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再論自動噴水滅火系統噴頭的安裝與選擇

2005-04-14   來源:北京市消防局    熱度:   收藏   發表評論 0

    一、新版《自動噴水滅火系統設計規范》的學習
  全面修改的《自動噴水滅火系統設計規范》,力求引導設計人員遵循系統基本原理和技術特點,使系統發揮自動撲救初期火災的作用。火災的發生、發展過程一般為:火災初起階段——發展燃燒階段——熄滅階段。自動噴水滅火系統,應在火災初起階段動作并發揮滅火、控火的作用,該系統對進入發展階段形成猛烈燃燒后的滅火、控火作用是不理想的。全面修訂工作,吸收國內、外成熟的新技術,強調合理的系統選型和配置,注重系統的整體性能。修訂主要包括以下內容:
   1.調整設置場所危險等級的劃分
  由原規范的3級4類(輕1中1嚴重2),調整為3級5類(輕1中2嚴重2)并增加倉庫級(3級)。這種細致的劃分,使系統更加趨于合理。
   2.對應危險等級調整設計基本參數
    對輕、中及嚴重危險等級,以“快速啟動系統,大強度、小作用面積噴水”的思路,參照國外先進國家的有關規范,按新劃分的危險等級,調整了設計基本參數。
    對于倉庫,則按室內凈高和貨品高度的不同,分別提出了設計參數,以及當采用貨架內噴頭時的設計參。
   3.系統的合理選型與配置
    (1)系統的選型
  提出了對系統整體性能的要求,增加了同一建筑同時采用多種系統、可局部設置系統、預作用系統可替代干式系統和ESFR系統、自動噴水一泡沫聯用系統的選用等規定。
    (2)噴頭的選型與布置
  噴頭布置是設計中的重要內容,實際工程中的問題較多,主要表現在以下方面:
  ①吊頂下布置普通型噴頭,嚴重影響噴頭的布水效果;
  ②盲目采用擴展覆蓋噴頭,加大噴頭的保護范圍,使噴頭與起火點的距離加大,延遲了噴頭的響應時間。
  ③通透式吊頂下安裝噴頭和不正確地采用集熱板,使噴頭不能處于室內空間上部的集熱區內,同樣延遲了噴頭的響應時間。
    4.各類系統及水幕的噴頭選型、宜采用快速噴頭的場所,提出了具體的規定,更為詳細具體地提出了各種系統的噴頭選型及噴頭布置的規定。主要內容包括:
  撲救地面火災系統閉式噴頭的最大安裝高度,噴頭最大水平間距,一只噴頭的最大保護面積,噴頭長方形布置時長邊的邊長,噴頭濺水盤與頂板距離,擴展覆蓋邊墻型噴頭的布置,通透式吊頂的噴頭布置,貨架內噴頭的布置,集熱板的設置等。
    5.供水
  對高度不超過24米且設置輕中危險級系統的建筑,提出了首批開放噴頭數和設置氣壓給水設備的規定,在保證系統可行性的前提下,給設計人員更大的選擇余地。
  對于高層、超高層建筑中消防車供水壓力達不到的部位,結合各地在設計和戰訓中積極探索的經驗,提出“應設水泵接合器、并采取為其供水增壓的措施”的規定。北京的作法是在超高層建筑的避難層處,利用手抬泵抽吸下部系統管網水,向上部管網供水,此時消防車利用消防水泵接合器向下部管網供水……,自成一套獨立的供水系統。   
  二、學習體會
    1.最易造成誤解的條文
    第7.1.13條“……能夠噴濕對面墻和鄰近端距濺水盤1.2m高度以下的墻面……”(下圖中①曲線所示),經常有人認為1.2米是從地面算起(下圖中②曲線所示)。對于建筑層高3.0米以下的建筑,誤解造成的影響并不大,也不被人們重視,但對于建筑層高較大的建筑物,這一點就會很明顯。

    2.本規范的局限性
  規范第5.0.3條雖然對網格、柵板類通透性吊頂的場所,系統的設計安裝提出了具體的要求,但是對通透性吊頂本身的幾何尺寸,卻不可能進行規定。實際上通透性吊頂,柵板面積與通透面積的比值、柵板的寬窄長短等幾何尺寸對噴頭布水影響是很大的。
  我們希望柵板面積與通透面積的比值在1/3以下;另外對于有些商業建筑營業廳部分,燈帶與吊頂結合設計,其寬度近80cm,如果簡單的按5.0.3條的要求在吊頂上設置噴頭,燈帶對噴頭布水的影響是顯而易見的。這種情況下應結合建審工作對燈帶尺寸提出要求,或按規范第7.2.3條規定提出在燈帶下加設噴頭的要求。
    3.新規范在建審工作的時效問題
    建設部《關于發布國家標準《自動噴水滅火系統設計規范》的通知》提出新規范“自2001年7月1日起施行”。7月1日對我們建審工作的意義是什么?我們建審工作什么時候開始按新版《自動噴水滅火系統設計規范》進行建筑設計消防審核監督?實際上類似的問題,在以前的工作中未引起大家的注意,在以后的工作中還會大量遇到,如不能很好的解決會造成不必要的麻煩。北京消防局經過研究后,認為通知中的規范施行起始日期是針對設計而言,建審工作與設計工作有一定的時差。為此我局在全市設計單位、消防專業施工企業及全市各分、縣局消防監督機構等不同類型的《自動噴水滅火系統設計規范》新規范宣貫學習班上提出:
   ①2001年7月1日以前設計的工程原則上按照原規范進行審核。對于原規范無規定的設計內容,如恰在新規范中有規定則應參考新規范進行設計、審核。
   ②對于2001年7月1日以前設計的工程如停工后重新復工則要求按新的規范重新復核,建審以新規范作為依據。
      ③對2001年7月1日以后設計的一律按照新的《自動噴水滅火系統設計規范》進行建審工作。
    三、自動噴水滅火系統噴頭的選擇與安裝
    1.賓館客房內噴頭的安裝
    新版規范對此的專門規定,大大方便了工程設計與施工,使之變為可能。對于賓館客房內安裝自動噴水滅火系統噴頭是減少火災損失,扼制大火發生的有效手段。但也應清醒的認識到,客房內的噴頭對室內睡眠狀態下的賓客(尤其是酒后),可能不會進行有效的保護。筆者曾參加多次火災調查,發現許多火災只有少量的可燃物燃燒,即造成室內人員CO中毒死亡。估計火場燃燒物品的發熱量,可能不會使普通噴頭在人員中毒前很快運作。所以賓館客房內安裝噴頭,應盡量選用快速響應噴頭,最好是快速響應早期抑制噴頭,以減少室內人員的傷亡。另外,近期有一種說法,“自動噴水滅火系統既滅火、又報警,故優于火災報警系統;安裝了自動噴水滅火系統可以不再安裝探頭。”我們認為這種說法,雖然有一定的道理,但也不免偏頗。因為火災報警系統探頭對于客房等一般居住環境可燃固體物質的火災,其響應時間要大大少于自動噴水滅火系統噴頭的響應時間,即便是同樣額定動作溫度感溫探頭與噴頭相比也是如此。故從減少起火客房內人員傷亡的角度講,各自系統有各自不同的作用,不要顧此失彼。
    2.防火水幕噴頭的安裝問題
    新版規范第7.1.15條是源于《建筑設計防火規范》的“防火水幕帶”,本條的“寬度”實際上是指防火冷卻水幕形成后水幕的“厚度”,與新版規范第4.2.10條所指的寬度的意義是不同的。另外,第4.2.10條中規定“防火冷卻水幕應直接將水噴向被保護對象”,在工程中這一點常常被人忽視,大部分的噴水水流只保護了防火卷簾的簾板部分,正確的安裝應包括簾板上部的金屬卷簾傳動結構及其墻體處安裝卷簾的預埋件(有些防火卷簾由于是土建完成后安裝的,使用膨脹螺栓固定,這種方法是很不牢固的)。這樣可以防止由于長時間的高溫,使砼爆裂,造成卷簾的整體脫落。
    3.桶裝賽璐珞及硝基電影膠片庫的噴水保護
  《建筑設計防火規范》第8.7.3條規定“建筑面積大于60m2或儲存量大于2t的硝化棉、噴漆棉、火膠棉、賽璐珞膠片、硝化纖維的倉庫”應設置雨淋噴水滅火系統;許多人對此不理解,認為這些物質燃燒時自身產生氧氣,噴水不能滅火,故不應設置。
     筆者曾做過散裝炮彈發射藥(外形類似于筷子)的特殊雨淋系統保護試驗,點燃發射藥后系統立即自動啟動。試驗結束后,發現約2kg的發射藥,仍有20%到30%得到有效的保護。經過分析,我們認為,①大量的噴水起到很好的降溫作用,雖然已經燃燒的部分在水中會繼續燃燒,但所產生的熱量被大量吸收,減少了其熱量對未點燃藥劑的影響。②并對未燃燒的藥劑型材起到隔絕作用,防止明火將其點燃。另外噴頭的設置與貨物的貯存形式有關,美國NFPA規范對硝化纖維膠片庫的存放形式也提出要求,對專用的存放柜內提出通風和噴淋保護的要求。
   綜上所述,我們認為對此類物質消防保護最為有效的辦法就是設置雨淋滅火系統,具體設計應按照新版規范倉庫危險級"級的規定進行。
    4.垃圾道、污衣井等部位噴頭的選擇與安裝
  建筑內的垃圾道、污衣井是建筑物的組成部分,其設立滿足了建筑物使用者的需要,從防火安全的角度看,其設置上下貫通,對建筑物豎向防火分區來說是“破壞”。另外,現在各種“建筑設計防火規范”和滅火系統設計規范對此要求幾乎沒有,可以說是一個薄弱環節。近年來隨著管理方面要求垃圾袋裝化和電梯的大量使用,這兩種設置有減少的趨勢,但不可能完全杜絕。安裝自動噴水滅火系統是解決其消防安全的有效辦法之一。具體要求如下:
   ①對于已經安裝自動噴水滅火系統的建筑物,其垃圾道或污衣并井的頂部應當安裝噴頭:對于15層以上的建筑物,建議每隔8~10層,在其井壁上安裝噴頭。
   ②此處安裝噴頭對于北方地區,應考慮防凍問題:井壁處的噴頭,應采取措施防止影響垃圾和污衣的下落,防止下落物對噴頭的損傷,有利于噴頭的集熱。
  ③噴頭宜選用專用噴頭,因井道的斷面不大,噴頭的噴射錐角要相適應,而普通噴頭噴射角度太大,使大量水體被噴射到井壁上,順壁流下,不能有效的利用。
     5.住宅簡易自動噴水滅火系統噴頭安裝
   住宅內自動噴水滅火系統的安裝,盡管在新版規范中未作規定,但此問題早已為人們關注,也是我們今后研究的方向之一。在國外這方面的研究早已開始,美國國家消防管理局研究指出,在家里安裝住宅用快速反映自動噴水滅火系統,可挽救許多寶貴的生命免受火災的傷害,避免無數財產損失;筆者1992年在日本研修時就看到,兩種家用自動噴水滅火系統:
   ①安裝在生活給水系統的簡易自動噴水滅火系統,其技術特點是幾乎無死水管段,以保證生活給水系統內的水體質量。
   ②由簡易報警控制裝置、噴水頭、氣壓罐、瓶頭閥及簡單管路組成的自動噴水滅火系統。其技術特點是在氣壓罐內貯有清水或泡沫滅火系統和壓縮空氣,保證系統工作的動力來源和高效滅火。
   對于我國目前的情況我們建議,在生活給水系統安裝自動噴水滅火系統噴頭,形成簡易的自動噴水滅火系統的方法是基本可行的。
   結束語:本文對新《自動噴水滅火系統設計規范》在學習、設計、審核中應注意的問題和依據新《自動噴水滅火系統設計規范》對自動噴水滅火系統噴頭的選擇和安裝進行了探討,希望對同行們在工作中有一定參考價值,不妥之處敬請斧正。


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