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·自动喷水灭火系统的设计、应用


1、 喷头选型与合理布置
喷头的合理选型和布置关系着自动喷水灭火系统能否正常发挥作用,根据建筑物的不同功能部位应选择不同温度级的喷头。如:一般写字楼、公共用房、地下停车库等宜选用68℃温度级的喷头:厨房等高温场所宜采用93℃温度级;锅炉房等高温操作场所
宜采用102℃温度级喷头。喷头温度级系指喷头实际的间距作了规定限值,有设计者误把此规定值当作布置应采用间距,不管被保护对象及建设平面尺寸和构造要求如何,一律采用3.6m(中危险级)或4.2级(轻危险级)间距布置,结果出现喷头贴梁、贴柱安装,或者在不规则建筑平面上喷头布置凌乱,配管纵横交错、杂乱无章等现象,影响建筑美观及喷头喷洒功能的发挥。例如高层建筑的地下车库由于商场规模、销售物品种类等时常变化,功能划区时常变动,喷头应该结合建筑物的开间布局一块块布置,今后无论商场如何分隔,喷头的布置都能满足规范要求。
2、 管网布置
管网布置是在喷头布置的基础上进行的,随意性较大。同时管网担负着向喷头送水的作用,有安全供水的要求。比较认为:采用居中进水(即配水支干管与成组喷头支管居中连接),管网水支干管与成组喷头支管不会使平面上各喷头的工作压力差值太大造成实际流量的分配与理论计算流量分配偏差甚大,同时也造成无谓的流量转输,浪费管材。
3、 报警阀的设置
报警阀设置位置一般要求设在地面一层,并靠近消防控制中心,但有时难以实现。当被允许设于地下一层时,其水力警铃必须设于地面一层。当系统最大工作压力超过1.2Mpa时,按规范要求应采取分区或减压措施,同时应注意湿式报警阀的选用问题。
在大型公共建筑中,要避免过长的配水支管布局,减少靠近立管和远离立管处喷头前工作压力的差值,达到喷水的均匀性。应采用多立管划片连接。现行实际工程中对自动喷水灭火系统管网不计算或者不详细进行水力计算者居多,大多以估算管径作为设计管径,没有进行必要的核算,困此选泵很盲目,这样的管网设计不科学也不安全。笔者接触到不少工程,发现所选水泵的扬程不足以克服整个系统的阻力及保证最不利点喷头工作压力≥0.1Mpa的要求,有的设计又盲目放大管径造成不必要的浪费,这些现象均应克服。
4、 报警阀前环状供水管道布置
新修订的《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)第10.1.4条规定:“当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时,报警阀组前宜设环状供水管道。”规范的条文说明提供了环状供水示意图,阀门之间的环管检修时,所有的报警阀都停止供水,失去了环状供水的作用。而且一般情况下环状供水管道不长,在环管上设置阀门意义不大。
5、 消防水池
《高层建筑设计防火规范》第7.3.3条规定:“消防水池总容量超过500m3,应分成两个能独立使用的消防水池”。例如,对一类高层商住楼,室内消火栓的用水量为40L/S,火灾延续时间为2h,自动喷淋灭火系统用水量为21.3L/S,火灾运行时间为1h,那么消防统用水量为364.8 m3,小于500 m3,因此很多设计按照规范只设置一个消防水池。但高层建筑、大型商业建筑和厂房车库,都存在火灾危险大、火灾蔓延速度快、扑救难度大、人员疏散困难的特点。如果只有一个消防水池,当消防水池检修或清洗时,整个消防系统将处于无水状态,使自动喷水灭火系统失去作用。
6、 高位消防水箱
高位消防水箱的作用有两方面:一是利用位差为自动喷水灭火系统提供准工作状态下所需要的水压,使管道内的充水保持一定的压力;二是储备自动喷水灭火系统启动初期用水,在自动喷水泵出现故障的紧急情况下应急供水。在轻危险级和中危险级场所,自动喷水灭火系统利用屋顶消防水箱的水量,一般情况下能有效扑灭或控制初期火灾。新修订的《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084—2001)对消防水箱的设置做出严格限定。根据该规范第10.3.1条,第10.3.2条规定,除建筑高度不超过24m的轻危险级和中危险级场所外,采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统均应设高位消防水箱。规范指出,对于建筑高度不超过24m的轻危险级和中危险级场所,如设置高位消防水箱确有困难时,才可以采用气压给水设备代屋面消防水箱,并且要求气压给水设备水泵的流量为5L/S,气压水罐的储水容积为5L/S×10min=3m3。在工程实际中选用如此大的气压水罐是不经济的,而且供水可靠性比屋面消防水箱低,因此应首先选择屋面消防水箱供水方式。关于商住楼屋面消防水箱的储水量,《自动喷水灭火设计规范》(GB50084—2001)第10.3.1条规定,储水量应符合现行有关国家标准的规定。也就是说,当消火栓系统和自动喷水灭火系统合用屋面消防水箱时,只要按照《高层民用建筑设计防火规范》的相关规定确定屋面消防水臬的容积即可,不必另外增加自动喷水灭火系统的初期用水量。
7、 系统稳压
自动喷水灭火系统的特点是迅速、可靠、有效地进行扑救火灾,为达到上述要求通常将系统设计成临时高压,即在喷淋主泵未启动之前系统已具有扑救初期火灾所要求的工作压力和流量,此压力系由高位水箱或稳压泵进行维持,一旦有火情发生,任何1~2个喷头动作都能有效地控制初期火灾,当火情继续扩大至稳压泵无法维持整个系统所需的流量和工作压力时,才切换喷淋主泵迅速启动灭火。
8、 防止初期火灾的泵超压
自动喷水灭火系统在火灾初起时往往只有1~2个喷头动作喷水,此时若自动喷水主泵迅速启动,由于初期火灾消防用水量很小,根据泵性能特性曲线可以看出,此时泵扬程会大大高于泵正常运行时的扬程,因而出现超压现象,造成个别喷头破裂(安装质量不佳)喷水。防止火灾初期超压现象有多种措施,采用多台泵先后启动的方式为首先方案。水灭火系统的工作主泵在高层或超高层建筑中宜选用2台以上,主泵启动的要求应做到:任何启泵信号都只能先启动一台,随后再投入另外工作主泵。这里在泵的出水管上设置超压泄压阀及旁通回流管以及选择性能曲线比较平缓的消防主泵等均是防止初期火灾泵超压的具体措施。
9、 关于防火卷帘的保护
现行《高层民用建筑设计防火规范》第5.4.4条规定:“采用防火卷帘代替防火墙时,其防火卷帘应符合防火墙耐火极限的判定条件或在其两侧设闭自动喷水灭火系统,其喷头间距不应小于2.0m。”值得研究和探讨的问题是:(1)专业厂家目前生产的防火卷帘有两种。一是普通防火卷帘,这是必须用水予以保护的;另一种是复合式防火卷帘,据厂家介绍及有关部门鉴定,复合式防火卷帘可以不用水保护(价格较昂贵),但实际采用时还要不要用水保护是讨论热点。(2)既然条文中提出:“……在其两侧高闭式喷头保护,这就涉及到灭火系统的设计秒流量问题。按《自动喷水灭火系统设计规范》有关条文规定,保护防火卷帘的开式喷水灭火系统,其喷水强度应达到0.5L/(s·m),而闭式喷水灭火系统其喷水设计秒流量按中、轻、或严重危险等级设计要求进行分别计算即可。且闭式喷头是一个个开放喷水,不像开式那样打开控制阀后,沿防火卷帘周边的喷头瞬间同时喷水。按开式或闭式系统计算主要涉及设计秒流量的计算问题。当防火卷帘总长度超过50m时,设计秒流量的计算关系重大。如某工程防火卷帘总长度超过120m,按0.5L/(s·m)计算,用水量将超过60L/S,3h总用水量高达650 m3,相当可观。


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