大空间场所自动喷水灭火系统设计中若干问题探讨_申静

置， 则如图 ４ 所示 布 置 １ 台 射 水 装 置 即 可 满 足 灭 火 ／ ； 要求 ， 系统设计流量为 ５Ｌ 如按照 “ 喷规 ” 要求的 ｓ ／ ， 作用面积 、 喷水强度确定的设计流量１ 单台自 ６Ｌ ｓ ／ 动扫描射水装置 的 设 计 流 量 按 照 ５Ｌ ｓ布 置 的 话， 则至少需要 ３ 台 射 水 装 置 ， 如图５所示布置才能满 足作用面积 内 喷 水 强 度 的 要 求 。 对 比 图 ４ 和 图 ５， 可见图 ５ 布置间 距 过 密 ， 失去了自动扫描射水灭火 装置保护半径大的优势 ， 又与 “ 规程 ” 中 ７． 间 ３． ２条“ 距不宜小于 １ 相 矛 盾。 笔 者 认 为， 采用射水高 ０ ｍ” 空水炮灭 火 装 置 的 大 空 间 自 动 灭 火 系 统 的 设 计 流 量， 宜根据装置 的 保 护 半 径 在 作 用 面 积 内 的 布 置 数 量的单台标准射水流量的叠加进行计算 。
标准规范交流园地
大空间场所自动喷水灭火系统设计中若干问题探讨
申 静 郭汝艳 石小飞 朱跃云
（ ） 中国建筑设计研究院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ４
结 合 现 行 规 范 的 规 定， 探讨了大 摘要 以三种大空间智能型主 动 喷 水 灭 火 装 置 的 特 点 为 基 础 ， 空间主动喷水灭火系统设计中的几个问题 ， 对涉及到现行规范的局限性及规范执行中的模糊问题进 行了剖析 。 关键词 大空间 危险等级 防火分区 作用面积 喷水强度 设计流量 高位水箱 大空间智能型主动喷水灭火系统作为在大空间 建筑 （ 会展中心 、 机场 、 商场等 ） 中的一种主动喷水灭 火系统 ， 发挥 了 重 要 作 用 。 随 着 大 空 间 智 能 型 主 动 喷水灭火系统的 广 泛 使 用 ， 有关的技术设备也逐渐 相应的规范规程也在逐步实施 ， 目前与大空间 成熟 ， 灭火系统有关的规 范 规 程 有 《 大空间智能型主动喷 （ 水灭火系 统 技 术 规 程 》 以下简称 Ｃ Ｅ Ｃ Ｓ ２ ６ ３： ２ ０ ０ ９， “ ” ） ， 规程 已经实 施 但 相 应 的 国 家 规 范 仍 未 出 台 ， 现 自动喷水灭火系统设计规 阶段相关的工程主 要 以 《 （ ） 范》 以下简称 “ 喷规 ” Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ８ ４—２ ０ ０ １， ２ ０ ０ ５ 年版 ， 为基础 ， 结合 “ 规程 ” 的相关规定进行设计 ， 在设计中 面临 “ 规程 ” 和“ 喷规 ” 针对大空间灭火系统的个别问 题的局限性和界定不够清晰的问题 。 本文不对大空 间智能型主动喷 水 灭 火 系 统 的 作 用 原 理 加 以 赘 述 ， 仅对系统设计中的几个关键问题予以探讨 。 １ 问题的提出 《 （ 高层 民 用 建 筑 设 计 防 火 规 范》 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ４ ５— ） 以下简称“ 高 规” 中 ７． ９ ５， ２ ０ ０ ５ 年版 ， ６． １～７． ６． ４ 条明确了高层建筑内需设置自动喷水灭火系统的部 《 （ （ 位； 建筑 设 计 防 火 规 范》 以下 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ ６—２ ０ ０ ６） ） ／ 简称 “ 建规 ” 中 ８． ５． １ ３～７ 条明确了什么性质的建 筑需设置自动喷水灭火系统 。 但现行的 “ 喷规 ” 却没 有大于 １ ２ｍ 净空 高 度 场 所 的 设 计 参 数 。 以 上 需 设 置自动喷水灭火系统的大空间场所如何设置自动喷 一直以来困惑着 水灭火系统及设 计 参 数 如 何 确 定 ， 设计人员 。 为了 适 应 建 筑 空 间 日 新 月 异 的 多 样 化 ， 各种大空间 自 动 灭 火 设 备 应 运 而 生 。 也 就 是 说 ， 大 空间自动灭火系统在自动喷水灭火系统无法起作用 的场所起到了替代作用 ， 自然 ， 其系统设计参数需与 １ １ ６
图 ４ 按自动扫描射水高空水炮装置最大保护半径 （ 布置 ２ ０ｍ）
２ ２ ／ （ ） ］ 设计 流 量 为 ［ 系统， １ ． ３×６Ｌ ｍ ｉ ｎ· ｍ ×８ ０ｍ ÷
／ ／ ； 图 ８ 表 示 为 在 区 域 Ⅰ、 ６ ０＋２×５ Ｌ ｓ＝２ ０． ４Ｌ ｓ 在区 Ⅲ、 Ⅳ、 Ⅴ 设置大 空 间 自 动 扫 描 射 水 灭 火 装 置 ， ／ 域Ⅱ设置自动喷水灭火系统 ， 设计流量为 ［ １ ． ３×６Ｌ ２ ２ （ ·ｍ ） ／ ／ ； 而 ｍ ｉ ｎ × ８ ０ｍ ］ ÷６ ０＋４×５Ｌ ｓ ＝３ ０ ． ４Ｌ ｓ 按整个作用面积均为自动喷水灭火系统时 ， 设计流量
给水排水பைடு நூலகம் Ｖ ｏ ｌ ． ３ ８ Ｎ ｏ ． ９ ２ ０ １ ２ 图 １ 大空间智能灭火装置吊顶式安装及喷水示意
“ 喷规 ” 规定的火 灾 危 险 等 级 和 喷 水 强 度 、 同时作用 面积的相关要求 有 一 定 的 关 系 ， 但以下探讨的问题 似乎与 “ 喷规 ” 中的同时作用面积和喷水强度的概 念 又无完全 、 直接的关系 。 ２ 大空间自动灭火装置的几种型式 （ ）大空间智能灭火装置 。 标准装置 喷 水 流 量 １ ／ ， 安 装 高 度 ６～２ 标 准 工 作 压 力 ０． ５Ｌ ｓ ５ ｍ， ２ ５ ， 。 ， ＭＰ ａ 标准圆形保护半径 ６ ｍ 为面式洒水 可 用 于 中、 严重危险级场所 ， 安装及喷水示意见图 １。 轻、
（ ）自动扫描射水灭火装置 。 标准装 置 射 水 流 ２ ／ ， 量 ２Ｌ 安 装 高 度 ２． 标 准 工 作 压 力 ０． ｓ ５～６ ｍ， １ ５ ， 标准圆形保护半径 ６ ｍ。 为点式射水 ， 不适用 ＭＰ ａ 于严重危险级场所 ， 安装及喷水示意见图 ２。 ）自动扫描射水高空水炮灭火装 置 。 标 准 装 （ ３ ／ ， 置射水流量 ５Ｌ 安 装 高 度 为 ６～２ 标准工作 ｓ ０ ｍ， ， 压力 ０． 标准圆形保护半径 ２ ６ ＭＰ ａ ０ ｍ。 此种装 置 为点式射水 ， 不适用于严重危险级场所 ， 安装及喷 水 示意见图 ３。 ３ 同时作用面积和设计流量的探讨 大空间智能灭火装置 （ 见 图 １） 的喷水效果类似
２ ， 单位面积喷 馈水柱落点覆盖面积最大不 超 过 １ ｍ ２ ／ ／ （ ） ， 水强度可达到 ３ 是普通 喷 ０ ０ １＝３ ０ ０Ｌ ｍ ｉ ｎ·ｍ
头喷水强度 的 ５ ０ 倍。不 管 按 哪 个 水 柱 落 点 覆 盖 面 积， 都表明自动 扫 描 射 水 装 置 单 位 面 积 的 喷 水 强 度
给水排水 Ｖ ｏ ｌ ． ３ ８ Ｎ ｏ ． ９ ２ ０ １ ２
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统和大空间自动 扫 描 射 水 灭 火 装 置 ， 大空间自动扫 描射水灭 火 装 置 按 最 大 作 用 半 径 ２ 单台流量 ０ ｍ、 ／ 并假定火灾 已 发 生 在 整 个 作 用 面 积 内 ， ５Ｌ ｓ 布置 ， 图 ６～ 图 ８ 为三种不同 的 组 合 方 式 的 布 置 示 意 。 图 ６ 表示的两个 相 同 面 积 区 域 Ⅰ 、 Ⅱ中分别设置两种 ２ ２ ／ （ ） ］ 系统， 设计 流 量 为 ［ １ ． ３×６Ｌ ｍ ｉ ｎ· ｍ ×８ ０ｍ ÷ ／ ／ ； 、 图７表示为在区域 ６ ０ ＋ ５Ｌ ｓ ＝ １ ５ ． ４Ｌ ｓ Ⅰ Ⅲ设置大空 在区域Ⅱ设置自动喷水灭火 间自动扫描射水灭火装置，
图 ３ 自动扫描射水高空水炮灭火装置吊顶式安装及喷水示意
远远大于普通喷头 。 另一方面 ， 按照 “ 喷规 ” 要求的作用面积 、 喷水强 度确定设计流量 ， 从而确定自动扫描射水装置的数 量， 这基于以下原因 ： （ ）大空间自动扫描射水灭火装置是替 代 自 动 １ 喷水灭火系统的 ， 所以需以满足 “ 喷规 ” 要求为基础 。 （ ）火灾延续时间 １ｈ 内 火 灾 蔓 延 到 “ 喷规” 规 ２ 不是点的保护 ， 而是面的保护 。 定的面积范围内 ， 以中 危 险 Ⅰ 级 为 例 ， 作用面积按“ 喷 规” 规定的
。 单台自动扫描射 水 装 置 的 保 护 面 积 比 单 只 喷 延） 头的保护面积大 得 多 ， 其喷水强度也是普通闭式喷 头的几十倍 。１ 只普通闭 式 喷 头 的 平 均 保 护 面 积 约
２ ， 为１ 而自动扫描 射 水 装 置 按 照 最 大 射 程 ２ ２ｍ ０ｍ ２ ， 计算 ， 其标准圆形最大保护面积约 １ 约为 １ ２ ５ ０ｍ
２ ， 自动扫描射水装置按照最大射程 ２ １ ６ ０ｍ ０ｍ 布
于自动喷水灭火系统的闭式喷头 ， 毫无疑问 ， 需满足 作用面积内的喷水强度 。 同时喷水的装置数量即为 作用面积内的排 布 数 量 ， 排布数量根据一个装置的 保护半径而定 ， 同时需满足相应危险等级的喷水强 度， 但在 轻 、 中危险等级的场所， 当１个红外探测组 ／ 。 件控制 １ 只喷头时 ， 系统最大流量为 ４ ５Ｌ ｓ 我们重点分 析 其 他 两 种 自 动 扫 描 射 水 装 置 （ 见 ） 。 现在 市 场 上 的 自 动 扫 描 射 水 灭 火 装 置 图 ２、 图３ 种类繁多 ， 各种装置的喷水流量亦不相同 。 实际工程 — —５Ｌ ／ 、 中也出现了五花八门 的 系 统 设 计 流 量 — ｓ １ ０ ／ 、 ／ Ｌ ｓ ２ ０Ｌ ｓ等 。 “ 一方面 ， 规程 ” 中是按自动扫描射水装置在一 个区域内布置的 列 数 和 行 数 来 确 定 设 计 流 量 的 ， 而 射水装置间距是 按 照 射 水 保 护 半 径 布 置 的 ， 似乎与 “ 喷规 ” 中的同时 作 用 面 积 和 喷 水 强 度 的 概 念 无 关 。 这是基于以下原理 ： 自动扫描射水 灭 火 装 置 为 点 式 射 水 ， 融入了自 动控 制 技 术 ， 自 动 快 速 搜 索 火 源、 对 准 着 火 点、 自动 射水灭火 。 喷出 的 水 量 集 中 、 流 速 快、 冲 量 大， 水流 可以直接接触燃 烧 物 而 作 用 到 火 焰 根 部 ， 将火焰剥 离燃烧物使燃烧 中 止 ， 能有效地扑救高大空间的初 期火 灾 （ 整个过程可在３ｍ 火灾还未蔓 ｉ ｎ 内 完 成，
２ ·ｍ ） 。 单台 自 动 扫 描 射 水 装 置 的 流 量 为 ３ （ ｍ ｉ ｎ ０ ０
／ （ ／ ） ， 有关资 料 表 明 水 柱 落 点 覆 盖 面 积 约 Ｌ ｍ ｉ ｎ ５Ｌ ｓ
２ ２ ， ／ （ ·ｍ ） ， 则单位面积喷水强度可达到 ３ ９ｍ ３ ． ３Ｌ ｍ ｉ ｎ
约是喷头喷水强度 的 ５． 也有相关设备厂家反 ５ 倍；
２ ２ ／ （ ·ｍ ） ］ ／ 。 为［ １ ． ３ × ６Ｌ ｍ ｉ ｎ × １ ６ ０ｍ ÷ ６ ０＝ ２ ０ ． ８Ｌ ｓ
图 ５ 按 “ 喷规 ” 要求的设计流量布置
４ 自动喷水灭 火 系 统 和 大 空 间 智 能 型 主 动 喷 水 灭 火系统同时作用的探讨 自动喷水灭火系统和大空间智能 工程设计中 ， 型主动喷水灭火系统在同一个项目中同时存在的情 对于 两 个 系 统 同 时 存 在 时 系 统 流 量 的 况较为普遍 ， 确定可以从以下两种情况分别界定 。 （ ）两系 统 保 护 的 区 域 不 在 同 一 个 防 火 分 区 １ 内 。 毫无疑问 ， 两系统不可能同时作用 ， 可合用加压 泵和系统 ， 系统设计流量按两者较大者确定 。 （ ）两系 统 保 护 的 区 域 在 同 一 个 防 火 分 区 内 。 ２ 分析这种情况 ， 必须确定一个先决条件 ： 自动灭火系 统的设计流量是 基 于 一 个 作 用 面 积 内 的 喷 水 量 ， 而 非整个防火分区内的喷水量 。 设计流量要根据危险 等级对应的作用面积内所设置的自动喷水灭火系统 为简化计算 ， 以下按一个作用面积 喷头的流量总和 （ 内自动喷水灭火系统保护的面积和对应的喷水强度 来阐述 ） 和大空间灭火装置的流量总和叠加而定 ， 而 不能按两种 系 统 各 自 设 计 流 量 的 １ ０ ０％ 简 单 叠 加 。 以下分几种情况来分析 。 还以 “ 喷规 ” 中规定的中危险 Ⅰ 级对应的一个完
只普通喷头的 １ ０ ４ 倍 。 灭火效果与单位面积的喷水 强度有密切关系 ， 自动扫描射水装置扑救方式为点 式， 其单位 面 积 的 喷 水 强 度 比 普 通 喷 头 大 得 多 ， 例
图 ２ 自动扫描射水灭火装置吊顶式安装及喷水示意
／ 如： 中危 险 Ⅰ 级 单 只 喷 头 的 最 大 喷 水 强 度 为 ６ Ｌ