消防自动喷水灭火系统设计

汤小亚

摘 要：消防自动喷水灭火系统技术设计人员应该提高自身对系统的理解，认清系统设计中的不足之处，通过改进设计方法，保证整个系统运行更加稳定，提高系统控火、灭火的能力。结合实际经验，分析了消防自动喷水灭火系统的常见设计问题，并探讨了自动喷水灭火系统的消防给水、主要组件设计和水力计算，以供参考。

关键词：自动喷水灭火系统；喷头布置；水力计算；基本参数

中图分类号：TU892 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.069

消防自动喷水灭火系统集报警、灭火为一体，具有反应迅速、控制及时、灭火效率高等特点，因而在消防设计中得到了广泛的运用。目前，在消防喷水灭火系统设计中还存在一些设计缺陷，只有研究、分析这些缺陷，完善设计中的不足之处，才能确保真正发挥消防自动喷水灭火系统的作用。

1 消防自动喷水灭火系统常见设计问题

1.1 设计基本参数选择不准确

自动喷水灭火系统设计中的两项基本参数分别是系统作用面积和喷水强度，基本参数由场所危险性等级决定。但在设计中存在参数选择不准确的情况，比如将公共娱乐场所视为轻危险等级场所，由于危险等级不高，设计标准降低，系统迅速扑救初期火灾的能力不强，导致初期火灾进一步扩大和蔓延。

1.2 喷头选型不当

喷头的选型、布置会对喷头的动作与布水效果造成直接影响。很多时候，设计人员在选择喷头时未考虑到建筑的结构特点，普遍采用普通型喷头，这样对自动喷水灭火系统的扑救效果影响很大。

1.3 水泵设置不当

水泵是自动喷水灭火系统的重要组成部分，只有合理设置水泵，才能保证整个系统的持续、稳定运行。目前，很多系统所设计、选择的水泵在其扬程达到最大值后，流量却无法同时满足要求，或者是流量达到最大值后，其扬程无法同时满足要求。一些设计人员没有严格按照规范要求将稳压泵和供水泵设计为自罐式水泵，只要出现火灾，启泵将延迟启动，甚至不能启动。

2 自动喷水灭火系统的消防给水

2.1 要有可靠的供水源

消防自动喷水灭火系统如果以江河、湖泊、水库等天然水源为消防用水时，由于水量与水位变化很大，因此要保证枯水期最低水位的消防用水量；如果以河塘等地表水为水源时，要将滤水器加设在吸水管上，避免系统内吸入河塘中的杂物，保持系统内水流畅通。

2.2 设计必须处理的问题

2.2.1 合理选择喷水灭火系统

目前，湿式喷水灭火系统最为常见。为避免因冻结而出现

供水中断等问题，室内温度在4～70 ℃范围内的建、构筑物应选择湿式喷水灭火系统；而室内温度在4～70 ℃范围外的建、构筑物应选择干式喷水灭火系统。

2.2.2 严格设置监控装置

严格设置监控装置，监控系统控制开启状态、消防水泵电源供应情况、干式喷水灭火系统气温变化、水池和水位箱水位状况、水流指示器和报警阀动作情况等，确保能够准确监测，及时发现问题并处理，使系统保持正常的运行状态。

2.2.3 设置水泵接合器

为避免自动喷水灭火系统与室内消火栓给水系统用水相互影响，要分开设置两个系统的管网和水泵接合器。

3 消防自动喷水系统的主要组件设计

3.1 喷头

3.1.1 喷头布置要求

喷头的布置需满足以下几点要求：①满足作用面积内的喷水强度、均匀性、受热条件和开放时间；②在喷水半径内灵活布置喷头，保证全面覆盖，当然，重复覆盖面积也不能太大；③要喷湿墙根和一定面积的墙面；④喷头间不能相互影响；⑤处理好障碍物，留足调整的余地；⑥考虑烟羽流对喷头动作带来的影响。

3.1.2 喷水半径与喷头布置方式

在消防自动喷水灭火系统设计中，根据建筑平面布置喷头，在喷水半径范围内以平行四边形、矩形、正方形为主。喷水半径与喷头计算半径不同，是以计算的半径为前提，按照规定范围得出数值，具体如表1所示。由于喷头的布置受诸多因素的影响，因此在实际的喷头布置中，一定要按照固定距离布置。

3.2 报警控制装置

报警控制装置的主要作用为探测火警、启动装置、发出报警信号，同时还能够对自动喷水灭火系统的故障进行监测，降低失效率，提高系统控火、灭火的能力。

3.3 其他配件

3.3.1 延迟器

延迟器一般适用于湿式喷水灭火系统，主要目的为避免出现误报警。

3.3.2 快开装置

快开装置一般适用于容积较大的干式喷水灭火系统。如果系统容积超过189 L或者喷头数超过400个，则需要安装快开装置。这样能够提高干式阀启动速度，减少水流到喷头的时间，让灭火效果更好。

3.4 报警阀应控制的喷头数

在消防自动喷水灭火系统中，如果喷头数量过多，保护面积过大，一旦出现火灾，会直接影响到灭火、控火的效果。根据《自动喷水灭火系统设计规定》，湿式和预作用喷水灭火系统中喷头数量为800个；在干式喷水灭火系统中，有排气装置时喷头为500个，否则为250个。

4 消防自动喷水灭火系统的水力计算

4.1 管道水力计算方法

4.1.1 沿途计算法

根据管道布置形式，从最不利喷头开始，逐个开放沿途喷头，计算30 L/s流量需要的管径及系统的水头损失值。喷头流量根据以下公式计算：

第一个喷头流量：

q1=BH1. （1）

式（1）中：B为厂家给定的喷头特性系数，取值0.184 L/（s·m）；H1为第一个喷头处的压力。

第二个喷头流量：

q2=BH2. （2）

式（2）中：B为厂家给定的喷头特性系数，取值0.184 L/（s·m）；H2为第二个喷头处的压力，即第一个喷头至第二个喷头管段的水头损失与喷头压力之和，以下各喷头的流量均依次叠加计算。

4.1.2 面积计算法

首先确定最不利位置的作用面积，假设该位置形状为长方形或正方形。如果为长方形，其长边与配水支管平行，此时，仅计算在工作面积内喷头的喷水量。

4.2 管道内水流速度的确定

由《自动喷水灭火系统设计规范》可知，系统管道内水流速度通常小于5 m/s，特殊情况下，配水支管内水流速度可超过10 m/s。在排水设计管内允许流速中，钢管水流速度通常小于5 m/s，铸铁管水流速度小于3 m/s。

4.3 单位长度的水头损失计算公式选用

消防自动喷水灭火系统管道单位长度的水头损失采用的计算公式为：

. （3）

式（3）中：i为管道单位长度的水头损失；v为管道内的平均水流速度；dj为管道计算内径。

4.4 管道局部水头损失计算

根据公式进行计算和估算是两种主要的计算方式。在《自动喷水灭火系统设计规范》中，以估算法为主，也就是生活生产、消防公用的给水管道，其局部水头损失按当量管道长度计算或按管道沿途水头损失值的20%计算。

5 结束语

总之，随着我国新的《建筑防护设计规范》的实施，消防自动喷水灭火系统得到了更加广泛的运用，在减少火灾危害、保护人们生命财产安全、维护社会和谐稳定等方面有着重要意义。因此，作为技术设计人员，要充分了解目前消防自动喷水灭火系统的缺陷，不断改进设计思路，确保真正发挥消防自动喷水灭火系统的作用。

参考文献

[1]杜宝玲，李昌厚.自动喷水灭火系统设计分析与计算校核[J].中国安全生产科学技术，2013（03）：161-165.

[2]洪宗钦，冯妙琴.建筑自动喷水灭火系统减少水渍损失的方法探讨[J].防灾科技学院学报，2013（02）：88-92.

〔编辑：刘晓芳〕