防護冷卻系統與防護冷卻水幕系統的區別與聯系

■丁顯孔

（清大東方教育科技集團有限公司，北京 100022）

0 引言

《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084—2017（以下簡稱新《噴規》）在2.1.12條中，增加了“防護冷卻系統”術語，對防護冷卻系統做出了明確的定義。在具體條款中，很容易與傳統的“水幕系統”相混淆，有必要結合實際工作，就“防護冷卻系統”和“防護冷卻水幕”之間的區別和聯系進行討論，以更好地理解《自動噴水滅火系統設計規范》。

1 防護冷卻水幕系統的定義和內涵

《噴規》修訂前，在《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084—2001（2005年版）（以下簡稱舊《噴規》）中，對水幕系統的定義是：由開式灑水噴頭或水幕噴頭、雨淋報警閥組或感溫雨淋閥，以及水流報警裝置（水流指示器或壓力開關）等組成，用于擋煙阻火和冷卻分隔物的噴水系統。在更早期的GB J84—85《自動噴水滅火系統設計規范》中，對水幕的定義是“由水幕噴頭、管道和控制閥組成的阻火、隔火噴水系統。該系統宜與防火卷簾或放火幕配合使用，起防火隔斷作用，還可單獨用來保護建筑物門窗洞口等部位”。從1985年至今的規范修訂歷程，也可以看出人們對水幕系統的認識在不斷深化。

按照保護目的的不同，可將水幕系統分為防火分隔水幕（密集噴灑形成水墻或水簾的水幕）和防護冷卻水幕（冷卻防火卷簾等分隔物的水幕）兩種。由此可見，防護冷卻水幕是水幕系統的一種，而且保護的對象十分明確，為防火卷簾等分隔物。舊版《噴規》中要求：防護冷卻水幕噴水點高度≤4 m，噴水強度為0.5 L/（s·m），噴頭工作壓力0.1 MPa，噴水點高度每增加1 m，噴水強度應增加0.1 L/（s·m），但超過9 m時噴水強度仍采用1.0 L/（s·m）。

舊版《噴規》條文說明中指出：“噴水高度為4 m，噴水強度為0.5 L/（s·m）”折算成對卷簾面積的平均噴水強度為7.5 L/min·m2，可以形成水膜并有效保護鋼結構不受火災損害。噴水點的提高，將使卷簾面積的平均噴水強度下降，致使防護冷卻的能力下降。所以，提出了噴水點高度每提高1 m，噴水強度相應增加0.1 L/（s·m）的規定，以補充冷卻水沿分隔物下淌時受熱汽化的水量損失，但噴水點高度超過9 m時噴水強度仍按1.0 L/（s·m）執行。

新《噴規》對水幕系統的定義做了調整，刪除了“水流報警裝置（水流指示器或壓力開關）”組件，并將“用于擋煙阻火和冷卻分隔物”改為“用于防火分隔或防護冷卻”，將“噴水系統”改為“開式系統”，體現了“以閉式系統和開式系統為基礎，使每個子系統的定義均落腳到閉式系統和開式系統上”的修訂原則，更易于理解和執行。防護冷卻水幕的定義也同時作了相應修改，由“冷卻防火卷簾等分隔物的水幕”改為“由水幕噴頭、雨淋報警閥組或感溫雨淋報警閥等組成，發生火災時用于冷卻防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設施的水幕系統”。由變化可知，新《噴規》對防護冷卻水幕的保護對象增加了防火玻璃墻這種新的防火分隔設施，但防護冷卻水幕作為水幕系統的一種，仍然屬于“開式系統”，這是消防工作者容易忽略的概念。

根據《自動噴水滅火系統第13部分：水幕噴頭》GB 5135.13—2006［3］的規定，所謂“水幕噴頭”，是指可以持續地噴水形成水幕簾，對受火災威脅表面進行保護并形成防火分隔，固定在水幕系統管路中的噴灑裝置。根據使用用途可以分為防火分隔用水幕噴頭（通過密集噴灑形成水墻或水簾，達到阻隔火蔓延及熱擴散的水幕噴頭）和防護冷卻用水幕噴頭（直接噴灑到被保護對象上，達到冷卻、降溫目的的水幕噴頭）兩種，防護冷卻水幕采用的水幕噴頭，應為防護冷卻用水幕噴頭。

此外，新《噴規》對防護冷卻水幕增加了新的要求，除“防護冷卻水幕噴水點高度≤4 m，噴水強度為0.5 L/（s·m），噴頭工作壓力0.1 MPa，噴水點高度每增加1 m，噴水強度應增加0.1 L/（s·m），但超過9 m時噴水強度仍采用1.0 L/（s·m）”以外，尚且要求“系統持續噴水時間不應小于系統設置部位的耐火極限要求”和“噴頭布置應符合第7.1.16條的規定”。綜上所述，防護冷卻水幕作為水幕系統的一種，仍然可以用于冷卻防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設施，而且基本設計參數并無變化，但是持續噴水時間、噴頭布置有了新的要求，這體現了人們對防護冷卻水幕的新認識，也更為科學、合理，但是需要注意的是，防護冷卻水幕作為水幕系統的一種，屬于“開式系統”，而非“閉式系統”。

2 防護冷卻系統與防護冷卻水幕系統的比較

2.1 防護冷卻系統和防護冷卻水幕系統的區別

在新《噴規》中，防護冷卻系統是指“由閉式灑水噴頭、濕式報警閥組等組成，發生火災時用于冷卻防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設施的閉式系統”。與防護冷卻水幕相比較，兩者的主要區別見表1所示。由表1可知，防護冷卻系統和防護冷卻水幕的主要區別主要在系統形式、噴頭類型和報警閥組三個方面，用途則完全相同。

表1 防護冷卻系統和防護冷卻水幕的主要區別

2.2 防護冷卻系統和防護冷卻水幕系統設計參數方面的區別

雖然防護冷卻系統和防護冷卻水幕的保護對象完全相同，但是防護冷卻系統的設計參數則與防護冷卻水幕有很大區別，這主要體現在新《噴規》第5.0.15條：“當采用防護冷卻系統保護防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設施時，系統應獨立設置，且應符合下列要求：①噴頭設置高度不應超過8 m；當設置高度為4～8 m時，應采用快速響應灑水噴頭；②噴頭設置高度不超過4 m時，噴水強度不應小于0.5 L/（s·m）；當超過4 m時，每增加1 m，噴水強度應增加0.1 L/（s·m）；③噴頭的設置應確保噴灑到被保護對象后布水均勻，噴頭間距應為1.8～2.4 m；噴頭濺水盤與防火分隔設施的水平距離不應大于0.3 m，與頂板的距離應符合本規范第7.1.15條的規定；④持續噴水時間不應小于系統設置部位的耐火極限要求。”

由新《噴規》第5.0.15條可知，在設計參數方面，二者的主要區別在于：

1）防護冷卻水幕適用高度可達9 m，而防護冷卻系統噴頭設置高度不應超過8 m；

2）防護冷卻系統應獨立設置，而防護冷卻水幕并沒有明確要求；

3）噴頭的設置方面有顯著差異。但是，二者也有相同之處，主要體現在：①持續噴水時間不應小于系統設置部位的耐火極限要求；②在一定高度范圍內，噴水強度的數值相同。關于持續噴水時間，《消防給水及消火栓系統技術規范》GB 50974—2014第3.6.4條已有明確規定：建筑內用于防火分隔的防火分隔水幕和防護冷卻水幕的火災延續時間，不應小于防火分隔水幕或防護冷卻水幕設置部位墻體的耐火極限。

3 防護冷卻系統的應用場所

相比較而言，防護冷卻系統是個新概念，那么究竟哪些場所或者部位可使用防護冷卻系統呢？新《噴規》條文說明中明確指出這是本次修訂時提出的一項新技術。在新《噴規》以前，對冷卻防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設施，只可采用防護冷卻水幕系統，防護冷卻系統在實際工程中雖有應用，但是并無依據，也缺乏相應的要求。新《噴規》系統的總結了閉式自動噴水滅火系統保護防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設施的經驗教訓，使防護冷卻系統的設計做到了有據可依。當然，防護冷卻系統作為閉式系統，防護冷卻水幕系統作為開式系統，在應用中各有利弊，需要設計人員綜合權衡，認真考慮消防用水量、防火玻璃等各種因素。概括起來看，防護冷卻系統用于冷卻防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設施的范圍集中在中庭、步行街兩側建筑商鋪以及人民防空工程中，現舉例說明。

3.1 防護冷卻系統保護防火玻璃墻

《建筑設計防火規范》GB 50016—2014（2018年版）（以下簡稱《建規》）第5.3.2條對建筑內設置自動扶梯、敞開樓梯等上、下層相連通的開口劃分防火分區做出了系統規定。其中，對于建筑內設置中庭時，防火分區的建筑面積疊加計算結果大于規范規定時，要求與周圍連通空間應進行防火分隔，并指出三種方式，分別是防火隔墻、防火玻璃墻和防火卷簾。在設置防火玻璃墻的過程中，要求防火玻璃墻耐火隔熱性和耐火完整性不應低于1h。如果采用耐火完整性不低于1 h的非隔熱性防火玻璃墻時，應設置自動噴水滅火系統進行保護。在這里提到的“設置自動噴水滅火系統進行保護”對應了前文所述的“防火玻璃墻等防火分隔設施”。防護冷卻系統保護防火玻璃墻在工程中得到了廣泛應用，其效果已得到證實。

《建規》第5.3.2條條文說明指出：“對于中庭部分的防火分隔物，推薦采用實體墻，有困難時可采用防火玻璃墻，但防火玻璃墻的耐火完整性和耐火隔熱性要達到1.0 h。當僅采用耐火完整性達到要求的防火玻璃隔時，要設置自動噴水滅火系統對防火玻璃進行保護。自動噴水滅火系統可采用閉式系統，也可采用冷卻水幕系統。”這里的“閉式自動噴水滅火系統”用于防火玻璃墻的保護在新《噴規》修訂以前沒有依據，很顯然就是新《噴規》提及的“防護冷卻系統”。只是因為規范的修改并未同步進行，才引起了誤解，建議以后加以修改。

3.2 防護冷卻系統保護防火卷簾

關于防火卷簾需不需要自動噴水滅火系統保護，《建規》也做出了明確規定：“當防火卷簾的耐火極限符合現行國家標準《門和卷簾的耐火試驗方法》GB/T 7633有關耐火完整性和耐火隔熱性的判定條件時，可不設置自動噴水滅火系統保護”；“當防火卷簾的耐火極限僅符合現行國家標準《門和卷簾的耐火試驗方法》GB/T 7633有關耐火完整性的判定條件時，應設置自動噴水滅火系統保護”。并指出：“自動噴水滅火系統的設計應符合現行國家標準《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084的規定，但火災延續時間不應小于該防火卷簾的耐火極限”。按照新《噴規》的要求，防火卷簾的保護既可以采用防護冷卻系統（閉式系統），也可以采用防護冷卻水幕系統（開式系統）。

4 結語

新《噴規》全文貫穿了“以閉式系統和開式系統為基礎，使每個子系統的定義均落在閉式系統和開式系統上”的修訂原則，對“防護冷卻系統”“防護冷卻水幕系統”的規定做了較大調整，消防工作者應當在掌握修訂原則的基礎上做認真、細致的分析，以免混淆概念、取值失當，使新《噴規》得到科學的貫徹和執行。