民用建筑高大空间的自动喷水灭火系统设计

民用建筑高大空间的自动喷水灭火系统设计
发表时间：2018-09-12T15:42:35.913Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：谢兰欣
[导读] 摘要：民用建筑高大空间的自动喷水灭火系统设计和自动扫描射水高空水炮灭火装置的广泛应用。

长沙市规划设计院有限责任公司 410007
摘要：民用建筑高大空间的自动喷水灭火系统设计和自动扫描射水高空水炮灭火装置的广泛应用。

关键词：民用建筑、高大空间、流量、扬程
根据《建筑设计防火规范》的规定，需设自动灭火系统的场所，一般宜采用自动喷水灭火系统，对于难以设置自动喷水灭火系统的高大空间场所可设置大空间智能型主动喷水灭火系统或固定消防炮等灭火系统，下面就自动喷水灭火系统、大空间智能型主动喷水灭火系统、固定消防炮系统做个分析。

一、采用自动喷水灭火系统的情况
随着《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017的实施，对于民用建筑高度8~18m的高大空间提出了新的规定。

对比GB50084-2001版老规范，民用建筑高度12<h<18的高大空间可采用湿式系统。

其作用面积为160m2，并应采用K>=161的非仓库型特殊应用喷头。

中庭、体育馆、航站楼等喷水强度不小于15L/(min•m2)，理论流量40L/s，影剧院、音乐厅、会展中心等中喷水强度不小于20L/(min•m2)，理论流量53.3L/s。

上图为某高大空间，净空高度12~18m，采用K=161的喷头，分别采用（主管DN150，环管DN100，支管DN50）的格栅管网和枝状管网进行水力计算，按23个喷头开放计算，作用面积161m2，喷水强度不小于15L/(min•m2)时，格栅管网的流量为44.83L/s，压力13m，单个喷头的流量为1.9~2.06 L/s，枝状管网的流量为49.9L/s，压力23m，单个喷头的流量为1.9~2.84 L/s；喷水强度不小于20L/(min•m2)时，格栅管网的流量为55.06L/s，压力19.4m，单个喷头的流量为2.33~2.53 L/s，枝状管网的流量为60.4L/s，压力33.1m，单个喷头的流量为枝状管网的流量为2.31~3.42 L/s。

对于民用建筑高度8<h<12的高大空间，其作用面积为160m2，可采用K=115的喷头，或采用K>=161的非仓库型特殊应用喷头。

中庭、体育馆、航站楼等喷水强度不小于12L/(min•m2)，理论流量32L/s，影剧院、音乐厅、会展中心等中喷水强度不小于15L/(min•m2)，理论流量40L/s。

上图为某高大空间，净空高度8~12m，采用K=115的喷头，分别采用（主管DN150，环管DN80，支管DN40或DN50）格栅管网和枝状管网进行水力计算，按23个喷头开放计算，作用面积161m2，喷水强度不小于12L/(min•m2)时，格栅管网的流量为33.36L/s，压力17.7m，单个喷头的流量为枝状管网的流量为1.4~1.56 L/s，枝状管网的流量为36.55L/s，压力22.6m，单个喷头的流量为1.37~2.23 L/s；喷水强度不小于15L/(min•m2)时，格栅管网的流量为41.56L/s，压力22.82m，单个喷头的流量为1.75~1.93 L/s，枝状管网的流量为45.69L/s，压力34.55m，单个喷头的流量为1.74~2.77 L/s。

上面枝状管网的末端管径较常规设计管径偏大，但即便如此，枝状管网的流量也比环状管网的大将近10%，压力大的更多，按常规管径配管，枝状管网的压力和流量将大更多。

所以，8~18m民用建筑的高大空间自动喷水灭火系统采用环状管网能较好的控制系统流量，降低系统压力。

但无论采用哪种配管方式，水量较8m一下普通空间30~40 L/s的自动喷水流量均有所增加。

厂房超过12m，民用建筑超过18m的空间《自动喷水灭火系统设计规范》未规定喷水强度，闭式喷头也不能采用，可以采用雨淋系统。

如采用雨淋灭火系统，设计参数规范按<8m的湿式系统确定，按中危险II级考虑，其作用面积为160m2，喷水强度不小于8L/(min•m2)，在高大空间面积<160 m2时，系统流量不需增加，面积超过160 m2时，需按面积确定雨淋阀组数量，从而确定雨淋水量。

其流量随面积变化。

二、采用大空间智能型主动喷水灭火系统的情况
《大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程》第4.2.1规定火灾危险等级为中危险级或轻危险级的场所可采用配置各类大空间灭火装置的系统；第4.2.2规定火灾危险等级为严重危险级的场所宜采用配置大空间智能灭火装置的系统。

民用建筑的高大空间都是中危险级或轻危险级的场所，现阶段应用最为广泛的是自动扫描射水高空水炮灭火装置，其安装高度为
6~20m，系统无喷水强度的概念。

其标准圆形保护半径20m，标准矩形保护面积最小都已达到380m2，面积不大的高大空间，一般设置两个高空水炮就可满足要求，系统流量仅需10L/s，远低于自动喷水灭火系统的流量，高空水炮标准工作压力为0.60MPA，压力较洒水喷头不低于0.05MPA大多了。

民用建筑高大空间一般设于建筑物一层，对于多层建筑，一般系统流量不会受到影响，但需加大水泵的扬程，对于高层建筑，一般不会影响系统流量和压力。

大空间智能灭火装置每个喷头标准喷水流量为5L/s，安装高度为6~25m，标准工作压力为0.25MPA，仅按危险等级确定保护面积，其系统的流量按布置灭火装置的数量确定，因面积和危险等级不同，灭火装置数量差别较大，系统流量也相应变化。

在民用建筑高大空间不建议采用。

民用建筑超过8m的空间采用标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置，能较好的控制系统水量，管线简单，广泛应用于民用建筑中，特别是对于高层建筑和改造项目。

三、采用固定消防炮系统的情况
固定消防炮的布置不少于两门，并应能使两门水炮的水射流同时到达被保护区域的任一部位。

民用建筑的用水量不应小于40L/s。

固定消防炮的工作压力一般均在0.6MPA以上，单个水炮的流量达20L/s，因其流量大，造价高，民用建筑中应用极少，一般在工业建筑中使用。

结论
1、对于管道不宜安装的玻璃顶等和超过18m的高大空间，采用标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置。

2、对于8~18m的高大空间采用闭式喷水灭火系统准型或自动扫描射水高空水炮灭火装置，闭式喷水灭火系统管网最好采用格栅管网。

3、对于改造工程，因现有水池不好改造，采用标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置。

参考文献：
[1]《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017.
[2]《建筑设计防火规范》GB50016-2014.
[3]《大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程》CECS263:2009.
[4]《固定消防炮灭火系统设计规范》GB50338-2003.
[5]《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）.
[6]计算软件采用《兆龙消防工程CAD软件》V8.0.。