喷头标高控制与连接管件设计

前言：

       目前国内的设计是极其不负责任的，因为负责任，只能饿死。不负责任，表现在于设计成果不能用，仅仅用于审图通过、报建和评奖，全部是自己一个小圈子里面的游戏。这样的机制，造成大量的问题一直没有得到解决和，技术领域不能进步。

喷头的安装位置设计、喷头标高控制设计、短立管设计、连接管件设计，均是方案设计的重要内容，在初设阶段就应做好喷淋管道、喷头安装可行性研究。但遗憾的是，目前整个设计行业，几乎都是快餐行业，不管有没有厨师资格证，从没做（见）过宴席，从施工图设计到工程竣工，基本都没有考虑过，将自相矛盾的要求推给施工单位解决，造成实际项目中存在大量问题。

本文针对各种喷头标高控制、连接件设计等被设计行业忽略的问题和矛盾，分析并提出解决办法。特别是仓库或民用建筑高大空间使用的CMSA、CHSA、CMDA等特殊应用喷头与ESFR喷头。 

 

采用下列简称：

1. 《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）简称：《消水规》

2. 《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）简称：《建规》

3. 《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017简称：《喷规》

4. 《自动喷水灭火系统施工及验收规范 》GB50261-2017简称：《施工喷规》

5. 本公众号文章《自动灭火设置之四： 喷淋设计争议问题、普遍错误问题补充》简称：《之四》

6. 20S206《自动喷水灭火设施安装》简称：《20S206》

 

 

一、喷淋支管穿梁、贴钢梁下安装时，经常出现支管标高距离天花板底距离小于200mm的情况。

按《喷规》7.1.6规定，普通喷头、EC喷头溅水盘与顶板的距离应为75mm~150mm。

喷淋支管穿梁、贴钢梁下安装时，经常出现支管与天花板底距离小于180mm的情况，设计要求采用直立型喷头，设计说明把《喷规》的条文抄上，要求短立管不小于DN25，喷头溅水盘与顶板的距离为75mm~150mm。

这设计要求明显就是自相矛盾的要求，让施工单位无可适从。

如下图，即使短立管长度为0,支管三通加上大小头和K80喷头尺寸，最小长度在12cm以上，若支管标高距离天花板底小于180mm，甚至有的就只有100mm，喷头如何能满足溅水盘与顶板的最小距离为75mm的要求？

 

这种情况也不能改为下垂型喷头，这样造成喷头溅水盘距离天花板底超过150mm（管道有时已经超150mm），如何解决问题？

在扩初阶段，设计应考虑好管道标高，不论是穿梁，还是贴钢梁下敷设，支管中心与天花板底距离不应少于220mm，这样方能确保喷头溅水盘安装要求。

笔者在本本公众号文章《之四》中，提出笔者经常采用的直接在支管三通接出喷头的做法，也可以缩短支管中心与天花板底距离，见上图，支管中心与溅水盘距离一般小于90mm，这种情况，支管标高与顶板距离可缩短为170mm。

三通直接接出喷头的做法，这种情况虽不违规，但更适合下垂喷头，因为直立喷头距离支管太近，且在支管之上，喷水受支管阻挡的程度加大。尽量控制支管距离天花250mm设计。

    大流量直立喷头情况相同，仅仅是尺寸稍微不同而已。

二、当在梁或其他障碍物底面下方的平面上布置洒水喷头时，溅水盘与顶板的距离不应大于300mm，同时溅水盘与梁等障碍物底面的垂直距离应为25mm~100mm。

这是《喷规》7.1.6的要求，但存在下图情况时，无梁楼盖建筑，或管道因避让风管、电缆桥架等原因贴天花板底敷设，喷头需要设置在管道组下敷设，常见的设计成果要么没有说明喷头安装高度，要么按照《04S206》、《20S206》中的图样，要求喷头距离管底75~150mm（或150~360mm）,见下图：

 

  

这种做法，造成喷头基本上都距离天花板底大于300mm，违反《喷规》7.1.6，喷头动作滞后，延误扑灭初期火灾的最佳时间切入点。 

《20S206》中的图样，是在设直立喷头之后受管线阻挡增加的下垂喷头，情况不一样，直立喷头动作喷水扑灭初期火灾，若火灾没有灭掉继续加大，下垂型喷头动作参与灭火，因此，下垂型喷头动作时间允许滞后，可以与管线距离长些。

注：来自《20S206》的上图，存在两个错误，一是特殊应用喷头的距离时150~200，二是漏设挡水板。 

三、大流量下垂型喷头设计普遍存在问题

上面的直立型喷头的问题，仅仅是个别项目出现，但大流量下垂型喷头，几乎所有设计普遍存在喷头溅水盘距离天花太远的问题。

仓库或民用建筑高大空间使用的CMSA、CHSA、CMDA等特殊应用喷头与早期抑制喷头，当超过一定流量系数时，不允许使用直立喷头，只能使用下垂型喷头（见《喷规》5.0.5、5.0.6）。下垂型喷头距离距离天花板底最大为200mm（CMSA、CHSA、CMDA喷头）和360mm（ESFR喷头）,设计普遍要求采用DN50或DN65短立管（见下图）。

 

上图大样中要求支管紧贴天花板安装，中心距离板底100mm,支管接出DN65(50)三通、短立管、DN65(50)x25大小头、补芯和喷头,同时，设计说明要求喷头溅水盘距离屋顶不大于200mm200mm（CMSA、CHSA、CMDA喷头）和360mm（ESFR喷头）。以ESFR喷头K=202为例，喷头公称直径DN20,需要定制DN65x20大小头，实际距离430mm左右，见下图：

 

明显，根本是不可能满足距离天花不大于360mm（200mm）的要求。 

四、大流量下垂型喷头设计问题的解决手段

1. 能否取消上图的短立管？

不能，因为采用机械三通，需要一个短立管上下连接。

2. 能否缩短短立管？

不能，因为短立管打牙需要一定尺寸来固定，固定压力作用于螺纹上会造成牙口损坏。一般最短加工距离5~7cm。

3. 短立管不宜采用DN65，最大只能DN50,建议DN25

采用DN65,若螺纹连接，违反现行规范，但卡箍连接，距离更长。采用DN50,可以采用螺纹，但距离没差别，改为DN25,勉强接近360mm,见下图：

 

4. 短立管DN25，流速13.8m/s,是否符合《喷规》9.2.1 ？

笔者在本公众号文章《之四》中详述了这个问题，这是设计人员错误理解规范，经济流速的选择，是指主要管道，不包含减压孔板、节流管、短立管、阀门、喷头等设施。而且，这种情况，采用DN65短立管，由于需要增加大小头、补芯，管件多局部损失大，总水力损失差额可以忽略不计。

5. 能否降低支管安装标高，采用回流弯管做法，使喷头标高满足要求？

首先，回流弯做法，不是用于解决这个问题而产生，回流弯是NFPA规定从自然水体、水质较差蓄水池或开顶蓄水池供水时，为了避免杂质堵塞下垂喷头的短立管，造成喷头不出水、少出水，才要求设置回流弯，而且，如果使用标称K=161或更大的喷头，也不需要回流弯管，原因是大流量喷头，内部通道宽，杂质不易堵塞。

其次，若支管标高低于喷头溅水盘时，回流弯做法可能造成支管妨碍喷头喷水，见下图：  

 

6. 短立管采用DN25,勉强满足喷头安装距离的要求，但最合适的做法就是直接在支管三通接喷头（见下图）。 

直接在支管三通接喷头，阻力损失最小，且能节省大量管件和人工。NFPA13规定支管管径不大于DN100时便可采用。而国内设计行业基本采用自相矛盾的DN65(50)短立管设计，耗费相当大比例的造价，而且，这类让施工单位不能完成施工的、矛盾的、违规的糟蹋型设计，在本行业的设计人员中，比比皆是，这也是笔者从事给排水优化工作能够生存的原因。

正因为行业缺乏合理的设计和技术进步，造成设计成果中缺乏DN80x25、DN100x25三通的需求，市场因没有需求就没有此产品就需要定制，实际成本也会上升。

7. 上图中的DN65x25三通,连接DN20喷头采用了补芯，是否可行？

《施工喷规》5.1.12 规定：当管道变径时，宜采用异径接头；在管道弯头处不宜采用补芯，当需要采用补芯时，三通上可用1个，四通上不应超过2个。因此，上述大小头采用补芯不违反《施工喷规》。

市场上有DN65x25三通，但没有DN65x20三通，因此不得不采用DN65x25三通+补芯做法代替DN65x20三通。

8. 限制补芯使用，建议仅适合DN15（K80）喷头。

实际上，DN65x25三通+补芯做法与DN65x20三通，水力损失相差不大，流道尺寸也一样，完全没必要限制，建议《施工喷规》改进，至少先从DN20及以上喷头先放宽。

三通规格齐全的话，没有人会采用三通+补芯做法，耗材耗工，但施工材料有欠缺时，可以个别采用三通+补芯来代替，而无需停工等待发货。

 

五、装修改造项目的喷头改造设计 

例如，土建验收时，场所采用直立型喷头，短立管采用DN25,但装修时做封闭吊顶，需要改为吊顶喷头。如何设计？

建议参照NFPA13做法（见下图），去掉直立喷头和大小头，从短立管接出回弯管，再接大小头、吊顶型喷头。对于人工成本较低的地区，也可以按传统方式，全面拆掉支管，并旋转使三通、短立管朝下。

 

又如，土建验收时，场所采用直立型喷头，短立管采用DN25,但装修时做格栅吊顶，需要上下设置喷头。能否从DN25短立管接上下喷头？

建议参照NFPA13做法（见下图），去掉直立喷头和大小头，从短立管接出三通和回弯管，分别上下喷头。这样，避免支管全面拆卸，三通改为四通结果。

上下喷头存在同时喷水可能，但DN25短立管（长度小于100mm），流速可能较大，但由于长度小压力损失同样可忽略。