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自動噴水滅火系統設計規范-2
摘自:龍房川
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發布時間:2010/6/8

中華人民共和國國家標準 

自動噴水滅火系統設計規范

GB 50084-2001

條文說明

1 總 則

1.0.1 本條是對原《自動噴水滅火系統設計》規范(GBJ 84-85,以下簡稱原規范)第1.0.1條的部分修改。本條主要說明制訂本規范的意義和目的:為了正確合理地設計自動噴水滅火系統,使之充分發揮保護人身和財產安全的作用。

自動噴水滅火系統,是當今世界上公認的最為有效的自救滅火設施,是應用最廣泛、用量最大的自動滅火系統。國內外應用實踐證明:該系統具有安全可靠、經濟實用、滅火成功率高等優點。

國外應用自動噴水滅火系統已有一百多年的歷史。在這長達一個多世紀的時間內,一些經濟發達的國家,從研究到應用,從局部應用到普遍推廣使用,有過許許多多成功和失敗的教訓。在總結經驗的基礎上,制訂了本國的自動噴水滅火系統設計安裝規范或標準,而且進行了一次又一次的修訂(如英國的《自動噴水滅火系統安裝規則》、美國《自動噴水滅火系統安裝標準》)等。自動噴水滅火系統不僅已經在高層建筑、公共建筑、工業廠房和倉庫中推廣應用,而且發達國家已在住宅建筑中開始安裝使用。

在建筑防火設計中推廣應用自動噴水滅火系統,獲得了巨大的社會與經濟效益。表1為美國1965年統計資料,數據表明:早在技術遠不如目前發達的1925~1964年間.在安裝噴淋滅火系統的建筑物中。共發生火災75290次,滅控火的成功率高達96.2%,其中工業廠房和倉庫占有的比例高達87.46%。

美國紐約對1969~1978年10年中1648起高層建筑噴淋滅火案例的統計表明,滅控火成功率為高層辦公樓98.4%,其他高層建筑97.7%。又如澳大利亞和新西蘭,從1886年到1968年的幾十年中,安裝這一滅火系統的建筑物,共發生火災5734次,滅火成功率達99.8%。有些國家和地區,近幾年安裝這一滅火系統的,有的滅火成功率達100%。

國外安裝自動噴水滅火系統的建筑物,將在投保時享受一定的優惠條件,一般在該系統安裝后的幾年時間內,因優惠而少繳的保險費就夠安裝系統的費用了。一般在一年半到三年的時間內,就可以抵消建設資金。

推廣應用自動噴水滅火系統,不僅可從減少火災損失中受益,而且可減少消防總開支。如美國加利福尼亞州的費雷斯諾城,在市區制定的建筑條例中,要求在非居住區安裝自動噴水滅火系統,結果使這個城市的火災損失大大減小,從1955年到1975年的20年間,非居住區火災損失從占該市火災總損失的61.6%,降低到43.5%。

20世紀30年代我國開始應用自動噴水滅火系統,至今已有70年的歷史。首先在外國人開辦的紡織廠、煙廠以及高層民用建筑中應用。如上海第十七毛紡廠,是1926年由英國人所建,在廠房、庫房和辦公室裝設了自動噴水滅火系統。1979年,該廠從日本和聯邦德國引進生產設備,在新建的廠房也設計安裝了國產的濕式系統。又如上海國際飯店是1934年建成投入使用的。該建筑中所有客房、廚房、餐廳、走道、電梯間等部位均裝設了噴頭,并撲滅過數起初期火災。50年代,蘇聯援建的一些紡織廠和我國自行設計的一些工廠中,也裝設了自動噴水滅火系統。1956年興建的上海乒乓球廠,我國自行設計安裝了自動噴水滅火系統,并于1978年10月成功地撲救了由于賽璐珞絲纏繞馬達引起的火災。又如1958年建的廈門紡織廠,至80年代曾四次發生火災,均成功地將火撲滅。時至今日,該系統已經成為國際上公認的最為有效的自動撲救室內火災的消防設施,在我國的應用范圍和使用量也在不斷擴展與增長。

原規范自1985年頒布執行以來,對指導系統的設計,發揮了積極、良好的作用。十幾年來,國民經濟持續快速發展,新技術不斷涌現,使該規范面臨著不斷適應新情況、解決新問題、推廣新技術的社會需求。此次修訂該規范的目的,是為了總結十幾年來自動噴水滅火系統技術發展和工程設計積累的寶貴經驗,推廣科技成果,借鑒發達國家先進技術,使之更加充實與完善。

1.0.2 本條是對原規范第1.0.3條的修改,規定了本規范的適用與不適用范圍。新建、擴建及改建的民用與工業建筑,當設置自動噴水滅火系統時,均要求按本規范的規定設計,但火藥、炸藥、彈藥、火工品工廠,以及核電站、飛機庫等性質上超出常規的特殊建筑,屬于本規范的不適用范圍。上述各類性質特殊的建筑設計自動噴水滅火系統時,按其所屬行業的規范設計。

1.0.3 本條是對原規范第1.O.2條的修改。要求按本規范設計自動噴水滅火系統時,必須同時遵循國家基本建設和消防工作的有關法律法規、方針政策,并在設計中密切結合保護對象的使用功能、內部物品燃燒時的發熱發煙規律。以及建筑物內部空間條件對火災熱煙氣流流動規律的影響,做到使系統的設計,既能為保證安全而可靠地啟動操作,又要力求技術上的先進性和經濟上的合理性。

自動噴水滅火系統的類型較多,基本類型包括濕式、干式、預作用及雨淋自動噴水滅火系統和水幕系統等。用量最多的是濕式系統。在已安裝的自動噴水滅火系統中,有70%以上為濕式系統。

濕式系統由閉式灑水噴頭、水流指示器、濕式報警閥組,以及管道和供水設施等組成,并且管道內始終充滿有壓水。濕式系統必須安裝在全年不結冰及不會出現過熱危險的場所內,該系統在噴頭動作后立即噴水,其滅火成功率高于干式系統。

干式自動噴水滅火系統,處于戒備狀態時配水管道內充有壓氣體,因此使用場所不受環境溫度的限制。與濕式系統的區別在于:采用干式報警閥組,并設置保持配水管道內氣壓的充氣設施。該系統適用于有冰凍危險與環境溫度有可能超過70℃、使管道內的充水汽化升壓的場所。

干式系統的缺點是:發生火災時。配水管道必須經過排氣充水過程,因此推遲了開始噴水的時間,對于可能發生蔓延速度較快火災的場所,不適合采用此種系統。

預作用系統采用預作用報警閥組,并由火災自動報警系統啟動。系統的配水管道內平時不充水,發生火災時,由比閉式噴頭更靈敏的火災報警系統聯動雨淋閥和供水泵,在閉式噴頭開放前完成管道充水過程,轉換為濕式系統,使噴頭能在開放后立即噴水。預作用系統既兼有濕式、干式系統的優點.又避免了濕式、干式系統的缺點,在不允許出現誤噴或管道漏水的重要場所,可替代濕式系統使用;在低溫或高溫場所中替代干式系統使用,可避免噴頭開啟后延遲噴水的缺點。

雨淋系統的特點,是采用開式灑水噴頭和雨淋報警閥組,并由火災報警系統或傳動管聯動雨淋閥和供水泵.使與雨淋閥連接的開式噴頭同時噴水。雨淋系統應安裝在發生火災時火勢發展迅猛、蔓延迅速的場所。如舞臺等。

水幕系統用于擋煙阻火和冷卻分隔物。系統組成的特點是采用開式灑水噴頭或水幕噴頭,控制供水通斷的閥門.可根據防火需要采用雨淋報警閥組或人工操作的通用閥門,小型水幕可用感溫雨淋閥控制。水幕系統包括防火分隔水幕和防護冷卻水幕兩種類型。利用密集噴灑形成的水墻或水簾阻火擋煙、起防火分隔作用的,為防火分隔水幕;防護冷卻水幕則利用水的冷卻作用。配合防火卷簾等分隔物進行防火分隔。

自動噴水滅火系統的一百多年歷史,一直在不斷研究開發新技術、新設備與新材料,并獲得持續發展和水平的不斷提高。改革開放以來,我國建筑業迅速發展,興建了一大批高層建筑、大空間建筑及地下建筑等內部空間條件復雜和功能多樣的建筑物。使系統的設計不斷遇到新情況、新問題。只有積極合理地吸收新技術、新設備與新材料,才能使系統的設計技術適應社會進步與發展的需求。系統采用的新技術、新設備與新材料,不僅要具備足夠的成熟程度,同時還要符合可靠適用、經濟合理。并與系統相配套、與規范合理銜接等條件,以避免出現偏差或錯誤。

1.0.4 本條對自動噴水滅火系統采用的組件提出了要求。系統組件屬消防專用產品,質量把關至關重要,因此要求設計中采用符合現行的國家或行業標準,并經過國家固定滅火系統質量監督檢驗測試中心檢測合格的產品。未經檢測或檢測不合格的不能采用。

1.0.5 經過改建后變更使用功能的建筑,當其重要性、房間的空間條件、內部容納物品的性質或數量及人員密集程度發生較大變化時,要求根據改造后建筑的功能和條件,按本規范對原來已有的系統進行校核。當發現原有系統已經不再適用改造后建筑時,要求按本規范和改造后建筑的條件重新設計。

1.0.6 本規范屬于強制性國家標準。本規范的制訂,將針對建筑物的具體條件和防火要求,提出合理設計自動噴水滅火系統的有關規定。另外,設置自動噴水滅火系統的場所,還要求同時執行現行國家標準《建筑設計防火規范》GBJ 16-87(1997年版)、《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95、《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB 50067-97、《人民防空工程設計防火規范》GBJ 98-87等規范的相關規定。

3 設置場所火災危險等級

3.0.1、3.0.2 由強制性條文改為非強制性條文。根據火災荷載(由可燃物的性質、數量及分布狀況決定)、室內空間條件(面積、高度)、人員密集程度、采用自動噴水滅火系統撲救初期火災的難易程度,以及疏散及外部增援條件等因素,劃分設置場所的火災危險等級。

建筑物內存在物品的性質、數量,以及其結構的疏密、包裝和分布狀況,將決定火災荷載及發生火災時的燃燒速度與放熱量.是劃分自動噴水滅火系統設置場所火災危險等級的重要依據。

1 可燃物性質對燃燒速度的影響因素,包括制造材料的燃燒性能、制造結構的疏密程度,以及堆積擺放的形式等。不同性質的可燃物,火災時表現的燃燒性能及撲救難度不同,例如紙制品和發泡塑料制品,就具有不同的燃燒性能,造紙及紙制品廠被劃歸中危險級,發泡塑料及制品按固體易燃物品被劃歸嚴重危險級。火災荷載大,燃燒時蔓延速度快、放熱量大、有害氣體生成量大的保護對象,需要設置反應速度快、噴水強度大,以及作用面積大的系統。火災荷載的大小,對確定設置場所火災危險等級,是十分重要的依據。表3給出了不同火災荷載密度情況下的火災放熱量數據。火災荷載密度,是指單位面積占有的可燃物相當于木材的數量.是衡量可燃物密度的指標。

2 物品的擺放形式,包括密集程度及堆積高度。是劃分設置場所火災危險等級的另一個重要依據。松散堆放的可燃物.因與空氣的接觸面積大,燃燒時的供氧條件比緊密堆放要好。所以燃燒速度快,放熱速率高.因此需求的滅火能力強。可燃物的堆積高度大,火焰的豎向蔓延速度快,另外由于高堆物品的遮擋作用,使噴水不易直接送達位于可燃物底部的起火部位,導致滅火的難度增大,容易使火災得以水平蔓延。為了避免這種情況的發生,要求以較大的噴水強度或具有較強穿透力的噴水.以及開放較多噴頭、形成較大的噴水面積控制火勢。

3 建筑物的室內空間條件,也將影響閉式噴頭受熱開放時間和噴水滅火效果。小面積場所,火災煙氣流因受墻壁阻擋而很快在頂板或吊頂下積聚并淹沒噴頭,而使噴頭熱敏元件迅速升溫動作;而大面積場所,火災煙氣流則可在頂板或吊頂下不受阻擋的自由流散,噴頭熱敏元件只受對流傳熱的影響,升溫較慢,動作較遲鈍。室內凈空高度的增大,使火災煙氣流在上升過程中,與被卷吸的空氣混合而逐漸降低溫度和流速的作用增大。流經噴頭熱氣流溫度與速度的降低將造成噴頭推遲動作。噴頭開放時間的推遲,將為火災繼續蔓延提供時間,噴頭開放時將面臨放熱速率更大,更難撲救的火勢,使系統噴水控滅火的難度增大。對于噴頭的灑水,則因與上升熱煙氣流接觸的時間和距離的加大。使被熱氣流吹離布水軌跡和汽化的水量增大,導致送達到位的滅火水量減少,同樣會加大滅火的難度。有些建筑構造。還會影響噴頭的布置和均勻布水。上述影響噴頭開放和噴水送達滅火的因素。由于影響系統控滅火的效果,將導致設置場所火災危險等級的改變。

各國規范將自動噴水滅火系統的設置場所劃分為三個或四個火災危險等級。如英國將設置場所劃分為三個危險等級。即輕、中、嚴重(其中又分為生產工藝級和貯存級)危險級。德國分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級,分別為輕、中、嚴重(其中又分為生產級和堆積級)危險級。美國和日本則劃分為輕、中、嚴重危險級。

本規范參考了發達國家規范,結合我國目前實際情況.在增加倉庫危險級的基礎上,將設置場所劃分為四級,分別為輕、中(其中又分為Ⅰ級和Ⅱ級)、嚴重(其中又分為Ⅰ級和Ⅱ級)及倉庫(其中又分為Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級)危險級。

輕危險級,一般是指下述情況的設置場所,即可燃物品較少、可燃性低和火災發熱量較低、外部增援和疏散人員較容易。

中危險級,一般是指下列情況的設置場所,即內部可燃物數量為中等,可燃性也為中等,火災初期不會引起劇烈燃燒的場所。大部分民用建筑和工業廠房劃歸中危險級。根據此類場所種類多、范圍廣的特點,劃分中Ⅰ級和中Ⅱ級,并在本規范附錄A中舉例予以說明。商場內物品密集、人員密集,發生火災的頻率較高.容易釀成大火造成群死群傷和高額財產損失的嚴重后果.因此將大規模商場列入中Ⅱ級。

嚴重危險級,一般是指火災危險性大,且可燃物品數量多.火災時容易引起猛烈燃燒并可能迅速蔓延的場所。除攝影棚、舞臺"葡萄架"下部外,包括存在較多數量易燃固體、液體物品工廠的備料和生產車間。

倉庫火災危險等級的劃分,參考了美國的《一般儲存倉庫標準》NFPA-231(1995年版)和《貨架式儲存倉庫標準》NFPA-231C(1995年版)。將上述標準中的1、2、3、4類和塑料橡膠類儲存貨品,結合我國國情,綜合歸納并簡化為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級倉庫。由于倉庫自動噴水滅火系統涉及面廣.較為復雜,美國標準NFPA-13(1996年版)沒有針對貨品堆高超過3.7m(12ft)的倉庫提出規定,而是由《一般儲存倉庫標準》NFPA-231(1995年版)和《貨架儲存倉庫標準》NFPA-231C(1995年版)提出具體規定。此次修訂,規定三個倉庫危險級,即Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。倉庫危險級Ⅰ級與美國標準NFPA-231(1995年版)的1、2類貨品相一致,倉庫危險級Ⅱ級與3、4類貨品一致,倉庫危險級Ⅲ級為A組塑料、橡膠制品等。

上述兩個美國標準中的儲存物品分類:

1 類貨品 指紙箱包裝的不燃貨品,例如:

不燃食品和飲料:不燃容器包裝的食品;冷凍食品、肉類;非塑料制托盤或容器盛裝的新鮮水果和疏菜;無涂蠟層或塑料覆膜的紙容器包裝牛奶;不燃容器盛裝,但容器外有紙箱包裝的酒精含量≤20%的啤酒或葡萄酒;玻璃制品。

金屬制品:包括塑料覆面或裝飾的桌椅;金屬外殼家電;電動機、干電池、空鐵罐、金屬柜。

其他:包括變壓器、袋裝水泥、電子絕緣材料、石膏板、惰性顏料、固體農藥。

2 類貨品 包括木箱及多層紙箱或類似可燃材料包裝的1類貨品,例如:

紙箱包裝的漆包線線圈,日光燈泡,木桶包裝的酒精含量不超過20%的啤酒和葡萄酒。

3 類貨品 木材、紙張、天然纖維紡織品或C組塑料及制品,含有限量A組或B組塑料的制品,例如:

皮革制品:鞋、皮衣、手套、旅行袋等。

紙制品:書報雜志、有塑料覆膜的紙制容器等。

紡織品:天然與合成纖維及制品,不含發泡類塑料橡膠的床墊。

木制品:門窗及家具、可燃纖維板等。

其他:紙箱包裝的煙草制品及可燃食品,塑料容器包裝的不燃液體。

4 類貨品 紙箱包裝的含有一定量A組塑料的1、2、3類貨品,小包裝采用A組塑料、大包裝采用紙箱包裝的1、2、3類貨品,B組塑料和粉狀、顆粒狀A組塑料,例如:照相機、電話、塑料家具,含發泡類塑料填充物的床墊,含有一定量塑料的建材、電纜.塑料容器包裝的物品。

塑料橡膠類 分為A組、B組和C組。

A組:ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、縮醛(聚甲醛)、丙烯酸類(聚甲基丙烯酸甲酯)、丁基橡膠、EPDM(乙丙橡膠)、FRP(玻璃纖維增強聚酯)、發泡類天然橡膠、腈橡膠(丁腈橡膠)、PET(熱塑性聚酯)、聚碳酸酯、聚酯合成橡膠、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、PVC(高增塑聚氯乙烯.如人造革、膠片等)、SAN(苯乙烯-丙烯腈)、SBR(丁苯橡膠)。

B組:纖維素類(醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、乙基纖維素)、氯丁橡膠、氟塑料(ECTFE--乙烯-三氟氯乙烯共聚物、ETFE--乙烯-四氟乙烯共聚物、FEP--四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、不發泡類天然橡膠、錦綸(錦綸6、錦綸66)、硅橡膠。

C組:氟塑料(PCTFE--聚三氟氯乙烯、PTFE--聚四氟乙烯)、三聚氰胺(三聚氰胺甲醛)、酚醛類、PVC(硬聚氯乙烯,如:管道、管件)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PVF(聚氟乙烯)、尿素(脲甲醛)。

本規范附錄A的舉例參考了國內外相關規范標準的有關規定。由于建筑物的使用功能、內部容納物品和空間條件千差萬別,不可能全部列舉.設計時可根據設置場所的具體情況類比判斷。現將美、英、日、德等國規范的火災危險等級舉例列出(見表4、表5、表6),供有關設計人員、公安消防監督人員參考。

3.0.3 當建筑物內各場所的使用功能、火災危險性或滅火難度存在較大差異時,要求遵循"實事求是"和"有的放矢"的原則。按各自的實際情況選擇適宜的系統和確定其火災危險等級。

4 系統選型 

4.1 一般規定

4.1.1 自動噴水滅火系統具有自動探火報警和自動噴水控滅火的優良性能.是當今國際上應用范圍最廣、用量最多,且造價低廉的自動滅火系統,在我國消防界及建筑防火設計領域中的可信賴程度不斷提高。盡管如此。該系統在我國的應用范圍,仍與發達國家存在明顯差距。

是否需要設置自動噴水滅火系統,決定性的判定因素,是火災危險性和自動撲救初期火災的必要性。而不是建筑規模。因此。大力提倡和推廣應用自動噴水滅火系統,是很有必要的。

4.1.2 由強制性條文改為非強制性條文。規定了自動噴水滅火系統不適用的范圍。凡發生火災時可以用水滅火的場所,均可采用自動噴水滅火系統。而不能用水滅火的場所,包括遇水產生可燃氣體或氧氣,并導致加劇燃燒或引起爆炸后果的對象,以及遇水產生有毒有害物質的對象,例如存在較多金屬鉀、鈉、鋰、鈣、鍶、氯化鋰、氧化鈉、氧化鈣、碳化鈣、磷化鈣等的場所,則不適用。再如存放一定量原油、渣油、重油等的敞口容器(罐、槽、池),灑水將導致噴濺或沸溢事故。

4.1.3 設置場所的火災特點和環境條件。是合理選擇系統類型和確定火災危險等級的依據,例如:環境溫度是確定選擇濕式或干式系統的依據;綜合考慮火災蔓延速度、人員密集程度及疏散條件是確定是否采用快速系統的因素等。室外環境難以使閉式噴頭及時感溫動作.勢必難以保證滅火和控火效果,所以露天場所不適合采用閉式系統。

4.1.4 提出對設計系統的原則性要求。設置自動噴水火火系統的目的,無疑是為了有效撲救初期火災。大量的應用和試驗證明,為了保證和提高自動噴水滅火系統的可靠性,離不開四個方面的因素:首先,閉式系統中的噴頭,或與預作用和雨淋系統配套使用的火災自動報警系統,要能有效地探測初期火災;二是要求濕式、干式系統在開放一只噴頭后,預作用和雨淋系統在火災報警后立即啟動系統;三是整個滅火進程中,要保證噴水范圍不超出作用面積,以及按設計確定的噴水強度持續噴水;四是要求開放噴頭的出水均勻噴灑、覆蓋起火范圍,并不受嚴重阻擋。以上四個方面的因素缺一不可,系統的設計只有滿足了這四個方面的技術要求,才能確保系統的可靠性。

4.2 系統選型

4.2.1 由強制性條文改為非強制性條文。濕式系統,由閉式灑水噴頭、水流指示器、濕式報警閥組,以及管道和供水設施等組成,而且管道內始終充滿水并保持一定壓力(見圖1)。

濕式系統具有以下特點與功能:

1 與其他自動噴水滅火系統相比較.結構相對簡單,處于警戒狀態時,由消防水箱或穩壓泵、氣壓給水設備等穩壓設施維持管道內充水的壓力。發生火災時,由閉式噴頭探測火災.水流指示器報告起火區域,報警閥組或穩壓泵的壓力開關輸出啟動供水泵信號,完成系統的啟動。系統啟動后,由供水泵向開放的噴頭供水,開放的噴頭將供水按不低于設計規定的噴水強度均勻噴灑,實施滅火。為了保證撲救初期火災的效果,噴頭開放后,要求在持續噴水時間內連續噴水。

2 濕式系統適合在溫度不低于4℃并不高于70℃的環境中使用,因此絕大多數的常溫場所采用此類系統。經常低于4℃的場所有使管內充水冰凍的危險。高于70℃的場所管內充水汽化的加劇有破壞管道的危險。

4.2.2 環境溫度不適合采用濕式系統的場所,可以采用能夠避免充水結冰和高溫加劇汽化的干式或預作用系統。

干式系統與濕式系統的區別,在于采用干式報警閥組。警戒狀態下配水管道內充壓縮空氣等有壓氣體。為保持氣壓。需要配套設置補氣設施(見圖2)。

干式系統配水管道中維持的氣壓.根據干式報警閥入口前管道需要維持的水壓、結合干式報警閥的工作性能確定。

閉式噴頭開放后,配水管道有一個排氣充水過程。系統開始噴水的時間,將因排氣充水過程而產生滯后。因此削弱了系統的滅火能力,這一點是干式系統的固有缺陷。

4.2.3 對適合采用預作用系統的場所提出了規定:在嚴禁因管道泄漏或誤噴造成水漬污染的場所替代濕式系統;為了消除干式系統滯后噴水現象,用于替代干式系統。

預作用系統采用預作用報警閥組,并由配套使用的火災自動報警系統啟動。處于戒備狀態時,配水管道為不充水的空管。利用火災探測器的熱敏性能優于閉式噴頭的特點.由火災報警系統開啟雨淋閥后為管道充水,使系統在閉式噴頭動作前轉換為濕式系統(見圖3)。

戒備狀態時配水管道內如果維持一定氣壓,將有助于監測管道的嚴密性和尋找泄漏點。

4.2.4 提出了一項自動噴水滅火系統新技術--重復啟閉預作用系統。該系統能在撲滅火災后自動關閉報警閥,發生復燃時又能再次開啟報警閥恢復噴水,適用于滅火后必須及時停止噴水,要求減少不必要水漬損失的場所。為了防止誤動作,該系統與常規預作用系統的不同之處,則是采用了一種即可輸出火警信號,又可在環境恢復常溫時輸出滅火信號的感溫探測器。當其感應到環境溫度超出預定值時,報警并啟動供水泵和打開具有復位功能的雨淋閥,為配水管道充水,并在噴頭動作后噴水滅火。噴水過程中。當火場溫度恢復至常溫時,探測器發出關停系統的信號,在按設定條件延遲噴水一段時間后,關閉雨淋閥停止噴水。若火災復燃、溫度再次升高時,系統則再次啟動,直至徹底滅火。

我國目前尚無此種系統的產品,將其納入本規范。將有利于促進自動噴水滅火系統新技術和新產品的發展和應用。

4.2.5 由強制性條文改為非強制性條文。對適合采用雨淋系統的場所作了規定。包括:火災水平蔓延速度快的場所和室內凈空高度超過本規范6.1.1條規定、不適合采用閉式系統的場所。室內物品頂面與頂板或吊頂的距離加大,將使閉式噴頭在火場中的開放時間推遲,噴頭動作時間的滯后使火災得以繼續蔓延,而使開放噴頭的噴水難以有效覆蓋火災范圍。上述情況使閉式系統的控火能力下降,而采用雨淋系統則可消除上述不利影響。雨淋系統啟動后立即大面積噴水,遏制和撲救火災的效果更好,但水漬損失大于閉式系統。適用場所包括舞臺葡萄架下部、電影攝影棚等。

雨淋系統采用開式灑水噴頭、雨淋報警閥組,由配套使用的火災自動報警系統或傳動管聯動雨淋閥,由雨淋閥控制其配水管道上的全部開式噴頭同時噴水(見圖4、圖5。注:可以作冷噴試驗的雨淋系統,應設末端試水設置)。

中國建筑西南設計院1981年模擬"舞臺幕布燃燒試驗"報告指出:四個試驗用開式灑水噴頭呈正方形布置,間距為2.5m×2.5m,安裝高度為22m;幕布尺寸為3m×12m,幕布下端距地面約2m,幕布由地面上的木垛火引燃(木垛的火災負荷密度為50kg/m2)。幕布引燃后,開始時火焰上升速度約為0.1~0.2m/s,當幕布燃燒到約1/4高度,火焰急劇向上及左右蔓延擴大,不到1Os時間幕布幾乎全部燒完,但頂部正中安裝的閉式噴頭沒有開放;手動開啟雨淋系統時,當噴頭處壓力為0.1~0.2MPa時,僅10s就撲滅了幕布火災,又歷時1min30s~1min50s撲滅木垛火。試驗證實了雨淋系統的滅火效果。

4.2.6 根據發達國家標準不斷發展,我國倉庫的形式、規模日趨多樣化、復雜化以及對系統設計不斷提出新的需求等情況,調整本條規定的內容。

自動噴水滅火系統經過長期的實踐和不斷的改進與創新,其滅火效能已為許多統計資料所證實。但是,也逐漸暴露出常規類型的系統不能有效撲救高堆垛倉庫火災的難點問題。自70年代中期開始,美國工廠聯合保險研究所(FMRC)為撲滅和控制高堆垛倉庫火災作了大量的試驗和研究工作。從理論確定了"快速響應、早期抑制"火災的三要素:一是噴頭感應火災的靈敏程度,二是噴頭動作時刻燃燒物表面需要的滅火噴水強度。三是實際送達燃燒物表面的噴水強度。根據采用早期抑制快速響應噴頭自動噴水滅火系統的特點,在條件許可的前提下,應采用濕式系統;如果條件不許可,可采用干式系統或預作用系統,但系統充水時間應符合干式系統或預作用系統的設計要求。

4.2.7 規定此條的目的:

1 強化自動噴水滅火系統的滅火能力。

2 減少系統的運行費用。對于某些對象,如某些水溶性液體火災,采用噴水和噴泡沫均可達到控滅火目的,但單純噴水時,雖控火效果好,但滅火時間長。火災與水漬損失較大;單純噴泡沫時,系統的運行維護費用較高。另一些對象,如金屬設備和構件周圍發生的火災,采用泡沫滅火后,仍需進一步防護冷卻,防止泡沫消泡后因金屬件的溫度高而使火災復燃。水和泡沫結合,可起到優勢互補的作用。

早在50年代,國際上已研制出既可噴水,又可噴蛋白泡沫混合液的自動噴水滅火系統,用于撲救A類火災或B類火災,以及二者共存的火災。

蛋白和氟蛋白類泡沫混合液,形成一定發泡倍數的泡沫后,在燃燒表面形成粘稠的連續泡沫層后,在隔絕空氣并封閉揮發性可燃蒸氣的作用下實現滅火。水成膜泡沫液可在燃料表面形成可以抑制燃料蒸發的水成膜,同時隔絕空氣而實現滅火。

灑水噴頭屬于非吸氣型噴頭,所以供給泡沫混合液發泡的空氣不足,使噴灑的泡沫混合液與灑水極為相似,雖然沒有形成一定倍數的泡沫,但仍具有良好的滅火性能。泡沫滅火劑的選用,按現行國家標準《低倍數泡沫滅火系統設計規范》GB 50151-92的規定執行。

4.2.8 新增條文。參考美國NFPA-13(1996年版)標準補充的規定。當建筑物內設置多種類型的系統時,按此條規定設計,允許其他系統串聯接入濕式系統的配水干管。使各個其他系統從屬于濕式系統,既不相互干擾,又簡化系統的構成、減少投資(見圖6)。

4.2.9 新增條文。規定了系統中包括的組件和必要的配件。

1 提出了自動噴水滅火系統的基本組成。

2 提出了設置減壓孔板、節流管降低水流動壓,分區供水或采用減壓閥降低管道靜壓等控制管道壓力的規定。

3 設置排氣閥,是為了使系統的管道充水時不存留空氣。設置泄水閥。是為了便于檢修。排氣閥設在其負責區段管道的最高點,泄水閥設在其負責區段管道的最低點。泄水閥及其連接管的管徑可參考表7。

4 干式系統與預作用系統設置快速排氣閥,是為了使配水管道盡快排氣充水。干式系統與配水管道充壓縮空氣的預作用系統,為快速排氣閥設置的電動閥,平時常閉,系統開始充水時打開。

4.2.10 由強制性條文改為非強制性條文。本條提出了限制民用建筑中防火分隔水幕規模的規定,意在不推薦采用防火分隔水幕,作民用建筑防火分區的分隔設施。

近年各地在新建大型會展中心、商品市場及條件類似的高大空間建筑時,經常采用防火分隔水幕代替防火墻,作為防火分區的分隔設施,以解決單層或連通層面積超出防火分區規定的問題。為了達到上述目的,防火分隔水幕長度將達幾十米,甚至上百米,造成防火分隔水幕系統的用水量很大,室內消防用水量猛增。

此外,儲存的大量消防用水,不用于主動滅火。而用于被動防火的做法,不符合火災中應積極主動滅火的原則,也是一種浪費。

5 設計基本參數

5.0.1 系統的噴水強度、作用面積、噴頭工作壓力是相互關聯的,原表5.0.1中對噴頭工作壓力不應低于0.10MPa的規定容易造成誤解,實際上系統中噴頭的工作壓力應經計算確定。

本條規定為依據美國《自動噴水滅火系統安裝標準》NFPA-13(1996年版)的有關規定,對原規范第2.0.2條和第7.1.1條的修改。圖7為美國NFPA-13(1996年版)標準中規定的自動噴水滅火系統設計數據表。根據"大強度噴水有利于迅速控滅火,有利于縮小噴水作用面積"的試驗與經驗的總結,選取該曲線中噴水強度的上限數據,并適當加大作用面積后確定為本規范的設計基本參數。這樣的技術處理,既便于設計人員操作。又提高了規范的應變能力和系統的經濟性能。因此,對設計安裝質量提出了更高的要求。既符合我國經濟技術水平已較首次制訂本規范時有顯著提高的國情及我國消防技術規范的編寫習慣,同時又能保證系統可靠地發揮作用。

表8為本規范原版本與修訂版本中民用建筑和工業廠房自動噴水滅火系統設計基本數據的對照表。不難看出,修訂版給出的

數據有所增加,增大了設計人員的選擇余地。從整體上強化了噴水強度這一體現系統滅火能力的重要參數,因此加強了系統迅速撲救初期火災的能力。

表9為英國、美國、德國、日本等國的設計基本數據。

本規范表5.O.1中"注",參照美國標準,提出了系統中最不利點處噴頭的最低工作壓力,允許按不低于O.05MPa確定的規定。當發生火災時,供水泵啟動之前,允許由消防水箱或其他輔助供水設施供給系統啟動初期的用水量和水壓。目前國內采用較多的是高位消防水箱,這樣就產生了一個矛盾:如果頂層最不利點處噴頭的水壓要求為O.1MPa,則屋頂水箱必須比頂層的噴頭高出10m以上,將會給建筑造型和結構處理上帶來很大困難。根據上述情況和參考國外有關規范,將最不利點處噴頭的工作壓力確定為O.05MPa。降低最不利點處噴頭最低工作壓力而產生的問題,通過其他途徑解決。英國、德國、美國等國的規范,最不利點處噴頭的最低工作壓力也采用0.05MPa。

5.0.2 由強制性條文改為非強制性條文。僅在走道安裝閉式系統時,系統的作用主要是防止火災蔓延和保護疏散通道。對此類系統的作用面積,本條提出了按各樓層走道中最大疏散距離所對應的走道面積確定。

美國NFPA規范規定,走道內布置一排噴頭時,動作噴頭數最大按5只計算。當走廊出口未作保護時,動作噴頭數應包括走廊內全部噴頭,但最多不應超過7只。

當走道的寬度為1.4m、長度為15m,噴水覆蓋全部走道面積時的噴頭布置及開放噴頭數(見圖8)。

5.0.3 商場等公共建筑,由于內裝修的需要,往往裝設網格狀、條柵狀等不擋煙的通透性吊頂。頂板下噴頭的灑水分布將受到通透性吊頂的阻擋,影響滅火效果。因此本條提出適當增大噴水強度的規定。若將噴頭埋設在通透性吊頂的網格或條柵中間,則噴頭將因吊頂不擋煙,且距頂板距離過大而不能保證可靠動作。噴頭不能及時動作,系統將形同虛設。

5.0.4 干式系統的配水管道內平時維持一定氣壓,因此系統啟動后將滯后噴水,而滯后噴水無疑將增大滅火難度,等于相對削弱了系統的滅火能力。所以,本規范參照發達國家相關規范,對干式系統作出增大作用面積的規定,用擴大作用面積的辦法,補償滯后噴水對滅火能力的影響。

雨淋系統由雨淋閥控制其連接的開式灑水噴頭同時噴水,有利于撲救水平蔓延速度快的火災。但是,如果一個雨淋閥控制的面積過大,將會使系統的流量過大,總用水量過大,并帶來較大的水漬損失,影響系統的經濟性能。本規范出于適當控制系統流量與總用水量的考慮,提出了雨淋系統中一個雨淋閥控制的噴水面積按不大于本規范表5.0.1規定的作用面積為宜。對大面積場所,可設多臺雨淋閥組合控制一次滅火的保護范圍。

5.0.5 本條是對國外標準中倉庫的系統設計基本參數進行分類、歸納、合并后,充實我國規范對倉庫的系統設計基本參數規定。設計時應按噴頭強度與保護面積選用噴頭。從國外有關標準提供的數據分析,影響倉庫設計參數的因素很多,包括貨品的性質、堆放形式、堆積高度及室內凈空高度等。各因素的變化,均影響設計參數的改變。例如:貨品堆高增大,火災豎向蔓延速度迅速增長的規律,不僅使滅火難度增大,而且使噴水因貨品的阻擋而難以直接送達燃燒面,只能沿貨品表面流淌后最終到達燃燒面。其結果,造成送達到位直接滅火的水量銳減。因此,貨品堆高增大時,相應提高噴水強度。以保證系統滅火能力的措施是必要的。

隨著我國經濟的迅速發展,面對不同火災危險性的各種倉庫,僅向設計人員提供一組設計參數顯然不夠。參照美國《自動噴水滅火系統安裝標準》NFPA-13(2002年版)、《一般儲物倉庫標準》NFPA-231(1995年版)、《貨架儲物倉庫標準》NFPA-231C(1995年版)及工廠聯合保險系統標準,在歸納簡化的基礎上,提出了一組倉庫危險級場所的系統設計基本參數。既借鑒了美、英等發達國家標準的先進技術,又使我國規范中保護倉庫的系統設計參數得到了充實,符合我國現階段的具體國情。

每排貨架之間均保持1.2~2.4m距離的屬于單排貨架,靠攏放置的兩個單排貨架屬于雙排貨架,間距小于1.2m的單排、雙排貨架按多排貨架設計。

通透性層板是指水或煙氣能穿透或通過的貨架層板,如網格或格柵型層板。

5.0.6倉庫火災蔓延迅速、不易撲救,容易造成重大財產損失,因此是自動噴水滅火系統的重要應用對象。而撲救高堆垛、高貨架倉庫火災,又一直是自動噴水滅火系統的技術難點。美國耗巨資試驗研究,成功開發出"大水滴噴頭"、"快速響應早期抑制噴頭"等可有效撲救高堆垛、高貨架倉庫火災的新技術。本條規定參考美國《自動噴水滅火系統安裝標準》NFPA-13(2002年版)、《一般儲物倉庫標準》NFPA-231(1995年版)和《貨架儲物倉庫標準》NFPA-231C(1995年版)的數據,并經歸納簡化后,提出了采用快速響應早期抑制噴頭(僅適用于流量系數K=200的噴頭)倉庫的系統設計參數。

5.0.7 本條為本次修訂條文。本條參考美國《貨架儲物倉庫標準》NFPA-231C(1995年版)、美國工廠聯合保險系統標準等國外相關標準,針對我國現狀,充實了高貨架倉庫中采用貨架內噴頭的條件。以及噴水強度、作用面積等有關規定。

對最大凈空高度或最大儲物高度超過本規范表5.0.5-1~表5.0.5-6和表5.0.6規定的高貨架倉庫,僅在頂板下設置噴頭,將不能滿足有效滅控火的需要,而在貨架內增設噴頭,是對頂噴噴頭滅火能力的補充。補償超出頂板下噴頭保護范圍部位的滅火能力。

5. 0. 7A 新增條文。倉庫內系統的噴水強度大,持續噴水時間長,為避免不必要的水漬損失和增加建筑荷載,系統噴水強度大的倉庫,有必要設置消防排水。

5.0.8 由強制性條文改為非強制性條文。提出了閉式自動噴水-泡沫聯用系統的設計基本參數。

以濕式系統為例,處于戒備狀態時,管道內充滿有壓水。噴頭動作后,開放噴頭開始噴出的是水,只有當開放噴頭與泡沫比例混合器之間管道內的充水被置換成泡沫混合液后,才能轉換為噴泡沫。因此,開始噴泡沫時間取決于開放噴頭與泡沫比例混合器之間的管道長度。

設置場所發生火災時,濕式系統首批開放的噴頭數一般不超過3只,其流量按標準噴頭計算,約為4L/s。以此為基礎,規定了噴水轉換噴泡沫的時間和泡沫比例混合器有效工作的最小流量。利用濕式系統噴灑泡沫混合液的目的,是為了強化滅火能力,所以持續噴水和噴泡沫時間的總和,仍執行本規范5.0.11條的規定。持續噴泡沫時間,則依據美國《閉式噴水一泡沫聯用滅火系統安裝標準》NFPA-16A(2002年版),規定按我國現行國家標準《低倍數泡沫滅火系統設計規范》GB 50151-92執行。

5.0.9 由強制性條文改為非強制性條文。參考了美國《雨淋自動噴水-泡沫聯用滅火系統安裝標準》NFPA-16(2002年版)的規定。

前期噴水后期噴泡沫的系統,用于噴水控火效果好,而滅火時間長的火災。前期噴水的目的,是依靠噴水控火,后期噴灑泡沫混合液,是為了強化系統的滅火能力,縮短滅火時間。噴水一泡沫的強度,仍采用本規范表5.0.1、表5.0.5-1的數據。前期噴泡沫后期噴水的系統,分別發揮泡沫滅火和水冷卻的優勢,既可有效滅火,又可防止火災復燃。既可節省泡沫混合液,又可保證可靠性。噴水一泡沫的強度,執行我國現行國家標準《低倍數泡沫滅火系統設計規范》GB 50151-92。此項技術既可充分發揮水和泡沫各自的優點,又可提高系統的經濟性能,但設計上有一定難度,要兼顧本規范與《低倍數泡沫滅火系統設計規范》GB 50151-92的有關規定。

5.0.10 由強制性條文改為非強制性條文。防護冷卻水幕用于配合防火卷簾等分隔物使用,以保證防火卷簾等分隔物的完整性與隔熱性。某廠曾于1995年在"國家固定滅火系統和耐火構件質量監督檢驗測試中心"進行過灑水防火卷簾抽檢測試,90min耐火試驗后,得出"未失去完整性和隔熱性"的結論。本條"噴水高度為4m,噴水強度為0.5L/s·m"的規定,折算成對卷簾面積的平均噴水強度為7.5L/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1m,噴水強度相應增加O.1L/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9m時噴水強度仍按1.OL/s·m執行。尺寸不超過15m×8m的開口,防火分隔水幕的噴水強度仍按原規范規定的2L/s·m確定。

5.0.11 從自動噴水滅火系統的滅火作用看,一般1h即能解決問題。從原規范的執行情況,證明按此條規定確定的系統用水量,能夠滿足控滅火實際需要。

5.0.12 本條是對原規范第6.3.2條的修訂。干式系統配水管道內充入有壓氣體的目的,一是將有壓氣體作為傳遞火警信號的介質,二是防止干式報警閥誤動作。由于不同生產廠出品的干式報警閥的結構不盡相同,所以,不受報警閥人口水壓波動影響、防止誤動作的氣壓值有所不同,因此本條提出了根據報警閥的技術性能確定氣壓取值范圍的規定。

常規的預作用系統,其配水管道維持一定氣壓的目的,不同于干式系統,是將有壓氣體作為監測管道嚴密性的介質。為了便于控制,本規范將規定的氣壓值調整為0.03~0.05MPa。

國外近年推出的新型預作用系統,利用"配套報警系統動作"和"閉式噴頭動作"的"與門"或"或門"關系,作為啟動系統的條件。分別為:1報警系統"與"閉式噴頭動作后啟動系統,以防止系統不必要的誤啟動;2報警系統"或"閉式噴頭動作即啟動系統,以保證系統啟動的可靠性。此類預作用系統有別于常規類型的預作用系統,同時具備預作用系統和干式系統的特點,管道內充人的有壓氣體,將成為傳遞火警信號的媒介,所以當采用此種預作用系統時,配水管道內維持的氣壓值與干式系統相同。報警閥的選型,則要求同時具備雨淋閥和干式閥的特點。相應的系統設計參數,要同時符合預作用系統和干式系統的相關規定。

6 系統組件 

6.1 噴 頭

6.1.1 閉式噴頭的安裝高度,要求滿足"使噴頭及時受熱開放,并使開放噴頭的灑水有效覆蓋起火范圍"的條件。超過上述高度,噴頭將不能及時受熱開放,而且噴頭開放后的灑水可能達不到覆蓋起火范圍的預期目的,出現火災在噴水范圍之外蔓延的現象,使系統不能有效發揮控滅火的作用。本條參考日本《消防法廣對影劇院觀眾廳安裝閉式系統時噴頭至地面的距離不得超過8m"的規定和我國現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》GB 50116-98的有關規定,以及國外相關標準對倉庫中閉式噴頭最大安裝高度的規定,分別規定了民用建筑、工業廠房及倉庫采用閉式系統的最大凈空高度,同時根據表5.0.1A規定了非倉庫類高大凈空場所采用閉式系統的最大凈空高度。并提出了用于保護鋼屋架等建筑構件的閉式系統和設有貨架內噴頭的倉庫閉式系統,不受室內凈空高度限制的規定。

6.1.3 由強制性條文改為非強制性條文。本條提出了不同使用條件下對噴頭選型的規定。實際工程中,由于噴頭的選型不當而造成失誤的現象比較突出。不同用途和型號的噴頭,分別具有不同的使用條件和安裝方式。噴頭的選型、安裝方式、方位合理與否,將直接影響噴頭的動作時間和布水效果。當設置場所不設吊頂,且配水管道沿梁下布置時,火災熱氣流將在上升至頂板后水平蔓延。此時只有向上安裝直立型噴頭,才能使熱氣流盡早接觸和加熱噴頭熱敏元件。室內設有吊頂時,噴頭將緊貼在吊頂下布置,或埋設在吊頂內,因此適合采用下垂型或吊頂型噴頭,否則吊頂將阻擋灑水分布。吊頂型噴頭作為一種類型,在國家標準《自動噴水滅火系統灑水噴頭的技術要求和試驗方法》GB 5135-93中有明確規定,即為"隱蔽安裝在吊頂內.分為平齊型、半隱蔽型和隱蔽型三種型式。"不同安裝方式的噴頭.其灑水分布不同,選型時要予以充分重視。為此,本規范不推薦在吊頂下使用"普通型噴頭",原因是在吊頂下安裝此種噴頭時,灑水嚴重受阻,噴水強度將下降約40%,嚴重削弱系統的滅火能力。

邊墻型擴展覆蓋噴頭的配水管道易于布置,頗受國內設計、施工及使用單位歡迎。但國外對采用邊墻型噴頭有嚴格規定:

保護場所應為輕危險級,中危險級系統采用時須經特許;

頂板必須為水平面,噴頭附近不得有阻擋噴水的障礙物;

灑水應噴濕一定范圍墻面等。

本條根據國內需求,按本規范對設置場所火災危險等級的分類,以及邊墻型噴頭性能特點等實際情況,提出了既允許使用此種噴頭,又嚴格使用條件的規定。

6.1.4 為便于系統在滅火或維修后恢復戒備狀態之前排盡管道中的積水,同時有利于在系統啟動時排氣,要求干式、預作用系統的噴頭采用直立型噴頭或干式下垂型噴頭。

6.1.5 提出了水幕系統的噴頭選型要求。防火分隔水幕的作用,是阻斷煙和火的蔓延。當使水幕形成密集噴灑的水墻時。要求采用灑水噴頭;當使水幕形成密集噴灑的水簾時,要求采用開口向下的水幕噴頭。防火分隔水幕也可以同時采用上述兩種噴頭并分排布置。防護冷卻水幕則要求采用將水噴向保護對象的水幕噴頭。

6.1.6 提出了快速響應噴頭的使用條件。大量裝飾材料、家電等現代化日用品和辦公用品的使用,使火災出現蔓延速度快、有害氣體生成量大、財產損失的價值增長等新特點。對自動噴水滅火系統的工作效能提出了更高的要求。國外于80年代開始生產并推廣使用快速響應噴頭。快速響應噴頭的優勢在于:熱敏性能明顯高于標準響應噴頭,可在火場中提前動作,在初起小火階段開始噴水,使滅火的難度降低,可以做到滅火迅速、滅火用水量少,可最大限度地減少人員傷亡和火災燒損與水漬污染造成的經濟損失。國際標準ISO 6182規定RTI≤50(m·s)0.5的噴頭為快速響應噴頭,噴頭的RTI通過標準"插入實驗"判定。在"插入實驗"給定的標準熱環境中,快速響應噴頭的動作時間,較8mm玻璃泡標準響應噴頭快5倍。為此,提出了在中庭環廊、人員密集的公共娛樂場所,老人、少兒及殘疾人集中活動的場所。以及高層建筑中外部增援困難的部位、地下的商業與倉儲用房等,推薦采用快速響應噴頭的規定。

6.1.7 同一隔間內采用熱敏性能、規格及安裝方式一致的噴頭,是為了防止混裝不同噴頭對系統的啟動與操作造成不良影響。曾經發現某一面積達幾千平方米的大型餐廳內混裝d=8mm和d=5mm玻璃泡噴頭。某些高層建筑同一場所內混裝下垂型、普通型噴頭等錯誤做法。

6. 1.9 設計自動噴水滅火系統時,要求在設計資料中提出噴頭備品的數量,以便在系統投入使用后,因火災或其他原因損傷噴頭時能夠及時更換,縮短系統恢復戒備狀態的時間。當在一個建筑工程的設計中采用了不同型號的噴頭時,除了對備用噴頭總量的要求外,不同型號的噴頭要有各自的備品。各國規范對噴頭備品的規定不盡一致,例如美國NFPA標準的規定:噴頭總數不超過300只時.備品數為6只,總數為300~1000個時,備品數不少于12只,超過1000只時不少于24只;英國BS 5306-Part2的規定見表10。

6.2 報警閥組

6.2. 1 由強制性條文改為非強制性條文。報警閥在自動噴水滅火系統中有下列作用:

1 濕式與干式報警閥:接通或關斷報警水流,噴頭動作后報警水流將驅動水力警鈴和壓力開關報警;防止水倒流。

2 雨淋報警閥:接通或關斷向配水管道的供水。

報警閥組中的試驗閥,用于檢驗報警閥、水力警鈴和壓力開關的可靠性。由于報警閥和水力警鈴及壓力開關均采用水力驅動的工作原理,因此具有良好的可靠性和穩定性。

為鋼屋架等建筑構件建立的閉式系統,功能與用于撲救地面火災的閉式系統不同,為便于分別管理,規定單獨設置報警閥組。水幕系統與上述情況類似,也規定單獨設置報警閥組或感溫雨淋閥。

6.2.2 根據本規范4.2.8條的規定,串聯接入濕式系統的干式、預作用、雨淋等其他系統,本條規定單獨設置報警閥組。以便雖共用配水干管,但獨立報警。

串聯接入濕式系統的其他系統,其供水將通過濕式報警閥。濕式系統檢修時,將影響串聯接入的其他系統。因此規定其他系統所控制的噴頭數,計入濕式報警閥組控制噴頭的總數內。

6.2.3 第一款規定了一個報警閥組控制的噴頭數。一是為了保證維修時,系統的關停部分不致過大;二是為了提高系統的可靠性。為了達到上述目的,美國規范還規定丁建筑物中同一層面內一個報警閥組控制的最大噴頭數。為此,本條仍維持原規范第5.2.5條規定。

美國消防協會的統計資料表明,同樣的滅火成功率,干式系統的噴頭動作數要大于濕式系統.即前者的控火、滅火率要低一些,其原因主要是噴水滯后造成的。鑒于本規范已提出"干式系統配水管道應設快速排氣閥"的規定,故干式報警閥組控制的噴頭總數,規定為"不宜超過500只"。

當配水支管同時安裝保護吊頂下方空間和吊頂上方空間的噴頭時,由于吊頂材料的耐火性能要求執行相關規范的規定.因此吊頂一側發生火災時,在系統的保護下火勢將不會蔓延到吊頂的另一側。因此,對同時安裝保護吊頂兩側空間噴頭的共用配水支管,規定只將數量較多一側的噴頭計入報警閥組控制的噴頭總數。

6.2.4 參考英國標準,規定了每個報警閥組供水的最高與最低位置噴頭之間的最大位差。規定本條的目的,是為了控制高、低位置噴頭間的工作壓力,防止其壓差過大。當滿足最不利點處噴頭的工作壓力時,同一報警閥組向較低有利位置的噴頭供水時,系統流量將因噴頭的工作壓力上升而增大。限制同一報警閥組供水的高、低位置噴頭之間的位差,是均衡流量的措施。

6.2.5 由強制性條文改為非強制性條文。雨淋閥配置的電磁閥,其流道的通徑很小。在電磁閥入口設置過濾器,是為了防止其流道被堵塞,保證電磁閥的可靠性。

并聯設置雨淋閥組的系統啟動時,將根據火情開啟一部分雨淋閥。當開閥供水時,雨淋閥的入口水壓將產生波動,有可能引起其他雨淋閥的誤動作。為了穩定控制腔的壓力。保證雨淋閥的可靠性,本條規定:并聯設置雨淋閥組的雨淋系統,雨淋閥控制腔的入口要求設有止回閥。

6.2.6 規定報警閥的安裝高度,是為了方便施工、測試與維修工作。系統啟動和功能試驗時。報警閥組將排放出一定量的水,故要求在設計時相應設置足夠能力的排水設施。

6.2.7 為防止誤操作,本條對報警閥進出口設置的控制閥,規定采用信號閥或配置能夠鎖定閥板位置的鎖具。

6.2.8 由強制性條文改為非強制性條文。規定水力警鈴工作壓力、安裝位置和與報警閥組連接管的直徑及長度,目的是為了保證水力警鈴發出警報的位置和聲強。

6.3 水流指示器

6.3.1 由強制性條文改為非強制性條文。水流指示器的功能,是及時報告發生火災的部位。本條對系統中要求設置水流指示器的部位提出了規定,即每個防火分區和每個樓層均要求設有水流指示器。同時規定當一個濕式報警閥組僅控制一個防火分區或一個層面的噴頭時。由于報警閥組的水力警鈴和壓力開關已能發揮報告火災部位的作用,故此種情況允許不設水流指示器。

6.3.2 由強制性條文改為非強制性條文。設置貨架內噴頭的倉庫。頂板下噴頭與貨架內噴頭分別設置水流指示器,有利于判斷噴頭的狀況,故規定此條。

6.3.3 為使系統維修時關停的范圍不致過大而在水流指示器入口前設置閥門時,要求該閥門采用信號閥,以便顯示閥門的狀態,其目的是為了防止因誤操作而造成配水管道斷水的故障。

6.4 壓力開關

6.4.1 雨淋系統和水幕系統采用開式噴頭,平時報警閥出口后的管道內沒有水,系統啟動后的管道充水階段,管內水的流速較快,容易損傷水流指示器,因此采用壓力開關較好。

6.4.2 穩壓泵的啟停,要求可靠地自動控制,因此規定采用消防壓力開關,并要求其能夠根據最不利點處噴頭的工作壓力,調節穩壓泵的啟停壓力。

6.5 末端試水裝置

6.5.1 提出了設置末端試水裝置的規定。為了檢驗系統的可靠性,測試系統能否在開放一只噴頭的最不利條件下可靠報警并正常啟動,要求在每個報警閥的供水最不利點處設置末端試水裝置。末端試水裝置測試的內容,包括水流指示器、報警閥、壓力開關、水力警鈴的動作是否正常,配水管道是否暢通,以及最不利點處的噴頭工作壓力等。其他的防火分區與樓層,則要求在供水最不利點處裝設直徑25mm的試水閥。以便在必要時連接末端試水裝置。

6.5.2 由強制性條文改為非強制性條文。規定了末端試水裝置的組成、試水接頭出水口的流量系數,以及其出水的排放方式(見圖9)。為了使末端試水裝置能夠模擬實際情況。進行開放1只噴頭啟動系統等試驗,其試水接頭出水口的流量系數,要求與同樓層或所在防火分區內采用的最小流量系數的噴頭一致。例如:某酒店在客房中安裝邊墻型擴展覆蓋噴頭,走廊安裝下垂型標準噴頭,其所在樓層如設置末端試水裝置。試水接頭出水口的流量系數,要求為K=80。當末端試水裝置的出水口直接與管道或軟管連接時,將改變試水接頭出水口的水力狀態,影響測試結果。所以,本條對末端試水裝置的出水,提出采取孔口出流的方式排入排水管道的要求。

7 噴頭布置 

7.1 一般規定

7.1.1 由強制性條文改為非強制性條文。閉式噴頭是自動噴水滅火系統的關鍵組件。受火災熱氣流加熱開放后噴水并啟動系統。能否合理地布置噴頭,將決定噴頭能否及時動作和按規定強度噴水。本條規定了布置噴頭所應遵循的原則。

1 將噴頭布置在頂板或吊頂下易于接觸到火災熱氣流的部位。有利于噴頭熱敏元件的及時受熱;

2 使噴頭的灑水能夠均勻分布。當噴頭附近有不可避免的障礙物時,要求按本規范7.2節噴頭與障礙物的距離的要求布置噴頭或者增設噴頭,補償因噴頭的灑水受阻而不能到位滅火的水量。

7.1.2 本條參考美國NFPA-13(2002年版)標準做法,提出同一根配水支管上噴頭間和配水支管間最大距離的規定。和一只噴頭最大保護面積的規定。同一根配水支管上噴頭間的距離及相鄰配水支管間的距離,需要根據設計選定的噴水強度、噴頭的流量系數和工作壓力確定。由于該參數將影響火場中的噴頭開放時間,因此提出最大值限制。目的是使噴頭既能適時開放,又能按規定的強度噴水。

以噴頭A、B、C、D為頂點的圍合范圍為正方形(見圖10)每只噴頭的25%水量噴灑在正方形ABCD內。根據噴頭的流量系數、工作壓力以及噴水強度,可以求出正方形ABCD的面積和噴頭之間的距離。

為了控制噴頭與起火點之間的距離,保證噴頭開放時間,本規范規定:中危險級Ⅰ級場所采用K=80標準噴頭時,一只噴頭的最大保護面積為12.5m2 ,配水支管上噴頭間和配水支管間的最大距離,正方形布置時為3.6m,矩形或平行四邊形布置時的長邊邊長為4.Om。

規定噴頭與端墻最大距離的目的,是為了使噴頭的灑水能夠噴濕墻根地面并不留漏噴的空白點,而且能夠噴濕一定范圍的墻面,防止火災沿墻面的可燃物蔓延。

本規范表7.1.2中的"注1",對僅在走道布置噴頭的閉式系統,提出確定噴頭間距的規定;"注2"說明噴水強度較大的系統,采用較大流量系數的噴頭,有利于降低系統的供水壓力。"注3"則對貨架內噴頭的布置提出了要求。疏散走道內確定噴頭間距的舉例見本規范條文說明圖8。

7.1.3 本條參考美國標準NFPA-13(2002年版)和英國消防協會BS 5306-Part2標準,提出了相應的規定。規定直立、下垂型標準噴頭濺水盤與頂板的距離,目的是使噴頭熱敏元件處于"易于接觸熱氣流"的最佳位置。濺水盤距離頂板太近不易安裝維護,且灑水易受影響;太遠則升溫較慢,甚至不能接觸到熱煙氣流,使噴頭不能及時開放。吊頂型噴頭和吊頂下安裝的噴頭,其安裝位置不存在遠離熱煙氣流的現象,故不受此項規定的限制(見圖11、圖12)。

梁的高度大或間距小,使頂板下布置噴頭的困難增大。然而,由于梁同時具有擋煙蓄熱作用,有利于位于梁間的噴頭受熱,為此對復雜情況提出布置噴頭的補充規定。

7.1.4 本條參照美國標準,提出了直立和下垂安裝的快速響應早期抑制噴頭,噴頭濺水盤與頂板距離的規定。

7.1.5 由強制性條文改為非強制性條文。此條規定的適用對象由倉庫擴展到包括圖書館、檔案館、商場等堆物較高的場所;由K=80的標準噴頭擴展到包括其他大口徑非標準噴頭(見圖13)。

7.1.6 由強制性條文改為非強制性條文。貨架內布置的噴頭,如果其濺水盤與貨品頂面的間距太小,噴頭的灑水將因貨品的阻擋而不能達到均勻分布的目的。本條參考美國《貨架儲物倉庫標準》NFPA-231C(1995年版)和美國工廠聯合保險系統標準,提出要求濺水盤與其上方層板的距離符合本規范7.1.3條的規定,與其下方貨品頂面的垂直距離不小于150mm的規定。

7.1.7 規定將貨架內噴頭設在能夠擋煙的封閉分層隔板下方,如果恰好在噴頭的上方有孔洞、縫隙,則要求在噴頭的上方安裝既能擋煙集熱、又能擋水的焦熱擋水板。對集熱擋水板的具體規定是:要求采用金屬板制作,形狀為圓形或正方形,其平面面積不小于0.12m2 。為有利于集熱,要求焦熱擋水板的周邊向下彎邊,彎邊的高度要與噴頭濺水盤平齊(見圖14)。

7.1.8 由強制性條文改為非強制性條文。當吊頂上方悶頂或技術夾層的凈空高度超過800mm,且其內部有可燃物時,要求設置噴頭。如悶頂、技術夾層內部無可燃物,且頂板與吊頂均為非燃燒體時,可不設置噴頭。

1983年冬某賓館禮堂火災,就是因為吊頂內電線故障起火,引燃吊頂內的可燃物,致使鋼屋架很快坍塌。造成很大損失。又如1980年,美國拉斯維加斯市米高梅大飯店(20層2000個床位)的底層游樂場。由于吊頂內電氣線路超負荷運轉,開始是陰燃,約三四個小時后火焰冒出吊頂外,長140多米的大廳在15min內成為一片火海。當時在場數千人四處奔跑。事后州消防局長感嘆地說:這樣的蔓延速度,即使當時有幾百名消防隊員在場,也是無能為力的。據介紹該建筑在設計時,大廳的上下樓層均裝有自動噴水滅火系統,只有游樂大廳未裝。設計人員的理由是該廳全天24h不斷人,如發生火災能及時撲救。由于起火部位在吊頂上方,而悶頂內又未設噴頭,結果未能及時撲救,造成了超過1億美元的火災損失。

7.1.9 由強制性條文改為非強制性條文。強調了當在建筑物的局部場所設置噴頭時,其門、窗、孔洞等開口的外側及與相鄰不設噴頭場所連通的走道,要求設置防止火災從開口處蔓延的噴頭。

此種做法可起很大作用。例如1976年5月上海第一百貨公司八層的火災:同在八層的服裝廠與手工藝制品廠植絨車間僅一墻之隔,服裝廠裝有閉式系統,而植絨車間則未裝。植絨車間發生火災后,火勢經隔墻上的連通窗口向服裝廠蔓延。服裝廠內噴頭受熱動作后,阻斷了火災向服裝廠的擴展(見圖15)。

7.1.10 規定裝設通透性不擋煙吊頂的場所.其設置的閉式噴頭.要求布置在頂板下,以便易于接觸火災熱氣流。

7.1.11 由強制性條文改為非強制性條文。本條參考了美國NFPA-13(2002年版)標準。要求在傾斜的屋面板、吊頂下布置的噴頭,垂直于斜面安裝,噴頭的間距按斜面的距離確定。當房間為尖屋頂時,要求屋脊處布置一排噴頭。為利于系統盡快啟動和便于安裝,按屋頂坡度規定了噴頭濺水盤與屋脊的垂直距離:屋頂坡度≥1/3時,不應大于0.8m;<1/3時,不應大于0.6m(見圖16)。

7.1.12 由強制性條文改為非強制性條文。本條參考美國NFPA-13(2002年版)標準,并根據邊墻型噴頭與室內最不利點處火源的距離遠、噴頭受熱條件較差等實際情況,調整了配水支管上噴頭間的最大距離和側噴水量跨越空間的最大保護距離數據。

美國NFPA-13(2002年版)標準規定:邊墻型噴頭僅能在輕危險級場所中使用,只有在經過特別認證后,才允許在中危險級場所按經過特別認證的條件使用。本規范表7.1.12中的規定,按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%流量的原則作了調整。中危險級I級場所,噴頭在配水支管上的最大間距確定為3m,單排布置邊墻型噴頭時,噴頭至對面墻的最大距離為3m,1只噴頭保護的最大地面面積為9m2,并要求符合噴水強度要求。

7.1.13 根據本規范7.1.12條條文說明中提出的要求,規定了布置邊墻型擴展覆蓋噴頭時的技術要求。此種噴頭的優點是保護面積大,安裝簡便;其缺點與邊墻型標準噴頭相同,即噴頭與室內最不利處起火點的最大距離更遠,影響噴頭的受熱和滅火效果。所以國外規范對此種噴頭的使用條件要求很嚴。鑒于目前國內對使用邊墻型擴展覆蓋噴頭的呼聲很高,而此種噴頭又尚未納入國家標準《自動噴水滅火系統灑水噴頭性能要求和試驗方法》GB 5135-95的規定內容之中。因此設計中采用此種噴頭時,要求按本條規定并根據生產廠提供的噴頭流量特性、灑水分布和噴濕墻面范圍等資料,確定噴水強度和噴頭的布置。圖17為邊墻型擴展覆蓋噴頭布水及噴濕墻面示意圖。

7.1.14 直立式邊墻噴頭安裝示意圖(見圖18)。

7.1.15 由強制性條文改為非強制性條文。本條按防火分隔水幕和防護冷卻水幕,分別規定了布置噴頭的排數及排間距。

水幕的噴頭布置,應當符合噴水強度和均勻布水的要求。本規范規定水幕的噴水強度,按直線分布衡量,并不能出現空白點。

1 防護冷卻水幕與防火卷簾或防火幕等分隔物配套使用時,要求噴頭單排布置,并將水噴向防火卷簾或防火幕等保護對象。

2 防火分隔水幕采用開式灑水噴頭時按不少于2排布置,采用水幕噴頭時按不少于3排布置。多排布置噴頭的目的,是為了形成具有一定厚度的水墻或多層水簾。

7.2 噴頭與障礙物的距離

7.2.1 參考了美國NFPA-13(1996年版)標準有關規定,提出了當頂板下有梁、通風管道或類似障礙物,且在其附近布置噴頭時,避免梁、通風管道等障礙物影響噴頭布水的規定(見本規范圖7.2.1)。噴頭的定位,應當同時滿足本規范7.1節中噴頭濺水盤與頂板距離的規定,以及噴頭與障礙物的水平間距不小于本規范表7.2.1的規定。如有困難,則要求增設噴頭。

表11為美國《自動噴水滅火系統安裝標準》NFPA-13(1996年版)中噴頭與梁、通風管道等障礙物的間距規定。

7.2.2 參考了美國NFPA-13(1996年版)標準的規定。噴頭附近如有屋架等間斷障礙物或管道時,為使障礙物對灑水的影響降至最小,規定噴頭與上述障礙物保持一個最小的水平距離。這一水平距離,是由障礙物的最大截面尺寸或管道直徑決定的(見本規范圖7.2.2)。

7.2.3 本條是參考美國NFPA-13(2002年版)標準中的有關規定。針對寬度大于1.2m的通風管道、成排布置的管道等水平障礙物對噴頭灑水的遮擋作用,提出了增設噴頭的規定,以補償受阻部位的噴水強度(見本規范圖7.2.3)。本次修訂針對集熱板的設置進行了明確規定。

7.2.4 噴頭附近的不到頂隔墻,將可能阻擋噴頭的灑水。為了保證噴頭的灑水能到達隔墻的另一側,提出了按噴頭濺水盤與不到頂隔墻頂面的垂直距離,確定二者間最大水平間距的規定,參見表12(見本規范圖7.2.4)。

7.2.5 頂板下靠墻處有障礙物時,將可能影響其鄰近噴頭的灑水。參照美國NFPA-13(1996年版)標準的相關規定,提出了保證灑水免受阻擋的規定(見本規范圖7.2.5)。

7.2.6 參考了美國《自動噴水滅火系統安裝標準》NFPA-13(1996年版)的有關規定(表12)。規定本條的目的,是為了防止障礙物影響邊墻型噴頭的灑水分布。

本節中各種障礙物對噴水形成的阻擋,將削弱系統的滅火能力。根據噴頭灑水不留空白點的要求,要求對因遮擋而形成空白點的部位增設噴頭。

8 管 道

8.0.1 由強制性條文改為非強制性條文。為了保證系統的用水量,報警閥出口后的管道上不能設置其他用水設施。

系統配水管道的工作壓力,仍維持原規定,即不大于1.2MPa。

8.0.2 為保證配水管道的質量,避免不必要的檢修,要求報警閥出口后的管道采用熱鍍鋅鋼管或符合現行國家或行業標準及本規范1.0.4條規定的涂覆其他防腐材料的鋼管。報警閥入口前的管道,當采用內壁未經防腐涂覆處理的鋼管時,要求在這段管道的末端、即報警閥的入口前,設置過濾器,過濾器的規格應符合國家有關標準規范的規定。

8.0.3 本條對鍍鋅鋼管的連接方式作出了規定。要求報警閥出口后的熱鍍鋅鋼管,采用溝槽式管道連接件(卡箍)、絲扣或法蘭連接,不允許管段之間焊接。對于"溝槽式管道連接件(卡箍)、絲扣或法蘭連接"方式,本規范并列推薦,無先后之分。報警閥入口前的管道,因沒有強制規定采用鍍鋅鋼管,故管道的連接允許焊接。

8.0.4 為了便于檢修,本條提出了要求管道分段采用法蘭連接的規定,并對水平、垂直管道中法蘭間的管段長度,提出了要求。

8.0.5 本條強調了要求經水力計算確定管徑,管道布置力求均衡配水管入口壓力的規定。只有經過水力計算確定的管徑,才能做到既合理、又經濟。在此基礎上,提出了在保證噴頭工作壓力的前提下,限制輕、中危險級場所系統配水管入口壓力不宜超過0.40MPa的規定。

8.0.6 由強制性條文改為非強制性條文。控制系統中配水管兩側每根配水支管設置的噴頭數,目的是為了控制配水支管的長度.避免水頭損失過大。

8.0.7 由強制性條文改為非強制性條文。本規范表8.0.7限制各種直徑管道控制的標準噴頭數,是為了保證系統的可靠性和盡量均衡系統管道的水力性能。各國規范均有類似規定(見表13)。

8.0.8 由強制性條文改為非強制性條文。為控制小管徑管道的水頭損失和防止雜物堵塞管道,提出短立管及末端試水裝置的連接管的最小管徑,不小于25mm的規定。

8.0.9 由強制性條文改為非強制性條文。參考美國NFPA-13(2002年版)標準的有關規定,對干式、預作用及雨淋系統報警閥出口后配水管道的充水時間提出了新的要求:干式系統不宜超過1min,預作用和雨淋系統不宜超過2min。其目的,是為了達到系統啟動后立即噴水的要求。

8.0.11 自動噴水滅火系統的管道要求有坡度,并坡向泄水管。按本條規定,充水管道坡度不宜小于2‰ ;準工作狀態不充水的管道,坡度不宜小于4‰ 。規定此條的目的在于:充水時易于排氣;維修時易于排盡管內積水。

9 水力計算 

9.1 系統的設計流量

9.1.1 噴頭流量的計算公式:

噴頭最不利點處最小工作壓力本規范已作出明確規定,設計中按本公式計算最不利點處作用面積內各個噴頭的流量,使系統設計符合本規范要求。

9.1.2 參照國外標準,提出了確定作用面積的方法。

9.1.3 本條規定提出了系統的設計流量,按最不利點處作用面積內的噴頭全部開放噴水時,所有噴頭的流量之和確定,并按本規范公式(9.1.3)表述上述含義。

英國標準的規定:應保證最不利點處作用面積內的最小噴水強度符合規定。當噴頭按正方形、長方形或平行四邊形布置時,噴水強度的計算,取上述四邊形頂點上四個噴頭的總噴水量并除以4,再除以四邊形的面積求得。

美國標準的規定:作用面積內每只噴頭在工作壓力下的流量,應能保證不小于最小噴水強度與一個噴頭保護面積的乘積。水力計算應從最不利點處噴頭開始,每個噴頭開放時的工作壓力不應小于該點的計算壓力。

9.1.4 由強制性條文改為非強制性條文。本條規定對任意作用面積內的平均噴水強度,最不利點處作用面積內任意4只噴頭圍合范圍內的平均噴水強度,提出了要求。

9.1.5 由強制性條文改為非強制性條文。規定了設有貨架內噴頭閉式系統的設計流量計算方法。對設有貨架內噴頭的倉庫,要求分別計算頂板下開放噴頭和貨架內開放噴頭的設計流量后。再取二者之和。確定為系統的設計流量。上述方法是參考美國《貨架儲物倉庫標準》NFPA-231C(1995年版)和美國工廠聯合保險系統標準的有關規定確定的。

9.1.6 由強制性條文改為非強制性條文。本條是針對建筑物內設有多種類型系統,或按不同危險等級場所分別選取設計基本參數的系統,提出了出現此種復雜情況時確定系統設計流量的方法。

9.1.7 由強制性條文改為非強制性條文。當建筑物內同時設置自動噴水滅火系統和水幕時,與噴淋系統作用面積交叉或連接的水幕,將可能在火災中同時工作,因此系統的設計流量,要求按包括與噴淋系統同時工作的水幕的用水量計算,并取二者之和中的最大值確定。

9.1.8 新由強制性條文改為非強制性條文。采用多臺雨淋閥,并分區邏輯組合控制保護面積的系統,其設計流量的確定,要求首先分別計算每臺雨淋閥的流量,然后將需要同時開啟的各雨淋閥的流量迭加,計算總流量.并選取不同條件下計算獲得的各總流量中的最大值,確定為系統的設計流量。

9.1.9 本條提出了建筑物因擴建、改建或改變使用功能等原因,需要對原有的自動噴水滅火系統延伸管道、擴展保護范圍或增設噴頭時,要求重新進行水力計算的規定,以便保證系統變化后的水力特性符合本規范的規定。

9.2 管道水力計算

9.2.1 采用經濟流速是給水系統設計的基礎要素,本條在原規范第7.1.3條基礎上調整為宜采用經濟流速,必要時可采用較高流速的規定。采用較高的管道流速,不利于均衡系統管道的水力特性并加大能耗;為降低管道摩阻而放大管徑、采用低流速的后果,將導致管道重量的增加,使設計的經濟性能降低。

原規范中關于"管道內水流速度可以超過5m/s,但不應大于10m/s"的規定.是參考下述資料提出的:

我國《給排水設計手冊》(第三冊)建議,管內水的平均流速,鋼管允許不大于5m/s;鑄鐵管為3m/s;

原蘇聯規范中規定,管徑超過40mm的管內水流速度,在鋼管中不應超過10m/s,在鑄鐵管中不應超過3~5m/s;

德國規范規定,必須保證在報警閥與噴頭之間的管道內,水流速度不超過10m/s,在組件配件內不超過5m/s。

9.2.2 自動噴水滅火系統管道沿程水頭損失的計算,國內外采用的公式有以下幾種:

我國現行國家標準《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084-2001采用原《建筑給水排水設計規范》GBJ 15-88的公式:

從上表可見,由于各公式本身的局限性或某些缺陷,使計算結果相差較大。其中按我國采用公式計算出的水頭損失最高。

考慮下述因素,仍沿用原規范采用的計算公式。

1 自動噴水滅火系統與室內給水系統管道水力計算公式的一致性;

2 目前我國尚無自動噴水滅火系統管道水頭損失實測資料;

3 據《美國工業防火手冊》介紹:"經過實測,自動噴水系統管道在使用20~25年后,其水頭損失接近設計值"。

9.2.3 局部水頭損失的計算,英、美、日、德等國規范均采用當量長度法。原規范規定:自動噴水系統管道的局部水頭損失,可按沿程水頭損失的20%計算。為與國際慣例保持一致,本規范此次修訂改為規定采用當量長度法計算。由于我國缺乏實驗數據,故仍采用原規范條文說明中推薦的數據。

美國標準的規定見表15。

日本、德國規范的當量長度表與表14相同。表14中的數據是按管道材質系數C=120計算,當C=100時,需乘以修正系數0.713。

9.2.4 本條規定了水泵揚程或系統入口供水壓力的計算方法。計算中對報警閥、水流指示器局部水頭損失的取值,按照相關的現行標準作了規定。其中濕式報警閥局部水頭損失的取值,隨產品標準修訂后的要求進行了修改。要求生產廠在產品樣本中說明此項指標是否符合現行標準的規定,當不符合時,要求提出相應的數據。

9.3 減壓措施

9.3.1 本條規定了對設置減壓孔板管段的要求。要求減壓孔板采用不銹鋼板制作,按常規確定的孔板厚度:Φ50~80mm時,δ=3mm;Φ1OO~150mm時,δ=6mm;Φ200mm時,δ=9mm。減壓孔板的結構示意圖見圖21。

9.3.2 節流管的結構示意圖見圖22。

9.3.3 規定了減壓孔板水頭損失的計算公式,標準孔板水頭損失的計算,有各種不同的計算公式。經過反復比較,本規范選用1985年版《給水排水設計手冊》第二冊中介紹的公式,此公式與《工程流體力學》(東北工學院李詩久主編)《流體力學及流體機械》(東北工學院李富成主編)、《供暖通風設計手冊》及1985年版《給水排水設計手冊》中介紹的公式計算結果相近。原規范條文說明中介紹的公式,用于規定的孔口直徑時有一定局限性,理由是當孔板孔口直徑較小時,計算結果誤差較大。

9.3.4 規定了節流管水頭損失的計算公式。節流管的水頭損失包括漸縮管、中間管段與漸擴管的水頭損失。即:

9.3.5 提出了系統中設置減壓閥的規定。近年來,在設計中采用減壓閥作為減壓措施的已經較為普遍。本條規定:

1 為了防止堵塞,要求減壓閥入口前設過濾器;

2 為有利于減壓閥穩定正常的工作,當垂直安裝時,要求按水流方向向下安裝;

3 與并聯安裝的報警閥連接的減壓閥,為檢修時不關停系統,要求設有備用的減壓閥(見圖23)。

10 供 水 

10.1 一般規定

10.1.1 由強制性條文改為非強制性條文。本條在相關規范規定的基礎上,對水源提出了"無污染、無腐蝕、無懸浮物"的水質要求,以及保證持續供水時間內用水量的補充規定。

目前我國對自動噴水滅火系統采用的水源及其供水方式有:由給水管網供水;采用消防水池;采用天然水源。

國外自動噴水滅火系統規范中也有類似的規定,例如:原蘇聯《自動消防設計規范》中自動噴水滅火系統的供水可以是:能夠經常保證供給系統所需用水量的區域供水管、城市給水管和工業供水管道;河流、湖泊和池塘;井和自流井。

上面所列舉水源水量不足時,必須設消防水池。

英國《自動噴水滅火系統安裝規則》規定可采用的水源有:城市給水干管、高位專用水池、重力水箱、自動水泵、壓力水罐。

除上述規定外,還要求系統的用水中不能含有可堵塞管道的纖維物或其他懸浮物。

10.1.2 由強制性條文改為非強制性條文。對與生活用水合用的消防水池和消防水箱,要求其儲水的水質符合飲用水標準,以防止污染生活用水。

10.1.3 由強制性條文改為非強制性條文。為保證供水可靠性,本條提出了在嚴寒和寒冷地區,要求采取必要的防凍措施,避免因冰凍而造成供水不足或供水中斷的現象發生。

我國近年的火災案例中,仍存在因缺水或供水中斷,而使系統失效,造成嚴重事故的現象,因此要高度重視供水的可靠性。

國外同樣存在因缺水或供水中斷,而使系統不能成功滅火的現象(見表16)。

10.1.4 自動噴水滅火系統是有效的自救滅火設施,將在無人操縱的條件下自動啟動噴水滅火,撲救初期火災的功效優于消火栓系統。由于該系統的滅火成功率與供水的可靠性密切相關,因此要求供水的可靠性不低于消火栓系統。出于上述考慮,對于設置兩個及以上報警閥組的系統,按室內消火栓供水管道的設置標準,提出"報警閥組前宜設環狀供水管道"的規定(見圖24)。

10.2 水 泵

10.2.1 由強制性條文改為非強制性條文。提出了自動噴水滅火系統獨立設置供水泵的規定。規定此條的目的,是為了保證系統供水的可靠性與防止干擾。

按一運一備或二運一備的要求設置備用泵,比例較合理而且便于管理。

10.2.2 可靠的動力保障,也是保證可靠供水的重要措施。因此,提出了按二級負荷供電的系統,要求采用柴油機泵組做備用泵的規定。

10.2.3 由強制性條文改為非強制性條文。在本規范中重申了"系統的供水泵、穩壓泵,應采用自灌式吸水方式",及水泵吸水口要求采取防止雜物堵塞措施的規定。

10.2.4 由強制性條文改為非強制性條文。對系統供水泵進出口管道及其閥門等附件的配置,提出了要求。對有必要控制水泵出口壓力的系統,提出了要求采取相應措施的規定。

10.3 消防水箱

10.3.1 本條規定了采用臨時高壓給水系統的自動噴水滅火系統,要求按現行國家標準《建筑設計防火規范》GBJ 16-87(1997年版)、《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95(1997年版)等相關規范設置高位消防水箱。設置消防水箱的目的在于:

1 利用位差為系統提供準工作狀態下所需要的水壓,達到使管道內的充水保持一定壓力的目的;

2 提供系統啟動初期的用水量和水壓,在供水泵出現故障的緊急情況下應急供水,確保噴頭開放后立即噴水,控制初期火災和為外援滅火爭取時間。

由于位差的限制,消防水箱向建筑物的頂層或距離較遠部位供水時會出現水壓不足現象,使在消防水箱供水期間,系統的噴水強度不足,因此將削弱系統的控滅火能力。為此,要求消防水箱滿足供水不利樓層和部位噴頭的最低工作壓力和噴水強度。

10.3.2 設置自動噴水滅火系統的建筑,屬于相關規范允許不設高位消防水箱時,執行本條規定。

10.3.3 由強制性條文改為非強制性條文。對消防水箱的出水管提出了要求。要求出水管設有止回閥,是為了防止水泵的供水倒流入水箱;要求在報警閥前接入系統管道,是為了保證及時報警;規定采用較大直徑的管道,是為了減少水頭損失。

10.4 水泵接合器

10.4.1 由強制性條文改為非強制性條文。提出了設置水泵接合器的規定。水泵接合器是用于外部增援供水的措施,當系統供水泵不能正常供水時,由消防車連接水泵接合器向系統的管道供水。美國巴格斯城的K商業中心倉庫1981年6月21日發生火災,由于沒有設置水泵接合器,在缺水和過早斷電的情況下,消防車無法向自動噴水滅火系統供水。上述案例說明了設置水泵接合器的必要性。水泵接合器的設置數量,要求按系統的流量與水泵接合器的選型確定。

10.4.2 由強制性條文改為非強制性條文。受消防車供水壓力的限制,超過一定高度的建筑,通過水泵接合器由消防車向建筑物的較高部位供水,將難以實現一步到位。為解決這個問題,根據某些省市消防局的經驗,規定在當地消防車供水能力接近極限的部位,設置接力供水設施。接力供水設施由接力水箱和固定的電力泵或柴油機泵、手抬泵等接力泵,以及水泵結合器或其他形式的接口組成。

接力供水設施示意圖見圖25。

11 操作與控制

11.0.1 對濕式與干式系統,規定采用壓力開關信號并直接連鎖的方式,在噴頭動作后立即自動啟動供水泵。

對預作用與雨淋系統及自動控制的水幕系統,則要求在火災報警系統報警后。立即自動向配水管道供水,并要求符合本規范8.0.9條的規定。

采用消防水箱為系統管道穩壓的,應由報警閥組的壓力開關信號聯動供水泵;采用氣壓給水設備時,應由報警閥組或穩壓泵的壓力開關信號聯動供水泵。

11.0.2 由強制性條文改為非強制性條文。對預作用與雨淋系統及自動控制的水幕系統,提出了要求具有自動、手動遠控和現場應急操作三種啟動供水泵和開啟雨淋閥控制方式的規定。

11.0.3 由強制性條文改為非強制性條文。提出了雨淋系統和自動控制的水幕系統中開啟雨淋閥的控制方式,允許采用電動、液(水)動或氣動控制。

控制充液(水)傳動管上閉式噴頭與雨淋閥之間的高程差。是為了控制與雨淋閥連接的充液(水)傳動管內的靜壓,保證傳動管上閉式噴頭動作后能可靠地開啟雨淋閥。

11.0.4 由強制性條文改為非強制性條文。規定了與快速排氣閥連接的電動閥的控制要求,是保證干式、預作用系統有壓充氣管道迅速排氣的措施之一。

11.0.5 由強制性條文改為非強制性條文。系統滅火失敗的教訓,很多是由于維護不當和誤操作等原因造成的。加強對系統狀態的監視與控制,能有效消除事故隱患。

對系統的監視與控制要求,包括:

1 監視電源及備用動力的狀態;

2 監視系統的水源、水箱(罐)及信號閥的狀態;

3 可靠控制水泵的啟動并顯示反饋信號;

4 可靠控制雨淋閥、電磁閥、電動閥的開啟并顯示反饋信號。

5 監視水流指示器、壓力開關的動作和復位狀態。

6 可靠控制補氣裝置,并顯示氣壓。

12 局部應用系統

12.0.1 2001年《建設部工程建設標準局部修訂公告》第27、28、30號中,國家標準《建筑設計防火規范》、《高層民用建筑設計防火規范》和《人民防空工程設計防火規范》的局部修訂,規定"應設自動噴水滅火系統的歌舞、娛樂、放映、游藝場所",符合本條規定時可執行本章規定。本章同時適用于《建筑設計防火規范》、《高層民用建筑設計防火規范》和《人民防空工程設計防火規范》等規范規定"應設自動噴水滅火系統部位"范圍以外的民用建筑。

我國娛樂場所發生火災次數多,且此類場所大多未設置自動噴水滅火系統,若按標準配置追加設置自動噴水滅火系統較為困難,考慮到國家實際情況,補充本章規定。但是,局部系統的應用范圍應嚴格限制在本章所列的場所。

12.0.2 娛樂性場所內陳設、裝修裝飾及懸掛的物品較多,而且多數為木材、塑料、紡織品、皮革等易燃材料制作,點燃時容易釀成火災;

除可燃物品較多外,此類場所內用電設施較多,因此發生火災的可能性較大;

發生在此類場所的火災,蔓延速度較快、放熱速率的增長較快;

現場的合成材料多,使火災的煙氣量及毒性較大;

屬于人員密集場所,火災時極易造成擁擠現象。

綜上所述,娛樂性公眾聚集場所屬于火災危險性較高的民用建筑,當不設自動噴水滅火系統時,由于不具備自救滅火能力,發生火災時對人的安全威脅大,并且容易很快形成猛烈燃燒狀態。

從火災危險性和撲救難度分析,此類場所符合設置自動噴水滅火系統的條件。雖然有的建筑物僅是局部區域設有此類場所,并僅在此類場所占有的局部區域設置自動噴水滅火系統,但系統的設置仍應遵循現行《自動噴水滅火系統設計規范》的基本要求。

建筑物中局部設置自動噴水滅火系統時,按現行規范原規定條文設置供水設施往往比較困難,為此參照國內外相關規范的最低限度要求,按"保證足夠噴水強度,在消防隊投入增援滅火之前保證足夠噴水面積和持續噴水時間"的原則,提出設計局部應用系統的具體指標,包括:噴水強度按中危險級Ⅰ級確定,適當縮小作用面積以及持續噴水時間不得低于0.5h等。

12.0.3 本規范5.0.1條規定的中危險級Ⅰ級場所的系統設計參數,依據國外相關標準提出的噴水強度與作用面積曲線(見條文說明5.0.1條圖7)確定,本章根據"在消防隊投入增援滅火之前保證足夠噴水面積和持續噴水時間"的原則,確定局部應用系統的作用面積和持續噴水時間。由于局部應用系統的作用面積小于本規范5.0.1條的規定值,所以按本章規定設計的系統,控制火災的能力偏低于按本規范5.O.1條規定數據設計的系統。

局部應用系統保護區域內的最大廳室,指由符合相關規范規定的隔墻圍護的區域。

采用快速響應噴頭,是為了控制系統投入噴水、開始滅火的時間,有利于保護現場人員疏散、控制火災及彌補作用面積的不足。

采用K=80噴頭可減少灑水受阻的可能性。

采用快速響應擴展覆蓋噴頭時,要求嚴格執行本規范1.0.4條的規定。任何不符合現行國家標準的其他噴頭,本規范不允許使用。

NFPABD中規定作用面積按100m2。當小于100m2時,按房間實際面積計算;當采用快速響應擴展覆蓋噴頭時,計算噴頭數不應小于4只;當采用K=80噴頭時,計算噴頭數不小于5只。面積較小房間布置的噴頭較少,應將房間外2只噴頭計入作用面積,此要求在NFPA中是必須的、基本的要求。

12.0.4 允許局部應用系統與室內消火栓合用消防用水量和穩壓設施、消防水泵及供水管道,有利于降低造價,便于推廣。

舉例說明:按室內消防用水量10L/s、火災延續時間2h確定室內消防用水量的建筑物,其消防水池除了供給10只開放噴頭的用水量外,尚可供2支水槍工作約1.25h。

按室內消防用水量5L/s、火災延續時間2h確定室內消防用水量的建筑物,其消防水池除了供給10只開放噴頭的流量外,尚可供1支水槍工作約0.5h。

12.0.5 本條參考美國標準NFPA13中"噴頭數量少于20只的系統可不設報警閥組"的規定,提出小規模系統可省略報警閥組、簡化系統構成的規定。

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