自喷灭火系统中喷头及管道网络结构设计方法分析

自喷灭火系统中喷头及管道网络结构的设计方法分析摘要：自动喷水灭火系统中的喷头和管网对于整个系统而言，是系统得以正常运行的重要因素。本文对喷头的布置原则、布置形式、选型和管网中干管、报警阀的设置展开了科学的分析，强调设计的过程一定要遵循科学、合理的原则。

关键词：自动喷水灭火系统；喷头；管道网络结构；设计

报警阀自动喷水灭火系统现在已经大规模地在工程建设中应用起来，因为技术水平发展的原因，该系统可以更快地对火灾做出反应，在安全上具有更高的可靠性。经过大量的实践，现已对这种系统的应用情况逐渐掌握清楚。想要使系统具有更高的可靠性，实施起来更加经济合理，本文就从最初的设计工序开始，结合生活中的工程实践，对自动喷水灭火系统喷头和管网的设置对整个系统的影响进行分析和探讨。

1 喷头的布置

布置喷头的时候要以建筑的实际情况为基础，可以采取多种多样的方式，但是一定要以《自动喷水灭火系统设计规范

（ gb50084-2001）》（以下简称《喷规》）作为规范标准。喷头选用不同的方式进行布置，可以给自喷系统许多方面都产生不同的影响。

1. 1 喷头的布置原则

《喷规》第7.1.1 条中规定：喷头一定要在顶板或吊顶下进行布置，这样才容易和火灾热气流进行解除，并且该位置一定要有利

于发生火灾时进行喷水。当喷头附近存在障碍物时，一定要与本规范7.2节的规定相一致，或者增加可以使喷水强度得到补偿的喷头的数量[ 1 ] 。

以上就是在对喷头进行布置的时候要遵守的原则，还需要注意下列几点：不要出现过多的未覆盖或者是重复覆盖的面积；喷头间不要互相发生影响；其它规范对喷头布置的影响要尽可能地满意，还要综合实际情况进行考虑。

1.2 喷头的布置形式

实际工程建设里面，喷头的布置形式大多数选用的是正方形或者是矩形的方式。《喷规》7.1.2中，依靠喷水强度和布置方式的不同，对边长、喷头及其最大的保护面积详细地做出了规定。

喷头的布置通常要受到许多因素的影响，在进行实际设计的时候，喷头往往无法按照计划好的位置来进行布置。不可以将规定值直接作为间距，不论被保护对象及建筑平面尺寸具有怎样的构造要求，全部选用3.6m （中危险级）或4.4m（轻危险级）间距来进行布置，则会使喷头在喷水时候出现受阻的情况，梁柱周围也会出现无法被喷水覆盖的空白，不利于出现火灾时的灭火工作。

比如说办公楼、公共场所等的走廊，成行喷头的布置位置和走廊中线之间存在着很远的距离，十分不美观；又比如说地下车库强行使用3.4m 作为间距布置，许多喷头就无法遵照结构梁进行设置，或者没有办法在停车位上方进行布置；再比如说，大型商场经常会出现规模和商品的变化，功能分区也经常发生变化，喷头一

定要与布局紧密结合进行布置，这样一方面可以满足规定的喷水强度，又另一方面又可以灵活地满足建筑分区所需要的变化。

对于没有设置吊顶的场所，首先要根据所需要的喷水强度来对喷头间距进行综合考虑，可以将喷头在主次梁分格中进行布置，这样一来，建筑可利用的空间就大大提高起来。部分位置没有办法遵循结构梁格来对喷头进行布置时，可以将集热板于局部进行布置。

1. 3 喷头的间距与系统工作压力的关系

根据公式可以得知，喷头工作具有的压力越大，喷水的数量就越大，保护的范围就越大，喷水半径也随之变大，喷头的布置间距随之加大。所以，在满足规范喷水强度要求下，可以根据实际情况对喷头布置间距做出适当的调整，达到安全与经济双赢的局面。

1. 4 喷头选型

《喷规》对喷头的选型进行了明确的规定，许多施工队与无吊顶场所进行安装时，常常把不同的喷头进行混装，热气流便无法与加热喷头的热敏元件在第一时间内进行接触，当火灾发生时，无法及时报警。

1. 5 工程实例

（ 1）图1是某小区地下汽车库局部图，和结构专业进行商议后，制定如下计划：车位内进行一字梁的布置，车行道要安装双十字梁，管道必须要与梁底紧贴安装，喷头均匀选用直立型的方式按梁格进行布置。

按《喷规》第9.1.2条规定：水力计算先去的最不利点处，应该具有面积为矩形的覆盖面积，长度应该和配水支管保持平行，长度不能比作用面积平方根的1.2倍小。

图2 为某高层地下室汽车库局部图，结构最初在计划时确定的是十字型的宽扁梁。为了使规范间距达到要求，必须在宽扁梁下设置起一排喷头位置。应该思考以宽扁梁来对集热板进行取代，梁的两侧还要保证不可以挡烟，所以梁的两侧一定要设置可以对热气流起到围合作用的铁皮挡板。

按照图纸施时，结构方案往往会出现变动，次梁宽会变成普通梁，同意按水专业对井字梁进行重新布置，见图2 右图。喷头于梁格中间进行均匀分布，选用直立型的方式。这是地下室汽车库喷头布置时选用率最高的一种方法。少量地下室选用的为无梁楼盖，喷头可以任意进行布置。

2 管网的布置

管网布置要以喷头布置作为基础，有着极大的随意性，比值通常也比较高，所以，管网的布置对系统的造价而言有着很大的影响。以此同时，管网还肩负将水传送到喷头的任务，做到安全供水。

2. 1 干管布置

干管布置时选取居中进水的方式还是边侧进水的方式，哪种方式所需要的成本最低，要对管网进行水力计算比较之后再行确定。

2.2 报警阀的设置

报警阀可以对管网和喷头进行控制，是整个管网最为重要的组成部分。按《喷规》规定的要求：一个报警阀组所控制的喷头数，湿式系统不可以多于800只。配水管道工作时所承受的压力不可以比1.2mpa大；轻中危险场所各配水管，入口出所承受的压力不可以比0.40mpa大。上述就是管网进行分区和划片时要遵循的原则。高度在100m左右的高层自喷系统，在工作时产生的压力最大的时候可以大过1.6mpa，已经超过了湿式报警阀最大的工作压力值，现在就要与竖向分区情况进行结合，将报警阀向楼层上方移动，使报警阀出口处的工作压力始终低于1.2mpa，这样系统才可以安全稳定地进行运行。

这个例子说明喷水系统中报警阀要按照建筑功能来进行设计，不能以喷头数目当做参考来进行设计。每一层要划分出不同的区域，每层相同的地方要由同一个报警阀控制，也就是在竖向上进行控制。通常而言，竖向控制要比水平控制具有更多的优点，因为水平控制系统中，各报警阀需要不相同的工作压力，喷洒的时候往往是不均匀的，灭火效果时常会受到影响。所以，报警阀后控制喷头选择分层水平控制还是竖向控制，要根据实际情况来进行具体分析。

3 结语

自喷系统的喷头和管网合理布置是一项极其重要的工作，设计人员必须要熟悉相关的规范，然后再进行详细水力计算来选取最为合适的实施方案，再结合实际情况进行灵活、合理的设计，这