自动喷水灭火系统设计的体会

自动喷水灭火系统是现行自动灭火系统中最普遍的一种灭火方式，在我国从七十年代初开始大量应用以来讫今已有二十几年的实践。其设计的内容主要包括系统选型、喷头布置、系统水力计算和供水。在设计中可有些“误区”值得研究和探讨，现对设计过程中的这些问题进行探讨。
一、 系统选型
系统选型是自动喷水灭火系统设计中的首要环节。在这个环节中首先要搞清楚的是哪些场所应该设自动喷水灭火系统。在《建筑设计防火规防》GB50016-2006（以下简称《建规》）第8.5条中规定了自动喷水灭火系统的设置场所，而在《自动喷水灭火设计规防》GB50084-2001-2005版（以下简称《喷规》）的附录A中举例了设置场所火灾危险等级。但这两者之间存在一个问题：在《喷规》中列出的一些设置场所在《建规》中规定需设的场所中没有。那么这些场所该不该设自动喷水灭火系统呢？笔者认为，《建规》中规定哪些场所应设自动喷水灭火系统，而《喷规》是在确定应设自动喷水灭火系统后，再对这些场所的危险等级进行分类。至于在《喷规》附录A中有列出而在《建规》中没规定的场所，笔者认为，可根据当地的经济、技术等多方面进行比较后确定是否应设。毕竟在《建规》中规定的设置场所只是一种推荐，并不排除其他场所的设置。
二、喷头布置
喷头布置是自动喷水灭火的重要环节。发生火灾时系统能否正常启动和有效灭火，主要取决于喷头布置是否合理。
喷头布置的最大难处是喷头间距太大就会出现喷头覆盖面的空白点，间距太小又会使喷头由于受相邻喷头的喷水而使其附近温度降低，无法达到喷头的动作温度而失效。怎么解决这个问题呢？现以中危险II级标准型喷头（无吊顶）的喷头布置为例对这问题进行探讨。
《喷规》第7.1.2条规定了喷头的间距。据此，我们按梁系布置时可按以下几种情况进行布置：
a、 梁系间距小于3.6m
这种情况最简单，可沿梁系中间布置一排标准型喷头就能满足规范要求。
b、 梁系间距介于3.6m~4.8m间
这种情况最复杂。布一排标准型喷头肯定没法满足规范要求。布两排又会出现违反规范的两种情况：
1〉满足《喷规》第7.1.2中规定的喷头间距“不宜小于2.4m”时，就会违反《喷规》表7.2.1中喷头与梁的距离的规定。
2〉满足《喷规》表7.2.1中喷头与梁的距离的规定，喷头间距就会小于2.4m，也违反了《喷规》第7.1.2中规定的喷头间距“不宜小于2.4m”。
如何解决这问题，现我们进行具体分析。我们首先喷头间距大于2.4m的要求，然后适当调节喷头与板的距离就基本能满足规范要求。如下图所示：

b=2.4m时，a=0.6~1.2m，查《喷规》表7.2.1可知：
0.6m 0. 9m 喷头溅水盘与梁底面的最大距离h为：
h=H-H1-H2 <1>
h-喷头溅水盘与梁底面的最大距离
H-梁高
H1-顶板厚度
H2-喷头溅水盘与顶板的距离
根据《喷规》7.1.3第二条规定“除吊顶型喷头及吊顶下安装的喷头外，直立型下垂型标准喷头，其溅水盘与顶板的距离，不应小于75mm，不应大于150mm”取H1=150mm，
顶板厚H1=100mm
h=H-150-100=H-250
实际中，梁高一般都不小于700mm，那么喷头溅水盘与梁底面的最大距离h一般都大于450mm，无法满足《喷规》表7.2.1的规定。这时，我们就必须依据《喷规》的7.1.3第二条规定“在梁间布置喷头时，应符合本规范7．2．1条的规定。确有困难时，溅水盘与顶板的距离不应大于550mm。”当取溅水盘与顶板的距离为550mm，顶板厚H1=100mm时h=H-650，梁高一般都小于1000mm，这时根据计算<1>式算出，喷头溅水盘与梁底面的最大距离一般都能满足《喷规》表7.2.1中喷头与梁的距离的规定。若再无法满足要求，只好在梁底面的下方增设喷头。
当然，当出现特殊的十字梁时，我们也可以按照依据《《喷规》第7.1.3条“净空高度不超过8m的场所中，间距不超过4×4(m)布置的十字梁，可在梁间布置1只喷头，但喷水强度仍应符合表5．0．1的规定。”来布置喷头。喷水强度不够时可以提高喷头压力或选择喷头流量系数比较大的来满足要求。
三、 系统水力计算
自动喷水灭火系统水力计算主要是系统加压泵的流量、压力及系统管径的确定。
在自动喷水灭火系统的流量和压力的计算时，有些设计者会认为最不利点喷头就是最高那层的喷头，其实，这种理解是错误的。最不利喷头其实有两层含义：一、作用面积内喷头压力的最不利点；二、作用面积内喷头流量的最不利点。如果按最不利点喷头就是最高那层的喷头，这样计算出来的结果一般流量都没法满足要求。所以，计算时，要根据喷头布置的疏密，在最密的地方作为系统的流量最不利点，在最高处作为系统的压力最不利点。
至于管径，有些设计者会直接查《喷规》表8.0.7确定，其实，那表只是规范允许的最大值，如果按那表的喷头数最大值，有些流速是远大于经济流速的。举个例子，表内中危险级管径DN50所允许的最大标准型喷头个数为8 ，按喷头工作压力为10m计时单个喷头流量为1.33L/S（不考虑压力的影响）,8个喷头流量为10.64L/S,可得，DN50对应的流速V为5.01m/s，单位长度管道水力损失为0.0125Mpa/m。由计算结果知，流速偏大，单位长度管道水力损失偏大。因此，选管径时我们应该根据管道通过的流量来确定，不能直接查表确定
四、 供水
设计者对供水的主泵的选型一般不会有什么疑问，但对屋顶稳压泵的选型却不大确定。有些设计者为了安全起见，尽量把稳压泵的扬程和流量选大。对于这个问题，我们首先应明白自动喷水灭火的过程。喷淋系统在主泵未启动时，是由屋顶消防水箱和稳压泵提供系统的流量和压力。发生火灾时，一般1~2个喷头能有效的控制初期火灾，当火灾继续扩大消防水箱和稳压泵无法满足系统所需的流量和压力时，主泵迅速启动灭火。从喷淋系统灭火过程可知，对稳压泵的要求是流量小、扬程大。高规要求稳压泵的流量不大于1.0L/S,扬程稍高于系统所需压力。
对于供水，有些设计者会把屋顶消防水箱出水管接在报警阀后的错误做法，这是对报警阀工作特性不了解所致。报警阀的主要作用是输出信号，当发生火灾时，火灾初期是由屋顶水箱和稳压泵供水，若出水管接在报警阀之后，水流就不会通过报警阀，因此也不会报警，无法及时发现火情，延误灭火和疏散人员时机。所以，设计时，消防水箱出水管跟喷淋系统连接时，因接在报警阀前，而不是报警阀后。
以上是本人在设计自动喷水灭火系统过程中的一些体会，不妥之处，敬请各位专家、同行提出宝贵意见。



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