建筑自動噴水滅火系統設計分析

商昌吉

摘 要：當火災發生時，我們所采用的防火、控火和滅火手段都是為了將火災迅速、有效地撲滅，或是對火災范圍進行有效控制，為人們的生命財產安全提供有效保障。對此，本文對不同自動噴水滅火系統及自動噴水滅火系統設計中的各個環節展開探討。

關鍵詞：建筑；消防；自動噴水滅火系統

中圖分類號：TU998.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）03-0173-02

我國經濟不斷深入的改革發展，也帶動了建筑行業的發展進程，也相應的提高了建筑設計技術要求，而建筑防火安全設計更是重中之重。我國對于自動噴水滅火系統的設計和應用于上世紀70年代初便已開始，大量實踐結果表明，該系統能對火勢自動跟蹤并迅速撲滅，其滅火效率達到了其它系統無法超過的95%。不斷發展的科技技術及消防自動化程度背景下，建筑消防設施中自動噴水滅火系統的應用得到了很好的普及，但仍需進一步研究、探討。

1 不同自動噴水滅火系統配置分析

1.1 濕式自動噴水滅火系統

該系統是使用最廣泛、時間最長、頻率最高的控火滅火系統，現階段國內大部分建筑中所配備的消防滅火系統都是以此系統為主。該系統主要由供水設備、管道系統、閉式噴頭和濕式報警閥組成，當火災溫度達到一定時，閉式噴頭才會開啟噴水。該系統適用于4℃～70℃的場所。

1.2 干式自動噴水滅火系統

該系統造價偏高，滅火效率弱于濕式系統，部分不適宜配備濕式系統的建筑物是其主要使用范圍。該系統主要由供水設備、充氣設備、管網、報警裝置、干式報警閥和閉式噴頭組成。發生火災時，火源上方的噴頭會隨著溫度達到一定值后開啟[1]，將管網內的壓縮空氣排出，報警閥后管網內的壓力隨之降低，隨后打開干式報警閥，水源朝著配水管網流去，并執行滅火作業。所安裝的噴頭方向應朝著上方，或是采用下垂型。該系統主要適用于不采暖的冷庫、機房、地下停車場等環境溫度低于4℃或高于70℃的場所。

1.3 預作用自動噴水滅火系統

該系統管網為空管或是充滿了氮氣、低壓壓縮空氣，探測系統會在火災發生時將預作用閥開啟，使水源注入管道。該系統中，火災探測器的作用應比噴頭提前，管道內的水源應在閉式噴頭受熱開啟前充滿。自火災探測器開始運作、將預作用閥開啟、管道充水、水流流至最遠噴頭的這一過程中，時間應控制在3min內，配水支管中的水流流速應控制在2m/s內，便于對預作用系統管網最長保護距離進行判斷。該系統包含了上述兩個系統的特點，并且還將濕式系統會出現水漬、干式系統滅火控火率低等缺陷克服，故而得到了更為廣泛的使用。

2 自動噴水滅火系統設計

2.1 噴頭布置

噴頭溫度級并非是說噴頭會在室內溫度達到預定值后才會噴水，而是指噴頭實際動作溫度，因擔心噴頭溫度級的選擇過低而采用過高的溫度級這一做法是錯誤的，且有較大的危險存在。如一次居室滅火試驗測試中表明[2]，當火災出現、噴頭啟動執行滅火作業時，其四周環境溫度已達到200℃。不同建筑危險等級中，有著明確的噴頭間距規定，但是卻又設計者在設計間距時當該規定值誤認為應采用值，并未考慮被保護對象、建筑構造要求及平面尺寸，所采用的間距都是以3.6m（中危險級）或是4.2m（輕危險級）為主，以致于噴頭的安裝位置貼梁、貼柱，配管雜亂無章、縱橫交錯，不但無法將噴頭噴灑功能充分發揮，并且還使建筑美觀受到影響。如高層建筑地下車庫布置所采用的間距為3.6m，導致大部分噴頭并未布置在規定的停車位上方處。

2.2 管網布置

在噴頭布置的基礎上所進行的管網布置，有著較大的隨意性。在整個系統造價中，管網造價約為50%～60%，該比值會隨著系統規模的擴大而上升，故而管網布置能對系統造價造成直接影響。管網負責將水源輸送至噴頭，有著安全供水的要求。各類管網布置方式中，最為經濟、水力計算最方便的一種方式是將配水支管與成組噴頭支管居中連接，也就是居中進水。面積較大的保護區內，當橫支管較長時會導致平面各噴頭前有著較大的工作壓力差值，以致于實際流量與理論計算流量有著較大偏差的分配，故而與支管的連接應以多立管劃片為宜，能減少不必要的流量轉輸，避免管材出現浪費[3]。現階段，報警閥前環狀供水，報警閥后技狀布管為管網的常規設計。部分工程為了節省管材采用水流指示器后環狀布管。消火栓系統和自動噴水滅火系統等供水管網情況不同，以環狀布管的形式會使其無法明確不利點，導致水力計算難度加大，同時也有不必要的流量轉輸形成，不但無法節省管材還會造成浪費。

2.3 報警閥的設置

消防主管部門明確指出了報警閥應設置在地上一層的位置，且與消防控制中心距離不宜過遠。然而這一要求通常都無法落實，當設置位置為地下一層時，水力警鈴的設置也必須在該層。根據規范要求，若系統最大工作壓力超過1.2Mpa應進行分區或減壓，同時也要對濕式報警閥的選用給予關注。高度約為100米的高層建筑中所配置的自動噴水滅火系統最大工作壓力高于1.6Mpa，對此應以豎向分區情況為根據，將報警閥朝著上方樓層移動。

2.4 水力計算

水的量及分布系統使用的消防用水是通過水力計算決定的。相關規定中指出，水力計算應以“矩形面積—逐點法”，當火災事故出現時，火源點通常都會以輻射狀蔓延至四周，噴頭噴水只會在其下方失火時才會開啟。在經濟流速原則與文獻介紹及工程算例分析相結合的情況下，配水干管與支管設計流速通常應在3.5m/s以內，普遍采用的為1.8～2.8m/s。如此一來不但能將與噴水強度、作用面積相關規定滿足，同時也能降低配水管網水頭損失，控制噴頭出水的不均勻性，合理使用消防貯水量。以最不利點處水壓原則為根據，水壓最小不應低于0.05Mpa，通常都為0.1Mpa。現行規范中，針對某種類型自動噴水滅火系統所取水壓普遍都不是0.1Mpa，而是0.05Mpa。較為廣知的地下車庫噴頭布置中，應與《噴規》中危險Ⅱ級為根據，并將其布置于停車位上方處，再加上來自于結構柱網或是其他遮擋的影響，噴頭通常都是以較為密集的形式布置的，故而應采取0.05Mpa，使其與現行規范要求相適應。

2.5 設計實例分析

某建筑長度約200m，跨度約120m，實際面積約24000m2，屋面與外墻均為輕鋼結構，屋頂、地面之間最大距離約14m，防火分區共有四個，除外還有兩個辦公輔助用房防火分區，丙二類可燃固體是其主要儲存無。以工程建設要點為根據，應在前三個防火分區分別進行報警閥的設置，并再后三個分區處進行報警閥的聯合設置。采用DN200鍍鋅鋼管以環狀進行布置，不但能實現較大管網面積的有效控制，還能將配水管水利損失控制在10m內，為供水安全性提供保障。圖1為管網的具體配置圖。

3 結語

為了進一步減少由火災帶來的經濟財產損失，消防系統的可靠性得到了不斷提升，消防自動噴水滅火系統也逐漸取代了傳統的消防系統，并得到了較為廣泛的應用。而要想將消防自動噴水滅火系統的功能進一步發揮，我們就必須不斷創新技術，嚴格進行該系統的設計、施工、維護和管理等環節。

參考文獻

[1]汪長江.基于建筑消防自動噴水滅火系統的探析[J].科技創新與應用，2013，（7）：246-246.

[2]徐波.高層建筑消防自動噴淋滅火系統設計及施工[J].四川水泥，2015，（11）.

[3]方欽樂，李楠.高層建筑消防自動噴淋滅火系統設計及施工[J].工程技術：文摘版，2016，（7）：00060-00060.