再论自动喷水灭火系统喷头的安装与选择

    一、新版《自动喷水灭火系统设计规范》的学习
  全面修改的《自动喷水灭火系统设计规范》，力求引导设计人员遵循系统基本原理和技术特点，使系统发挥自动扑救初期火灾的作用。火灾的发生、发展过程一般为：火灾初起阶段——发展燃烧阶段——熄灭阶段。自动喷水灭火系统，应在火灾初起阶段动作并发挥灭火、控火的作用，该系统对进入发展阶段形成猛烈燃烧后的灭火、控火作用是不理想的。全面修订工作，吸收国内、外成熟的新技术，强调合理的系统选型和配置，注重系统的整体性能。修订主要包括以下内容：
   1．调整设置场所危险等级的划分
  由原规范的3级4类(轻1中1严重2)，调整为3级5类(轻1中2严重2)并增加仓库级(3级)。这种细致的划分，使系统更加趋于合理。
   2．对应危险等级调整设计基本参数
    对轻、中及严重危险等级，以“快速启动系统，大强度、小作用面积喷水”的思路，参照国外先进国家的有关规范，按新划分的危险等级，调整了设计基本参数。
    对于仓库，则按室内净高和货品高度的不同，分别提出了设计参数，以及当采用货架内喷头时的设计参。
   3．系统的合理选型与配置
    (1)系统的选型
  提出了对系统整体性能的要求，增加了同一建筑同时采用多种系统、可局部设置系统、预作用系统可替代干式系统和ESFR系统、自动喷水一泡沫联用系统的选用等规定。
    (2)喷头的选型与布置
  喷头布置是设计中的重要内容，实际工程中的问题较多，主要表现在以下方面：
  ①吊顶下布置普通型喷头，严重影响喷头的布水效果；
  ②盲目采用扩展覆盖喷头，加大喷头的保护范围，使喷头与起火点的距离加大，延迟了喷头的响应时间。
  ③通透式吊顶下安装喷头和不正确地采用集热板，使喷头不能处于室内空间上部的集热区内，同样延迟了喷头的响应时间。
    4．各类系统及水幕的喷头选型、宜采用快速喷头的场所，提出了具体的规定，更为详细具体地提出了各种系统的喷头选型及喷头布置的规定。主要内容包括：
  扑救地面火灾系统闭式喷头的最大安装高度，喷头最大水平间距，一只喷头的最大保护面积，喷头长方形布置时长边的边长，喷头溅水盘与顶板距离，扩展覆盖边墙型喷头的布置，通透式吊顶的喷头布置，货架内喷头的布置，集热板的设置等。
    5．供水
  对高度不超过24米且设置轻中危险级系统的建筑，提出了首批开放喷头数和设置气压给水设备的规定，在保证系统可行性的前提下，给设计人员更大的选择余地。
  对于高层、超高层建筑中消防车供水压力达不到的部位，结合各地在设计和战训中积极探索的经验，提出“应设水泵接合器、并采取为其供水增压的措施”的规定。北京的作法是在超高层建筑的避难层处，利用手抬泵抽吸下部系统管网水，向上部管网供水，此时消防车利用消防水泵接合器向下部管网供水……，自成一套独立的供水系统。   
  二、学习体会
    1．最易造成误解的条文
    第7．1．13条“……能够喷湿对面墙和邻近端距溅水盘1.2m高度以下的墙面……”(下图中①曲线所示)，经常有人认为1.2米是从地面算起(下图中②曲线所示)。对于建筑层高3.0米以下的建筑，误解造成的影响并不大，也不被人们重视，但对于建筑层高较大的建筑物，这一点就会很明显。

    2．本规范的局限性
  规范第5．0．3条虽然对网格、栅板类通透性吊顶的场所，系统的设计安装提出了具体的要求，但是对通透性吊顶本身的几何尺寸，却不可能进行规定。实际上通透性吊顶，栅板面积与通透面积的比值、栅板的宽窄长短等几何尺寸对喷头布水影响是很大的。
  我们希望栅板面积与通透面积的比值在1／3以下；另外对于有些商业建筑营业厅部分，灯带与吊顶结合设计，其宽度近80cm，如果简单的按5．0．3条的要求在吊顶上设置喷头，灯带对喷头布水的影响是显而易见的。这种情况下应结合建审工作对灯带尺寸提出要求，或按规范第7．2．3条规定提出在灯带下加设喷头的要求。
    3．新规范在建审工作的时效问题
    建设部《关于发布国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》的通知》提出新规范“自2001年7月1日起施行”。7月1日对我们建审工作的意义是什么?我们建审工作什么时候开始按新版《自动喷水灭火系统设计规范》进行建筑设计消防审核监督?实际上类似的问题，在以前的工作中未引起大家的注意，在以后的工作中还会大量遇到，如不能很好的解决会造成不必要的麻烦。北京消防局经过研究后，认为通知中的规范施行起始日期是针对设计而言，建审工作与设计工作有一定的时差。为此我局在全市设计单位、消防专业施工企业及全市各分、县局消防监督机构等不同类型的《自动喷水灭火系统设计规范》新规范宣贯学习班上提出：
   ①2001年7月1日以前设计的工程原则上按照原规范进行审核。对于原规范无规定的设计内容，如恰在新规范中有规定则应参考新规范进行设计、审核。
   ②对于2001年7月1日以前设计的工程如停工后重新复工则要求按新的规范重新复核，建审以新规范作为依据。
      ③对2001年7月1日以后设计的一律按照新的《自动喷水灭火系统设计规范》进行建审工作。
    三、自动喷水灭火系统喷头的选择与安装
    1．宾馆客房内喷头的安装
    新版规范对此的专门规定，大大方便了工程设计与施工，使之变为可能。对于宾馆客房内安装自动喷水灭火系统喷头是减少火灾损失，扼制大火发生的有效手段。但也应清醒的认识到，客房内的喷头对室内睡眠状态下的宾客(尤其是酒后)，可能不会进行有效的保护。笔者曾参加多次火灾调查，发现许多火灾只有少量的可燃物燃烧，即造成室内人员CO中毒死亡。估计火场燃烧物品的发热量，可能不会使普通喷头在人员中毒前很快运作。所以宾馆客房内安装喷头，应尽量选用快速响应喷头，最好是快速响应早期抑制喷头，以减少室内人员的伤亡。另外，近期有一种说法，“自动喷水灭火系统既灭火、又报警，故优于火灾报警系统；安装了自动喷水灭火系统可以不再安装探头。”我们认为这种说法，虽然有一定的道理，但也不免偏颇。因为火灾报警系统探头对于客房等一般居住环境可燃固体物质的火灾，其响应时间要大大少于自动喷水灭火系统喷头的响应时间，即便是同样额定动作温度感温探头与喷头相比也是如此。故从减少起火客房内人员伤亡的角度讲，各自系统有各自不同的作用，不要顾此失彼。
    2．防火水幕喷头的安装问题
    新版规范第7．1．15条是源于《建筑设计防火规范》的“防火水幕带”，本条的“宽度”实际上是指防火冷却水幕形成后水幕的“厚度”，与新版规范第4．2．10条所指的宽度的意义是不同的。另外，第4．2．10条中规定“防火冷却水幕应直接将水喷向被保护对象”，在工程中这一点常常被人忽视，大部分的喷水水流只保护了防火卷帘的帘板部分，正确的安装应包括帘板上部的金属卷帘传动结构及其墙体处安装卷帘的预埋件(有些防火卷帘由于是土建完成后安装的，使用膨胀螺栓固定，这种方法是很不牢固的)。这样可以防止由于长时间的高温，使砼爆裂，造成卷帘的整体脱落。
    3.桶装赛璐珞及硝基电影胶片库的喷水保护
  《建筑设计防火规范》第8．7．3条规定“建筑面积大于60m2或储存量大于2t的硝化棉、喷漆棉、火胶棉、赛璐珞胶片、硝化纤维的仓库”应设置雨淋喷水灭火系统；许多人对此不理解，认为这些物质燃烧时自身产生氧气，喷水不能灭火，故不应设置。
     笔者曾做过散装炮弹发射药(外形类似于筷子)的特殊雨淋系统保护试验，点燃发射药后系统立即自动启动。试验结束后，发现约2kg的发射药，仍有20％到30％得到有效的保护。经过分析，我们认为，①大量的喷水起到很好的降温作用，虽然已经燃烧的部分在水中会继续燃烧，但所产生的热量被大量吸收，减少了其热量对未点燃药剂的影响。②并对未燃烧的药剂型材起到隔绝作用，防止明火将其点燃。另外喷头的设置与货物的贮存形式有关，美国NFPA规范对硝化纤维胶片库的存放形式也提出要求，对专用的存放柜内提出通风和喷淋保护的要求。
   综上所述，我们认为对此类物质消防保护最为有效的办法就是设置雨淋灭火系统，具体设计应按照新版规范仓库危险级"级的规定进行。
    4．垃圾道、污衣井等部位喷头的选择与安装
  建筑内的垃圾道、污衣井是建筑物的组成部分，其设立满足了建筑物使用者的需要，从防火安全的角度看，其设置上下贯通，对建筑物竖向防火分区来说是“破坏”。另外，现在各种“建筑设计防火规范”和灭火系统设计规范对此要求几乎没有，可以说是一个薄弱环节。近年来随着管理方面要求垃圾袋装化和电梯的大量使用，这两种设置有减少的趋势，但不可能完全杜绝。安装自动喷水灭火系统是解决其消防安全的有效办法之一。具体要求如下：
   ①对于已经安装自动喷水灭火系统的建筑物，其垃圾道或污衣并井的顶部应当安装喷头：对于15层以上的建筑物，建议每隔8～10层，在其井壁上安装喷头。
   ②此处安装喷头对于北方地区，应考虑防冻问题：井壁处的喷头，应采取措施防止影响垃圾和污衣的下落，防止下落物对喷头的损伤，有利于喷头的集热。
  ③喷头宜选用专用喷头，因井道的断面不大，喷头的喷射锥角要相适应，而普通喷头喷射角度太大，使大量水体被喷射到井壁上，顺壁流下，不能有效的利用。
     5．住宅简易自动喷水灭火系统喷头安装
   住宅内自动喷水灭火系统的安装，尽管在新版规范中未作规定，但此问题早已为人们关注，也是我们今后研究的方向之一。在国外这方面的研究早已开始，美国国家消防管理局研究指出，在家里安装住宅用快速反映自动喷水灭火系统，可挽救许多宝贵的生命免受火灾的伤害，避免无数财产损失；笔者1992年在日本研修时就看到，两种家用自动喷水灭火系统：
   ①安装在生活给水系统的简易自动喷水灭火系统，其技术特点是几乎无死水管段，以保证生活给水系统内的水体质量。
   ②由简易报警控制装置、喷水头、气压罐、瓶头阀及简单管路组成的自动喷水灭火系统。其技术特点是在气压罐内贮有清水或泡沫灭火系统和压缩空气，保证系统工作的动力来源和高效灭火。
   对于我国目前的情况我们建议，在生活给水系统安装自动喷水灭火系统喷头，形成简易的自动喷水灭火系统的方法是基本可行的。
   结束语：本文对新《自动喷水灭火系统设计规范》在学习、设计、审核中应注意的问题和依据新《自动喷水灭火系统设计规范》对自动喷水灭火系统喷头的选择和安装进行了探讨，希望对同行们在工作中有一定参考价值，不妥之处敬请斧正。