邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭設(shè)置淺析

【摘要】在工程設(shè)計(jì)中，針對火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為輕危險(xiǎn)級(jí)與中危險(xiǎn)Ⅰ的賓館客房等，由于經(jīng)濟(jì)、美觀等因素，往往采用邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭，本文結(jié)合實(shí)際工程案例，對邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭的設(shè)置要點(diǎn)進(jìn)行探討分析。

【關(guān)鍵詞】邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭；火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)；賓館客房；壓力；流量

0前言

隨著我國建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展，民用建筑中不同類型建筑的噴淋設(shè)計(jì)，也在由原來的普通噴頭逐漸興起了使用邊墻型噴頭的設(shè)計(jì)方式，但我國《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2001（2005年版）規(guī)范中是對國外的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行借鑒，對邊墻型噴頭的規(guī)定與解釋也不多。在此筆者根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)中邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭的設(shè)置，結(jié)合規(guī)范進(jìn)行探討，并提出筆者的相關(guān)看法。

1規(guī)范相關(guān)規(guī)定及一般要求

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中，噴頭的合理選型與布置至關(guān)重要。

我國《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：

（1）邊墻型擴(kuò)展覆蓋噴頭：流量系數(shù)K=115的邊墻型快速響應(yīng)噴頭。 2.1.10條

（2）頂板為水平面的輕危險(xiǎn)級(jí)、中危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)居室和辦公室，可采用邊墻型噴頭。6.1.3.3 條

（3）邊墻型擴(kuò)展覆蓋噴頭的最大保護(hù)跨度、配水支管上的噴頭間距、噴頭與兩側(cè)端墻的距離，應(yīng)按噴頭工作壓力下能夠噴濕對面墻和鄰近端墻距濺水盤1.2m高度以下的墻面確定，且保護(hù)面積內(nèi)的噴水強(qiáng)度應(yīng)符合本規(guī)范表5.0.1的規(guī)定。

美國NFPA-13（2002年版）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：

邊墻型噴頭僅能在輕危險(xiǎn)級(jí)場所中使用，只有在經(jīng)過特別認(rèn)證后，才允許在中危險(xiǎn)級(jí)場所按經(jīng)過特別認(rèn)證的條件使用。

民用建筑和工業(yè)廠房的系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) （表1）

火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)凈空高度

（m）噴水強(qiáng)度

（ L/min.m2 ）作用面積

（ m2 ）

輕危險(xiǎn)級(jí)≤84160

中危險(xiǎn)級(jí)Ⅰ級(jí) 6

Ⅱ級(jí) 8

嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)Ⅰ級(jí) 12260

Ⅱ級(jí) 16

注：系統(tǒng)最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力不應(yīng)低于0.05MPa

邊墻型標(biāo)準(zhǔn)噴頭的最大保護(hù)跨度與間距（m） （表2）

設(shè)置場所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)輕危險(xiǎn)級(jí)中危險(xiǎn)級(jí)Ⅰ級(jí)

配水支管上噴頭的最大間距3.63.0

單排噴頭的最大保護(hù)跨度3.63.0

兩排相對噴頭的最大保護(hù)跨度7.26.0

注：1 兩排相對噴頭應(yīng)交錯(cuò)布置；

2 室內(nèi)跨度大于兩排相對噴頭的最大保護(hù)跨度時(shí)，應(yīng)在兩排相對噴頭中間增設(shè)一排噴頭。

根據(jù)以上規(guī)范分析，采用邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭是需要滿足一定條件的，有些設(shè)計(jì)者不分場合，為了美觀，隨意應(yīng)用的做法是不正確的。

2工程中邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭的設(shè)置分析

（1）基本情況分析

某高層賓館建筑，賓館客房的自噴火災(zāi)滅火等級(jí)為中危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)客房A與標(biāo)準(zhǔn)客房B，尺寸如下圖： （ 圖1 ）

標(biāo)準(zhǔn)客房A：根據(jù)測量計(jì)算，噴頭所需保護(hù)面積約36.7㎡；

標(biāo)準(zhǔn)客房B：根據(jù)測量計(jì)算，噴頭所需保護(hù)面積約27.9㎡；

若按照標(biāo)準(zhǔn)噴頭設(shè)置，此保護(hù)區(qū)域內(nèi)需要噴頭數(shù)量分別為6只，4只，不美觀的同時(shí)，給客房裝修增加了困難，因此考慮選擇邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭。自噴規(guī)范的條文解釋中闡述，國外對采用邊墻型擴(kuò)展覆蓋噴頭有嚴(yán)格規(guī)定：保護(hù)場所應(yīng)為輕危險(xiǎn)級(jí)，中危險(xiǎn)級(jí)系統(tǒng)采用時(shí)須經(jīng)特許。

但經(jīng)對比，在英美日德等國均屬于輕危險(xiǎn)級(jí)的高層旅館客房，在我國屬中危險(xiǎn)級(jí)Ⅰ，因此可以采用。許多高層旅館客房火災(zāi)可燃物較少，但因?qū)訑?shù)多，高度高，一旦發(fā)生火災(zāi)，不容易控制。所以旅館客房內(nèi)安裝噴頭，應(yīng)盡量選用快速響應(yīng)噴頭，以減少室內(nèi)人員的死亡。邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭正是流量系數(shù)K=115的邊墻型快速響應(yīng)噴頭。

由于保護(hù)面積大，也可以減少噴頭數(shù)目，配水管道容易安裝，裝修方便。 本設(shè)計(jì)擬選用某公司生產(chǎn)的邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭。UL和C-UL列表的覆蓋面積和流量標(biāo)準(zhǔn)：

擴(kuò)展覆蓋水平邊墻噴頭（TY4332）、K115 （表3）

響應(yīng)級(jí)別覆蓋面積m×m最小流量LPM最小壓力BAR濺水盤至屋頂距離mm噴頭公稱動(dòng)作溫度℃噴頭最小間距m

快速4.9×4.9980.73100～30057，68，793.1

快速4.9×5.51100.90100～30057，68，793.1

快速4.9×6.11211.10100～150573.1

快速4.9×6.11251.17100～300573.1

快速4.9×6.71331.32100～150573.1

快速4.9×6.71361.59100～300573.1

快速4.9×7.31481.64100～150573.1

快速4.9×7.31511.72100～300573.1

1、背墻（設(shè)置噴頭處）×邊墻（噴水方向的長度）

2、噴頭出水中心線位于濺水盤下方11.1mm處。

3、噴頭最小間距是指噴頭沿墻設(shè)置時(shí)兩側(cè)噴頭的間距。其他相鄰的噴頭（即相鄰或相對墻面上的邊墻噴頭，下垂噴頭）必須設(shè)置在擴(kuò)展覆蓋邊墻型噴頭所列的最大保護(hù)面積范圍之外）

（2）邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭的選擇要點(diǎn)

在選擇邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭時(shí)，需要注意以下兩點(diǎn)。

1）噴頭的保護(hù)跨度

邊墻型噴頭是靠邊墻安裝，其向其正前方噴水，受重力影響，若無墻等阻礙，水流最終以拋物線狀落地。從噴頭至水流落地點(diǎn)的水平距離叫噴頭的射水跨度。

又因?yàn)樽試娨?guī)范中要求，噴頭的有效保護(hù)距離應(yīng)滿足“能夠噴濕對面墻和鄰近端墻距濺水盤1.2m高度以下的墻面”的要求。按照此標(biāo)準(zhǔn)，只取噴頭至距噴頭濺水盤1.2米高度處之間布水線，這段布水拋物線的水平投影叫最大保護(hù)跨度。

因此噴頭的射水跨度不等同于噴頭的最大保護(hù)跨度。選擇噴頭時(shí)候，須根據(jù)噴頭的噴射距離壓力曲線或者所給出的噴頭參數(shù)列表等確定滿足保護(hù)跨度要求，方可選用。

如下圖，為《自動(dòng)噴水與水噴霧滅火設(shè)施安裝》圖集中給出的某型號(hào)邊墻型噴頭布水曲線圖。

2） 噴頭保護(hù)面積內(nèi)的噴水強(qiáng)度

規(guī)范條文解釋中，邊墻型噴頭向前噴水流量約占總流量的70%～80%，噴向背墻的水量占20%～30%，在此原則下，筆者認(rèn)為所選擇的邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭的噴水強(qiáng)度需要進(jìn)行折減后，再按照規(guī)范中表5.0.1相應(yīng)危險(xiǎn)等級(jí)下的噴水強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)合，而設(shè)計(jì)者往往忽略此項(xiàng)。

（3）邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭的計(jì)算

1）所需噴水強(qiáng)度計(jì)算

由于危險(xiǎn)級(jí)別為中危險(xiǎn)Ⅰ級(jí)，根據(jù)自噴規(guī)范中表5.0.1參數(shù)，客房噴水強(qiáng)度不小于6L/min.m2 ，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)客房A與B所需噴水流量分別為

標(biāo)準(zhǔn)客房A房間面積為36.7㎡，所需噴水量為6×36.7=220.2L/min

標(biāo)準(zhǔn)客房B房間面積為27.9㎡，所需噴水量為6×27.9=167.4L/min

2）噴頭選擇

結(jié)合A與B兩種房間的實(shí)際尺寸與表3中的相關(guān)數(shù)據(jù)分析，考慮到同類場所選擇噴頭種類的一致性，擬選擇參數(shù)為以下的邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭：

覆蓋面積：4.9×6.1m 最小流量：121LPM 最小壓力：1.10bar（0.11Mpa）

動(dòng)作溫度：57° 噴頭最小間距：3.1m 沿客房長邊一側(cè)布置

3）計(jì)算客房所需噴頭數(shù)量以及驗(yàn)證噴水強(qiáng)度

1、對于客房A，1只不能滿足要求，須布置2只，所需流量q1為220.2L/min ÷2=110.1L/min 。

2、對于客房B，1只不能滿足要求，須布置2只，所需流量q1為167.4L/min ÷2=83.7L/min 。

對噴頭進(jìn)行流量強(qiáng)度復(fù)合，按照所選噴頭向前噴射的流量強(qiáng)度為總流量強(qiáng)度q的80%計(jì)算，所得的有效流量強(qiáng)度大于實(shí)際所需流量強(qiáng)度q1即可。

即q×80%≥q1

所以對于客房A，只需滿足q×80%≥110.1L/min，推導(dǎo)出q≥137.7L/min

所以對于客房B，只需滿足q×80%≥83.7L/min，推導(dǎo)出q≥104.6L/min

所選噴頭的最小流量為121LPM，因噴頭須滿足最不利的情況，綜合以上兩種客房的計(jì)算結(jié)果，按照噴頭流量為137.7 LPM 來進(jìn)行最不利噴頭壓力的計(jì)算。

布置好的邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭如下：

4）最不利點(diǎn)壓力計(jì)算

注意到，此工程中因標(biāo)準(zhǔn)客房A所在的位置最遠(yuǎn)，且其所需流量大，所以在計(jì)算噴淋泵揚(yáng)程時(shí)，仍以標(biāo)準(zhǔn)客房A中最高最遠(yuǎn)處的噴頭為最不利點(diǎn)復(fù)合。

根據(jù)公式1，推導(dǎo)出P為0.144Mpa，取0.15 Mpa（K=115）

因此最不利噴頭所需最小流量為137.7LPM（2.3L/S），最小壓力1.5bar（0.15Mpa）。

5）噴淋系統(tǒng)最不利計(jì)算面積的設(shè)計(jì)流量

噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)噴頭同時(shí)噴水的總流量確定。本工程中，在160㎡保護(hù)面積內(nèi) 包含噴頭數(shù)為 5個(gè)K=115的邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭（布置在客房）與9個(gè)K=80的標(biāo)準(zhǔn)吊頂型噴頭（布置在走廊以及客房衛(wèi)生間等）。

因?yàn)樵谧钚毫s為0.15MPa的前提下，按照公式1推導(dǎo)出K=80的標(biāo)準(zhǔn)吊頂型噴頭的流量為1.63L/S。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按照最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)噴頭同事噴水的總流量確定。

保護(hù)面積內(nèi)各噴頭的總流量為：5×2.3+9×1.63=26.17L/S .考慮到壓力影響，乘以1.3的安全系數(shù)（實(shí)際工程具體設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)每個(gè)噴頭處的壓力，分別計(jì)算14個(gè)噴頭的流量，并累計(jì)即可）系統(tǒng)最不利計(jì)算面積的設(shè)計(jì)流量為 26.17×1.3=34.1L/S，取35L/S 。

6）噴淋泵技術(shù)參數(shù)確定

根據(jù)最不利噴頭所需最小壓力，最不利計(jì)算面積的設(shè)計(jì)流量與中危險(xiǎn)Ⅱ的帶人防車庫（人防部分設(shè)計(jì)流量由當(dāng)?shù)厝朔涝O(shè)計(jì)單位提供為40L/S）設(shè)計(jì)流量進(jìn)行比較，可以確定出噴淋泵的揚(yáng)程與流量等技術(shù)參數(shù)，從而選擇合適的噴淋泵。

7）與采用普通噴頭比較，所選噴淋泵流量與揚(yáng)程比較

此工程中，由于客房采用了邊墻型擴(kuò)展覆蓋噴頭，最不利點(diǎn)噴頭所需的工作壓力比標(biāo)準(zhǔn)噴多了0.05Mpa，選擇噴淋泵的揚(yáng)程時(shí)，尤其須注意此點(diǎn)，且須將因流量變大后管徑變化所帶來的管路損失綜合計(jì)算后確定。

此工程中采用邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭與采用普通噴頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量均小于人防部分提供的設(shè)計(jì)流量，所以噴淋泵設(shè)計(jì)流量實(shí)際上并未增加。但若撇開其他因素影響，只是單對采用邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭替代普通噴頭來言，噴淋泵設(shè)計(jì)流量是有所增加的。

3工程總結(jié)分析

綜上，在設(shè)計(jì)采用邊墻型擴(kuò)展覆蓋噴頭時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

1）設(shè)置場所與危險(xiǎn)等級(jí)須符合規(guī)范，即頂板為水平面的輕危險(xiǎn)級(jí)、中危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)居室和辦公室，可采用邊墻型噴頭。設(shè)計(jì)人員須根據(jù)相關(guān)規(guī)定，不能盲目采用此類噴頭。

2）須根據(jù)邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭的壓力與噴射距離曲線以及廠家提供的相關(guān)參數(shù)確定保護(hù)跨

度與噴頭最小間距，依據(jù)實(shí)際房間，對噴頭進(jìn)行合理布置。

3）對噴頭的實(shí)際噴射強(qiáng)度應(yīng)參照向前噴射水量為總噴射水量的70%～80%，按照規(guī)范中不同危險(xiǎn)等級(jí)的最小噴水強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)合。

4）邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭對普通噴頭進(jìn)行替代后，其最小壓力與流量發(fā)生變化，從而影響噴淋泵的壓力與揚(yáng)程參數(shù)的選取，須對工程中的其他流量因素等進(jìn)行綜合比較，且結(jié)合美觀性、經(jīng)濟(jì)型等多種因素，來確定是否采用邊墻擴(kuò)展型噴頭。

5）注意邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭的布置位置。

① 此種噴頭應(yīng)布置在水平、光滑、平坦的建筑屋面下。

② 此種噴頭不應(yīng)布置在有障礙物的房間，應(yīng)防止障礙物屏蔽熱氣流和破壞灑水分布。當(dāng)有障礙物時(shí)，噴頭應(yīng)經(jīng)過特殊認(rèn)證并符合一定要求。

③ 設(shè)計(jì)邊墻型擴(kuò)展覆蓋噴頭時(shí)，根據(jù)其所需要最低工作壓力來選擇配水支管管徑。

④ 邊墻型擴(kuò)展覆蓋噴頭濺水盤與頂板的距離應(yīng)符合下邊的規(guī)定：

直立式，濺水盤與頂板的距離為100～150mm；濺水盤與背墻面的距離為50～100mm 。

水平式，濺水盤與頂板的距離為150～300mm；濺水盤與背墻面的距離可小于100mm 。

綜上所述，設(shè)計(jì)人員須合理的采用邊墻擴(kuò)展覆蓋型噴頭，才能在保證滅火效果的同時(shí)，利于室內(nèi)裝修，適當(dāng)節(jié)省工程費(fèi)用。

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