关于建筑自动喷水系统设计的探讨

王丽霞

摘要：建筑自动喷水灭火系统的设计非常重要，无论是工业建筑、居民建筑还是商用建筑，都有自动喷水装置。自动喷水装置系统集报警、灭火能力为一体，具备很强的优越性，能在发生火灾的第一时间内迅速反应，再加上灭火速率高，在消防设计中的使用度越来越常见。当前建筑、仓库、大型商业建筑、人员密集和可燃物集中、火灾隐患存在的场所比较多。一旦发生火灾疏散困难，组织救援与灭火都比较艰难。面对这种现状消防措施的设计非常重要，消防措施更无法离开自动喷水系统。

关键词：基本参数；系统组件；平面布置；管网布置

当前社会经济的发展步伐加快，建筑在实际发展的过程中有可能因为火灾而造成巨大损失。尤其是高层建筑、超高层建筑、仓库、物流、商业生产等不同领域内的生产。自动喷水灭火技术是一项比较成熟的消费技术，从国外引进该设备之后，我国就有大量的技术与设备，到今天已经使用超过三十年的经验。不同的工程设计方式也存在差异，文章对其进行简单分析。

1. 设计初期的事项

1、确定是否设置自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统只是众多自动灭火装置内的一种，其余常用包含有水喷雾、七氟丙烷、固定水炮灭火系统等。自动喷水灭火系统的设计由建筑设计院中的给排水专业负责。工程师接到一项建筑工程的建筑平面图后,依据《建筑设计防火规范》的8.3章相关要求，具体工程具体分析。

规范中直接可以查阅到的，可以很明确判断是否设置自喷系统。但是工作中经常会遇到一些规范里没有直接规定的工程情况，就需要设计人员根据防火规范相关条文和条文解释以及当地消防部门的具体要求去考虑和设计了。举一个工程实例：某一厂房名称为羊绒制衣厂，层数1层，总面积11000平米，其中含有约800平米的仓库，约500平米的办公和附属用房。依据建规8.3.1.2条，本工程需要设置自动喷水灭火系统，所以在全面积内设计了自喷系统。但是在审图通过后，甲方想节约费用，三番五次向设计院提出了取消自喷系统的要求。后考虑仓库和办公未达到设置自喷的面积要求，又设置成了单独的防火分隔区，经过审图中心和当地消防部门的同意，取消了仓库和办公的自喷系统。

2、确定基本的设计参数

在确定了一个工程需要设置自动喷水灭火系统后，下来依据《自动喷水灭火系统设计规范》设计。首先查规附录A，确定建筑物的火灾危险性等级，之后就要确定系统选型和基本设计参数。

据查阅，目前国内70%的场所采用的是闭式系统，而湿式和预作用最为常见。基本设计参数主要是喷水强度、作用面积、持续喷水时间、开放的喷头数量、喷头间距、喷头工作压力、系统最不利点处洒水喷头的工作压力以及计算的理论用水量等。

1. 喷水强度是最基本最重要的控制数据之一。火灾危险等级划分决定了喷水强度。设计人员根据规范的第5章节去选取。其中第5.0.2条，我在设计工作中有一些感悟想谈一谈。新的自喷规范，针对最大净空高度有了新的变化。高度大于12米的民用建筑，也可以设置自动喷水灭火系统了。在实际常用的工程中，我认为有更好的选择。

拿一个工程做为例子吧，某一老年人建筑是3000多平米的三层综合楼，按建规的8.3.4.5规定，肯定要设计自动喷水灭火系统。火灾危险等级为轻危险级，在高度小于等于8米的场所喷水强度为4L/min.m²，而中庭高度为12.5米。按照5.0.2条，喷水强度为15L/min.m²。中庭的喷水强度直接导致自喷系统用水量变大，且中庭不吊顶，安装自喷管道也并不美观。所以我便把中庭自喷系统另外设置成自动扫描射水高空水炮灭火装置。水炮额定工作压力为0.6MPa，与自喷系统一致。每个水炮用水量为5L/S，同时作用水炮数量为2个。这样，可以解决美观问题，也可以降低自喷系统的用水量。

另外，吊顶是网格、栅板类等通透性吊顶的场所，其喷水强度要按照规定值的1.3倍计算。有的设计人员不重视吊顶问题，一定要与建筑人员咨询好，不要擅自确定，以免喷水强度不够，导致系统设计出错。

2. 作用面积。喷规中针对不同类型、不同高度等建筑物均有相应的要求。确定了作用面积，才能计算喷头动作数量和用水量。喷规5.0.10.1条干式系统作用面积应按对应值的1.3倍确定，设计人员要格外重视。

3. 持续喷水时间，一般的民用建筑为1小时。但是喷规的5.0.4条仓库及类似场所采用湿式系统的设计基本参数，特别给出持续喷水时间的不同要求。设计人员在设计此类型时，一定要注意调整数据，否则会导致自喷用水量计算偏小，达不到灭火使用要求，导致严重后果。

4. 喷头工作压力。首先在喷规5.0.1的注释里，规定了湿式系统最不利点处洒水喷头压力不应低于0.05MPa。实际在用软件计算系统压力时候，为了保险起见，此值一般设置为0.10MPa。其次，在喷规5.0.5仓库及类似场所采用早期抑制快速响应喷头时和5.0.6 仓库及类似场所采用仓库型特殊应用喷头时，对喷头最低工作压力有要求，不再是0.05MPa。设计人员在设计仓库时，也要注意调整设计数据，以免系统的压力不够，导致喷水强度不达标。

3、计算自动喷水灭火系统的用水量

确定了以上各个参数后，就能计算理论用水量，即喷水强度乘以作用面积再乘以灭火时间。但是各喷头的喷水量不可能相同，再加上其他因素导致的水量损失，所以需要用理论值去乘以一个系数，一般为1.15-1.30，得出最终的设计用水量。

二、设计中期

1、确定自动喷水灭火系统的组件

自动喷水灭火系统的组件包括喷头、报警阀组、水流指示器、压力开关、末端试水装置等。在自喷规范的第6章节有各自详细的规定和选用。下面说一点设计中对喷头和报警阀组的心得体会。

1. 喷头。设计人员根据第6.1节对喷头的各项规定，去确定适合不同建筑类型的喷头。在实际工程中，有些设计人员对喷头的选用不重视，导致施工返工的情况不少。

喷头的条纹较多，有的互相穿插关联，需要设计人员细细地甄别。比如6.1.1的表格，不同的工程类型，喷头的流量系数、相应时间性能、场所净空高度等都不尽相同。另外6.1.7条专门提出了宜采用快速响应洒水喷头的场所，设计人员接到设计任务后，要看一看工程是否属于6.1.7条的内容再进行设计。

2. 报警阀组。报警阀组是设计中一个重要的考虑因素，因为它决定了自喷系统的立管布置数量和接入形式。一般来说，报警阀组都是集中设置在一处报警阀间或者消防水泵放内。不同的系统要采用不同的报警阀组，报警阀组分为湿式报警阀组、干式报警阀组、雨淋报警阀组、预作用报警装置。

这里需要注意两条，第一条是系统控制喷头数量湿式系统、预作用不宜超过800只，干式系统不宜超过500只。所以设计人员在把平面的喷头按照要求布置完成后，需要统计出各层或者各防火分区的喷头数量标注在平面图下方，才能计算出需要的报警阀数量，才能计算出自喷的立管位置和数量。第二条主要是设置通透性吊顶时会遇到，当吊顶上下均布置喷头时，不用全部都计入总数，只把数量较多一侧的洒水喷头计入报警阀组控制的洒水喷头总数。

另外注意喷规6.2.4每个报警阀组所带喷头高差不宜大于50m。高差太大的话最高、最低位置喷头压力与流量均难控制会失衡。设计人员在设计高层建筑的自喷系统时候，尤其要注意这条，避免出现错误的设计。

2、在平面图中布置喷头、管网等

（1）喷头的布置。自喷规范的7.1章节，对喷头布置的各种情况均有详细规定，这里不一一赘诉。想结合工程实例，谈一谈自喷规范7.1.13条通透性吊顶的问题。某一个工程，设计人员设计前期并未考虑吊顶的形式，自以为是实顶吊顶，设计了下垂型的吊顶喷头。消防部门去现场验收时，实际是通透率大于百分之七十的格栅吊顶，喷头应该设置在吊顶上方才对。最后不得不返工，重新按照正确要求布置了喷头。

（2）管网的布置分区。建筑竖向太高或者平层设置了多个防火分区时，比如高层建筑、大地库等，须分区设置多个自动喷水灭火系统。目前有平面分区和竖向分区两种。

平面分区原则：第一要与建筑的防火分区保持一致；第二由报警阀最多控制喷头个数决定，须满足喷规的6.2.3条。

竖向分区原则：在自动喷水灭火系统管网之内的工作压力不应大于1.2MPa。每一分区内的最高喷头与最低喷头之间的高差控制在50m内。为确保供水均匀性，在低区入口处设减压设施，将入口压力控制在0.40MPa以下。

三、设计后期

后期有水力计算、系统流量、减压设施、供水方式等事项。下面说一说对减压设施和供水方式的理解体会。

1. 减压实施包括减压孔板和节流管、减压阀

按照自喷规范9.3.1条的内容，可以算出减压孔板的孔径。节流管我在设计中一般很少用到，还是以减压孔板和减压阀较为常见。减压阀在9.3.5条中有非常详尽的规定，设计人员要格外注意，结合工程实际经常犯错的忘记设置过滤器和备用减压组，给使用造成极大不便。

2. 供水方式的设计

自喷系统需要的水压一般会高于市政给水管网的压力，所以需要设置临时高压供水系统。由消防水池，高位消防水箱，消防水泵、增压稳压装置等联合供水。

首先要计算喷淋泵的流量和扬程，在初期设计中即可计算出流量，管网布置好后，根据最不利点喷头压力、水力损失、高差等可以计算出扬程，一般每个单位都会有自己的计算表格形式。接着计算消防水池需要储存的自喷用水量，这里需要注意不同工程所要求的持续喷水时间，避免水量计算偏小的情况。喷淋泵的出水管要成环，并且设置压力开关。

自喷系统的高位消防水箱，在自喷规范的10.3章节有详细规定。一般自喷和消火栓系统共用高位消防水箱。在实际设计工作中，需要注意的是，稳压装置后的出水管，需要分别接进消火栓立管和自喷立管。在自喷立管上要设置流量开关。

结语：综上，工程设计要以实际为基础，以专业知理论为铺垫，以规范和规程为指导方向，结合国家的规定、行业规范、前人经验的基础上创新设计，设计人员还需要思考不断推进创新，以及完善。在火灾对整个社会造成巨大影响的今天，总结历史经验和教训、不断完善和创新，促进设计发展是当前发展的重要途径，也是实现消防现代化管理的可行之路。