喷淋配水管引出配水支管，沿立体停车设备外围或建筑竖向构件（如结构柱）下行到滑动停车板处标高，在设备承载横梁外围布管配水，连接配水支管与边墙型洒水喷头（见图3）。下层水平配水管与配水支管必须在滑动停车板下与行车高度之间的空间内完成安装，一般有100 mm的安装空间。配水支管可利用管道坡降约为50 mm，水平配水管采用2‰~4‰的坡度坡向泄水管，行走管长约12.5~25 m，满足停车设备外围布管要求（见图4）。挡水板与滑动停车板平齐，最大限度提高水平配水管和边墙型洒水喷头安装高度，否则会影响行车。

图3 机械立体停车设备洒水喷头布置

  图4 机械立体停车 设备洒水喷头轴向图

3.2 大于1.2 m通风管道、排管等障碍物

“喷规”“7.1.6 除吊顶型洒水喷头及吊顶下设置的洒水喷头外，直立型、下垂型标准覆盖面积洒水喷头和扩大覆盖面积洒水喷头溅水盘与顶板的距离应为75～150 mm，并应符合下列规定”。“喷规”7.2.3为局部增设喷头要求，“喷规”7.2.3图示仅表达障碍物增设喷头的位置示意，并非只能采用下垂型洒水喷头，障碍物下增设喷头可以采用直立型洒水喷头或下垂型洒水喷头，洒水喷头溅水盘与顶板距离需满足规范相关要求，预作用系统应选取直立型洒水喷头。

预作用系统中，大于1.2 m障碍物下增设喷头布置与机械立体停车设备下层布管原则相同，从顶板下系统配水管引出支管下行至障碍物下，为了减少泄水阀个数，可沿障碍物纵向布配水支管。根据障碍物长度，配水支管安装高度宜控制在障碍物下150~300 mm。防止配水管过长，坡降过大，影响建筑高度，从而影响使用功能。泄水阀设置在系统配水管起端最低处，见图5。

图5 直立型洒水喷头配水支管与障碍物平行纵向多喷头布置

3.3 泄水阀设置要求及维护

系统局部下弯管段或区域应在积水管段最低处设置泄水阀，泄水阀宜设在管径较大的配水管起端，避免由于配水管中线变径导致管道内积水冻结侵占管道容积，影响管道过水流量。需要泄水的管道应坡向泄水阀，坡度宜为2‰~4‰；泄水阀及泄水管管径可参照表1（“喷规”4.3.2条）选取。泄水阀应设在明显易于操作的位置，设永久性标识便于维护人员管理查验。例如在不影响行车的前提下，泄水管沿机械停车设备边缘走管到立体停车设备外围或建筑竖向构件下设置泄水口，或泄水管沿通风管道走管到风机房沿墙下行设置泄水口，泄水阀设置高度宜距离地面1.2~1.5 m，泄水管末端宜预留快接接口。

表1 泄水管管径

预作用系统或干式系统应先完成系统泄水，再完成局部下弯管段泄水。系统泄水完成后，系统排气阀开启的同时开启下弯管段泄水阀，完成局部下弯管段积水泄空。专用排水地漏设置与否根据局部下弯管段长度及管道内积水容量考虑。一般情况下，局部下弯管段长度有限，管道容积不大，泄水管末端快速接口可连接临时软管，泄水至就近排水设施或容器内，无需设置专门泄水地漏。

泄水阀个数不多时，可采用具有锁闭装置的阀门作为泄水阀，在系统试压、试水及系统动作后由具有管理权限的工作人员逐一泄水放空；当泄水阀数量较多时，可将泄水阀设成电动阀或自动末端泄水装置。当系统搭载智慧消防物联网系统时，可实现一键操作，自动远程泄水，便于操作与管理。

消防系统运行可靠性关乎生命及财产安全，严寒及寒冷地区无集中供暖系统建筑自动喷水灭火系统宜选择预作用系统或干式系统。选用以上两种系统，应按“喷规”相关要求对系统中存在冰冻风险的部分管道采取有效防冻措施保护。