王建軍

（江蘇筑森建筑設計有限公司，江蘇 常州 213017）

玻璃保護噴淋系統(tǒng)在防火單元消防設計中的應用分析

王建軍

（江蘇筑森建筑設計有限公司，江蘇 常州 213017）

設在人員密集的大空間場所內(nèi)的小型商業(yè)用房火災危險性大，將其設置為防火單元，并對其出口處防火玻璃設置專用防護冷卻噴淋的加強措施，對防止商店內(nèi)火災發(fā)生水平蔓延有重要意義。通過對玻璃保護噴淋的系統(tǒng)設置、噴水強度、噴頭選用、噴頭布置、安裝要求的研究及不同噴頭流量系數(shù)、不同工作壓力下噴頭水量、布置間距進行計算，闡述了玻璃保護噴淋的技術要求，對于這種技術的應用提供了理論支持。

防火單元；玻璃保護噴淋；防護冷卻

0 引言

防火單元、防火玻璃、防護冷卻噴淋在建筑消防性能化設計中屢有應用。在工程設計中，由于缺乏相應的消防規(guī)范及系統(tǒng)的理論依據(jù)，系統(tǒng)設計常常存在隨意性。通過對系統(tǒng)各方面的探討、研究，提出相應的技術措施，對于規(guī)范、完善系統(tǒng)設計很有必要。

1 防火單元概述

防火單元指的是在航站樓、客運站的辦票廳、候機（車）廳及大型商業(yè)中庭等人員密集的大空間場所設置的小型商業(yè)用房，通常由若干個同側(cè)相連或不相連的商業(yè)用房組成，相鄰商業(yè)用房采用耐火極限不低于2.0 h隔墻進行分隔。商業(yè)用房與公共空間之間連通處根據(jù)商業(yè)視覺通透的使用需求，通常采用C類防火玻璃做門窗隔斷，形成相互獨立的“防火單元”。防火單元雖然與大空間場所屬同一防火分區(qū)，但作為商業(yè)用途，其內(nèi)部物品繁雜，可燃物多，火災危險性大，防火單元內(nèi)火災蔓延時可能危及公共區(qū)域安全。防火玻璃隔斷作為防火單元唯一疏散口，如在此處加設防火卷簾，火災時卷簾下落不利于商業(yè)用房內(nèi)人員向外疏散。在工程實踐中常采用防火玻璃加專用噴淋系統(tǒng)防護冷卻的保護方法作為防火單元消防設計的加強措施，即采用加密噴淋保護防火玻璃的方式將小型商業(yè)用房與公共區(qū)域之間分隔開，并在商業(yè)用房內(nèi)部設置自動噴水滅火、機械排煙和火災報警系統(tǒng)，將火災限制在防火單元內(nèi)，阻止火災發(fā)生水平蔓延。

2 系統(tǒng)設計

防火玻璃加噴淋系統(tǒng)防護冷卻的做法目前沒有專門的規(guī)范、規(guī)程，設計時需參照現(xiàn)行有關防火規(guī)范中關于防護冷卻的相關技術標準。

2.1 系統(tǒng)設置

窗玻璃保護噴淋是防止小型商業(yè)用房內(nèi)火災向外部公共空間蔓延，因此需在商鋪側(cè)設置保護噴淋系統(tǒng)。系統(tǒng)的火災延續(xù)時間不能低于防火單元防火隔斷所要求的耐火時間，以形成“防火單元”。

玻璃保護噴淋屬于濕式閉式自動噴水滅火系統(tǒng)，其供水系統(tǒng)（水源、水池、水箱、水泵、管網(wǎng)、控制等）可參照自動噴水滅火系統(tǒng)的技術要求執(zhí)行?！蹲詣訃娝疁缁鹣到y(tǒng)設計規(guī)范》[1]（以下簡稱“《噴規(guī)》”）9.1.7條：“當建筑物內(nèi)同時設有自動噴水滅火系統(tǒng)和水幕系統(tǒng)時，系統(tǒng)的設計流量，應按同時啟用的自動噴水滅火系統(tǒng)和水幕系統(tǒng)的用水量計算，并取二者之和中的最大值確定”，按照此條文理解，玻璃保護噴淋可以與商業(yè)自動噴水滅火系統(tǒng)合用供水設施；但在不同場所，二者火災延續(xù)時間不盡相同，在設計中建議玻璃保護噴淋系統(tǒng)單獨設置，設置專用的供水設施。如確需與商業(yè)自動噴水滅火系統(tǒng)系統(tǒng)合用供水設施時，也應在濕式報警閥前分開設置，并按兩者同時工作時最大水量之和確定系統(tǒng)水量。

2.2 噴頭選型

窗玻璃保護噴頭通常必須經(jīng)消防認證的邊墻型或窗型玻璃噴頭，根據(jù)《噴規(guī)》6.1.3條，“頂板為水平面的輕危險級、中危險級I級居室和辦公室，可采用邊墻型噴頭?！贝安ＡПＷo噴頭使用場所為商業(yè)，不在《噴規(guī)》6.1.3條的使用范圍內(nèi)，但窗玻璃保護噴頭其功能是噴濕玻璃面，起防護冷卻作用，不用做滅火功能，在此情況下使用水平邊墻型噴頭是不受《噴規(guī)》6.1.3條的限制的。窗型玻璃噴頭是一種新型消防產(chǎn)品，是專門用于保護熱增強型玻璃或鋼化玻璃的特殊閉式噴頭，經(jīng)有關研究證實對鋼化玻璃有很好的保護效果[2]。

為提高系統(tǒng)反應速度，玻璃保護噴頭應采用快速響應噴頭，響應時間指數(shù)RTI≤50（m·s）0.5的快速響應噴頭熱敏性能明顯高于標準響應噴頭，可大大提高系統(tǒng)反應速度。噴頭動作溫度宜高于環(huán)境最高溫度30℃，普通商業(yè)可選用流量系數(shù)K=80或115的玻璃球噴頭。

圖1 噴頭安裝示意圖

2.3 噴頭布置

如圖1所示，玻璃的上沿至樓板（梁）處應采用不燃材料進行封堵，其封堵材料在商鋪內(nèi)側(cè)應與玻璃平齊，噴頭和玻璃之間不能有任何遮擋物。為使噴頭及時感溫動作，噴頭上方必須采用實板吊頂，不能采用格柵等吊頂影響煙氣的聚集。根據(jù)《噴規(guī)》7.1.7條“貨架內(nèi)噴頭上方的貨架層板，應為封閉層板。貨架內(nèi)噴頭上方如有孔洞、縫隙，應在噴頭的上方設置集熱擋水板。集熱擋水板應為正方形或圓形金屬板，其平面面積不宜小于0.12 m2，周圍彎邊的下沿，宜與噴頭的濺水盤平齊”。實板吊頂?shù)膶挾瓤蓞⒄占療岚宓某叽缫蟛坏陀?.35 m，由于吊頂不能做到如集熱板那樣下沿與噴頭的濺水盤平齊，其寬度可增大至不小于0.5 m確定。

按照水平邊墻型噴頭的安裝要求，噴頭濺水盤與頂板（吊頂）的距離不應小于150 mm，且不應大于300 mm。

噴頭安裝高度必須保證其出水能噴濕所有玻璃面。工程中常見的做法是將噴頭濺水盤與玻璃上沿平齊，但實際這種做法屬于理解錯誤，如圖2所示，邊墻型噴頭噴灑形狀為拋物體，噴頭與玻璃頂?shù)雀叩淖龇▌荼卦诓Ａ喜繀^(qū)域出現(xiàn)噴水空白點；因此噴頭的安裝高度應高于玻璃上沿，具體高度需結(jié)合噴頭工作壓力、布置間距及噴頭產(chǎn)品噴水曲線確定，以保證相鄰噴頭噴水保護范圍在玻璃面不出現(xiàn)保護空白區(qū)。

圖2 邊墻型噴頭噴水曲線圖

2.4 水量及噴頭間距計算

系統(tǒng)設計水量與噴水強度、保護長度和噴水時間有關。噴水強度的計算參照防護冷卻水幕的設計要求執(zhí)行，按照《噴規(guī)》5.0.10條款：“防護冷卻水幕噴水點高度≤4 m時，噴水強度0.5 L/（s·m），噴水點高度每增加1 m，噴水強度0.1 L/（s·m），但超過9 m時噴水強度仍采用1.0 L/（s·m）”。窗玻璃保護噴淋系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)頭，每間商鋪為一獨立的防火單元，系統(tǒng)計算長度不應小于單個商鋪防火玻璃的最大長度。由于商鋪窗間墻處存在火災相互影響的隱患，通常系統(tǒng)保護長度按玻璃隔斷最長一間商鋪保護長度的1.5倍確定。

根據(jù)《噴規(guī)》7.1.12條文說明，“邊墻型噴頭的前噴水量占流量的70%～80%，噴向背墻的水量占20%～30%流量?！庇嬎銍娝畯姸葧r，需扣除背向無效噴水量。

噴頭的流量應按式（1）計算：

式中：q——噴頭流量，L/min；

P——噴頭工作壓力，MPa；

K——噴頭流量系數(shù)。

噴頭在不同工作壓力下水量、間距計算參見表1（按高度≤4 m計算，噴頭間距未考慮各節(jié)點噴頭出水量不均衡性）。

表1 水量及噴頭間距計算

噴頭的布置間距除滿足噴水強度以外，還要考慮噴頭出水后不能噴濕相鄰噴頭，不能因噴水阻礙煙氣上升而影響相鄰噴頭感熱并動作。參照《高層民用建筑設計防火規(guī)范》[3]5.4.4條關于防火卷簾加密冷卻噴頭的條文說明：“噴頭間距應為2.00～2.50 m。”實際工程中可參照表1并結(jié)合系統(tǒng)壓力、噴頭產(chǎn)品布水曲線圖等因素確定噴頭間距。

3 結(jié)語

窗玻璃保護噴淋系統(tǒng)做為人員密集的大空間場所的防火加強措施，已經(jīng)過實際項目的實踐應用。在工程設計中，需結(jié)合工程實際情況，通過采取相應的有效技術措施，可以在防火單元防火中充分發(fā)揮防護冷卻作用，將火災盡量限制在防火單元內(nèi)，使火災造成的影響局部化，起到限制火災蔓延的作用。

[1]GB 50084—2001（2005年版），自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范[S].

[2]李杰，梅秀娟，張澤江.窗型玻璃噴頭對鋼化玻璃保護效果的實驗研究[J].消防技術與研究，2006，26（3）：299-301.

[3]GB 50045—95（2005年版），高層民用建筑設計防火規(guī)范[S].

TU97

A

1673-1093（2015）03-0081-03

王建軍（1970），高級工程師，畢業(yè)于陜西機械學院給水排水工程專業(yè)，現(xiàn)任江蘇筑森建筑設計有限公司機電總工，研究方向：建筑給排水。

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.03.020

2014-12-24；

2015-01-09