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自动喷水消防器材灭火系统设计规范
时间:2011.07.04 发布者:浙江富捷消防设备有限公司专业消防器材和消防设备 点击:
 
中华人民共和国国家标准
                      自动喷水灭火系统设计规范(GBJ  84一85)
                                 条  文  说  明
                                 第一章  总  则    
    第1.0.1条本条主要是说明制定本规范的意义和目的,即为了保卫社会主义现代化建设和公民的生命财产安全,合理设计自动喷水灭火系统,减少火灾对建筑物的危害,特制定本现范。
    自动喷水灭火系统,是当今世界上比较普遍使用的固定灭火系统。国内外应用实践证
明:该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点。可以预料,随着我国四化建设的发展以及本规范的制定与实施,自动喷水灭火系统将在我国得到进一步的推广应用。在火灾危险性大的建筑物内或有关场所装设这一灭火系统的优越性,以及国内安装情况和存在的问题,使我们认识到,在我国推广应用这一灭火系统,制定我国自己的“自动喷水灭火系统设计规范”是当务之急。是保卫四化建设,减少人灾损失的重要措施之一。下面就国内外的应用情况来说明。
    国外应用自动喷水灭火系统已有近一百年的历史,在这长达一个世纪的时间内,一些经济发达的国家,从研究到应用,从局部应用到普遍推广使用。有过许许多多成功和失败的教训,并在总结经验的基础上,制定了各国自己的喷灭火系统设计安装规范。如英,美、
日、联邦德国和苏联等国,都制定了本国的设计安装标准或规范。这些国家不仅对已制订的规范进行了一次又一次修订(如英国的“自动喷水灭火系统规则”已修订29次),而且,该系统的应用范围越来越广,如美国的自动喷水灭火系统,不仅在高层建筑、公共建筑、工厂和仓库中普遍使用,而且已发展到在家庭住宅中安装这一灭火系统。
    国外的自动喷水灭火系统安装应用如此普遍,这与它的灭火成功率及装设该系统的经济效果是分不开的。以美国为例,从1925年到1969年的45年中,安装这一灭火系统的建筑物,共发生火灾81425次,灭火、控火成功率达96.2%,纽约市的高层建筑,从1969年到1978年的10年中,安装自动喷水灭火系统的建筑物计发生火灾1648次,灭火成功率达93.4%。又如澳大利亚和新西兰,从1886年到1968年的几十年中,安装这一灭火系统的建筑物,共发生火灾5734次,灭火成功率达99.8%。有些国家和地区,近几年安装这一灭火系统的,、有的灭火成功率达100%,表1.0.1一1,是美国国家防火协会(NFPA)统计的该国1925~1964年自动喷水灭火系统的灭火成功率。
    安装自动喷水灭火系统的费用,国外一般占工程总造价的1~3%,如美国旧金山的“环美股份有公限司”的金字塔”型摩天大楼,高达羽层,总高度为260m,该建筑全部安装了”自动喷水灭火系统、安装该系统增加的造价,为全部大楼造价的l%左右。1965手·日本损失保险率计算会调查了不同行业的建筑物中装喷水灭火系统时,需要的设备贫。如表1.0.1.2。
    国内安装该灭火系统的费用一般也为1~3%。
    从以上统计资料来看,安装自动喷水灭火系统的费用并不高,一般在该系统安装后的几年时间内,少缴的保险费就够安装该系统的费用了。对于安装范围小的建筑物局部安装自动喷水灭火系统),一般在一年半到三年的时间内。就可以收回安装喷水灭火系统的全部费用。
    再从安装吐水灭火系统后,减少火灾损失及减少消防总开支这一点看,也是合算的。如美国加里福尼亚州的费雷斯诺城,在市区制定了安装自动喷水灭火系统的建筑条例,使这个喊市的火灾损失大大减少,即从1955年到1975年的20年中,原非居住区火灾损失占该市火灾总损失的61。6%。后因在非居住区安装了灭火系统,  1976年统计时,该区火灾损失降到火灾总损失的43.5% 、1955年该城消防部门预算达到市政总预算数的13%,而1977年则为总预算的11%。另外,由于安装了自动喷水灭火系统,还降低了这个城市的保险金额。
    从国外在建筑中安装自动喷水灭火系统的大量事实说明,该灭火系统确实有安全可靠,
经济实用,灭火成功率高等优点。国内安装喷水灭火系统也有五十余年历史,在30年代前后,是外国人在中国开办的纺织厂、烟厂以及高层民用建筑中安装应用。如上海第十六毛纺厂是1926年英国人所建,在厂房、库房和办公室都装设了喷水灭火系统;其后,即在1979年,因该厂从日本和联邦德国引进了毛纺设备,在新建的厂房内也设计安装了国产的湿式喷灭火装置。又如上海国际饭店是1934年建成并投入使用的。该建筑中所有客房、厨房、餐厅。走道、电梯间等部位均装设了喷水头,至今,该系统完好扑灭过数起初期火灾。  50年代,苏联援建的一些纺织厂和我国自行设计的一些工厂中,也装设了自动喷水灭火系统。  1956年建的上海乒乓球厂,就是我国自行设计,并安装了喷水灭火系统的工厂,该厂1978年10月,由于括丝车间内赛璐珞丝将马达缠住引起火灾,是喷水头自动启动将火扑灭。又如1958年建的厦门纺织厂。也安装了自动喷水灭火系统,并曾四次发生火灾。均由喷水头自动启动将火扑兀1983年建成的上海宾馆,就是我国自行设计安装喷水灭火系统的高层建筑之一;广州的白天鹅宾馆,深圳的罗湖大厦。南京的金陵饭店,北京的长城饭店、香山饭店,成都的成都市百货商场,蚌埠烟厂。四川锦城剧场,北京彩电中心和中央戏剧学院等。这些刚刚安装喷水灭火系统的建筑物中;如北京香山饭店,在发生火灾时;喷水灭火系统已发挥了作用。
    第1.0.2条  本条说明在进行自动喷水灭火系统设计时,应根据不同用途的建筑物的火灾危险性等因素,合理选择喷水灭火系统类型,使该系统的计设刘,达到保障安全、经济合理、技术先进。
    目前,国内外采用的自动喷水灭火系统类型较多,如湿式喷水灭火系统,预作用喷水灭火系统,干式和预作用联合喷水灭火系统,干式喷水灭火系统,雨淋喷水灭火系统,水幕系统等。常用的主要是湿式喷水灭火系统。在已安装的喷水灭火系统中,有70%以上是采用湿式喷水灭火系统。我国已安装使用的系统主要是湿式和干一湿式喷水灭火系统,雨淋及水幕系统也有应用,但不多。下面我们就本规范所选用的五个喷水灭火系统作一介绍:
    一、湿式喷水灭火系统。该系统由湿式报警阀,闭式喷头和管网组成。在报答阀上下管道中,均经常充满有压水,湿式喷水灭火系统必须安装在全年不冻结及不会出现过热危险的房间内,该灭火系的灭火成功率比干式和其它灭火系统高。
    二、干式喷水灭火系统。该系统由于式报警装置、闭式喷头、管道和充气设备等组成。
在报警阀的上部管道中充有压气体,该灭火系统用于安装在有冰冻危险和由于过热致使管
道中水可能汽化的房间内(一般不超过70℃)。
    干式喷水灭火系统的缺点是:发生火灾时,它先要使管道充水,这就延迟了喷头开启后喷水灭火的时间,对于可燃物燃烧速度比较快的建筑物,不宜用该灭火系统。
三、预作用喷水灭火系统。该系统由火灾探测系统、闭式喷头、预作用阀和充以有压或无压气体的管道等组成(管道内平时无水)。火灾时,管道内的供水是通过火灾探测系统控制预作用阀来实现,并设有手动开启阀门装置,预作用喷水灭火系统,避免了干式喷水灭火系统待喷头开启后再充水。延迟喷头喷水时间的缺点。这种系统在报答系统报答后(喷头还未开启)管网就已充水了,等喷头开启时,系统已成湿式系统,不影响喷头开启后及时喷水。该系统一般用于不允许出现误喷的重要建筑物内,如高层宾馆、重要档案、资料、图书以及珍贵文物贮藏室等。
四、雨淋灭火系统。该系统由火灾探测系统、开式喷头、雨淋阀和平时不充水的噶:道等组成。火灾时,管道内充水是通过火灾探测系统控制雨淋阀来实现,并设有手动开启阀门装置。雨淋灭火系统一般安装在发生火灾时,火势猛、蔓延迅速的场所。并要求在同一保护区段同时密集喷水,如礼花厂、舞台等场所。
    五、水幕系统。该系统由水幕喷头、管道和控制阀等组成。这种系统宜与防火带、防火卷帘配合使用。起阻止火灾蔓延的隔断作用;也可单独安装使用,保护建筑物的门窗洞口等部位。
以上五种喷水灭火系统,我国有的已采用多年。有的正在采用。除以上五个喷水灭火系统外,我国过去安装的还有干一湿式喷水灭火系统。如哈尔滨亚麻厂、天津卷烟厂、青岛卷烟厂、青岛第七棉纺厂等。由于干一湿式灭火系统冬夏分别要变成干式和湿式,这就给系统常年维修、管理带来不便;又由于管网每年都要重复放空和充满。管道容易腐蚀。所以,本规范暂不提倡推广使用。当然,该系统与干式系统相比。有它的优点,如夏、秋,它变成湿式系统。避免了干式系统充水所需要的延迟时间;另外,干式系统维护管理比湿式系统要求高,在目前情况下,先考虑干式系统的应用,于一湿式系统也可以用,其设计可参照干式和湿式喷水灭火系统要求进行。表1。0。2是英、美。日、苏、联邦德国常用的喷水灭火系统类型。
第1.0.3条  本条规定了喷水灭火系统的适用范围。本条第一部分明确提出,不论何种建筑物,只要《高层民用建筑设计防火规范入《建筑设计防火规范》等有关规范要求安装自动喷水灭火系统,其设置的一些具体技术要求应按本规范执行,一般情况下,安装自动喷水灭火系统的建筑物,都是性质重要,火灾危险性大,发生火灾后损失、影响大的工业和民用建筑物,如一类高层建筑的某些重要部位。纺织厂、木材加工厂的有关车间、公共建筑的某些部位等。在这些部位安装喷水灭火系统,就加强了这些部位在火灾时的自救能力,不致火灾时造成更大的火灾危害。
    本条的第二部分说的是不能用水灭火的场所及有特殊要求的建筑物或建筑物的某一部
分,不包括在本规范的适用范围内,如不宜用水灭火的电子计算机房及精密贵重设备房间。
因为这些房间万一发生火灾,如用喷水灭火系统灭火,虽然火被扑灭了,但精密贵重设备也报废了,所以,这些地方宜安装1211灭火系统或其他不致损坏上述设备或物品的灭火系
统。对于火药、弹药及火工品仓库、工厂等有特殊要求的建筑物或建筑物的一部分,不包括在本规范适用范围内。因为这些建筑物安装何种自动喷水灭火系统,有专门规范规定。
    第1.0.4条《自动喷水灭火系统设计规范》是一本专业性的技术法规,主要说明安装这一灭火系统的工程,要按照本规范的规定进行设计。至于哪些建筑物或建筑物的一部分需要安装,应按《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《汽车库建筑设计防火规范入《人防工程地下室设计规范》等有关规范执行。该灭火系统的施工安装规范还没有,除本规范涉及到的一些施工安装要求外,应按健内给水排水和热水供应设计规范》、《采暖与卫生工程施工及验收规范》(GBJ242—82)的施工安装及验收标准执行。 第二章建筑物构筑物危险等级和自动喷水灭火系统设计数据的基本规定
    第2.0.1条本条说明,安装自动喷水灭火系统的建筑物或建筑物的一部分,应根据建筑物内生产或贮存的可燃物性质。数量,可燃物堆放状态,火灾时扑救难度以及建筑物本身的耐火性能等因素来划分建筑物的火灾危险等级。
    因为不同火灾危险等级的建筑物,在设计喷水灭火系统时,要求的喷水强度等基本设计数不同。参看条文表2.0.2。如轻火灾危险级与中火灾危险级的建筑物的喷水强度,分别为:31/min·m2和61/min·m2,作用面积分别为180m2和200m2,严重火灾危险级建筑物,则比上二个等级要求更高。
    建筑物的火灾危险等级又根据什么来划分呢?本规范参考了国外有关资料及国内多年来人灾情况调查资料,主要考虑以下几个因素:
    一、建筑物内存放或生产的可燃物性质、数量、可燃物的燃烧速度和放热量。这条是划分建筑物火灾危险等级的主要因素。不同性质的可燃物,火危险性不同,如木材及木材制品与塑料或赛璐珞,在火灾时,燃烧特性不一样,它们的火灾危险等级也就不一样,:木材加工厂瞩中危险级,赛略咯制品加工厂一属严重火灾危险级,可燃物品多,火灾时放热量就多,燃烧时间就长;为了扑灭火灾,需要的喷水强度要大,喷头动作数要多,如棉纺厂定为中火灾危险级,而棉,或棉制品仓库就定为严重火灾危险级,它们的喷水强暖分别采用61/min2和151/min·m2。作用面积分别为200m2和300m2.由此可见,可燃物数量的多少,对建筑物的火灾危险等级的划分,是十分重要的依据。从表2.0.1一1不难看出,不同火灾荷载(即可燃物多少的统一衡级指标)。火灾时每平方英尺放出的热量不同,燃烧的时间长短也不同。
    可燃物品的燃烧速度和发热量,除了对选系统类型有影响外,也影响建筑物火灾危险等级的划分,如泡沫塑料、赛璐珞片比木制品燃烧快发热量也高,其火灾危险等级山定得高。
    二、建筑物内可燃物品堆放形式、堆放高度以及松散情况,是划分建筑物火灾它险等级的另一个重要依据,松散堆放的可燃物因接触空气面大,燃烧时,氧供应比紧密堆放的可燃物燃烧要多。这样,松散存放的可燃物就比紧密堆放的可燃物燃烧得快,发热量自然也多,设计喷水灭火系统时,要求的喷水强度等就要大。可燃物堆垛高,除可燃物数量多而外.喷水头喷出的水不易扑灭下部着火的可燃物,往往导致火势扩大蔓延。为避免此情况发中。这就要求喷水强度大,动作喷头数多、给水时间
长。总之,燃物品堆垛形式、堆放高度及松散程度等,也是在划分建筑物火灾危险等级时,不能忽视的因素。
三、建筑物本身各构件的耐火性能及建筑物的耐火等级,也会影响喷水灭火系统的设计与安装。如建筑物耐火等级高,能防比止火势向邻近建筑蔓延和不受或少受其他建筑发牛火灾时的影响;构件耐火性能好,可以扩大防火区域或减少喷水强度,对高大建筑物,为增加喷头动作灵敏度;防止影响非着火区喷头启动。应设挡板或隔板,以保证着火区喷头及时启动。有些建筑构造,还会影响喷头布置和均匀布水。所有这些,也会或多或少影响建筑物火灾危险等级的划分,影响喷水灭火系统的设计与安装。
    除以上因素外,气候、地形、管理水平以及工业化水平等也会影响对建筑物进行人灾危险等级的划分。
    据此,有的国家自动喷水灭火系统设计规范将建筑物划分为三个或四个人灾危险等级。
如英国将建筑物划分为三个危险等级、即轻火灾危险级建筑物、中火灾危险级建筑物、严重大灾危险级建筑物(其中又分生产工艺和贮存严重火灾危险组).联邦德国将建筑物分为Ⅱ1、Ⅱ、Ⅲ、TV级,分别为轻火灾危险级、火灾危险级、严重生产火灾危险级和严重堆积人灾危险级。美国和日本将建筑物划分为轻火灾危险级、中火灾危险级和严重火灾危险级三级。
    轻人灾危险级,一般是指下述情况的建筑物或建筑物一部分,即可燃物品少,可燃性低,火灾时发热率也低的建筑物,如展览俊的展览厅,体育馆和会堂的观众厅、贮藏室、贵宾室等公共场所,剧院的化装室、道具室等公用用房,单排停车的1、Ⅱ、Ⅲ类地下哼车库、多层停车库和底层停车库。
    中火灾危险级,一般是指下列情况的建筑物或建筑物的一部分,即建筑物内存放或生产的可燃物品数量为中等,可燃性电为中等,火灾初不会引起剧烈燃烧的建筑物。如纺织厂的清花间、什包问和梳棉间、木材厂的制材、木器加工房、服装加工厂的服装加工车间。双排停车库的、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类地下停车库、多层停车库和底层停车库,一类高层民用建筑的观众厅、营业厅、展览厅、多功能厅、餐厅和办公事,走道及楼层无服务台的客房等,电视塔的塔楼餐厅、了望层和办公用房,百货商店的营业厅,库房,国家级文物保护单位的重点木结构建筑,贮存难燃物品的高架仓库,无窗厂房。地下建筑等。
    严重火灾危险级。一般是指具有火灾危险性大,且可燃物品数量大,可燃性高,火灾时会引起猛烈燃烧并可能迅速蔓延的建筑物或建筑物的一部分。如硝化棉、喷漆棉、火胶棉、赛璐珞、硝化纤维仓库,剧院的舞台七演播室和电影摄影棚。液化石油气的灌瓶问和实瓶间,赛璐珞及泡沫橡胶生产加工车间等。
    上述三个人灾危险等级的划分是参考美国、英国、联邦德国、日本等国家的自动喷水灭火规范,并结合我国目前实际情况划分的,其中建筑物举例是参照《高层民用建筑设计防火规范入《建筑设计防火规范》《汽车库设计防火规范》等规范的规定列举的。
    由于我国首次制订这本规范,目前对喷水灭火系统的研究和应用还不象国外那样普遍。
对这一系统的设计、系统产品制造以及系统维护管理等方面还存在不少问题,故本规范对建筑物构筑物火灾危险等级的划分,不象国外那么细,只是总的划分三个危险等级,每个等级没有细分,每个等级的设计基本数据取值偏中,其中轻火灾危险级的偏安全,这主要是针对我国当前实际情况出发而规定的。可以设想,再经过几年或更长时间的研究与应用,我们将会积累更多的试验研究资料及实践经验。随着我国社会主义现代化建设的需要,今后在修订本规范时,将会规定得更详细、更合理。
    由于建筑物构筑物的用途等千差万别,我们不可能将应该安装喷水灭火系统的建筑物沟筑物或建筑物的各部分都列举出,所以,在本规范的说明中,将英、美、日、联邦德国等国不同火灾危险等级所列举的建筑物列出。见表2、0、1表2。0。1一3、表2。0。1一4,以便有关设计人员、公安消防监督人员参考。
注:①联邦德国将生产和贮存火灾危险级建筑物(或堆场)列为Ⅲ级和IV级火灾危险级,本表将真一并列人严重火灭危险级建筑物举例中,英国的严重火灾危险级分生产工艺和贮存两个危险组别,本表也将其一并列入严重火灾危险级建筑物举例中,
    ②美国将非易燃性,经防护处理的非易燃性及耐火结构等三类耐火结构的高层建筑列为轻人灾危险级,其自动喷水 灭火系统的设计,可采用管道主计算表,也可采用水力计。
    第2.0.2条本条给出的自动喷水灭火系统设计基本数据,主要来源于国外有关技术规范。其原因是,目前国内还缺乏有关自动喷水灭火系统的统计资料。根据国内调研情况,装有自动喷水灭火系统的工程有以下几种情况:
    1,二三十年代由英、美等国设计安装的设有自动喷水灭火系统建筑如上海国际反占,上海大厦,上海第一百货商店,青岛棉纺厂等。
    2.建国初期苏联援建的工程,如哈尔滨亚麻厂。
    3、近几年来新建的工程,如南京金陵饭店,北京香山饭店等。不过,这些工程的自动
喷水灭火系统有一分部分是由外商设计的。
    4、国内自行设计安装的,如上海宾馆,上海十六铺客运码头等。国内设计的这类工
程,一般是参照《给水排水手册》和参考国外资料进行设计,所以、从目前国内的现状来
看,自动喷水灭火系统的设计,尚无成熟的数据。
    本章所给定的基本设计数据,是综合国外现行规范的规定和国内的实际情况而定的。
    本规范的基本设计数据是以喷水强度为基础,其理由是喷水强度是检验喷水灭火系统能否满足控火灭火要求的一个主要尺度。
    根据本章第2。0。1条划分的三个危险等级,喷水强度卑相应地分为三个危险等级。其数值分别规定为31/min·m2、61/min·m2。10~151/min·m2。
    从英国、美国、联邦德国、日本等国的喷水组度来看,(见下表2.0.2)英国的轻危险级是2.251/  min·m2.联邦德国是2。51/  min·m2,美国是2~4.11/  min·m2,日本是5.01/min·m2 ,本规范将轻危险的喷水强度定为31/min·m2,比英国、联邦德国略大,与美国的中值(3.051/min·m2)相吻合。但本规范的轻危险级所包括的范围也与国外有所不同,如;商店、餐厅、剧院等。在本规范中列为轻危险级。但在英国、联邦德国的规范中却列为中危险级,所以,本规范的轻危险级设计喷水强度比英国等国稍大,也是较为合理的。
    中危险级的设计喷水强度,从国外资料看,英国是5.01/mjn·m2,日本是
6.51/  min、m2,联邦德国是5.01/m1n·m2,美国是3.3~8。51  min·  m2”。在中危险级建筑中,只有美国规范的规定,是随着被保护建筑物危险性的增加,喷水强度相应加大,但作用面积相应保持固定,其目的是在一定作用面积内,用提高喷水强度来增加喷头数,降低每只喷头的保护面积,提高安全因素。而英国、联邦德国、日本等国规定则不同,随着建筑物危险性的增加,作用面积加大,而喷水强度和母只喷头的保护面积保持不变,其目的是通过增加作用面积来加大用水量,提高安全因素。但在发生火灾时,建筑物的危险性越大,则燃烧速度越快,发热量越高,蔓延的可能性越大。在这种情况下,提高喷水强度,增加单位面积上的喷水量是有利的。因此,美国的规定似乎更为安全一些。所以,我们参照美国规范中的中危险级的中间值。将本规范的中危险级设计喷头强度定为61/min·m2,比英国、联邦德国、日本的数据稍大一些。
    严重危险级设计喷水强度的确定,英国、美国、联邦德国、日本等国根据在严重级中划分的类别不同而有差异,但根据国外规范中规定属于严重危险级的建筑物和国内调研的情况来看,严重危险级系统除了用于保护一些生产工艺过程外,主要还是用于贮存危险物品的仓库。严重危险级的设计喷水强度,英国是7.5~3.01/  min·m2。具体的划分是银据贮存物品的危险性和贮存高度来决定的,贮存物品分为四类,当喷水强度为10.51/min·m2 时,I类物品的堆高为6.5m;类为5.0m,3类为3.5m;TM类为2.om。当喷水强度为151/  min·m2时,1类物品的堆高为8.7m,2类为6.7m,3类为4.7m,w类为2.7m。美国的严重危险级喷水强度为8.1~15.11/minm2。日本的数据偏高一些,仓库1类为161/min·m2,仓库2类为251/min·m2。联邦德国是7.5~17.51/min·m2。
    从国外规范来看,除美国外,其它国家规范中轻危险级和中危险级的喷水强度均采用固定值,而严重危险级的喷水强度(包括美国在内),均是采用了一个范围,根据保护对象不同而有所变化。这是因为在严重危险级建筑中,其火灾危险性大小差别较为明显,若采用一个固定值,难免顾此失彼。从本规范中严重危险级建筑举例来看,也存在这类问题。所以,我们也采取了生产建筑物用101/min·m2,贮存建筑物用151/min·m2。
    从前面的资料可以看出,当喷水强度达到151/min·m2时,英国3类危险贮存(如赛璐珞胶片)堆高可达4.7m。据我们在国内调查的仓库情况来看,除了高架仓库外,货物堆高一般不超过5m(高架仓库由于分层堆放,所以,每层堆高实际上也不大高)。也就是说,当喷水强度达到151/min·m2时,象赛璐珞这类危险性较大的物品堆高可达4.7m。基本上适合我国的实际情况。联邦德国规范中的严重危险级喷水强度为7。5~17.51>/min·m2,而本规范规定的101/min· m2和151/min。m2恰好是中间范围。由于联邦德国规范中对各类建筑危险等级的划分十分详细,而本规范义足我闪的第一本该专业规范、 国内现有的资料也有限,所以对建筑危险等级的划分较为粗略。因此,我们认为取联邦德国规范的中间范围值足合适的。对于生产危险级,英国和联邦德同规范中最大喷水强度力12.51/nhn·m2。
    作用面积与喷头动作数和喷头的出流量有关。轻危险级喷头动作数,英国是4个、联邦德国是7~8个,日本是10个,美国是10~13个。本规范轻危险级的喷水强人为
31/  min·m二,比英国(2.251”~M2 )in·n联邦德国(2.51/min、m2)人,故考虑10个。喷头动作。
    每只喷头的出流量,按最不刊点压力4.9Χ104 Pa (0。5kg/、CM2)考虑。计算公式为P=K ,经公安部四川消防科研队:测定,当喷头的公称人径为15mm时、流量特性系数K=80。按公式q=K计算出来的喷头流虽为q=80 =56。571/min。知道”喷头动作数和只喷头的出流量。就可以算出作用面积。
    轻危险级中系统的作用面积=3/ 56。7Χ10=188m“。本规范将轻危险级!11系统的作用面积定为180m2,比计算值略小。偏于安全。
    中危险级喷头动作数,英国址6~30个(平均18个);联邦德国是12~31个(平均22个);日本是20~30个(平均25个);美国是20一50个平均》。从本规范前面规定的数据来看,比英国的数据大。比日本,美国的数据小,而与联邦德国的数据相近,因此,我们考虑中危险级喷头动作数取联邦德国的平均值22个。则中危险级中系统的作用面积=6/ 56。X22=207m2,所以本规范将中危险级中系统的作用面积定为200m2 。
    严重危险级中系统的有关技术数据,各国差异较大,就作用面积而言,英国是260~
300m2;联邦德国是260m2;日本是260~360m2;美国是232~557m2.本着既保证安全,又节约投资的精神,我们认为将严重危险级系统的作用面积定为300m比较合适,因为当作用面积为300m”、喷水强度采用101/mIn。m2’时,喷头动作数为10=56。57/53 X30个。如果采用151/min·m 2的喷水强度,则喷头动作数还可增加。根据国外有关资料统计,当喷头动作数达到50个时,火灾控制率可达97%以上。能够达到这样高的火灾控制率还是相当理想的。因此,我们认为300m2的作用面积基本上能满足灭火要求。
    还需要说明的是,本规范轻危险级和中危险级系统的作用面积与国外规范相比,差别较为明显。具体体现在轻危险级中系统的作用面积偏大,而中危险级中系统的作用面积偏小,其主要原因是对建筑物的危险等级划分不同。危险级前面已经谈过、这里就不再重复中危险级建筑,在英国、日本,美国等规范中包括了摄影棚、电视演播室、可燃物品库房等。而这些建筑在本规范中是列入严重危险级中的。因此,本规范的中危险级中系统的作用面积偏小是正常的。
    喷头的设计压力。本规范规定为9.8×104pa(IKG/ cm2)这一规定有两个方面的含
义,一方面是为了使规范前后协调,因为在本规范以后的章节中的有关表格和数据。是在压力为9.8×104pa的基础上得出的,在设计时,若采用此设计压力,则可套用本规范的有关数据,若设计压力不是此压力,。就必须经过计算确定并使其满足本规范要求。另一方面是为了强调在设计时,最好能采用此设计压力,若确实有困难,在“注”中允许最不利点处压力可降低到4.9x 104Pa。
    注是最不利点喷头喷水最低工作压力要求,本规范规定为4.9x l04pa。当发生火灾时,消防泵启动之前,自动喷水灭火系统主要靠高位水箱或其它增压设施来解决水压和水量的问题。目前国内采用得较多的是高位水箱,这样就产生了一个矛盾:如果顶层最不利点的水压要求为9.8 x l04Pa,则屋顶水箱必须比顶层的消防设施(室内消火栓或喷头)高出10m以上,这样往往又给建筑造型和结构处理上带来很大困难,根据这些情况,我们又做了反复研究,同时参考了国外有关技术规范,认为把最不利点的压力要求定为4。9x l04pa是可行的。由于降低了压力而产生的问题,可以通过其它技术途径加以解良英国、联邦德国、美国等国的自动喷水灭火系统的水压,也都是采用0.5bar(=4.9xl04pa).所以,我们在制定本规范时就把最不利点处喷头喷水最低工作压力规定为4.9x  l04pa。
    第2.0.3条  水幕系统的用水量,根据我国目前的状况,一般在作配合保护和降温保护时,如无工艺上的特殊要求,就沿用目前手册中水幕系统的计算喷水强度,即每米长度不少于0.51/S在舞台口或面积超过3m2的洞口,要形成能分隔火源,阻止火势蔓延的水幕及水带,喷水强度和水幕厚度都应加强,本条规定宜每米长度不小于21/S苏联在自动消防设计规范中规定:舞台口宜安装两根水幕管,每一根水幕管在一米长度内的喷水量不小于11/S:即每米长度内不小于21/S。这个喷水量目前还是可以达到的。

第三章消防给水
第一节  一 般 规 定
    第3.1.1条  本条对自动喷水灭火系统的供水提出了要求,即可由给水管网,消防水池和天然水源供给,总的原则是要求因地制宜的选用可靠的水源及其经济合理的供水方式,以满足自动喷水灭火系统用水量和水压要求。
    目前我国装设自动喷水灭火系统的建筑物采用的水源及其供水方式有:
一、 由给水管网供水。如广州市外贸局轻工业品进出口公司石马仓库2号单层库房子1981年12月自行设计安装了湿式自动喷水灭火系统,从市政给水干管上接水。迸户水压为34.3x104~49x104Pa,最不利点喷头出口压力为24。5 x l04一27.4x104p4(相应流量126~1341/min)。
上海国际饭店,该楼共24层。总高84.7m(由地面算起).各层均装有自动喷水
灭火系统,1934年建成投入使用。水源及供水方式亦采用市政给水管供水方式,其流程如下:’
    市政给水干管——消防水泵 ——消防水箱——自动喷、水系统
    二、由消防水池供水。如上海港十六铺客运站是目前国内最大的客运码头。在底层行
房(54x20m,层高6。5m)天棚下和楼层候船大厅(216x30m,层高85m)12m宽门檐上装有自动喷水灭火系统,共布置了136个喷头,水源由消防水池供给。其给水方式流程如下:
    消防水池——消防水泵——层顶消防水箱————自动喷、灭火系统
    又如厦门纺织厂系锯齿形屋面单层厂房,在清花车间设有湿式自动喷水灭火系统,其
源也由消防水池供给,其洪水流程如下:消防水池——消防水水泵仑、水塔————自动喷水、灭火系统
   上海宾熔、广州白天鹅宾馆、上海乒乓球厂、青岛国棉七厂、八厂、青岛卷烟厂等装设的自动喷水灭火系统都是由消防水池供水。经消防泵加压与屋顶消防水箱或水塔内贮存消
防用水调节供水方式。
    三、由天然水源供水。如哈尔滨亚麻厂的自动喷水灭火系统由六口深井泵站和两个水库供水;辽阳化工厂厂房的自动灭火系统由山顶水库(98x l04pa~117.7x104pa)供水;
津卷烟厂和天津国棉五厂“的自动喷水灭火系统采用海河水经消防泵加压供给;厦门鼓浪屿客轮的客房,酒吧间的自动喷水灭火系统,由水泵间消防泵抽海水加压供给。
    这些已装有自动喷水灭火系统的工厂、仓库、客轮、百货大楼、饭店、宾馆和电影院等民用建筑的情况,说明这样规定自动喷水灭火系统的水源和给水方式是可行的。
    在调查中了解到凡利用天然水源提供给自动喷水系统的消防用水,都是经过初沉或投药混凝沉淀和过滤等处理后才供消防应用。故本条写了当利用天然水源时,应有防止杂质堵塞喷头的措施。
    国外自动喷水灭火系统规范中也有类似的规定,例如:
    苏联自动消防设计规范中自动喷水灭火系统的供水可以是:
    一、能够经常保证供给所需要水量的区域洪水管。城市给水管和工业供水管道。
    二、河流、湖泊和池塘。
    三、井和自流井
    上面所列举水源水量个足时.必须设消防水池。
 英国自动喷水装置规则(29版)第二章供水规定,可采的水源是:城市给水干管、    高位专用水池、重力水箱、自动泵、压力水箱
    并要求水中不含有堵塞管网积聚的纤维或其他有害悬浮物质。
    联邦德国喷水装置规则中分有限水源和无限水源。
    有限水源是:气压水箱、高位水箱。
    无限水源是:消防水池、自来水管网、中间水箱及天然水箱联合使用的水泵成套设备等。
    第3.1.2条  本条规定自动喷水灭火系统供水不应出现缺水和中断供水。我国目前装有自动喷水灭火系统的建筑。发现因缺水和供水中断造成严重火灾的情况甚少(目前统计仅三十多个)使用的时间也不长。
      但国外自动喷水灭火系统使用较普遍。因缺水和中断使水造成灭火不成功的比例较大,其灭火不成功的原因见表3.1。2。
    第3.1.3条本条要求自动喷水灭火系统的进水管上应装水泵接合器,因为水泵接合器是一种简单有效的备用供水快速接头装置。它的作用是,当消防泵因停电等或发生故障时,利用消防车抽室外给水管网或消防水池的水向室内消防给水管网送水。大面积着火时,室内消防用水不能达到灭火要求。需用水泵接合器向建筑物的室内消防给水管网补充供水,以满足消防管网用水量和水压要求,如美国已格斯城的K商业中心仓库1981年6月21日火灾,由于缺水和火灾时过早断电,未设有水泵接合器,消防车无法向自动喷水火系统送
水。水泵接合器设置数量应按自动喷水灭火系统的消防用水量与接合器规格型号和允许流速计算确定。
    现按本规范第二章表212规定的设计喷水强度,作用面积及第七章自动喷水灭火系统设计流量公式Q设计=1。3Q理论,计算出各险等级建、构筑物中喷水灭火系统的设计用水量,与目前己有水泵接合器产品SQ、SQX和SQB三个型号,Dgl00x65x65及Dgl50x80x80两种双接头规格,允许流速按2.0m/s、2.5m、/s和3。0m/S,计算水泵接合器的数量列表3.1.3于后。
  从表3.1。3可知。危险级中自动喷水灭火系统设计流量为11。71/s时Dgl00x65x65水泵接合器的数量为0.5~0.8个,取1个;中危险级的自动喷水灭火系统设计用水量为
261/s,时Dgloox65x65水泵接合器的数量为1.1~1。7个,取2个;严重危险级的喷水灭火系统当设计流量为651/s时,  Dgl50x80x80水泵接合器数量为1.3~1.9个,取之个;当设计流量为97。51/s时,Dg150x80x80水泵接合为1。9~2.8个,取3个。除轻危险级的喷水灭火系统外,均需两个以上水泵接合器,又从目前一般消防车的水泵出水量为301/S扬程为100~110Mh20,当泵的扬程降低时,出水量还会增加,若以一辆消防车,向自动喷水灭火系统供水时,需要DG100 x65 x65水泵接合器”23/30~15。5/30=1。3~1。9取2个。所以本条规定自动喷水灭火系统进水管上应设水泵接合器。其设置数量,应按自动喷水灭火系统设计水量确定,但不应小于2个。
第二节  消防水池和消防木箱
第3.2.1条本条规定了设有自动喷水灭
    火系统的建筑物、构筑物应设消防水池的条件:一是室外给水管迫(包括进水管)或有天然水源,而不能满足消防用水量时,要设置消防水池;二是室外为枝状管或只有一条进水管时,由于管道维修或发生故障,时常引起火场供水中断,影响扑救,因此。应设消防水池。
上述规定是十分必要的,因为只有按上述条件设置消防水池,才能保证自动喷水灭火系统的正常洪水。
    第3.2.2条本条对消防水池容量作了规定,总的来说,消防水池容量应能满足火大延续时间用水要求,从自动喷水灭火系统灭人作用看,一般一个小时即能解决问题,如不能解决问题,就要关闭进水总阀门,继续使用消火栓给水系统进行灭火。因此,仅供自动喷水灭火系统用水的消防水池其容量按Ih人灾延续时间讨计算。如与其它消防用水合用水池时。应按其它消防用水火灾延续时间用水合同计算。
考虑到既保证在火灾延续时间内消防中用水,又能贯彻节约投资的目的,如在发生火灾时能保证连续送水,则消防水池容量减去火灾延续时间内的补充水量,例如,某建筑物在火灾延续时间内需要消防用水量200T.而D在火灾延续时间内能补充100T、则只需建100T贮量的水池即可。
     第3.2.3系本条对喷水灭火系统应设消防水箱的供水方式提出了要求。凡设置独立
临时高压给水系统供水方式,应设消防水箱。从目前我国装有自动喷水灭火系统的建筑调查,绝大多数都采用临时高压给水系统供水方式,如上海宾馆、上海国际饭店、上海中百一店等,在屋顶设置了消防水箱与水泵调节供水,它是我国目前自动喷水灭火系统中采用较多的供水方式,其特点是平时自动喷水灭火系由贮存屋顶消防水箱或水塔内消防用水供水,火警时再启动消防泵供水。自动喷水灭火系统可与室内消火栓合用消防水箱,其贮水量可不小于18m3,是因在同一建筑物内装设有自动喷水灭火和室内消火栓两种消防系统时,由于自动喷水灭火系统具有温感自动启动喷头,喷水扑灭初期火的特点,故自动喷水灭火系统,一般应在室内消火检系统扑救人灾之前启动灭火。因此《高层民用建筑设计防火规范》第六章消防给水6.4.7一类建筑(住宅除外)消防水箱贮水量不应小于18m3。按贮水量18m3推算,约能满足直径15cm喷头,出口压力为4.9 x l04pa,25只作用喷头10min消防用水量或同样条件下,50只作用喷头5min消防用水量。
    第3.2.4条本条对自动喷水灭火系统不设消防水箱的供水方式提出要求凡设有高位水池或区域高压给水系统供水,如北京前三门高层建筑区,在东西两处设置高压给水泵站。能保证任何一座高层建筑在最不利点的消防用水量和水压,故未设消防水箱,又南京贪陵饭店、北京长城饭店的自动喷水灭火系统,采用稳压泵,由系统管网内的压力平衡控制消防泵的启闭,系统内最不利点压力始终保持19.6 x104pa,当管网内压力下降低于9.8x104pa,稳压泵自动启动向管网内补水,当管网内压力达到19.6xl04Pa时,稳压自动停。若稳压泵在补水时,管网压力继续下降(喷头动作流量大于稳压泵出水量)连续运转60s自动启动消防泵供水,满足喷水系统水量和水压要求,因此未设消防水箱。如设气压给水装置(只能用于轻危险级和中危险级)亦能满足自动喷水灭火系统水压和水量要求时,也可不设消防水箱。
    根据以上供水方式,所以本条写了自动喷水灭火系统的供水在下列情况之一时,可不设消防水箱。一、水源能保证系统水量水压要求;二、系统设有稳压泵或气压给水装置(只
能用轻危险级和中危险级)等稳压设施,能保证系统水压水量要求均可不设消防水箱。
   第四章  喷头布置
第一节一般规定
    第4.1.1条在划分了三种危险等级并决定了系统各自的喷水强度的前提下,推算制了表4.1.1并此推导了常用布置形式的基本数据,如图4.1.1所示。
    喷头A、B、C、D组成一正方形,每只喷头平均有四分之一的水量喷洒在ABCD面积内。这样,根据要求的喷水强度,就可以求战喷头的间距和设计喷水半径。其方法是先求出正方形A、B、C、D的面积来。本规范.1.1规定的每只喷头保护面积、喷头间距,严重危险级就是这样计算的,轻中危险级是参考有关规范的规定提出的。
    如要求喷水强度为61/min·m2,水压为9.8X104pa(1.0kg/cm2).这时每只喷头的出水量为:
    Q=K9.8×104/p、已知K=801/MIN、P=9.8×104Pa、Q=80/1。0=801/min、面积ABCD=6/80=13.33m2
    这也就是说在喷头A、8、C、D组成的正方形内的平均喷水强度为61/min。M2时,正方形面积应为13.33m2,而当面积为13.33M2:间距Ab或BC应为:    AB=13.33=3.65m
    同时,从图4.1.1中,也可得出喷头间和计算喷水半径“R”的关系;通过几何图形得出只有R值为ABCD正方形对角的一半时,亦即、R=AB。CDS45。
    这时由ABCD各点以R为半径,绘出的喷头喷水保护图,就不会出现空白点而重复覆
盖面积为最小;由上例,当AB=3.65m时,其计算喷水半径“R”值应为: R:AB·cos45度3.65·c0345。=2。58m
    依此类推,当系统水压不同时,喷头的出水量不同,因而间距也不同,例如:
    当水压为4.9X104pa时,喷头的出水量Q 为:0=K9。8/P  K=80  P=4.9x l04pa  Q=80/0。5=56.571/min
  如果喷水强度仍为61/min·m2时,则4个喷头正方形保护面积应为:ABCD=6/56。57=9。43m2、  AB之间距为:AB=9。43=3。07m
      所以在确定喷头间距时,是和该系统内的水压关系很大,因为这将直接影响到喷头间距和数量的多少,从而对一次投资也是直接影响。因此在设计时,必须根据实际情况进行设计,合理地选择水压,以期符合实用、经济的原则。
这里再介绍一下设计喷头的实际喷水半径,代号“R”。    
此值并不是喷头的实际喷水半径,而是代表一个经济数值不致出现未被租盖的空白和不出现过多的重复覆盖面积;这在前图4。1。1中,即可证明。
    应当指出,有些国家的消防法规中,在针对不同保护对象的危险等级时,不是采用几种危险筹级而是采用R值的大小来加以区分。例如日本规范就是这样。 
    根据日本国家消防法规的规定,并没有把危险等级分为轻级、中级等几种危险等级。
是根据保护对象在布置上分为R=1。7m、2.1m、2.3m、2.5m等几种常用数值。根据危险程度的不同,分别选用R值,其中1.7m、2.1m、2.3m种数值最为常用,参见日本内阁颁布的“消防法施行令”第十二条,第二节,第二款的规定。
    应当说明的是关于轻危险级的喷头最大保护面积,是参考有些国家规范的规定,如英国为21.0m2,美国为20.9m2,联邦德国21.0m2,本规范考虑在最不利条件下,即P=4。9×104Pa时,喷头的出水量,因而规定了最大保护面积为2。1m2相应最大间距为4·6m。
    第4.1.2条喷头安装在楼板或吊顶以下时,其溅水盘距离板面太近则喷洒易受影响,太远则集热较慢,喷头感温元件的开启受影响。因此参考了美国全国防火协会(NFPA)和英国消防委员会(F。O。C)而作出的规定。
装饰性喷头,由于是突出了装饰性的特,有的是隐蔽在吊顶内感温后才露出,有的要求贴顶较近,这样就可不受7.~15cm的限制了。
    第4.1.3条  喷头安装在倾斜的屋面板、吊顶下时,它本身是垂直于顶板安装。但喷出的水雾最后还是垂直向地面落下。所以计算间距时,应按水平投影考虑,如在倾斜坡度大于1:3的倾斜屋面板下布置喷头时,在距屋脊75cm范围内无喷头时,则应在屋脊处加装一排喷头以保护在下边的喷头所不能喷到的部位。如图4.1。3。
    第4.1.4条  本条主要是说明在喷头附近有梁垂下时,为了避免影响喷水效果而作的原则规定。
第4.1.5条  主要说明在墙上开有门窗洞口时,如墙一侧发生火灾时,则设于此开口上的喷头动作喷水,可阻挡火势通过此洞而蔓延过去,本条尺寸是参照日本消防法的规定提出的。在我国此类做法不少,发生火灾时,实际起了很大作用:例如上海市第一百货公司的八楼服装加工厂和一家手工艺罩厂植绒车间相邻,隔墙上各有二个窗洞(见图4.1。5一1),每个窗洞外侧均各设有一个喷头。而中间的植绒车间未设喷头。  1976年5月植绒车间的植绒机发生火灾,引着周围易燃物。火势迅速蔓延扩大并迅速向两边窗口内蔓延。喷头很快受热喷水,形成水幕切断火势向窗内蔓延。加工车间未被波及。
    第4.1.1条和第4.2.2条  主要阐明在库房中(包括高架仓库)及其他场所对喷头下方的空间的要求,大致如图4.2.2一1和图4.2.2一2所示。
    这里对高架仓库的分格高度定为按贮存物的可燃程度而分为两种高度。在每层分格内布置喷头时,仍按照各该危险等级而确定其间距。
    如果每层分格的顶板上在布置喷头的地方有孔隙、洞口等不易聚集热而影响喷头感温元件灵敏度时,应在喷头上方安装集热板。以能聚集热空气,从而保持感温元件的灵敏度(如图4.2。2一3)。集热板一般采用方形金属板,周围向下卷边,板面积不小于1200cm2,一边长度不小于20cm,喷头距集热板内面不大于15cm;另外,在仓库屋顶的喷头间距不大于2m。
第三节舞台、闷顶等部位的喷头布置
    第4.3.1条  由于大型剧院舞台上部有许多幕布和设备等吊在葡萄棚下,火灾时蔓延速度快。试验资料表明,12m高的幕布燃烧时间还不到10s就全部烧光。因此应定为严重危险级,在棚下采用开式雨淋灭火系统,以能迅速在全区喷水灭火,使葡萄棚也得以保护,因葡萄棚构造多为金属框架铺以木板,特别是有的剧院舞台上部采用(在葡萄棚上)钢屋架,保护这朴屋架同属必要,因此匝采用闭式系统予以保护;钢屋架在火灾中,当其表面温度超过400~500℃时,钢架即开始软化,强度显著下降而坍塌,在火灾过程中400度C是很容易达到。如无保护,火灾初期即会产主严重后果,国内此种案例甚多,如某市体育馆、某市文化广场,都是在起火后15min左右,屋架就塌下来,如用喷水系统喷水即可起降温作用,恢钢屋架不致塌下。舞台发生火灾后、火灾很易通过台口向观众厅蔓延,速度较快,如未采取相应措施,延烧到观众厅吊顶,后果势必严重。例如在美国芝加哥市伊洛奎斯大剧院,在演出时,舞台发生火灾。该剧场曾以重视防火标榜,幕布为石棉织成,但由于幕绳烧断。幕未能隔断舞台,火势迅速蔓延到观众厅。造成死亡602人,成为美国历史上公共建筑火灾中最高的伤亡纪录。
     所以在剧院的防火设计中。舞台台口的防护是必须考虑的重要的因素之板上多了大孔洞,当发生火灾时、烟气、火焰都可能通过这些扎洞直接向上层蔓延,所以必须封隔起来。一般是采用卷帘式防火门封隔,同时也要装上喷头或水幕系统把它们隔开。图4。3。4是自动扶梯穿过楼板处装设喷头的示意图。
    第4.1.5条有些可燃物品库房的月台上,如棉纺厂原棉仓库或其他可燃仓库的专用
铁路线的月台上,经常堆放大批物资,有很大的火灾危险性。还有,运送可燃物的通廊,
应与库内按同样危险等级要求,安装自动喷水灭火设备。
    第4.3.6条  本条所指除在某些厂房内设、有挑廊外,还在剧院的舞台、电影摄影棚等也大多设有边廊并且在其下边也还经常堆放些道具、布景和设备等可燃物,所以在边廊下边应加装喷头,也是弥补由于边廊挑出的遮挡而影响上边喷头对其下面的喷洒。
    喷头下面如有凤道等阻挡物时也是如此。如果风道超过一定尺寸。则势必要影响喷头
保护面上的喷水强度,因此,应装设喷头。以保证被保护面积上的喷水强度。
    第四节  边墙型喷头布置
    边墙型喷头与一般标准喷头大致相同。喷水量和动作温度也一样、只是由于溅水盘的形式不同而改变了喷头的喷水分布状况。一般是要求边墙型喷头的一侧布水量达到70~80%,另一侧为20~30%的比例,用这样的喷射能力来设计边墙型喷头的保护面积、间距等。
    第4.4.1条和第4.4.2条都是规定在布置边堵型喷头时的位置和尺寸,主要参考美国(NFPA)的规定。
    第4.4.3条应该说明一点是边墙型喷头不宜用在严重危险级的建筑中,因为几个国家的规范中也大都是只规定了轻危险级和中危险级。

 

第五章  系  统  组  件
    第一节  喷      头
第5.1.1条  是根据国家标准“自动喷水灭火系统洒水喷头的性能、要求和试验方法”
中的有关数据而制定的。
    第5.1.2条  关于备用喷头的数量,目前有些国家规范都不一致,例如美国NFPA的规定是:系统的喷头总数不超过300个时,备用数为6只,总数为300~1000个时,备用数不少于12只,超过1000只时不少于24只;又如英国F。0。C规定则是按危险等级来定,例如轻危险级系统备用喷头数不少于6个,
级不少于24个,严重级则是不少于36个;这里我们选用的是参考联邦德国规范的规定的百分比。
    第5.1.3条  本条主要说明防止喷头的腐蚀损坏,但又要防止在涂刷防腐剂时,因感温元件由于涂料厚而产生的热情性影响喷头的及时开放。进而要影响灭火效果,如某市国际饭店1983年2月9日,在九楼客户内,由于旅客吸烟不慎把烟头扔进纸篓而引起火灾。当时火势甚大,玻璃也被烤裂,但室内喷头并未动 作,经来人抢救扑灭火灾后,喷头才开放喷水,经调查分析,喷头为易熔合金型温标为72.C,未及时开放的原因系在粉刷房间时、有一部分白色油漆涂在喷头上,因而延迟了合金的传热和熔解过程,形成的热惰性造成了火灾后才开放的情况。
    第5.1.4条关于喷水量出水量的计算公式: q=K9。8×104/P            
此算式国际上均属通用,其中K值系流量特性数,各国试验所得( 当G=15mm时)K值均大体在80左右,我们采用值系经过公安部四川消防科研究所试验结果(当接管口径为15mm时)“K=80”已列人国家标准。
第二节 阀门与检验、报警装置   
    第5。2.1条  报答阀在自动喷水灭火系统中有下列作用:1、接通或切断水源,2、输出报警信号和防止水倒流回供水源,3通过报警阀可对系统的供水装置和报答装置进行检验,由于报警阀是通过水力输送报警信号,因此它报警的可靠性和稳定性好,尽管目前有各种电动报警装置,美国,英国,联邦德国等国规范中都规定每个系统都应有一套包括控制阀与报答阀的控制装置,所以每个系统应有一套控制装置。控制阀一般是闸阀,主要用于系统排空时切断水源,平时应常开。应用环形软锁将手轮锁死在开放位置。为了便于检查人员的检查。应有开关指示、安装时应在报警阀前。
    报警阀根据系统的不同而分为湿式报警阀,干式报警阀和雨淋阀,湿式报答阀主要用
于湿式系统,它的使用维护简单。目前山东临沂生建机械厂、无锡报警设备厂、四川消防机械厂都有这类产品,干式阀主要用于干式系统,干湿式系统的报警阀可由于式阀和湿式阀组成,安装使用时于式阀在后,湿式阀在前,夏季用湿式阀,冬季用于式阀。目前我国正在研制生产新式千式阀。上海消防器材厂50年代曾有这类产品,并且哈尔滨亚麻厂等单位目前仍在使用,雨淋阀主要用于雨淋系统、预作用系统、水幕系统和水喷雾系统,它包括一次开放阀、隔膜阀或组作用阀,这种阀与干式阀的区别是启动方式不同,辽宁凌源向东化工厂和四川消防机械厂都生产雨淋阀。
    报警阀前后的压力表是为了观察水源压力和系统供水压力。
为了保证自动喷水灭火系统处于良好的工作状态,应对系统作定期检查。
一般装于系统的未端。试验时打开控制阀就可了解报警阀对于一个喷头打开时启动情况,另一方面未端试验装置还可疏通管网防止堵塞。在有分区的开式系统的报警阀旁的系统排水管上使用时,把此检验装置用于水泵上与旁通管并连时可检验消防水泵的压力流量性能。装置如图5.。2。1所示。
    第5.2.2条本规范规定的安装高度是为了方便检查维修人员的检验维修安装工作,由于报警阀是自动喷水灭火系统的关键性部件。并且从美国防火协会资料(见第二章说明)
看、报答阀的故障导致自动喷水灭火失败占一定的比例。因此报警阀应安装在无腐蚀气体,火灾危险小,无剧烈振动和碰撞的安全场合。
    第5.2.3条 自动喷水灭火系统的报警装置按启动方式不同分为水力报答和电动警两种,水力报答就是报答阀开启后水通过报警管道经延时器直接推动水力警铃,电动报警就是把水流信号式火灾信号转换为电信号启动各种声光报答装置。水力报警的优点是:①使用维护简单;②性能可靠稳定。英国、美国、联邦德国等国规范都规定每个系统必须有一个水力报警装置,水力警铃一般和报警阀配套由厂家提供,电动报警的优点是:①自动化程度高易集中控制;②安装方便。本条规定是为了保证驱动水力警铃的水有足够的压力,防止水力警铃主锈而影响其性能。
    在一个系统区域有几个分区,控制楼层大于二层时,为了尽快识别火灾地点,及时扑灭火灾,减少损失,应在每一分区配水于管的每一楼层的配水于管上安装电动报答装置(雨淋系统可不装),湿式系统一般装水流指示器,干式系统可在每一配水干管装一止回阀(在止回阀后装压力开关),这个止回阀还有加快喷头喷水的作用,无锡报警设备厂、四川消防器材厂有这类产品。
    第5.2.4条  当自动喷水灭火系统的供水接自城市市政给水管道或其他给水管网时,由于管网的压力波动,经常会造成误喷和误报答,误喷和误报警会造成不应有的损失,并造成人们对自动喷水灭火系统的不信任感,妨碍喷水灭火系统的推广使用。因此每一系统应采取防止误喷和误报警措施。一般可采用:①延迟器、对水锤有效;②在湿式和干式系统报答阀后管网内的压力应比预计最高供水压力高2kg左右,可采用由压力开关控制小调节泵实现;3、雨淋系统采用的报答阀应能自动复位。其它系统的报警阀应有防水锤的功能。
    第5.2.5条  自动喷水灭火系统由于种种原因有时需处于停止工作状态,如检验、维修等。这样,如一个系统喷头过多,保护的面积过大,火灾时灭火、控火效果受到影响。所以一个系统的报答阀控制的喷头数应有限制,英国规定湿式报警阀用于轻级危险时喷头数不得超过500个,用于中级和严重级危险级时不得超过1000个,干式系统和干湿式系统的报答阀在有排气装置用于轻危险级时喷头数不得超过250个,用于中级与严重危险级时喷头数不得超过500个。预作用系统的报警阀控制的喷头数不得超过1000个。联邦德国规范规定湿式报警阀控制的喷头数不得超过下表5.2.5一1的要求。
    预作用系统的报警阀所制的喷头数不得超过1000个。苏联规范规定报警阀控制的喷头
得超过8m个,本规范规定的喷头数低于这些国家的规范规定的数量。主要考虑我国目前己设计安装自动喷水灭火系统的历史不长,经验还不足,从目前己安装使用的工程看大部分是湿式系统和预作用系统,所以就规定了每个喷水灭火系统控制喷头数宜在800个以内。
    由于干式系统的管网充满压缩空气,在发生火灾时,干式系统的喷水比湿式系统慢,从
美国消防协会统计资料看(参看第二章说明),同样的灭火成功率,干式系统的喷头动作数要大于湿式系统。即前者控火、灭火率要低一些,主要是有一排气时间。英国、联邦德国等国规范一般规定无排气装置的报答阀所控制的喷头数为有排气装置时的一半,本规范第六章也规定有排气装置的系统的管网容积比无排气装置的大50%,因此本规范也规定无排气装置干式阀所控制的喷头数为250个,从目前还在使用于湿式系统看,一般都有排气装置,如青岛卷烟厂、上海国毛十六厂、从安全出发干式系统一般应装排气装置,只有保护较小面积的干式系统可不设排气装置。
第三节  监 测 装 置
    第5.3.1节  据美国全国消防协会(NFPA统计45年(1925~1969年)中81425次灾,自动喷水灭火系统灭火成功率为96.2%,失败率仅为3名%,且失败原因多是水源不足或系统年久失修或安装位置不当所致(见表l。0。1一1)。统计资料说明,加强系统的自动监测就能消除许多隐患,提高系统的灭火成功率。如美国芝加哥市的西亚斯摩天大厦采用了先进的自动监控装置,灭火成功率达到了99.6%。
自动喷水灭火系统的某些部位状态予以自动监测的理由和方法如下:
一、保证水源的是自动喷水灭火系统成功的必要条件;系统的水源控制阀门在火灾发生前或在火灾被控制或完全扑灭前被人为不适当的关闭,就是系统失败的主要原因之一。最简单的预防办法是将阀门常开后甲皮带加锁锁定、挂牌,并有专人负责或采用带开关指示的阀门;美国西亚斯大厦采用了一种自动监测装置,即在阀门手轮处连接了一根机械杠杆式的传感轴,传感轴未端伸人监控信号箱内,当旋转手轮关闭阀门的同时,就会推动此传感轴使信号箱内触点闭合,从而发出报警信号。
    二、当消防水泵由系统减压自动开启或由各区报警按钮遥控启动后,应不断地监测消防水泵的电源可靠性和水泵的工作状态。
    三、重力式水箱的高水位监测,除了保证消防水位外,在冬季可能结冰时还必须采取耐止当水箱水位超过最高水位时从箱顶溢出片纠冰使水箱冻裂损坏的措施。据美国资料介绍。在寒冷地区的贡力水箱尚需安装水温探测器;当水温降低到40。F时即发出信号报警。
    四、干式喷水灭火系统的气压监测包括充气压力的上下限值。当干式系统中充气压力瓜于工作压力斤接近于式报答阀的开启压力时,就会造成干式报警阀的误开启,一般压力的厂限值监测与空气压缩机联动,当压力低于工作压力时自动补气充压:而充气压力过高会奇致干式报警阀开启的延迟。甚至损坏管道系统部件。
    五、预作用喷水灭火系统只有低压监测装置。当系统内喷头喷水时气压降低发出报警
号;当系统有渗漏时气压也同样降低,所以此:信号实际上是系统管道渗漏的监测信号。
    六、水流指示器,它不但显示失火区城的正确部位以便于组织灭火,同时山显示自动喷水灭火系统的工作状态。对预作用喷水灭火系统,水流指示器也是预作用阀门动作开启的监测或系统充水的报警信号。
    水流指示器的报警信号在美国一些建筑物可以直接接到消防队。而火灾探测器的信号只能引入搂内值班室。
    美国规范及产品样本指出,桨片式水流指示器不得安装在干式、预作用式或雨淋灭火系统管道中,这是因为当雨淋阀开启后管道中大量进水会使指示器的叶片变形或损坏。同样理由,对湿式系统安装完毕第一次充水时,充水流量应小于一个喷头的流量以保护水流指示器。
    七、通常自动监测信号都汇集至大楼消防控制室内,消防控制室是该建筑物的消防控制指挥中心。通常室内安装有总控制盘。包括收讯、发讯和控制三部分,他们汇集所有的消防信息并发出避难、灭火指令。
    对总控制盘建议具有以下全部或部分功能。
    1,接收火灾探测器信号;
    2。接收所有监测装置信号;
    3.接收手动报警按钮的报警信号;
    4,接收电话报警并自动录音;
    5.发出疏散、避难指令;
    6.发出指令开启排烟系统和同时关闭空
调系统;
    7.对预作用或雨淋系统发出指令开启预
作用阀或雨淋阀;
    8、发出开泵指令;
    9.向消防队报警;
    10.控制盘的自检、巡检性能以及与各区分盆的联系等。
    第5.3.2条监测装置应设置备用电源。并确保备用电源的可靠性。当无可靠交流电
时可采用直流蓄电池作为备用电源。
第四节  管      道
    第5.4.1条自动喷水灭火系统管道分枝较多,安装要求严格。除应符合采暖与卫生工程施工及验收规范外,还应符合本条有关要求。
    一、管道布置
    自动喷水灭火系统报答警阀以后的管道,一般布置成枝状管网,并不许设置其他用水设备,管网布置可视喷头布置情况,可采取以下几种布置方式:
    管道布置应尽量使其合理,以减小管径,节约投资、方便计算,并应考虑管件施工与维修的方便和不易受外界机械损坏,其与建筑结构的最小距离见表5.4.1一1。
    二、管材及安装
1. 管材:自动喷水灭火系统报警阀以后的管道应采用镀锌钢管或无缝钢管。
2.管道连接:湿式喷水灭火系统采用螺焊连接或焊接;于式喷水灭火系统可采用焊
接。无论是采用螺纹连接或焊接,均不要减小管道的通过水的断面积。管道变径时,丝扣连接应采用异径管零件,避免采用补芯。如须用补芯时,弯头上不要用,三通零件上用一个,四通零件上下要超过二个,并要求补芯必须是一个正件的零件。焊按时,异径管道的管径二者相差不应大于50mm,如大于50rnm时,应采用大小头。
    三、管道固定:管道固定采用管道支吊架和防晃支架,并宜满足以下要求:
    1、吊架或支架的位置不影响喷头的喷水效果、一般吊架与喷头的距离不宜小于30cm,与未端喷头的距离不宜大于75cm。
    2.管道支架或吊架的问距见表5人1一2。3.相邻两喷头间的管段上至少应设一个吊架,当喷头间距小于1.8m时,可隔段设置,但吊架的间距不宜大于3。6m。
    4.沿度面坡度布置的配水支管,当坡度 大于1/3时,应采取防滑措施。
    5.在每段供水干管或配水管上应设置一个防晃支架。管径在50mm及以下时可以不
止管线过长或管线改变方向,须增设防晃支化防晃支架应能承受管道、配件及管内水量
的总重量和50%的水平方向的推动力,而不致损坏变形。
    四、管道防腐:自动喷水灭火系统的管道,不应设在有腐蚀性物质的地方,如果必
须布置在有腐蚀性的地方时,对管道必须进行方腐保护处理,并应根据腐蚀情况定期地更新涂层。
    第5.4.2条  为防止因管道锈蚀过水断面只减小,影响通水能力。对配水支管和配水管的最小管径规定不小于25mm,这样就可保证每一个喷头的喷水量符合要求。
    第5.4.3条  自动喷水灭火系统每根配水文管设置的喷头数,轻危险级和中危险级建筑力不超过8个,严重危险级建筑物不应超过6个。目的主要是控制配水支管的管径不大于50mm。此外控制配水支管不要过长、其目的在于避免水头损失大,增加洪水装置的压力。
    第5.4.4条  自动喷水灭火系统是消防固定设施,应处于良好的工作状态,但时间久了和其他种种原因,必然要对系统进行检修和维护。就需要有排除整个系统积水的措施,如设置系统排水管和徘水阀门.排水管设在报警阀上,排水管上的控制阀门平时处于关闭状态,当系统检修时,关闭供水控制阀门。开启排水阀门。放空整个系统内的积水。如果自动喷水灭火系统有部分管道低凹或低于排水时。则需在此部分管道上设辅助排水管和控制阀门。以便检修时排出这部分管道的积水,排水管与辅助排水管的管径见表5。4。4。
    自动喷水灭火系统的管道应设有坡度,并坡向排水管或辅助排水管。其坡度为:配水
管不小于0.004,配水管和配水于管不小于0.002湿式喷水灭火系统在条件不许可时可以水平安装。    
    第5.4.5条自动喷水灭火系统管网的工作压力不超过117.7xl04pa(12kg/cm2),试验压力不应小于工作压力的1。5倍。我国现行的《高层建筑民用建筑设计防火规范》中规定高层建筑消火栓最大静水压不应大于80mH20,再加上水枪充实水柱所需的压力约为23。5Mh2O和管网水头损失,消火栓管道系统的工作压力就接近117x104Pa。我国辽阳化工厂是引进设备,该厂消防系统管道的工作压力在98xl04pa~117.7x104pa,美国全国消防阶会在自动喷水灭火系统安装标准中规定,自动喷水灭火系统管道的工作压力按12、lbar设计,接近117.7x104pa。这样既符合我国国情,又接近国际先进技术国家的水平。
第六章系统类型
     第一节湿式喷水灭火系统
    第6.1.1条  干式喷水灭火系统在报警阀前的管道内充以压力水,在报警阀后的管内充以压力气体。其组成包括闭式喷头、管道系统,充气设备、干式报警阀、报答装置和供水设施等(如图6.2.1-1)。
    干式喷水灭火系统工作情况见图6.2。1一2。
干式喷水灭火系统适用于环境在4℃以下和70。C以上而不宜采用湿式喷水灭火系统的地方,其特点是报警阀后的管道无水,不怕结冻、不怕环境温度高,在对水渍会造成严重损失的场所,也可采用干式喷水来灭火系统。
干式喷水灭火系统在报警阀后管道内充气压力的大小,应视其水源压力大小和干式报警阀的工作性能而定,总之不致会使阀门打开产生误报警,在给干式喷水灭火系统管网充气时,宜先在干式报答阀上注入少量清水,密封阀门,防止漏气。
    干式系统和湿式系统相比较,多增设一套充气设备,建筑投资就要一些,另外充气管网内的气压应保持在一定范围内,否则就必须充气,平常管理就较复杂,要求高,火灾时
头动作灭火后,应将系统中的积水徘空,并充以压力气体,这就增加经常管理费用和能源
的消耗,在灭火速度上不如湿式喷水灭人系统来得快,感温元件受热动作后,先排出管网中的气体,才能喷水灭火,即使有排气装置可以加速启动干式报警阀,也需有一定时间的排气过程,这一点是干式喷水灭火系统固有缺陷。在实际使用中应尽量缩小厂人喷水灭大系统的应用范围,在工程设计中还可设计成千一湿示喷水灭火系统和干,湿式混合喷水灭火系统,干一湿式喷水灭火系统是干式喷水灭火系统与湿式喷水灭火系统交替使用的系统。它有一套于、湿式都适用的复合式报答阀,即同时’多有湿式和于式报督阀,于人报泞阀应装在湿人报警阀的上面,当系统的环境温度在4。C及以下时。应为干式系统,其余季节为湿式系统,本系统适用于暖期不小于12O天的采暖地区且不采暖的建筑物内,管网要求符合干式系统的要求。十一湿式喷水灭火系统,在我国上海、青岛、天津和沈阳等城市一些早建的纺织厂、卷烟厂设有,这些设置大部是30年代外国资本家建的,系统简单,加之年久夫修,有的已经拆除,有的也不能工作了,由于该系统水、气交替使用,对管道锈要严重一些,每年水、气交换一次,管理繁琐、应尽量不采用,于、湿式混合喷水灭火系统,即一个系统同时设有湿式喷水灭火系统和十人喷水灭火系统。当建筑物内有部分房间适用于式喷水灭火系统,有部分房间适用湿式喷水灭火系统,采用此种喷水灭火系统、其要求分别符合干、湿喷水灭火系统的要求。
    第6.2.2条  干式喷水灭火系统要求喷水应向上安装。一方面喷头动作灭火时排气条件好,另一方面灭火后管网中的积水能全部排空。若采用干式悬吊型喷头,则可以向下安装。    
    第6.2.3条  规定的目的,在于加快排气速度,缩短排气时间,以便喷头及时喷水灭火。
第三节预作用喷水灭火系统
第6.2.1条  预作用喷水灭火系统包括火灾探测系统和由火灾探测系统自动控制的带预作用阀门的闭式喷水灭火系统。本系统在预作用阀门之后的管道中平时充以有压气体(空气)或氮气)或为空管,火灾时出火灾探测系统自动动开启预作用阀门使管道充水呈临时湿式系统。本系统的工作原理见图6。3。1,系统示意图见图6.3.1-2。
    本系统的特点是:
    1、将近百年来行之有效的湿式喷水灭火系统与电子报警技术和自动化技术紧密结合起
来,进一步提高了系统的安全可靠性。
2、本系统与湿式系统比较,由于本系统有早期报警装置,能在火灾发生之前及时报警,就可以立即组织灭火,而湿式系统必须在喷水报警后才知道有火警。
3、本系统与雨淋系统比较,虽然都有早期报警装置,但雨淋系统的安全可靠性。
    4。本系统是干式系统和自动监测系统综合应用而产生的系统,因此,也适用于干式系统适用场所。
    第6.3.2条  本条要求的理由是:
    一、火灾的探测主要是根据火灾时火焰的理化特性来考虑的。由于“燃烧”是物质在温度达到临界值时与氧发生化学瓜而产生的一种现象,因此燃烧时就产生光,热、火蒸气,一氧化碳,二氧化碳以及其它物理反应。火灾探测器应对这些物理效应的特性或部分特有敏感的反应,常用的探测器有以下几类:
1、 感温探测器——定温式、差温式和差定温式。
2、 感烟探测器——离子感烟式,光电感式,光电感烟式。
3、 光敏探测器——红外线式,紫外线
    自火灾探测器问世以来,由于能及时报警且迅速通知,因此得到广泛使用。但随之而来存在的问题是“误报”大多、据英国消防研究所通过某几个消防队对些工矿企业所装设的火灾自动报答装置在1968年中进行了一年共6218次报答中报答正确性的统计,共计确报489次,其中对感温探测器的误报与确报的比例是11.1:1,而烟感:探测器是14.1:1;又如南京金陵饭店采用的是全套国外火灾报警装置,客房内安装是中级灵敏度烟感探测;从1983年5月试开业以来半年中烟感器的混报次数多达300余次。分析误报原因,据英国消防研究所统计:由于环境条件造成占25.9%,机械和电报原因,即有环境因素如水蒸气,粉尘、空气中温度太大等,由于误报次数过多使管理人员厌烦也引起思想麻痹造成更大损失,此方面教训也属不少。如座落在日本东京中心繁华区的“新日本饭店”就以火灾报警器误报多为理由关闭了报警系统,使火灾蔓延造成震憾世界的大惨案,伤亡数多达近百人;又如日本山形县由形市藏王温朱观光旅馆也因担心探测器深夜误报会惊动旅客以及为防止温泉对探测器的腐蚀和饮食店散发的蒸汽和烟雾的影响也关闭了报警系统,使1983年12月21日凌晨大火没能及时
报警造成11人死亡,旅馆全部化为灰烬,还殃及邻近旅馆,也付之一炬。
    为了克服探测器误报率较大缺点,除了在产品上予以改进外,从设计上要扬长抑短,
理选择探测器的品种。灵敏度和具体安装位置以减少其误报率,如在条件许可时为了提高探测器的可靠性,往往采用几种不同类型的探测器联合使用,一般常用的有。
    1、感温和感烟探测器串联使用;
    2.二个感烟探测器并联使用。
    如中国建筑西南设计院于1980年模拟宾馆客房采用预作喷水灭火系统灭火试验中对探
测器就采用感温和感烟探测器与喷头在同一保护区内同时安装,井对两种探测器单独安装和组合安装时报警正确率进行比较试验,燃烧物为普通16开纸张,结果见表。结果见表6。3。2-1。    
    由上表可见,当只安装某一种探测器时,一个人在室内燃烧少量纸张时都有可能引起报警,尤以离子感烟报警器灵敏度更高;而当烟、温感探测器串联组合后,必须是明显的燃烧现象,此时既有浓烟室内温度也明显升高时探测器才正式报警,这样报警的正确率就可以提高。
    对预作用系统探测器的误报仅是虚惊一场和增加管理人员的麻烦;但对雨淋系统探测器的误报将使系统自动喷水造成水害。所以对探测器的选型和系统设计必须慎重。
    二、预作用系统采用的预作用阀门对空管预作用系统可以直接采用雨淋阀;但对充气的预作用系统为了防止气体的渗漏,需采用隔膜式雨淋阀或据美国资料介绍有二种措施:
    1、在雨淋阀之后的管道内注入少量清水封闭阀口;
    2、在雨淋阀之后安装一只带橡胶密封垫圈的止回阀,止回阀开启后方向,水流的进水方向。
    预作用系统充气的目的:
    1.保护管壁减少锈蚀;
    2,监测系统渗漏情况。
    为此充气压力过高则延长喷头排气时间,影响喷头及时喷水灭火;反之则对制造厂的产品精度要求较严,美国资料介绍充气压力为11bf/in2、(约069x l04pa);上海消防器材厂技测定为0.98x104~1。96x104pa(0.1~0.2KG/CM2);本规范参考邮电规范对电缆管
充气规定2.9x104pa(0,3kg/cm2)的要制定,此压力要求稳定。
     三、预作用系统的关键是报警系统必须提前,并确保当喷头开放时管道内已呈临时湿式系统。据中国建筑西南设计院的试验结果,采用国产设备能够满足此要求、试验资料见表6.2.3-2.
    第6.3.3条  由本说明(6。3.2表6.3.2-2试验资料。从温感报警器报答到喷头喷水时间、明火点燃时为l~3min。阴燃起大时为0.5h。又据美国NFPA规定,从温感探测系统动作算起,最长充水时间应不超过3min。
    第四节  两淋喷水灭火系统
    第6.4.1条  雨淋喷水灭火系统包括火灾探测系统和由火灾探测系统自动控制的开式喷水灭火系统。该系统雨淋阀之后管道平时为空管,火警时由火灾探测系统自动开启雨淋阀使该阀控制的系统管道上的全部开式喷头用时喷水灭火。雨淋系统的工作原理见图6.4.1-1,及其系统示意见图6。4。1一2。雨淋喷水灭火系统主要安装在需要大面积喷水来扑灭火灾快速蔓延的特别危险场所,如:剧院舞台上部、大型演播室,电影摄影棚等。这是因为闭式喷水灭火系统、是在失火时只有火焰直接影响到的喷头才被开启喷水。其喷头开放的速度慢于火势蔓延的速度。因此往往不能迅速控制火灾。英国消防协会在“高层仓库消防”报告中指出,淋系统同样适用于立体自动化仓库中;美国资料还认为由于雨淋系统没有干式喷水灭火系统喷水延迟情况。因此当气候条件不适宜使用湿式喷水灭火系统的场所也可采用雨淋系统。
    中国建筑西南设计院1981年模拟,舞台幕布燃烧试验”报告指出,试验喷头四个呈正方形布置间距为2.5x2.5m,安装高度为22m;幕布尺寸为3 x 12m幕布下端距地面约2m,
幕布由地面木垛火引燃(木垛火的火灾负荷为50kg/m2),幕布引燃后开始时火焰上升速度约0.1~0。2m/S当幕布燃烧到约1/4高度,火焰急剧地向上和向左右两侧蔓延扩大,
不到10s时间幕布几乎全部燃完,但顶部正中安装的闭式喷头没有开放;手动开启雨淋系统时,当喷头处压力为9.8xl04~19.6xl04pa(1~2kg/cm2)时,仅10s就扑灭了幕布火
灾,又历时11Min30s~lmin50s全部扑灭了木垛火的火灾。通过试验证实对舞台以采用雨淋系统为宜。
   第6。4.2条  为了防止火灾的延伸和扩散,雨淋喷水灭火系统划分喷水区域的数量不过多,据日本能美公司资料喷水区域宜在四个以下(包括各层在内),当在同一层内有二个或二个以上的喷水区域时,应能有效地扑灭相连分界线区域的火灾。做法可参见图6.4.2。
    第6.4.3条  雨淋喷水灭火系统雨淋阀的开启方式有手动和自动两种,需视系统保护对象的火灾危险程度、保护面积大小等予以区别对待。据兵器工业部五院资料介绍:当系统保护面积较小,布置的喷头数较少,给水干管直径小于或等于50mm时,可以不安装雨淋阀直接安装快开阀,火灾时手动开阀灭火;当给水干管直径等于或大于70mm时,必须安装雨淋阀,其中对火灾发生时尚能允许人们有足够的时间来开启手动开关时,方可只采用手动装置。
    自动开启雨淋阀可采用以下任意一种传动设备:
一、带易熔锁封的钢索绳装置,国内在军械和炸药工厂应用较广泛,其工作原理是:      当易熔锁封受热熔解脱开后,传动阀自动开启,传动管排水,管网压力降低自动开启雨淋阀,易熔锁封的熔化温度应根据室内空气在操作条件下可能达到的最大温度选用。
    二、带闭式喷头的充水或充气传动管系统的设主计要求与闭式喷水灭火系统基本相同,所不同之处在雨淋系统内此闭式喷头作为温感探测器起探测火灾之用,传动管直径一律为
25mm。一任意一只喷头开启喷水而引起的传动管内水压降低,都能自动开启雨淋阀门。传动管应高于雨淋阀,为防止静水压对雨淋阀缓开的影响,按兵器工业部五院资料,此静水压不宜超过雨淋阀前水压的1/4~1/7。
   三、电动控制装置的工作原理是,火灾发生时由火灾探测器报警信号直接开启雨淋阀的
泄压电磁阀排水,使雨淋阀自动开启。对本系统的组成要求见本说明6。3。2。
   第五节  水 幕 系 统
   第6.5.1条  水幕系统不是直接用来扑灭火灾的设备,而是作防火隔断或进行防火分区及局部降温保护等用途,一般情况下,多与防火幕或防火卷帘配合使用,“在有些大空间,既不能用防火端作防火隔断,又无法做防火幕和防火卷帘时,方能用水幕系统来做防火分隔。我国有些大型现代化工厂设有水幕分割保护,如辽阳石油化工厂、天津大港化纤厂一等,设有对厂房、工艺装置进行分隔保护的水幕系统。有的生产设备如分馏塔等设有水幕降温保护。在民用建筑中也有设水幕系统的,如天津干部俱乐部礼堂、餐厅、大连工学院礼堂在舞台口、门口设有水幕,但规模较小,设备落后,技术陈旧,用花管等代替水幕喷头,近几年来新建的民用建筑也有设置木幕系统的,如上海十六铺客运站候船室门厅、哈尔滨北方剧场舞台口,都设有水幕系统。可见无论是工业或民用建筑。应用范围是要越来越广,经济越发展显得很必要,所以我们把它单独列出一个系统。
    第6.5.2条  水幕系统的开启装置可采用自动开启或手动开启,在建筑物内设有自动喷水灭火系统时,或者水幕与防火卷帘和防火幕配合使用时,一般应与该区或者同一保护对象的上述设施联动。必要时可单独设置。如果水幕系统采用自动丹启装置,应按本规范6.4.3规定执行,但自动开启装置水幕系统必须设有乎动开启装置,万一停电或电源发生故障和电动控制系统失灵时,即用手动开启装置使其工作,这就保证了水幕系统任何情况下都处于良好的工作状态。
    第6.5.3条  水幕喷头的布置应根据喷水强度的要求均匀布置,不应出现空白点,喷头的间距不应大于2.5m。
一、 水幕系统与防火卷帘或防火幕配合使、用或作降温防火保护时,可成单排布置并喷向防火幕或防火卷帘的保护对象。
    二、舞台口和面积超过3m三的洞口部位的水幕喷头,”宜成双排布置。如图6。5。4。一1所示,两排之间的距离不应小于lm。
    要形成水幕带时,其喷头布置不应少于3排,保护宽度不应小于5m,如图6。5。4。-2。
    三、为使水幕系统有较好的供水条件,规定每组水幕系统安装的水幕喷头数不应超过72个,这样系统不会太大,检修管网时影响范围较小。
四、水幕系统要求喷水均匀,除喷头布置要均匀外,喷头规格也应一致,规范作了规定,这样施工管理也方便。第七章  水 力 计 算
第一节  设计流量和管道水力计算
 第7.1.1条  自动喷水灭火系统设计秒流量的计算方法,有下列几种:
    一、我国给排水设计手册第三册介绍的办法,即从系统设计最不利点的喷头开始,沿程计算各喷头的压力、流量和管段的累计流量、水头损失,直到管段累计流量达到设计流量为止。在此以后的管段中流量不再增加,仅计算沿程和局部水头损失。此计算方法的特点是,在系统中除最不利点喷头外的任意一个喷头的喷水量或任意四个相邻喷头的平均喷水量均超过设计要求。
二、英国“自动喷水装置规定”(OC第29版)规定的严重危险级系统和雨淋、水幕系统的计算方法为:1、从水力计算角度确定系统上最不利工作面积的位置。此工作面积的形状尽可能做成正方形或长方形,其一边以配水支管为界,并计算出带有同时作用的喷头的配水支管数;
2.配水管计算应保证最不利工作面积内的最小喷水强度;喷水强度计算是按一个正方形或长方形或平行四边形(当喷头采用交错排列时)角上的任意四个喷头的总喷水量除以4,再乘以正方形或长方形、平行四边形的面积。
三、美国“自动喷水系统安装标准”(NFPANO。13-8)规定:
    1.对于所有的系统按水力计算要求确定的设计面积应是矩形面积,它的尺寸平行于支管,等于或大于作用面积平方根的1。2倍,喷头数若有小数就进位成整数。
    举例如7.1.—1叫图。
    已知:作用面积15ooft2
每个喷头保护面积10×13=120ft2求:喷头数N=120/1500=12。5=13矩形面积的长边尺寸L=1。2/1500=46。48ft每根支管动作喷头数N=12/46。48=3。78=4只
2.作用面积内的每只喷头喷水量,至少应等于规定的喷水强度,水力计算从面积内最
远的喷头处开始,每个喷头的喷水量应根据该喷头处压力计算。
    四、联邦德国《喷水装置规范》(1980年版)规定:
    首先应确定作用面积的位置,再求出作用面积内的喷头数。要求各单独喷头的保护面
与作用面积内所有喷头的平均保护面积的误差不超过20%(注:相邻四个喷头之间的面积可假定为一个喷头的保护面积)。举例:当3阴m2的作用面积内有40个喷
头时,具平均保护面积为300/400=7.5m2,而喷头布置如下图7.1.1-2所示,其单个喷头的最大保护面积为8.75m2.误差为17%<20%,故喷头间距不必调整或喷头的喷水量不必单独计算。
    综合以上几种计算方法,考虑到我国给排水手册第三册的方法与英国规定的严重危险
系统计算相似等情况故偏于安全,且计算时按最不利点处喷头起逐个计算的方法不尽符合火灾发展的一般规律,实际火灾发生时一般都是由火源点呈辐射状向四周扩散蔓延。在失火区上方的喷头才会开放喷水,因此采用“矩形面积”保护方法以及仅在“矩形面积”内的喷头才计算喷水量是合理的,其中对严重危险级系统为确保安全,在“矩形面积”内的每个喷头流量应按该喷头处的水压计算确定,只有这样才能保证任意相邻四只喷头的保护面积的喷水强度不得小于本规范表2.0.1规定。对轻危险级和中危险级系统由于燃烧物的性质和数量均次于严重危险级系统,因此不必采用严重危险级系统计算方法。火灾实例证明,在火灾初期往往是只开放一只或数只喷头,对轻危险级或中危险级系统往往也就是靠这个数量的喷头即可扑灭火灾;如上海国际饭店、上海中百一店,上海大厦的几次火灾实例开放的喷头数量多数不超过4只。1983年北京香山饭店地下室的一次火灾也仅开放了3只喷头,这是因为火灾初期可燃物少,且少量喷头开放,每只喷头的实际水压和流量必然超过设计值较多,有利于灭火。即使火灾扩大,如能确保上述系统在作用面积内的平均水强度扑灭火灾是完全可能的,因此对轻危险级和中危险级中系统计算时,假定在作用面积内每只喷头的喷水员均等于最不利点喷头的喷水量,这样还可简化计算过程。
    对仅在走道内安装一排喷头保护时,如旅馆有服务台的客房层走道。其计算动作喷头
按下述因素确定:
    1.《高层民用建筑设计防火规范》中规定,双面布房时建筑走道的最小宽度为1。40m,
对疏散最不利的袋形走道的最长疏散距离为15m,按此要求布置喷头(如图7.1.1一3)。
    (1)喷头有效保护半径为R对中危险级为:
    当喷头处压力为0.5kg/cm2,则喷水量为56.571/min·m2为达到6。01/  min·m2”
平均喷水强度时的圆形保护面积为9。43m2 故R=1.73m。喷头问距S=2/R2-B2 S=2/1。73-0。72=3。16M、则在袋形走道内需布置的喷头数为:3.16/15=5只
    (2)对轻危险级建筑物构筑物,“建规”规定袋形走道最长疏散距离为22m,为达到3.01/min·m2 “喷水强度时,圆形保护面积为18。86m2,故喷头有效保护半径R=2。5m,喷头间距s=2/2。452-0。72=4.0m则需布置的喷头数为5。5/22=4只    又:美国NFPA规范规定,走道内布置一排喷头时,动作喷头数最大按5只计算。
    综合以上诸因素,对仅在走道内布置一排喷头时,其水力计算不必按“矩形面积”法,且不论走道内单排管道上布置多少喷头,动作喷头每层最大按)只计算;系统的设计流量仍按本规范2.0。l和7.1.1第四款的规定确定。系统设计秒流量计算,对雨淋、水幕系统和严重危险级中系统应按实际计算确定。但要求系统最有利点处与最不利点处喷头热量相差不致过大;对轻危险级和中危险级中的系统,由于计算时假定各喷头处流量相等,因此干管设计流量必需按经验适当加大。日本损害保险率计算协会规定如表7.1.1一1所示,即设计流量为理论值的1.25倍。
联邦德国《喷水装置规范》规定如表7。1。1-2所示,即设计为理论流量的1。4倍。
按给排水设计手册第三册的计算方法,计算多种类型的枝状管道系统,计算所得的设计流量约为理论值的1.15~1.40倍,综合以上资料,本规范7.1。1第四款规定设计流量为理论值的1.15~1.30倍,为此设计中对有利作用面积的管道需予以减压以便限制实际流量不致过大。
    第7.1.2条  在多层或高层建筑的消防给水系统设计中。由于高低层消火栓所承受的水压相差很大。低层部分消火栓的出水量会远远超过规定的流量,以致使储存于水箱中的10min消防蓄水量在4~5min内即用完。通常,的方法是在低层部分的消火栓前设置减压孔板,以降低消火栓出口压力,限制出水量不致过大,在自动喷水灭火系统设计中,不但存在着高低层管道系统中水压的不平衡,即使在同一层中,当保护面积较大时,由于设例是按最不利工作面积计算,则对系统中的有利工作面积内喷头的水压也有剩余,需要喷头数量大多,所以习惯是对连接有利工作面积的配水管或配水干管予以减压。减压的方法可以设置减压阀、减压孔板、节流管以及缩小有利工作面配水支管的管径,增加沿途水头损失等,以达到减少压力的目的。
    第7.1.3条  本条规定自动喷水灭火系统管道内的水流速度是参考下述资料提出的:
我国给排水设计手册第三册建议,管内允许流速,钢管不大于5m/s;在铸铁管为3M/s;
苏联规范中规定,管径超过40mm的水流速度,在钢管中不应超过10m/S,在铸铁管中不应超过3~5m/s;
联邦德国规范规定,必须保证在报答阀与喷头之间的管道内,水流速度不超过10m/s,在配件内不超过5m/3。
综合以上资料本条规定,自动喷水灭火系统内的水流速度不应大于5m/S;而对某些配水支管需借缩小管径增大沿程水头损失达到减压目的时,水流速度可以超过5m/s,但也不应超过10m/s。
    第7.1.4条  国内外对自动喷水灭火系统管道的水头损失计算公式类型较多,常用的有以下几种:
我国《室内给水排水和热水供应设计规范》(TL15-74)公式:i=0.00107DL1。3/V2=(Mh2。0/m)(1)或
i=0.00736DL5。3/Q2(mh20/m)(2)
式中DI——管道计算内径(m)。
本式的管道摩阻系数按旧钢管计算,V>1·2m/S。
我国兵器工业部五院对雨淋系统管道采用公式:
i=10.293Nd5。33(Mh2O/M)(3)
上式中粗糙系数n值,考虑到系统中平时水流没有流动,采用n=0.0106(生活给水管的n值采用0。012)。故(3)式可换算成
i=0.01157D5。33/Q2(MH2O/M)(4) 
苏联自动喷水系统规范采用的公式:
公式同式(3)。但n值采用0。010,即I=0。001029D5。33 /Q2 (MH2O/M) (5)
英、美、日联邦德国等国自动喷水系统觊范公式,即HazeN-WilliAMS公式:
△P=C1。85×D4。87/6。05×Q1。85×103   (6)
式中C——管道材质常数;对铸铁管C=100;
钢管C=120。 
美国工业防火手册规定。当自动喷水系统的管道采用钢管或镀锌钢管时、管径为in或以下时C=100;大于21n时C=120。
日本资料介绍:
当管径大于50mm,管道内平均流速大于1.5m/s时。采用Hazen一Williams公式。其中C值:对于式喷水系统的钢管C=100、湿式喷水系统的钢管C=120铸铁管            C=100
对管径为50mm及以下者,水头损失按WEston公式计算:
△H=(0.0126+V/0。03719-0。1087D)+2GD/V2 (7)
上式适用于铜管等相当光滑管道,对旧钢管其水头损失应按上式增加30%。
综合以上公式,选择上述计算公式,计算水头损失值比较见表7.1。4一1。
从上表可见,由于各公式本身的局限性或某些缺陷,以及采用的系数值(N、n、)差异,其计算结果相差较大。尤其我国“内水规范”采用的公式算水头损失值为最高。
    考虑下述因素:
1.自动喷水灭火系统管道计算与室内给水系统管道计算的一致性;
2.据《美国工业防火手册》介绍:”经过实测,自动喷水系统管道在使用20~25年后,其水头损失接近设计值”。在我国于30年代安装的工业民用建筑的喷水系统管道,至今己有50年以上的历史,有的因锈蚀而堵塞,更多的仍在继续使用,所以管道水头损失的计算公式宜偏于安全。   所以在目前国内对自动喷水管道尚无水头损失实测资料之前,计算公式采用“内水规范”的公式:
    注:局部水头损失计算,国内外采用的方法不外乎用公式计算或估算两种:公式计算是基础,但为了方便计算,且公式计算中的局部阻力系统S值也是一个经验系数值,同时局部水头损失值的比例也较小。因此各国规范中对局部水头损失都采用估算方法。现分述如下:
    我国《室内给水排水与热水供匠设计规范》规定:消防给水管网局部水头损失按沿途
水头损失的10%计;生活、生产、消防共用给水管网,按20%计算。
    我国《给排水设计手册》第三册建议,自动喷水系统管道局部水头损失,按沿途水头损失的20%计算取用。
    英、美、日、联邦德国等国规范,均采用当量长度法计算。
英国FOC规定:轻危险级中的系统,水流经过弯管、丁字管的局部水头损失相似于2m长的直管;
中危险级中的系统和严重危险级中的系统,相应为3m管长。美国规范规定:见表7·1·4一2。
    日本、联邦德国规范的当量长度表与上表相同。上表是按管道材质系数C一120计,C=100时,需乘以修正系数0.713。
    采用当量长度表的计算精度虽然较按沿途水头损失加20%的计算精度要高,但还是一个估算方法。据美国资料介绍,曾有人对一根6×2的异径三通管实际测定,其局部水头损失(如图715所示)。
    当主管流量Q由2250~1000gal/min变化时,相应在转弯处的局部水头损失值的变化为2.7~0.61bf/IN2。折合2”管道沿途水头损失的当量长度为13。5~3FT而NFPA标准对2”管道的三通管当量长度为10FT(3.1m)。所以可以认为上述当量长度表是一个平均值。
目前我国四川消防机械厂生产的报警阀系仿制澳大利亚的产品,故报答阀的局部水头损失h值,采用了英国规范中的数值。
第7.1.5条  自动喷水灭火系统管道水力计算较为烦琐,因其分伎管路较多,管道中同时有许多喷头喷水,且每个喷头的流量由于各处水压不同而各不相同,且冗长的、重复的计算过程中还可能出现人为的差错,为简化计算,国外规范中都列有管道估算表(见表7。1。5-1)。
由于实际工程设计中管网布置形式多变,且火灾发生时喷头实际动作情况也是多变的。因此,如何编制管道估算表以及管道估算表的适应范围,这在国外资料介绍中也有所不同。苏联规范规定,可按估算表初步确定管径,并用水力计算进行验算;英、美等国规范将估算表列入规范正文,可以与水力计算法同样有效的确定管径。但管道估算表不适用于环状管网和布置复杂的枝状管道中,所以最好的办法是采用电子计算机进行水力计算。但限于条件,目前还不能得到普遍推广,因此有条件地采用管道估算表法,是当前比较现实的简化计算法。
根据本规范表2。0.1所规定的基本设计数据和7.1.1至7.1.4所规定的计算方法,通过计算汇总,求得适用于本规范的管道估算表(见表7.1.5一2)。作为设计参考。
第二节  减压孔板和节流管
第7.1.2条  孔板必须具有无毛刺光面中心孔的黄铜板,其厚度为:。50~80mm,
8=3mm,100~150mM,8=6mm。200mm,6=9mm。
减压孔板局部水头损失计算公式:
H=S2G/V2(MH2O)  (8)
式中0——流量(1/S);s——孔板比阻值。
S=2GNV。D4/1。6×107(9)
式中S——孔板局部阻力系数。
S=(1十1-D/B2/0。7。07)·(D/D-12)(10)
D——孔板所在段的管径(mm);
d——孔板的孔口直径(mm)。
表中数值仅值适用于公称直径缩小1号时,当直径缩小2号时,当量长度应乘么3.5倍,当直径缩小3号,当量长度应乘以9.5倍。

 
 
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