摘 要：自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中的噴頭和管網(wǎng)是保障整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要因素。文章通過分析噴頭的布置原則、布置形式、選型和管網(wǎng)中干管、報(bào)警閥的設(shè)置，強(qiáng)調(diào)必須依據(jù)科學(xué)、合理的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞： 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)；噴頭；管道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

報(bào)警閥自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中，由于技術(shù)的發(fā)展， 其對(duì)火災(zāi)的反應(yīng)愈加迅速， 可靠性得到了很大提高。通過大量的工程實(shí)踐， 對(duì)其應(yīng)用有了更深入的了解。為保證系統(tǒng)的可靠性， 使整個(gè)系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)合理， 本文從設(shè)計(jì)的角度結(jié)合部分工程實(shí)踐對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)噴頭和管網(wǎng)的設(shè)置對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響進(jìn)行分析和探討。

1 噴頭的布置噴頭的布置

可根據(jù)建筑的實(shí)際構(gòu)造， 靈活多樣，但須在滿足《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（ GB50084-2001） 》 （以下簡稱《噴規(guī)》 ）的基礎(chǔ)上。而不同方式的噴頭布置， 對(duì)整個(gè)自噴系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量、管徑、供水壓力、感觀、造價(jià)都產(chǎn)生不同的影響。

1. 1 噴頭的布置原則

《噴規(guī)》第7.1.1 條： 噴頭應(yīng)布置在頂板或吊頂下易于接觸到火災(zāi)熱氣流并有利于均勻布水的位置。當(dāng)噴頭附近有障礙物時(shí)， 應(yīng)符合本規(guī)范7.2節(jié)的規(guī)定或增設(shè)補(bǔ)償噴水強(qiáng)度的噴頭[ 1 ] 。

以上規(guī)定了布置噴頭應(yīng)遵循的原則， 尚應(yīng)遵循：不出現(xiàn)未被覆蓋的或過多的重復(fù)覆蓋面積；噴頭間不互相影響； 滿足作用面積內(nèi)的噴水強(qiáng)度、噴水的均勻性及噴頭的適時(shí)開放； 滿足其它規(guī)范對(duì)噴頭布置的影響， 并應(yīng)結(jié)合實(shí)際， 綜合考慮。

1.2 噴頭的布置形式

噴頭最常用的布置形式有正方形、矩形或平行四邊形。在實(shí)際工程中， 一般多采用正方形或矩形的布置方式。《噴規(guī)》7.1.2表中， 按噴水強(qiáng)度的要求， 根據(jù)噴頭不同布置形式， 對(duì)邊長、噴頭與端墻的最大距離和一只噴頭的最大保護(hù)面積作出了規(guī)定。

由于噴頭的布置受其他因素的影響較大， 實(shí)際設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)噴頭不能按某固定距離來布置。不能簡單地把規(guī)定值當(dāng)作間距，不管被保護(hù)對(duì)象及建筑平面尺寸和構(gòu)造要求如何，一律采用3.6m （中危險(xiǎn)級(jí)）或4.4m（輕危險(xiǎn)級(jí)）間距布置， 結(jié)果出現(xiàn)噴頭貼梁、貼柱安裝， 使該處噴頭噴水受阻， 并在梁柱周圍形成不被噴水覆蓋的空白，對(duì)滅火十分不利?；蛘咴诓灰?guī)則建筑平面噴頭布置凌亂，配管縱橫交錯(cuò)、雜亂無章， 影響建筑美觀及噴灑功能的發(fā)揮。故須根據(jù)工程實(shí)際情況， 選定噴水強(qiáng)度、噴頭的流量系數(shù)、工作壓力，按規(guī)范規(guī)定的噴頭間距限值，結(jié)合建筑分隔、結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)和各種障礙物靈活布置，以期系統(tǒng)安全、實(shí)用與經(jīng)濟(jì)。

例如辦公樓、賓館等的走廊，成行噴頭的布置位置與走廊中線相距甚遠(yuǎn)， 很不美觀；又如地下車庫由于硬套3.4m 的間距布置，造成不少噴頭不能按結(jié)構(gòu)梁協(xié)調(diào)設(shè)置， 或無法按要求布置在停車位上方；再如大中型商場由于規(guī)模、銷售物品種類等時(shí)常變化，功能劃區(qū)也經(jīng)常變動(dòng)，噴頭應(yīng)結(jié)合建筑的開間及布局一塊塊布置，既能滿足規(guī)范要求的噴水強(qiáng)度又能靈活適應(yīng)建筑分隔的變化。

對(duì)于不設(shè)吊頂?shù)膱鏊紫纫鶕?jù)所需要的噴水強(qiáng)度考慮噴頭間距，與結(jié)構(gòu)專業(yè)緊密協(xié)商，按不同柱網(wǎng)尺寸情況將次梁布置成十字、雙十字、井字、一字、二字或無次梁的形式；將噴頭布置在主次梁分格中，提高建筑的使用空間。但在部分位置無法按結(jié)構(gòu)梁格布置噴頭時(shí)，可局部增設(shè)集熱板。

1. 3 噴頭的間距與系統(tǒng)工作壓力的關(guān)系

《噴規(guī)》第9. 1. 1條給出噴頭的流量公式：

式中： q—— 噴頭流量（ L /m in） ；

K —— 噴頭流量系數(shù)；

P —— 噴頭工作壓力（MPa）。

當(dāng)噴水量確定以后據(jù)規(guī)范給出的設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度例如中危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)6 L / （ m in﹒m2 ） ， 即可算出一個(gè)噴頭的保護(hù)面積為： F = Q /6。

由上兩式可知， 噴頭工作壓力越大， 噴水量越大， 保護(hù)面積越大， 噴水半徑亦大， 噴頭的布置間距隨之加大。因此， 在滿足規(guī)范噴水強(qiáng)度要求下， 可以根據(jù)實(shí)際工作壓力適當(dāng)調(diào)整噴頭布置間距， 既安全又經(jīng)濟(jì)。

1. 4 噴頭選型

《噴規(guī)》第6.1.1 條規(guī)定： 閉式系統(tǒng)的噴頭， 其公稱動(dòng)作溫度宜高于環(huán)境最高溫度30 ℃ 。某賓館不管何使用功能均采用公稱動(dòng)作溫度為68 ℃ 的噴頭， 造成系統(tǒng)投入使用后廚房及其烘房里的噴頭均爆裂噴水同時(shí)報(bào)警， 引起不必要的慌亂， 后將這些場所的噴頭改成93 ℃ 溫級(jí)后才未誤動(dòng)作。另外常見的悶頂或有機(jī)玻璃頂， 在炎熱的季節(jié)， 其頂部溫度會(huì)很高， 其噴頭的溫級(jí)也宜采用93 ℃ 。不同功能部位應(yīng)選用不同熱敏性能的噴頭， 在采暖通風(fēng)管道、加熱器、不保溫的蒸汽管道、天窗等部位應(yīng)采用中高溫度的噴頭， 以防止因采用68 ℃ 普通噴頭而常爆破， 造成不必要的水漬損失。設(shè)計(jì)中對(duì)于開水房、蒸飯間、工業(yè)廠房的蒸汽點(diǎn)等特殊部位應(yīng)特別注意

《噴規(guī)》規(guī)定了噴頭的選型和無吊頂處噴頭濺水盤距頂板的安裝距離。有的施工隊(duì)在無吊頂場所安裝時(shí)， 將直立型和下垂型噴頭混裝， 使熱氣流不能盡早接觸加熱噴頭的熱敏元件， 顯然火災(zāi)時(shí)噴頭將不能正常發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

1. 5 工程實(shí)例

（ 1）類別一， 地下汽車庫。地下汽車庫噴頭布置： 一是要按《噴規(guī)》中危險(xiǎn)Π級(jí)； 二是應(yīng)設(shè)在停車位上方； 三是受結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)限制。

圖1是某小區(qū)IV 類地下汽車庫局部圖， 車位開間尺寸為8. 1m×5 . 3m， 車行道開間尺寸為8. 1 m ×7. 3m， 按照中危險(xiǎn)II級(jí)所要求的噴頭間距， 與結(jié)構(gòu)專業(yè)協(xié)商后定為： 車位內(nèi)布置一字梁， 車行道內(nèi)布置雙十字梁， 管道均貼梁底安裝， 噴頭均勻按梁格布置并采用直立型； 東側(cè)局部無法按結(jié)構(gòu)梁格布置噴頭， 增設(shè)集熱板， 下設(shè)下垂型噴頭。即8. 1m 開間布置三排噴頭， 噴頭間距2. 7m， 滿足規(guī)范中危險(xiǎn)II級(jí)正方形3. 4m長方形3. 6m 間距的要求。

圖1 Ⅳ類地下汽車庫局部平面圖計(jì)算其系統(tǒng)流量

按《噴規(guī)》第9.1.2條： 水力計(jì)算選定的最不利點(diǎn)處作用面積宜為矩形， 其長度應(yīng)平行于配水支管， 其長度不宜小于作用面積平方根的1.2倍。本例系統(tǒng)作用面積160m2， 水力計(jì)算長度應(yīng)不小于15.18m， 圖1中虛線段圍合區(qū)域即為其計(jì)算作用面積， 長度為15.19m。按最不利噴頭出水5m計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為24.62 L /S。

圖2 為某高層地下室汽車庫局部圖， 開間尺寸為8.1m × 8.1m， 結(jié)構(gòu)在方案階段定的是十字型的寬扁梁， 梁寬為400mm，見圖2左圖。為滿足規(guī)范間距， 要求各有一排噴頭位置在寬扁梁下。按規(guī)要求， 集熱板平面面積不小于0.12m2， 即寬度不小于0.35m， 這樣可考慮利用該寬扁梁代替集熱板。但梁兩側(cè)不能擋煙， 故考慮在梁兩側(cè)設(shè)置高7～10 cm的圍合熱氣流的鐵皮擋板。

施工圖時(shí)結(jié)構(gòu)方案變動(dòng)， 次梁寬改為普通梁，同意按水專業(yè)要求布置了井字梁， 見圖2 右圖。即噴頭間距為2.65m， 均勻布置在梁格中間， 采用直立型。這是最常用的地下室汽車庫噴頭布置方法。少量地下室采用無梁樓蓋， 噴頭布置就較隨意了。

圖2 某高層地下室汽車庫局部平面圖

2 管網(wǎng)的布置

管網(wǎng)布置是在噴頭布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的， 隨意性較大， 其造價(jià)約占整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)的50% ～ 60%，系統(tǒng)規(guī)模愈大， 這個(gè)比值愈高， 因此， 管網(wǎng)的布置直接影響系統(tǒng)的造價(jià)。同時(shí)管網(wǎng)擔(dān)負(fù)著向噴頭送水的作用， 有安全供水的要求。

2. 1 干管布置

采用居中進(jìn)水（即配水支干管與成組噴頭支管居中連接）還是采用邊側(cè)進(jìn)水， 何種方案最經(jīng)濟(jì)， 應(yīng)經(jīng)管網(wǎng)水力計(jì)算比較。

2.2 報(bào)警閥的設(shè)置

報(bào)警閥控制管網(wǎng)和噴頭， 是管網(wǎng)重要組成。按《噴規(guī)》要求： 一個(gè)報(bào)警閥組控制的噴頭數(shù)， 濕式系統(tǒng)不宜超過800只。配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.2MPa； 每個(gè)報(bào)警閥組供水的最高與最低位置噴頭， 其高程差不宜大于50m； 輕中危險(xiǎn)場所各配水管入口壓力不宜大于0.40MPa。這幾條是進(jìn)行管網(wǎng)分區(qū)和劃片的要點(diǎn)。高度100m左右高層自噴系統(tǒng)最大工作壓力可能超過1.6MPa， 超過濕式報(bào)警閥的最大工作壓力要求， 此時(shí)則應(yīng)結(jié)合豎向分區(qū)情況， 把報(bào)警閥往樓層上方移位， 將報(bào)警閥出口工作壓力控制在1.2MPa內(nèi)， 利于系統(tǒng)安全運(yùn)行。

某商貿(mào)中心， 有三幢二類高度未超50m的商業(yè)單身公寓樓， 設(shè)計(jì)時(shí)28層酒店待后。主體2～ 10層為單身公寓， 裙房1～ 3層為商鋪。因面積不大， 噴頭不多， 共731個(gè)噴頭， 地下室噴頭已剛夠設(shè)一組報(bào)警閥， 而建筑高度也不高， 故先考慮1～ 10層設(shè)置一組報(bào)警閥。因后期有28層酒店， 故該報(bào)警閥接自自噴泵后減壓閥， 閥后壓力0. 8MPa。單身公寓僅走道設(shè)置噴頭， 各層支管管徑為DN100和DN 70， 商鋪各層支管管徑為DN 150。按《噴規(guī)》： 減壓孔板孔口直徑不應(yīng)小于設(shè)置管段直徑的30% 。公寓各層孔板均滿足要求。而商鋪1層配水管處壓力為68m，考慮減到30 m， 需減壓38 m， 孔板需孔口直徑39mm， 小于管段直徑的30% ， 不合規(guī)范要求。若采用30% 管段直徑， 即45mm， 則減壓21.5m， 減后壓力為46.5m， 又超過規(guī)范配水管入口壓力不宜大于0.40MPa的要求。這說明該系統(tǒng)采用同一組報(bào)警閥是不合理的， 應(yīng)將商鋪和公寓分設(shè)報(bào)警閥。

該例說明自噴水系統(tǒng)中報(bào)警閥應(yīng)按建筑功能區(qū)域設(shè)置， 而不應(yīng)以噴頭數(shù)目設(shè)置。每層應(yīng)按不同部位劃分區(qū)域， 各層相同部位由同一報(bào)警閥控制， 即豎向控制。筆者認(rèn)為豎向控制優(yōu)于水平控制， 在水平控制系統(tǒng)中， 由于各報(bào)警閥前所需工作壓力不同和同一層噴頭距立管位置不同， 易導(dǎo)致噴灑的不均勻性，以致影響滅火效果。因此， 報(bào)警閥后控制噴頭是分層水平控制還是豎向控制是需按實(shí)際情況確定的。

3 結(jié) 語

自噴系統(tǒng)的噴頭和管網(wǎng)合理布置至關(guān)重要， 設(shè)計(jì)人員首先要熟練掌握有關(guān)規(guī)范， 并應(yīng)通過詳細(xì)水力計(jì)算來比較定奪更可行的實(shí)施方案， 結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行靈活、合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)， 保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國公安部. GB 50084-2001 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（ 2005年版） [S] . 北京： 中國計(jì)劃出版社， 2005， 9.

[2] 中國建筑科學(xué)研究院. 04S206自動(dòng)噴水與水噴霧滅火設(shè)施安裝[S] . 北京： 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院出版社， 2004， 2.