自动喷水灭火系统关于管径确定的探讨
黄智昭
[摘要] 文章阐述了自动喷水灭火系统，在民用建筑中危险级场所，如何确定各管径的配水管道能控制多少数量的标准喷头。建立了一种特殊情况下的水力计算表，为确定自动喷水灭火系统的管径提出一些探讨。
[关键词] 自动喷水灭火系统管径喷头数量
[作者简介] 黄智昭，中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司，助理工程师，广西南宁，530053
一前言
自动喷水灭火系统（以下简称“自喷系统”）是扑灭初期火灾的有效自动灭火系统，能有效抑制轰燃的发生，使火灾在初期阶段就被有效控制和扑灭。目前，在各类民用和工业建筑中，得到了广泛的应用。而如何确定自喷系统的管径，既满足喷水强度的要求，又能满足配水管入口压力的要求，同时还能兼顾经济性原则，成为广大设计者要考虑的一个问题。
二规范
《自动喷水灭火系统设计规范》［1］（以下简称《喷规》）8.0.7条：“轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数，不应超过表8.07的规定。
表8.0.7 轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数
三问题
《喷规》为中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数做出了规定，在确定自喷系统管径时，设计者往往直接按照规范规定的喷头控制数来进行选取。
自喷系统在实际应用过程中，却经常遇见各种不同形状的最不利灭火区域，以“高新区大学生科技创业见习基地—1#楼”地下车库边墙附近的狭长型区域为例，布置成土字型管道，见图一。
图一自喷平面布置图
规范《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》［2］7.2.3.1条：“喷头应设置在汽车库停车位的上方”。根据车位的布置，配水支管上的喷头间距达不到正方形布置时的最大边长3.4m，而布置成了图一所示。
《喷规》［1］9.2.1条：“管道内的水流速度宜采用经济流速，必要时可超过5 m/s，但不应大于10 m/s”。《喷规》［1］8.0.5条：“管道的直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.4MPa”。
对上述自喷系统进行水力计算，所得结果见表一。明显可知，8～9段与21～10段流速超过5m/s，9、10、11、12、13、22、23点压力超过0.4MPa。
采用上述图示管径时，配水管的多个配水点压力较高，使得整个系统的配水压力不均衡，且管道内的流速非经济流速，整个自喷系统在灭火时的安全性、稳定性不高，达不到最佳的灭火效果，应做相应调整。
表一水力计算表
计算结果: 所选作用面积:160.0m2，总流量:37.27 L/s，平均喷水强度:13.98 L/mi n·m2，入口压力:48.22 mH2O。
四改进
在确定自喷系统管径时，将小管径的配水支管控制的标准喷头数减少，可以有效的降低配水管网的压力，更好的保证配水管网的压力均衡，提高系统管道的水力性能，增加自喷系统在灭火时的安全可靠性。在需要布置自喷系统的高层建筑中，所需压力降低后可以减少自喷系统的分区；可以减少自喷系统的设计流量，有效降低消防水池的容积，减少消防水池在地下室内占用的空间。
地下车库边墙附近的狭长型区域，重新布置如下，将配水支管控制的标准喷头数，改为DN25控制1个喷头，DN32控制2个喷头，DN40控制3个喷头，DN50控制6个喷头，DN65控制10个喷头。
图二自喷平面改管径后的布置图重新进行水力计算如下，见表二：
表二自喷改管径后的水力计算表
计算结果: 所选作用面积:160.0m2，总流量:31.03 L/s，平均喷水强度为:11.64 L/min·m2，入口压力:25.52 mH2O。
由上表可知，各管段的流速都控制在5m/s以内，各点的配水压力值也都不超过0.4MPa。调整管径后，自喷系统的压力与流量值，都有了明显降低，在火灾发生时可以达到更好的灭火效果。
五结论
中危险级别场所，160m2的作用面积内，一般只能设置20只左右的喷头。超出最不利作用面积之外的部分，水量不再发生变化，故主管直径一般不再发生变化，与作用面积内最末端的主管直径相同。因此，直接按《喷规》［1］表8.07，用DN80管道控制32只喷头，做为主管直径显然是不合适的。主管直径至少选到DN100～DN150。由此可推，DN150管控制整个作用面积内的喷头，DN100管控制22个，DN80管控制14个。
实际应用中，中危险级别场所配水支管控制的标准喷头数，建议采用表三。
表三中危险级控制标准喷头的数量
自喷系统越来越广泛的应用于各种工业建筑、民用建筑。科学、合理的布置管道，能让自喷系统在灭火过程中，更安全、更稳定的发挥作用，取得更好的经济效益和社会效益。
[参考文献]
［1］自动喷水灭火系统设计规范(GB0084—2001 )[S].北京：中国计划出版社，2005.
［2］汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB50067—97）[S]. 北京：中国计划出版社，1998.
［3］中国建筑设计研究院。建筑给水排水设计手册第二版（上册）[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2008.
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