自动喷水灭火系统设计中的几个重要问题

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摘要：自动喷水灭火系统是当今世界上公认的最有效的自动灭火设施，是应用最广泛的自动灭火系统。提高自动喷水灭火系统可靠性对建筑消防安全具有重要的意义。

关键字：自动喷水灭火灭火系统系统设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

引言

随着我国城市化进程的不断加快，城市建筑行业得到进一步的发展，大型建筑、高层及超高层建筑日渐增多，同时对建筑内部的消防系统的管理质量也提出了新的要求。因此，建筑消防系统的设计及运作就成为了建筑灭火成败的关键因素。自动喷水灭火系统是一种在火灾时能自动喷水灭火的固定灭火方式，具有安全性高、操作简单、灭火效率高和成本低等优点，能够使火灾在初期就能够及时得以控制，从而最大限度的减少火灾损失，目前在城市建筑消防系统中有所应用及推广。

一、喷头设计

1、标准喷头

现行的《自动喷水灭火系统设计规范GB50084—2001》(以下简称“规范”)中对于标准喷头的最大水平间距做了一些规定，一般工程设计中常见的做法就是按规范中所列的最大间距进行喷头布置。这样做固然“满足”了规范，但事实上由于喷头的喷水量与喷头所在位置的压力有关，保护半径也与喷头所在位置的压力、喷头距地高度有关。压力越大，喷头的喷水量和保护半径也越大。自喷系统压力是根据最不利点-最高、最远点来计算的，对于垂直高度较大的自喷系统，因为各层建筑高差造成支管系统压力有一定的压力差。这就为喷头的灵活布置提供了条件，即:有可能通过适当地利用压力差，扩大某些因建筑条件限制而使喷头难以设置的部位的喷头的保护半径，从而适当地减少喷头个数。

应当注意的是，喷头间距也不可能无限制加大，喷头的实际保护半径应经过合理而精确的水力计算获得。“规范”中关于喷头工作压力，一般采用末端设计工作压力为0.1MPa，确有困难时，可降低到0.05MPa。笔者根据设计实践经验，当喷头处水压值不小于0.15MPa时，喷头的最大间距可以按不超过4.5m进行布置。目前的标准间或办公室开间尺寸多为3.6-4.2m，进深多为3.9-4.5m，如按“规范”规定，应设4个标准喷头。若按上述计算结果进行布置，只设一个喷头即可，经济效益还是明显的，前提是必须经过详细计算，使喷水强度达到“规范”要求。

2、墙型喷头

边墙型喷头在工程中为设计者提供了更为灵活的布置手段，也被广大设计人员大量采用。但房间尺寸对其布置的影响却往往被人忽视。以中危险级为例，一般要求，边墙型喷头向被保护面积一侧的布水量应达到喷水量的70%-80%，约为为56-64L/min。以此水量，按中危险级的喷水强度要求，每个标准边墙型喷头最大保护面积约为9.3m2。在计算边墙型喷头的设计覆盖面积时，应按上述水量(56-64L/min)而非喷头的总喷水量(80L/min)进行计算，否则可能造成喷头设置过少，达不到“规范”对喷水强度的要求。

二、系统设计

1、管网布置 一般来说，自动喷水灭火系统管网布置多为支状管网，水力计算时是先选定最不利点，将该点压力设定为系统最低压力，按一定的算法（如：特性系数法等）进行水力计算。不难看出，除最不利点外，其余各处的实际压力均高于设计的最低压力。在旧版的《自动喷水灭火系统设计规范》中，对喷水均匀性有明确要求，喷水强度限定在“规范”规定值（20%）以内，而现行规范中对喷水强度均匀性要求在某种程度上反而做了删减，笔者认为，这是一种退步。由于喷头的喷水量受其所处部位的压力的影响，所以进行管网布置时应掌握的原则是：根据相应的作用面积和实际房间布置的情况，合理地布置配水管及配水干管，使管网负担尽量均匀，从而使喷头喷水更加均匀。

2、系统管材及配件

一般来讲，一方面自动喷水灭火系统安装后，其系统使用次数较少，管道锈渣等杂物容易沉淀在管内;另一方面喷头喷水嘴孔径较小，容易被堵塞。故自动喷水灭火系统所采用的管材应不易起锈。“规范”对此作了要求:“配水管道应采用内外壁热镀锌钢管或符合现行国家或行业标准，并同时符合本规范 1. 0. 4 条规定的涂覆其他防腐材料的钢管，以及铜管、不锈钢管。当报警阀入口前管道采用不防腐的钢管时，应在该段管道的末端设过滤器”。应该说，因为在灭火时，报警阀前的管道是水的必由之路，该部分管道里如果存有杂物，仍有可能随水流到达喷头，影响喷头的正常喷水。这一要求看似严谨，但是，自动喷水灭火系统报警阀前的管道与其采用不防腐管道再加设过滤器，这样做既不会节省造价，还增加了检修节点，还不如直接采用热镀锌钢管或热镀锌无缝钢管。

3、过滤器的设置 锈渣及其它杂物除对喷头喷水产生影响外，还可能产生两种后果，一是堵塞湿式自动报警阀座圈环形槽接警铃的管孔，使系统动作时，水不能经环形槽流向水力警铃和压力开关，造成水力警铃无法发出铃声报警，压力开关无法启动发出电信号，进而无法启动自喷泵、无法向消防控制中心报警；二是杂物卡在湿式自动报警阀座圈环形槽内，使阀瓣无法关闭，系统内的水不断经报警环形槽流向水力警铃和压力开关，造成系统误动作。所以，除了在管材、管件方面采取相应措施以减小锈渣对喷头的影响外，还应在下列部位设置过滤器，以保证系统的正常运行。 1)在屋顶消防水箱接至自动喷水灭火系统的出水管上设置过滤器，以防止消防水箱内的杂物进入系统。 2)在自动喷水灭火系统主泵、稳压泵吸水管上设置过滤器，以防止消防贮水池内的杂物进入系统。

4、安全阀的设置位置 由于一方面自动喷水灭火系统主泵流量大、扬程高；另一方面，根据资料显示，系统开启5个喷头时灭火率达95%以上，可见在大多数情况下，喷头开启数量较少，系统出水量远未达到系统设计最大供水量，从而造成系统压力过大、系统破坏的现象。所以在一般设计时都采用一些防超压的措施。在各类防超压的措施中，设置安全阀是较简单、宜行的一种。但一般安全阀的设置位置则不被设计人员重视，多设在报警阀前的供水总管上，其实这样并不见得妥当。因为报警阀阀瓣具有止回功能，当系统超压时，即使设在报警前的安全阀动作放水泄压，也不能使报警阀后管道泄压。这时如果系统是处于灭火状态，报警阀后管道压力在喷头出水的情况下会逐渐减小；如果系统因为误动作启动主泵造成超压，则有可能因泄压不及时造成破坏。所以，安全阀的设置位置宜在每个报警阀后管道系统设置。

5、管道穿越建筑沉降缝和伸缩缝的处理 由于结构专业的需要，许多体量较大或体型较长的建筑都设置有沉降缝和伸缩缝。湿式自动喷水灭火系统的管道在穿越沉降缝和伸缩缝时，由于一般情况下管道为刚性连接，并固定在沉降缝或伸缩缝两边的建筑结构上，当建筑物出现沉降或伸缩时，系统管道无法承受巨大的外力而扭曲、变形，从而是导致漏水，甚至系统破坏，所以应对此予以重视并采取相应的处理措施。在实际工程中常采用的比较有效的办法是:在管道穿越沉降缝和伸缩缝两侧设置可曲挠像胶接头或耐压金属软管进行柔性处理，利用它们良好的柔韧性和抵御变形的能力来弥补钢管的不足，从而在很大程度上减小因建筑原因引起的系统破坏。

结束语

总而言之，随着社会的发展，人们对于自动喷水灭火系统的重要性越来越关注，并且自动喷水灭火系统在建筑中的应用也越来越广泛。但是，这个系统也是存在一定的缺陷，因此，我们必须要不断地改进技术，通过技术上的改革来增强自动灭火系统的整体效益。从而减少事故的发生，这对于整个经济的发展有很大的推动作用，也能够使社会走向一个更高的台阶。所以，我们应该对自动灭火系统中的技术问题引起高度的重视，以促进经济的进一步的发展。

参考文献

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[3]张瑾、马志虎.大空间自动喷水灭火系统设计探讨[J].安徽建筑.2012年