[分享]消防设计:自动喷水灭火系统设计中的几个问题

发表于2015-03-26     1915人浏览     7人跟帖     总热度:331  

标签: 消防 喷规
  自动喷水灭火系统的设计中的很多问题大家是见仁见智的,工程设计中的技术经济也是说不完的话题,但一个粗略型的系统和一个精细型的系统,在很多方面还是会展现出不同的面貌。至目前为止,自动喷水灭火系统以其灭火的有效性和较高的自动化程度,在建筑保护上的应用越来越深入和广泛,随着经济和社会各方面的进步,在该系统的设计过程中的很多问题将来也必能得到妥善解决。
  自动喷水灭火系统的种类较多,有些问题常会困扰设计人员,或者容易忽视,本文以应用较多的湿式系统为例,选择有限的几个问题进行部分探讨,希望能对有关问题获得更多的思考和更明了的看法。
1、平均喷水强度
  自动喷水灭火系统的喷水强度和作用面积是设计中需关注的两个重要参数,《自动喷水灭火系统设计规范》中规定的设计参数是根据美国标准中的数据表取各区的较大值所得,均没有涉及到平均喷水强度的概念,而喷头的实际喷水情景中,相互有不等的双、三、甚至多次重叠覆盖的区域,从灭火效果的角度,以最薄弱的地方作为灭火的最低控制指标比较合理,即该区需达到规范给的数据4、6、8L/(min·m2)等强度值。
  为适应各种情况,洒水喷头的性能上,自然要求其喷水分布越均匀越好,在这个前提下,非重叠喷水区域的喷水强度较薄弱,以之作为设计参数的控制标准,这样,包括洒水重复覆盖区在内的平均喷水强度值将大于灭火试验定出的最小所需喷水强度值。此时,最不利作用面积内,喷头洒水重复覆盖区越多,入口处所需的流量就越大,为保证末端水压,就要更大的管径减小水损,总之,最不利喷头和非重复覆盖区相当于系统的短板,一些措施,比如用方形洒水的喷头可减少重复覆盖、用与喷水强度对应的流量系数的喷头的方式以方便设计等等,但系统中压力的复杂性决定了这些措施难以实现。
2.最不利喷头位置的确定
  自动喷水灭火系统的压力以最不利喷头所需压力为条件推算,如果最不利喷头本身的确定出现问题,比如所选的实际为次不利喷头,得出的系统所需压力就会偏小,虽然有人说,可以在选泵时考虑一定的余量,但这其中的不确定性问题是需要校核的,总的来说,最不利喷头位置的确定是需要重视的。
3、防火分区内的整体均匀性问题
  2005年版《自动喷水灭火系统设计规范》4.1.4.4条提到喷头洒水时应均匀分布且不受阻挡,因火灾位置的不确定性,从消防的宗旨出发,这里面有两层意思,一是单个喷头本身布水的均匀性,二是多喷头合理布置以整体上均匀地布水,第一点要求喷头产品本身性能要达到标准,第二点则对喷头的平面甚至空间布置的配合提出了要求,鉴于工程系统的影响因素的复杂性,喷水强度的均匀性很难达到较高的程度,实际设计和安装完成后,可能出现的情况有:
  (1)如同前面图示中重叠区与非重叠区导致的喷水强度的不均匀性;
  (2)建筑物不同区域的平面形状差异导致各区喷头布置的形式(矩形、菱形、不规则形等)和间距不同,从而导致平面上不同区域喷水强度的不均匀性,有喷水强度较大、较小及过渡的区域,这样,同样的火灾在防火分区内不同的区域,灭火耗时有所不同。
  鉴于建筑平面分割区的不确定性和重复覆盖喷水的难以避免,设计时只能尽可能均匀分布喷头和压力。
4、复杂结构梁之间的喷头布置
  在面积较大,弯曲弧度不同的大梁分布区的喷头布置给设计人员提出了难题,有时候参考井字梁的布法,但很难与周边的喷头组合成满足规范和喷水强度效果较好的间距,考虑各种因素后往往形成不规则的分布区,若因为其他原因导致设计修改,这些喷头较之规则的布置方式调整起来也复杂些,设计中也只有一个个喷头边布置边调整以满足规范要求。
5、防火分区的变动对自动喷水灭火系统设计工作的影响
5.1、工作量、设计参数与设备选型上
  对建筑专业来讲,其防火分区范围主要是按面积控制,相对较简单,但是对设备专业的影响较大,设备专业的系统在防火分区范围内延展,有牵一发动全身的影响,比如两个建筑防火分区中间的一条不宽的走道的处理,划归哪个分区,对设备专业来讲就涉及到这边多延展一点,另一边砍掉一点,如果这一点是设备系统的末端等控制点且在设计参数的临界点附近,就可能涉及整个系统的大调整,牵涉到设备专业的设备选型,系统形式、结构、性质方面的变化,而一栋较大建筑中这种防火分区的调整问题有时会出现很多,比如在大面积的公共建筑中,在设计时间有限的情况下,有时这些产生的当时工作量或在后面的审查审图中提出的设计的不合理而产生的费用和设计人员的工作量的增加,浪费了人力成本。
  为避免这些问题,如果建筑专业的防火分区边线不可控地变动较多的话,就迫切需要软件来解放设计人员的工作量问题。
6、末端试水装置的结构问题
6.1 部件组成
  末端试水装置是为了验证系统的工作可靠性。目前行内的主要争议在于试水截止阀的位置,设计规范上再条文解释里给出的图样上,截止阀在压力表之前,技术措施上的图示却压力表之后,还有一种意见是压力表前后均加设阀门。
  从这个装置整体本身与供水系统的独立性考虑,截止阀放在压力表前较合理,对于检修和更换均较方便;从该装置的简易型考虑,附件也不宜过多,后面的阀门取消较好;综合看来,设计规范上的解释还是较合理的。
  目前还有种看法,因为末端试水装置作为一项检测措施,由具备同等功能的可临时装卸的产品代替永久装置,可由消防验收单位持有,需检查的时候与相应的活接口连接即可,这样,当重要的工程有多个重要的配水支管末端的时候,还可以随时检测各次不利处喷水的可靠性。
6.2 末端试水装置的高度与操作条件
  从原理上,末端试水装置要检测系统最不利喷头处的压力和流量,如果末端检测口离最不利喷头过远,比之过高或过低,都不能如实反映应该反映的数据。有的工程把末端试水装置直接从吊顶里下到地面上人眼高度,以利于操作和观察,但这就增加了一两米的水头了。
  最不利喷头试水排水方面,是管道排至室外废水系统,还是拿个容器贮存利用都是可以考虑的。如果试水很频繁,按废水排放不利节水,可以考虑其再利用;如果试水次数不多,可以考虑排至容器或就近的卫生设备,如果建筑面积大而底部出水不好处理,为末端试水专设排水管就较麻烦了。
7、跳喷现象
  据国外的实验数据,喷头过近,导致一个喷头的降温冲击效果使紧邻的喷头达不到动作温度的现象,说明系统本身内部的相互影响也可能导致整个系统灭火效能的降低,这也可能说明,想各方面均较好的满足要求的静态的灭火系统也许是不存在的。
8、设备之间的影响
  设备专业各自有自身的系统共同为建筑服务,暖通专业的通风排烟系统对自动喷水灭火系统的布置影响较大,喷头的喷水也要考虑其作为障碍物的影响,还有需增设喷头部分对报警阀组数量的影响;有时暖通专业采用的系统形式直接决定需不需要设置自动喷水灭火系统。
  另一个问题是,在设备安装的时候,原来定点布置的喷头、弱电设备的火灾报警传感器、电气的灯具、空调的风口等等,都是安排在天花板下的有限空间内,他们之间避让的余地并不大,建筑物竣工后的状况与设计图纸相差多少,是否满足规范,今后有无隐患?等等,需要了解其他专业的设备位置,并有综合设计的概念。

  总之,自动喷水灭火系统的设计涉及很多方面的考虑,基础数据、系统优化等,本文提到的只是有限的部分问题,毋用置疑,其他的消防系统也有很多细节需要注意,要想做好设计工作,还需从各方面进行提高。
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设备专业各自有自身的系统共同为建筑服务,暖通专业的通风排烟系统对自动喷水灭火系统的布置影响较大

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总之,自动喷水灭火系统的设计涉及很多方面的考虑,基础数据、系统优化等,本文提到的只是有限的部分问题,毋用置疑,其他的消防系统也有很多细节需要注意,要想做好设计工作,还需从各方面进行提高。

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设备专业各自有自身的系统共同为建筑服务,暖通专业的通风排烟系统对自动喷水灭火系统的布置影响较大,喷头的喷水也要考虑其作为障碍物的影响,还有需增设喷头部分对报警阀组数量的影响;有时暖通专业采用的系统形式直接决定需不需要设置自动喷水灭火系统。

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费了不少劲在专研又会花不少钱在普及,可实用效果我看不如更好的安全宣传和二具灭火器的来的有效。

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