自动喷水灭火系统设计过程中应注意的几个问题

李洪波

[摘要]从工程设计的角度，结合在工程设计以及施工配合过程中所积累的实践经验，对自动喷水灭火系统设计中喷头的选型与布置、管网布置、水力计算、减压设施的设置等问题进行分析和探讨。

[关键词]自动喷水 喷头 管网形式 水力计算 减压设施

中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0310119－01

自动喷水灭火系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点，近几年来在我国被广泛推广应用。但在工程设计以及施工的过程中，由于一些关键部位或环节的把握不是很完善，致使自动喷水灭火系统在实际运行的过程中，出现各种各样的问题。下面将本人在工程设计以及施工配合的过程中积累的点滴经验总结一下，希望能与大家共同分享，也希望大家多加批评和指正。下面将从喷头布置、管网形式、水力计算以及减压设施的设置等几个方面分别予以论述。

一、喷头的选型与布置

自动喷水灭火系统的喷头作为布水的直接部件，其选型及布置方式的恰当与否将直接影响整个系统的控火灭火效率，因此合理选择和布置喷头是自动喷水灭火系统设计安全与经济的关键。

（一）喷头的选型与布置原则：1．喷头的选型应与设置场所协调一致，即根据建筑物的不同功能部位选择不同温度等级、不同形式的喷头；2．确保作用面积内的喷水强度、喷水的均匀性以及喷头的适时开放；3. 确保喷湿一定范围内的墙面；4．确保不出现未被覆盖的空白，也不出现过多的重复覆盖面积；5．喷头间不相互影响；6．按规范要求合理处理障碍物的遮挡。

（二）喷头布置。工程设计中喷头布置应视建筑平面，在喷水保护范围内，可灵活采用正方形、矩形或菱形布置。设计时必须根据工程实际情况，在满足规范要求的喷水强度的条件下，按喷头的实际工作压力，结合建筑分隔、结构柱网和装修形式等灵活布置。在平面布置时，喷头间距未必是个定数，应根据喷头所在位置的具体条件来确定，做到既经济又能保证喷水强度和喷水的均匀性。另外，在施工的过程中应注意对喷头的保护，确保其不

受损坏。

二、管网布置

管网布置是在喷头布置的基础上进行的，随意性较大，经过大量的计算和比较确认：采用居中进水（即配水支干管与成组喷头支管居中连接）最经济，管网水力计算最方便，且在管道布置的过程中，尽量减少配水支管与配水干管之间的连接点。作过自动喷水灭火系统水力计算的同行们都清楚，最不利作用面积确定后，该部分管网水力计算完成后，以后的管网不计流量，只计损失，包括沿程损失和局部损失，沿程损失是没有大的变化的，而局部损失却存在很大的变化，配水支管与配水干管之间的连接点越多，局部损失就越大。因此，在管网设计的工程中，尽量采用居中布置，尽量减少配水支管与配水干管之间的连接点。

三、水力计算

水力计算将决定系统投入灭火的水量以及对灭火水量的分配，是关系系统可靠性、合理性和经济性的一项重要设计内容。根据对《自动喷水灭火系统设计规范》的理解和通过对大量相关资料及部分工程实例的分析，建议水力计算采用“矩形面积-逐点法”，即首先确定最不利作用面积在管网中的位置，作用面积的形状宜采用矩形，仅在作用面积内所包含的喷头计算其出水量，之后选定最不利计算路线，采用节点流量法将最不利作用面积内的每个喷头的压力值和出流值一一求出，当两个分支交汇时，根据两分支的压力差对压力较高的分支进行流量修正，然后将作用面积内经过流量修正之后的所有喷头出流量的总和作为整个自动喷水灭火系统的设计流量，在此以后的管段流量不再增加，仅计算沿程和局部水头损失，一直算到管网起点。在进行水力计算的过程中，对最不利作用面积的确定、最不利点水压和配水支管管径三个方面应予以格外注意。

（一）最不利作用面积的确定。最不利作用面积的形状宜采用矩形，其长边平行于配水支管，其长度不小于作用面积平方根的1.2倍。当配水支管的实际长度小于边长的计算值时，作用面积要扩展到该配水管邻近支管上的喷头。

（二）最不利点水压。根据《自动喷水灭火系统设计规范》，最不利点水压一般为0.10MPa，最小不应小于0.05MPa。过去大家都习惯认为0.05MPa是针对屋顶水箱高度往往难以满足最不利喷头压力值而提出的，在计算消防泵扬程时，都取0.10MPa。但实际情况并非如此，最不利喷头的工作压力应根据要求的喷水强度以及该喷头的保护面积和特性系数经计算后求得，当该值小于等于0.05MPa时，取为0.05MPa，当该值大于0.05MPa时，按实际计算数值计取。

（三）适当放大一级配水支管管径。配水管道是自动喷水灭火系统的重要组成部分，配水管道管径的确定，不仅影响到整个系统的造价，更关系到消防系统的安全性。在流量确定的条件下，流速是确定管径的重要参数。在生产、生活给水系统的水力计算中，管道的流速一般采用经济流速，以使管道的基建投资与经常性的运行能耗得到优化匹配，在自动喷水灭火系统给水管道的水力计算过程中，虽然不能完全参照经济流速，但也应适当的将流速降低，即将配水支管管径适当放大。

做过水力计算的同行们都知道，如果配水支管的管径相应放大一级（与习惯做法相比），配水支管的水头损失一般会减少0.03MPa左右，大家知道喷头的工作压力与出水量存在一定的关系，即压力越高，出水量越大。若未放大管径，支管喷头喷水必然极不均匀，其出水量必然过大，造成设计水量过大，消防水池容量过大，消防泵扬程增加。因此，自动喷水灭火系统管道管径设计时，配水支管可适当采用相对较低的设计流速，即可考虑将支管管径放大一级，以尽可能地保证作用面积内的喷头出水均匀。

四、减压设施的设置

《自动喷水灭火系统设计规范》第8.0.5条规定：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、中危险级场所各配水管入口的压力均不宜大于0.4MPa。一般情况下，大家仅考虑在配水管入口处压力大于0.4MPa时才设置减压设施，然而我们知道系统水量的计算是根据最不利点计算得出的，这样就必然造成其它楼层着火时，消耗的水量大于计算的水量，将过早的用完消防贮水，给消防系统的安全性造成隐患。因此，建议大家做自动喷水灭火系统水力计算时，应逐一校核各配水管入口处的压力，建议管网入口压力超过计算压力0.05MPa时，均考虑采取减压设施。减压的方法可以采用设置减压孔板、节流管等方法，以期达到减压目的，确保消防系统安全。

参考文献：

[1]自动喷水灭火系统设计手册编委会主编，自动喷水灭火系统设计手册，北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2]核工业第二研究设计院主编，给水排水设计手册，第2册，建筑给水排水，北京：中国建筑工业出版社，2001.

[3]中华人民共和国公安部主编，自动喷水灭火系统设计规范，北京：中国计划出版社，2005.