中华人民共和国国家标准 自动喷水灭火系统设计规范GB 50084-2001 1
(2005 年版)
主编部门:中华人民共和国公安部
批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:2001年7月1日
中华人民共和国建设部公告
第360号
建设部关于发布国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》局部修订的公告
现批准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2001局部修订的条文,自2005年10月1日起实施。其中,第5.0.1、5.0.1A、5.0.5、 5.0.6、 5.0.7、 6.2.7、 6.5.1、 7.1.3、 8.0.2、10.3.2、12.0.1、12.0.2、12.0.3条为强制性条文,必须严格执行。经此次修改的原条文同时废止。
局部修订的条文及具体内容,将在近期出版的《工程建设标准化》刊物上登载。
中华人民共和国建设部
二○○五年七月十五日
关于发布国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》的通知
建标[2001]68号
根据我部《关于印发1995~1996年工程建设国家标准制订修订计划的通知》(建标[1996]4号)的要求,由公安部会同有关部门共同修订的《自动喷水灭火系统设计规范》,经有关部门会审,批准为国家标准,编号为GB 50084-2001,自2001年7月1日起施行。其中,3.0.1、3.0.2、4.1.2、4.2.1、4.2.2、4.2.5、4.2.6、4.2.9(1、3、4款)、4.2.10、5.0.1、5.0.2、5.0.3、5.0.4(1款)、5.0.5、5.0.6、5.0.7、5.0.8、5.0.9、5.0.10、5.0.11、6.1.1、6.1.3、6.2.1、6.2.5、6.2.7、6.2.8、6.3.1、6.3.2、6.3.3、6.5.1、6.5.2、7.1.1、 7.1.2、7.1.3、7.1.4、7.1.5、7.1.6、7.1.8、7.1.9、7.1.10、7.1.11、7.1.12、7.1.13、 7.1.14、 7.1.15、8.0.1、8.0.2、8.0.3、8.0、6、8.0.7、 8.0.8、 8.0.9、 9.1.3、 9.1.4、 9.1.5、 9.1.6、 9.1.7、9.1.8、 10.1. 1、 10.1.2、 10.1.3、 10.2.1、 10.2.3、10.2.4、10.3.1、10.3.3、10.4.1、10.4.2、11.0.1、11.0.2、11.0.3、11.0.4、11.0.5为强制性条文,必须执行。原国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》(GBJ 84-85)同时废止。
本规范由公安部负责管理,公安部天津消防科学研究所负责具体解释工作,建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国建设部
二○○一年四月五日
前言
根据建设部《关于印发1995~1996年工程建设国家标准制订修订计划的通知》(建标[1996]4号)的要求,本规范由公安部天津消防科学研究所会同北京市消防局、上海市消防局、四川省消防局、公安部四川消防科学研究所、大连市消防局、深圳市消防局、建设部建筑设计院、天津市建筑设计院、化工部第一设计院、天津大学、深圳市捷星消防工程公司等单位共同修订。
本规范的修订,遵照国家有关基本建设的方针,和"预防为主、防消结合"的消防工作方针,在总结我国自动喷水灭火系统的科研成果、设计和使用现状的基础上,广泛征求了国内有关科研、设计、生产、消防监督、高校等部门的意见,同时参考了国际标准化组织和美国、英国等发达国家的相关标准,最后经有关部门共同审查定稿。
本规范修订本,共分十一章和四个附录。内容包括:总则、术语符号、设置场所火灾危险等级、系统选型、设计基本参数、系统组件、喷头布置、管道、水力计算、供水、操作与控制等。
此次修订的主要内容包括:
1.按设计系统的工作步骤重新编排了章节顺序;
2.充实了设置场所火灾危险等级、系统与组件选型、设计基本参数、喷头布置、管道及供水设施的配置等相关章节的技术内容;
3.补充了新型系统和新型洒水喷头及各类仓库设置该系统的技术要求;
4.特别强调合理的系统选型和配置,对保证自动喷水灭火系统整体性能的重要作用。
本规范具体解释工作由公安部天津消防科学研究所负责(地址:天津市南开区卫津南路110号 邮政编码300381)。
本规范的主编单位、参编单位和主要起草人名单:
主编单位:公安部天津消防科学研究所
参编单位:北京市消防局 上海市消防局 四川省消防局 公安部四川消防科学研究所 大连市消防局 深圳市消防局 建设部建筑设计院 天津市建筑设计院 化工部第一设计院 天津大学 深圳市捷星消防工程公司
主要起草人:韩占先 何以申 王万钢 韩 磊 马 恒 赵克伟 曾 杰 陈正昌 刘淑金 张兴权 刘跃红 刘国祝 章崇伦 黄建跃 于志成 万雪松 孔祥徵
1 总 则
1.0.1 为了正确、合理地设计自动喷水灭火系统,保护人身和财产安全,制订本规范。
1.0.2 本规范适用于新建、扩建、改建的民用与工业建筑中自动喷水灭火系统的设计。
本规范不适用于火药、炸药、弹药、火工品工厂、核电站及飞机库等特殊功能建筑中自动喷水灭火系统的设计。
1.0.3 自动喷水灭火系统的设计,应密切结合保护对象的功能和火灾特点,积极采用新技术、新设备、新材料,做到安全可靠、技术先进、经济合理。
1.0.4 设计采用的系统组件,必须符合国家现行的相关标准,并经国家固定灭火系统质量监督检验测试中心检测合格。
1.0.5 当设置自动喷水灭火系统的建筑变更用途时,应校核原有系统的适用性。当不适应时,应按本规范重新设计。
1.0 .6 自动喷水灭火系统的设计,除执行本规范外,尚应符合国家现行的相关强制性标准。
2 术语和符号
2. 1 术语
2. 2 符号
3 设置场所火灾危险等级
3.0.1 设置场所火灾危险等级的划分,应符合下列规定:
1 轻危险级
2 中危险级
Ⅰ级
Ⅱ级
3 严重危险级
Ⅰ级
Ⅱ级
4 仓库危险级
Ⅰ级
Ⅱ级
Ⅲ级
3.0.2 设置场所的火灾危险等级,应根据其用途、容纳物品的火灾荷载及室内空间条件等因素,在分析火灾特点和热气流驱动喷头开放及喷水到位的难易程度后确定。举例见本规范附录A。
3.0.3 当建筑物内各场所的火灾危险性及灭火难度存在较大差异时,宜按各场所的实际情况确定系统选型与火灾危险等级。
4 系统选型
4.1 一般规定
4.1.1 自动喷水灭火系统应在人员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生较困难的性质重要或火灾危险性较大的场所中设置。
4.1.2 自动喷水灭火系统不适用于存在较多下列物品的场所:
1 遇水发生爆炸或加速燃烧的物品;
2 遇水发生剧烈化学反应或产生有毒有害物质的物品;
3 洒水将导致喷溅或沸溢的液体。
4.1.3 自动喷水灭火系统的系统选型,应根据设置场所的火灾特点或环境条件确定,露天场所不宜采用闭式系统。
4.1.4 自动喷水灭火系统的设计原则应符合下列规定:
1 闭式喷头或启动系统的火灾探测器,应能有效探测初期火灾;
2 湿式系统、干式系统应在开放一只喷头后自动启动,预作用系统、雨淋系统应在火灾自动报警系统报警后自动启动;
3 作用面积内开放的喷头,应在规定时间内按设计选定的强度持续喷水;
4 喷头洒水时,应均匀分布,且不应受阻挡。
4.2 系统选型
4.2.1 环境温度不低于4℃,且不高于70℃的场所应采用湿式系统。
4.2.2 环境温度低4℃,或高于70℃的场所应采用干式系统。
4.2.3 具有下列要求之一的场所应采用预作用系统:
1 系统处于准工作状态时,严禁管道漏水;
2 严禁系统误喷;
3 替代干式系统。
4.2.4 灭火后必须及时停止喷水的场所,应采用重复启闭预作用系统。
4.2.5 具有下列条件之一的场所,应采用雨淋系统:
1 火灾的水平蔓延速度快、闭式喷头的开放不能及时使喷水有效覆盖着火区域;
2 室内净空高度超过本规范6.1.1条的规定,且必须迅速扑救初期火灾;
3 严重危险级Ⅱ级。
4.2.6 符合本规范5. 0. 6条规定条件的仓库,当设置自动喷水灭火系统时,宜采用早期抑制快速响应喷头,并宜采用湿式系统。
4.2.7 存在较多易燃液体的场所,宜按下列方式之一采用自动喷水-泡沫联用系统:
1 采用泡沫灭火剂强化闭式系统性能;
2 雨淋系统前期喷水控火,后期喷泡沫强化灭火效能;
3 雨淋系统前期喷泡沫灭火,后期喷水冷却防止复燃。
系统中泡沫灭火剂的选型、储存及相关设备的配置,应符合现行国家标准《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-92的规定。
4.2.8 建筑物中保护局部场所的干式系统、预作用系统、雨淋系统、自动喷水-泡沫联用系统,可串联接入同一建筑物内湿式系统,并应与其配水干管连接。
4.2.9 自动喷水灭火系统应有下列组件、配件和设施:
1 应设有洒水喷头、水流指示器、报警阀组、压力开关等组件和末端试水装置,以及管道、供水设施;
2 控制管道静压的区段宜分区供水或设减压阀,控制管道动压的区段宜设减压孔板或节流管;
3 应设有泄水阀(或泄水口)、排气阀(或排气口)和排污口;
4 干式系统和预作用系统的配水管道应设快速排气阀。有压充气管道的快速排气阀入口前应设电动阀。
4.2. 10 防护冷却水幕应直接将水喷向被保护对象;防火分隔水幕不宜用于尺寸超过15m(宽)×8m(高)的开口(舞台口除外)。
5 设计基本参数
5.0.1 民用建筑和工业厂房的系统设计参数不应低于表5.0.1的规定。
5.0.1A 非仓库类高大净空场所设置自动喷水灭火系统时,湿式系统的设计基本参数不应低于表5.0.1A的规定。
5.0.2 仅在走道设置单排喷头的闭式系统,其作用面积应按最大疏散距离所对应的走道面积确定。
5.0.3 装设网格、栅板类通透性吊顶的场所,系统的喷水强度应按本规范表5.O.1规定值的1.3倍确定。
5.0.4 干式系统与雨淋系统的作用面积应符合下列规定:
1 干式系统的作用面积应按本规范表5.O.1规定值的1.3倍确定。
2 雨淋系统中每个雨淋阀控制的喷水面积不宜大于本规范表5.0.1中的作用面积。
5. 0. 5 设置自动喷水灭火系统的仓库,系统设计基本参数应符合下列规定:
1 堆垛储物仓库不应低于表5.0.5-1、表5.0.5-2的规定;
2 货架储物仓库不应低于表5.0.5-3~表5.0.5-5的规定;
3 当Ⅰ级、Ⅱ级仓库中混杂储存Ⅲ级仓库的货品时不应低于表5.0.5-6的规定。
4 货架储物仓库应采用钢制货架,并应采用通透层板,层板中通透部分的面积不应小于层板总面积的50%。
5 采用木制货架及采用封闭层板货架的仓库,应按堆垛储物仓库设计。
5. 0. 6 仓库采用早期抑制快速响应喷头的系统设计基本参数不应低于表5.0.6的规定。
5. 0. 7 货架储物仓库的最大净空高度或最大储物高度超过本规范表5.0.5-1~表5.0.5-6、表5.0.6的规定时,应设货架内置喷头。宜在自地面起每4m高度处设置一层货架内置喷头。当喷头流量系数K=80时,工作压力不小于0.20MPa;当k=115时,工作压力小于2m。计算喷头数量不应小于表5.0.7的规定。货架内置喷头上方的层间隔板应为实层板。
5. 0. 7A 仓库内设有自动喷水灭火系统时,宜设消防排水设施。
5. 0. 8 闭式自动喷水一泡沫联用系统的设计基本参数,除执行本规范表5.0.1的规定外,尚应符合下列规定:
1 湿式系统自喷水至喷泡沫的转换时间,按4L/s流量计算,不应大于3min;
2 泡沫比例混合器应在流量等于和大于4L/s时符合水与泡沫灭火剂的混合比规定;
3 持续喷泡沫的时间不应小于10min。
5 .0. 9 雨淋自动喷水一泡沫联用系统应符合下列规定:
1 前期喷水后期喷泡沫的系统,喷水强度与喷泡沫强度均不应低于本规范表5.0.1、表5.0.5-1~表5.0.5-6的规定;
2 前期喷泡沫后期喷水的系统,喷泡沫强度与喷水强度均应执行现行国家标准《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-92的规定;
3 持续喷泡沫时间不应小于10min。
5. 0. 10 水幕系统的设计基本参数应符合表5.0.10的规定:
5.O.11 除本规范另有规定外,自动喷水灭火系统的持续喷水时间,应按火灾延续时间不小于1h确定。
5.0.12 利用有压气体作为系统启动介质的干式系统、预作用系统,其配水管道内的气压值,应根据报警阀的技术性能确定;利用有压气体检测管道是否严密的预作用系统,配水管道内的气压值不宜小于0.03MPa,且不宜大于0.05MPa。
6 系统组件
6.1 喷 头
6.1.1 采用闭式系统场所的最大净空高度不应大于表6.1.1的规定,仅用于保护室内钢屋架等建筑构件和设置货架内置喷头的闭式系统,不受此表规定的限制。
6.1.2 闭式系统的喷头,其公称动作温度宜高于环境最高温度30℃。
6.1.3 湿式系统的喷头选型应符合下列规定:
1 不做吊顶的场所,当配水支管布置在梁下时,应采用直立型喷头;
2 吊顶下布置的喷头,应采用下垂型喷头或吊顶型喷头;
3 顶板为水平面的轻危险级、中危险级I级居室和办公室,可采用边墙型喷头;
4 自动喷水一泡沫联用系统应采用洒水喷头;
5 易受碰撞的部位,应采用带保护罩的喷头或吊顶型喷头。
6.1.4 干式系统、预作用系统应采用直立型喷头或干式下垂型喷头。
6.1.5 水幕系统的喷头选型应符合下列规定:
1 防火分隔水幕应采用开式洒水喷头或水幕喷头;
2 防护冷却水幕应采用水幕喷头。
6.1.6 下列场所宜采用快速响应喷头:
1 公共娱乐场所、中庭环廊;
2 医院、疗养院的病房及治疗区域,老年、少儿、残疾人的集体活动场所;
3 超出水泵接合器供水高度的楼层;
4 地下的商业及仓储用房。
6.1.7 同一隔间内应采用相同热敏性能的喷头。
6.1.8 雨淋系统的防护区内应采用相同的喷头。
6.1.9 自动喷水灭火系统应有备用喷头,其数量不应少于总数的1%,且每种型号均不得少于10只。
6.2 报警阀组
6.2.1 自动喷水灭火系统应设报警阀组。保护室内钢屋架等建筑构件的闭式系统,应设独立的报警阀组。水幕系统应设独立的报警阀组或感温雨淋阀。
6.2.2 串联接入湿式系统配水干管的其他自动喷水灭火系统,应分别设置独立的报警阀组,其控制的喷头数计入湿式阀组控制的喷头总数。
6.2.3 一个报警阀组控制的喷头数应符合下列规定:
1 湿式系统、预作用系统不宜超过800只;干式系统不宜超过500只。
2 当配水支管同时安装保护吊顶下方和上方空间的喷头时,应只将数量较多一侧的喷头计入报警阀组控制的喷头总数。
6.2.4 每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头,其高程差不宜大于50m。
6.2.5 雨淋阀组的电磁阀,其入口应设过滤器。并联设置雨淋阀组的雨淋系统,其雨淋阀控制腔的入口应设止回阀。
6.2.6 报警阀组宜设在安全及易于操作的地点,报警阀距地面的高度宜为1.2m。安装报警阀的部位应设有排水设施。
6.2.7 连接报警阀进出口的控制阀应采用信号阀。当不采用信号阀时,控制阀应设锁定阀位的锁具。
6.2.8 水力警铃的工作压力不应小于0.05MPa,并应符合下列规定:
1 应设在有人值班的地点附近;
2 与报警阀连接的管道,其管径应为20mm,总长不宜大于20m。
6.3 水流指示器
6.3.1 除报警阀组控制的喷头只保护不超过防火分区面积的同层场所外,每个防火分区、每个楼层均应设水流指示器。
6.3.2 仓库内顶板下喷头与货架内喷头应分别设置水流指示器。
6.3.3 当水流指示器入口前设置控制阀时,应采用信号阀。
6.4 压力开关
6.4.1 雨淋系统和防火分隔水幕,其水流报警装置宜采用压力开关。
6.4.2 应采用压力开关控制稳压泵,并应能调节启停压力。
6.5 末端试水装置
6.5.1 每个报警阀组控制的最不利点喷头处,应设末端试水装置,其他防火分区、楼层均应设直径为25mm的试水阀。末端试水装置和试水阀应便于操作,且应有足够排水能力的排水设施。
6.5.2 末端试水装置应由试水阀、压力表以及试水接头组成。试水接头出水口的流量系数,应等同于同楼层或防火分区内的最小流量系数喷头。末端试水装置的出水,应采取孔口出流的方式排入排水管道。
7 喷头布置
7.1 一般规定
7.1.1 喷头应布置在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置。当喷头附近有障碍物时,应符合本规范7.2节的规定或增设补偿喷水强度的喷头。
7.1.2 直立型、下垂型喷头的布置,包括同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距,应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定,并不应大于表7.1.2的规定,且不宜小于2.4m。
7.1.3 除吊顶型喷头及吊顶下安装的喷头外,直立型、下垂型标准喷头,其溅水盘与顶板的距离,不应小于75mm,不应大于150mm。
1 当在梁或其他障碍物底面下方的平面上布置喷头时,溅水盘与顶板的距离不应大于300mm,同时溅水盘与梁等障碍物底面的垂直距离不应小于25mm,不应大于1OOmm。
2 在梁间布置喷头时,应符合本规范7.2.1条的规定。确有困难时,溅水盘与顶板的距离不应大于550mm。
梁间布置的喷头,喷头溅水盘与顶板距离达到550mm仍不能符合7.2.1条规定时,应在梁底面的下方增设喷头。
3 密肋梁板下方的喷头,溅水盘与密肋梁板底面的垂直距离,不应小于25mm,不应大于1OOmm。
4 净空高度不超过8m的场所中,间距不超过4×4(m)布置的十字梁,可在梁间布置1只喷头,但喷水强度仍应符合表5.0.1的规定。
7.1.4 早期抑制快速响应喷头的溅水盘与顶板的距离,应符合表7.1.4的规定:
7.1.5 图书馆、档案馆、商场、仓库中的通道上方宜设有喷头。喷头与被保护对象的水平距离,不应小于0.3m;喷头溅水盘与保护对象的最小垂直距离不应小于表7.1.5的规定:
7.1.6 货架内置喷头宜与顶板下喷头交错布置,其溅水盘与上方层板的距离,应符合本规范7.1.3条的规定,与其下方货品顶面的垂直距离不应小于150mm。
7.1.7 货架内喷头上方的货架层板,应为封闭层板。货架内喷头上方如有孔洞、缝隙,应在喷头的上方设置集热挡水板。集热挡水板应为正方形或圆形金属板,其平面面积不宜小于0.12m2,周围弯边的下沿,宜与喷头的溅水盘平齐。
7.1. 8 净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时,应设置喷头。
7.1.9 当局部场所设置自动喷水灭火系统时,与相邻不设自动喷水灭火系统场所连通的走道或连通门窗的外侧,应设喷头。
7.1.10 装设通透性吊顶的场所,喷头应布置在顶板下。
7.1.11 顶板或吊顶为斜面时,喷头应垂直于斜面,并应按斜面距离确定喷头间距。
尖屋顶的屋脊处应设一排喷头。喷头溅水盘至屋脊的垂直距离,屋顶坡度≥1/3时,不应大于0.8m;屋顶坡度<1/3时,不应大于0.6m。
7.1. 12 边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距,应符合表7.1.12的规定:
7.1.13 边墙型扩展覆盖喷头的最大保护跨度、配水支管上的喷头间距、喷头与两侧端墙的距离,应按喷头工作压力下能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面确定,且保护面积内的喷水强度应符合本规范表5.0.1的规定。
7.1.14 直立式边墙型喷头,其溅水盘与顶板的距离不应小于1OOmm,且不宜大于150mm,与背墙的距离不应小于50mm,并不应大于1OOmm。
水平式边墙型喷头溅水盘与顶板的距离不应小于150mm,且不应大于300mm。
7.1.15 防火分隔水幕的喷头布置,应保证水幕的宽度不小于6m。采用水幕喷头时,喷头不应少于3排;采用开式洒水喷头时,喷头不应少于2排。防护冷却水幕的喷头宜布置成单排。
7.2 喷头与障碍物的距离
7.2.1 直立型、下垂型喷头与梁、通风管道的距离宜符合表7.2.1的规定(见图7.2.1)。
7.2.2 直立型、下垂型标准喷头的溅水盘以下0.45m、其他直立型、下垂型喷头的溅水盘以下0.9m范围内,如有屋架等间断障碍物或管道时,喷头与邻近障碍物的最小水平距离宜符合表7.2.2的规定(见图7.2.2)。
7. 2. 3 当梁、通风管道、成排布置的管道、桥架等障碍物的宽度大于1.2m时,其下方应增设喷头(见图7.2.3)。增设喷头的上方如有缝隙时应设集热板。
7. 2. 4 直立型、下垂型喷头与不到顶隔墙的水平距离,不得大于喷头溅水盘与不到顶隔墙顶面垂直距离的2倍(见图7.2.4)。
7. 2. 5 直立型、下垂型喷头与靠墙障碍物的距离,应符合下列规定(见图7.2.5):
1 障碍物横截面边长小于750mm时,喷头与障碍物的距离,应按公式7.2.5确定:
2 障碍物横截面边长等于或大于750mm或a的计算值大于本规范表7.1.2中喷头与端墙距离的规定时,应在靠墙障碍物下增设喷头。
7. 2. 6 边墙型喷头的两侧1m及正前方2m范围内,顶板或吊顶下不应有阻挡喷水的障碍物。
8 管道
8. 0. 1 配水管道的工作压力不应大于1.20MPa,并不应设置其他用水设施。
8. 0. 2 配水管道应采用内外壁热镀锌钢管或符合现行国家或行业标准、并同时符合本规范1.0.4规定的涂覆其他防腐材料的钢管,以及铜管、不锈钢管。当报警阀入口前管道采用不防腐的钢管时,应在该段管道的末端设过滤器。
8. 0. 3 镀锌钢管应采用沟槽式连接件(卡箍)、丝扣或法兰连接。报警阀前采用内壁不防腐钢管时,可焊接连接。
铜管、不锈钢管应采用配套的支架、吊架。
除镀锌钢管外,其他管道的水头损失取值应按检测或生产厂提供的数据确定。
8. 0. 4 系统中直径等于或大于100mm的管道,应分段采用法兰或沟槽式连接件(卡箍)连接。水平管道上法兰间的管道长度不宜大于20m;立管上法兰间的距离,不应跨越3个及以上楼层。净空高度大于8m 的场所内,立管上应有法兰。
8. 0. 5 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、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.40MPa。
8. 0. 6 配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数,轻危险级、中危险级场所不应超过8只,同时在吊顶上下安装喷头的配水支管,上下侧均不应超过8只。严重危险级及仓库危险级场所均不应超过6只。
8. 0. 7 轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数,不应超过表8.0.7的规定:
8. 0. 8 短立管及末端试水装置的连接管,其管径不应小于25mm。
8. 0. 9 干式系统的配水管道充水时间,不宜大于1min;预作用系统与雨淋系统的配水管道充水时间,不宜大于2min。
8. 0. 10 干式系统、预作用系统的供气管道,采用钢管时,管径不宜小于15mm;采用铜管时,管径不宜小于10mm。
8. 0. 11 水平安装的管道宜有坡度,并应坡向泄水阀。充水管道的坡度不宜小于2‰,准工作状态不充水管道的坡度不宜小于4‰ 。
9 水力计算
9. 1 系统的设计流量
9. 1. 1 喷头的流量应按下式计算:
系统最不利点处喷头的工作压力应计算确定。
9. 1. 2 水力计算选定的最不利点处作用面积宜为矩形,其长边应平行于配水支管,其长度不宜小于作用面积平方根的1.2倍。
9. 1. 3 系统的设计流量,应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定:
9. 1. 4 系统设计流量的计算,应保证任意作用面积内的平均喷水强度不低于本规范表5.0.1和表5.0.5-1~表5.0.5-6的规定值。最不利点处作用面积内任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度,轻危险、中危险级不应低于本规范表5.0.1规定值的85%;严重危险级和仓库危险级不应低于本规范表5.0.1和表5.0.5-1~表5.0.5-6的规定值。
9. 1. 5 设置货架内置喷头的仓库,顶板下喷头与货架内喷头应分别计算设计流量,并应按其设计流量之和确定系统的设计流量。
9. 1. 6 建筑内设有不同类型的系统或有不同危险等级的场所时,系统的设计流量,应按其设计流量的最大值确定。
9. 1. 7 当建筑物内同时设有自动喷水灭火系统和水幕系统时,系统的设计流量,应按同时启用的自动喷水灭火系统和水幕系统的用水量计算,并取二者之和中的最大值确定。
9. 1. 8 雨淋系统和水幕系统的设计流量,应按雨淋阀控制的喷头的流量之和确定。多个雨淋阀并联的雨淋系统,其系统设计流量,应按同时启用雨淋阀的流量之和的最大值确定。
9. 1. 9 当原有系统延伸管道、扩展保护范围时,应对增设喷头后的系统重新进行水力计算。
9. 2 管道水力计算
9. 2. 1 管道内的水流速度宜采用经济流速,必要时可超过5m/s,但不应大于10m/s。
9. 2. 2 每米管道的水头损失应按下式计算:
9. 2. 3 管道的局部水头损失,宜采用当量长度法计算。当量长度表见本规范附录C。
9. 2. 4 水泵扬程或系统入口的供水压力应按下式计算:
9. 3 减压措施
9. 3. 1 减压孔板应符合下列规定:
1 应设在直径不小于50mm的水平直管段上,前后管段的长度均不宜小于该管段直径的5倍;
2 孔口直径不应小于设置管段直径的30%,且不应小于20mm;
3 应采用不锈钢板材制作。
9. 3. 2 节流管应符合下列规定:
1 直径宜按上游管段直径的1/2确定;
2 长度不宜小于1m;
3 节流管内水的平均流速不应大于20m/s。
9. 3. 3 减压孔板的水头损失,应按下式计算:
9. 3. 4 节流管的水头损失,应按下式计算:
9. 3. 5 减压阀应符合下列规定:
1 应设在报警阀组入口前;
2 入口前应设过滤器;
3 当连接两个及以上报警阀组时,应设置备用减压阀;
4 垂直安装的减压阀,水流方向宜向下。
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10 供水
10. 1 一般规定
10. 1. 1 系统用水应无污染、无腐蚀、无悬浮物。可由市政或企业的生产、消防给水管道供给,也可由消防水池或天然水源供给,并应确保持续喷水时间内的用水量。
10. 1. 2 与生活用水合用的消防水箱和消防水池,其储水的水质,应符合饮用水标准。
10. 1. 3 严寒与寒冷地区,对系统中遭受冰冻影响的部分,应采取防冻措施。
10 .1. 4 当自动喷水灭火系统中没有2 个及以上报警阀组时,报警阀组前宜设环状供水管道。
10. 2 水泵
10. 2. 1 系统应设独立的供水泵,并应按一运一备或二运一备比例设置备用泵。
10. 2. 2 按二级负荷供电的建筑,宜采用柴油机泵作备用泵。
10. 2. 3 系统的供水泵、稳压泵,应采用自灌式吸水方式。采用天然水源时, 水泵的吸水口应采取防止杂物堵塞的措施。
10. 2. 4 每组供水泵的吸水管不应少于2根。报警阀入口前设置环状管道的系统,每组供水泵的出水管不应少于2根。供水泵的吸水管应设控制阀;出水管应设控制阀、止回阀、压力表和直径不小于65mm的试水阀。必要时,应采取控制供水泵出口压力的措施。
10. 3 消防水箱
10. 3. 1 采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统,应设高位消防水箱,其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水,应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。
10. 3. 2 不设高位消防水箱的建筑,系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积,应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的1Omin用水量确定。
干式系统、预作用系统设置的气压供水设备,应同时满足配水管道的充水要求。
10. 3. 3 消防水箱的出水管,应符合下列规定:
1 应设止回阀,并应与报警阀入口前管道连接;
2 轻危险级、中危险级场所的系统,管径不应小于80mm,严重危险级和仓库危险级不应小于100mm。
10. 4 水泵接合器
10. 4. 1 系统应设水泵接合器,其数量应按系统的设计流量确定,每个水泵接合器的流量宜按10~15L/s计算。
10. 4. 2 当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时,应采取增压措施。
11 操作与控制
11. 0. 1 湿式系统、干式系统的喷头动作后,应由压力开关直接连锁自动启动供水泵。
预作用系统、雨淋系统及自动控制的水幕系统,应在火灾报警系统报警后,立即自动向配水管道供水。
11. 0. 2 预作用系统、雨淋系统和自动控制的水幕系统,应同时具备下列三种启动供水泵和开启雨淋阀的控制方式:
1 自动控制;
2 消防控制室(盘)手动远控;
3 水泵房现场应急操作。
11. 0. 3 雨淋阀的自动控制方式,可采用电动、液(水)动或气动。
当雨淋阀采用充液(水)传动管自动控制时,闭式喷头与雨淋阀之间的高程差,应根据雨淋阀的性能确定。
11. 0. 4 快速排气阀入口前的电动阀,应在启动供水泵的同时开启。
11. 0. 5 消防控制室(盘)应能显示水流指示器、压力开关、信号阀、水泵、消防水池及水箱水位、有压气体管道气压,以及电源和备用动力等是否处于正常状态的反馈信号,并应能控制水泵、电磁阀、电动阀等的操作。
12 局部应用系统
12. 0. 1 局部应用系统适用于室内最大净空高度不超过8m的民用建筑中,局部设置、且保护区域总建筑面积不超过1000m2的湿式系统。
除本章规定外,局部应用系统尚应符合本规范其他章节的有关规定。
12. 0. 2 局部应用系统应采用快速响应喷头,喷水强度不应低于6L/min·m2,持续喷水时间不应低于0.5h。
12. 0. 3 局部应用系统保护区域内的房间和走道均应布置喷头。喷头的选型、布置和按开放喷头数确定的作用面积,应符合下列规定:
1 采用流量系数K=80快速响应喷头的系统,喷头的布置应符合中危险级Ⅰ级场所的有关规定,作用面积应符合表12.0.3的规定。
2 采用K=115快速响应扩展覆盖喷头的系统,同一配水支管上喷头的最大间距和相邻配水支管的最大间距,正方形布置时不应大于4.4m,矩形布置时长边不应大于4.6m,喷头至墙的距离不应大于2.2m,作用面积应按开放喷头数不少于6只确定。
12. 0. 4 当室内消火栓水量能满足局部应用系统用水量时,局部应用系统可与室内消火栓合用室内消防用水量、稳压设施、消防水泵及供水管道等。当不满足时应按本规范12.0.7条执行。
12. 0. 5 采用K=80喷头且喷头总数不超过20只或采用K=115喷头且喷头总数不超过12只的局部应用系统,可不设报警阀组。
不设报警阀组的局部应用系统,配水管可与室内消防竖管连接,其配水管的入口处应设过滤器和带有锁定装置的控制阀。
12. 0. 6 局部应用系统应设报警控制装置。报警控制装置应具有显示水流指示器、压力开关及水泵、信号阀等组件状态和输出启动水泵控制信号的功能。
不设报警阀组或采用消防加压水泵直接从城市供水管吸水的局部应用系统,应采取压力开关联动消防水泵的控制方式。不设报警阀组的系统可采用电动警铃报警。
12. 0. 7 无室内消火栓的建筑或室内消火栓系统设计供水量不能满足局部应用系统要求时,局部应用系统的供水应符合下列规定:
1 城市供水能够同时保证最大生活用水量和系统的流量与压力时,城市供水管可直接向系统供水;
2 城市供水不能同时保证最大生活用水量和系统的流量与压力,但允许水泵从城市供水管直接吸水时,系统可设直接从城市供水管吸水的消防加压水泵;
3 城市供水不能同时保证最大生活用水量和系统的流量与压力,也不允许从城市供水管直接吸水时,系统应设储水池(罐)和消防水泵,储水池(罐)的有效容积应按系统用水量确定,并可扣除系统持续喷水时间内仍能连续补水的补水量;
4 可按三级负荷供电,且可不设备用泵。
5 应采取防止污染生活用水的措施。
附录A 设置场所火灾危险等级举例
附录B 塑料、橡胶的分类举例
A 组:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、缩醛(聚甲醛)、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃纤维增强聚酯(FRP)、热塑性聚酯(PET)、聚丁二烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、高增塑聚氯乙烯(PVC,如人造革、胶片等)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)等。
丁基橡胶、乙丙橡胶(EPDM)、发泡类天然橡胶、腈橡胶(丁腈橡胶)、聚酯合成橡胶、丁苯橡胶(SBR)等。
B 组:醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素、氟塑料、锦纶(锦纶6、锦纶66)、三聚氰胺甲醛、酚醛塑料、硬聚氯乙烯(PVC,如管道、管件等)、聚偏二氟乙烯(PVDC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、脲甲醛等。
氯丁橡胶、不发泡类天然橡胶、硅橡胶等。
粉末、颗粒、压片状的A组塑料。
附录C 当量长度表
附录D 减压孔板的局部阻力系数
减压孔板的局部阻力系数,取值应按下式计算或按表D确定:
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词,说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用"必须",反面词采用"严禁";
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用"应",反面词采用"不应"或"不得";
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:
正面词采用"宜",反面词采用"不宜"。
2 表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用"可"。
规范中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为"应按……执行"或"应符合……要求或规定"。
中华人民共和国国家标准 自动喷水灭火系统设计规范
条文说明
1 总 则
1.0.1 本条是对原《自动喷水灭火系统设计》规范(GBJ 84-85,以下简称原规范)第1.0.1条的部分修改。本条主要说明制订本规范的意义和目的:为了正确合理地设计自动喷水灭火系统,使之充分发挥保护人身和财产安全的作用。
自动喷水灭火系统,是当今世界上公认的最为有效的自救灭火设施,是应用最广泛、用量最大的自动灭火系统。国内外应用实践证明:该系统具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点。
国外应用自动喷水灭火系统已有一百多年的历史。在这长达一个多世纪的时间内,一些经济发达的国家,从研究到应用,从局部应用到普遍推广使用,有过许许多多成功和失败的教训。在总结经验的基础上,制订了本国的自动喷水灭火系统设计安装规范或标准,而且进行了一次又一次的修订(如英国的《自动喷水灭火系统安装规则》、美国《自动喷水灭火系统安装标准》)等。自动喷水灭火系统不仅已经在高层建筑、公共建筑、工业厂房和仓库中推广应用,而且发达国家已在住宅建筑中开始安装使用。
在建筑防火设计中推广应用自动喷水灭火系统,获得了巨大的社会与经济效益。表1为美国1965年统计资料,数据表明:早在技术远不如目前发达的1925~1964年间.在安装喷淋灭火系统的建筑物中。共发生火灾75290次,灭控火的成功率高达96.2%,其中工业厂房和仓库占有的比例高达87.46%。
美国纽约对1969~1978年10年中1648起高层建筑喷淋灭火案例的统计表明,灭控火成功率为高层办公楼98.4%,其他高层建筑97.7%。又如澳大利亚和新西兰,从1886年到1968年的几十年中,安装这一灭火系统的建筑物,共发生火灾5734次,灭火成功率达99.8%。有些国家和地区,近几年安装这一灭火系统的,有的灭火成功率达100%。
国外安装自动喷水灭火系统的建筑物,将在投保时享受一定的优惠条件,一般在该系统安装后的几年时间内,因优惠而少缴的保险费就够安装系统的费用了。一般在一年半到三年的时间内,就可以抵消建设资金。
推广应用自动喷水灭火系统,不仅可从减少火灾损失中受益,而且可减少消防总开支。如美国加利福尼亚州的费雷斯诺城,在市区制定的建筑条例中,要求在非居住区安装自动喷水灭火系统,结果使这个城市的火灾损失大大减小,从1955年到1975年的20年间,非居住区火灾损失从占该市火灾总损失的61.6%,降低到43.5%。
20世纪30年代我国开始应用自动喷水灭火系统,至今已有70年的历史。首先在外国人开办的纺织厂、烟厂以及高层民用建筑中应用。如上海第十七毛纺厂,是1926年由英国人所建,在厂房、库房和办公室装设了自动喷水灭火系统。1979年,该厂从日本和联邦德国引进生产设备,在新建的厂房也设计安装了国产的湿式系统。又如上海国际饭店是1934年建成投入使用的。该建筑中所有客房、厨房、餐厅、走道、电梯间等部位均装设了喷头,并扑灭过数起初期火灾。50年代,苏联援建的一些纺织厂和我国自行设计的一些工厂中,也装设了自动喷水灭火系统。1956年兴建的上海乒乓球厂,我国自行设计安装了自动喷水灭火系统,并于1978年10月成功地扑救了由于赛璐珞丝缠绕马达引起的火灾。又如1958年建的厦门纺织厂,至80年代曾四次发生火灾,均成功地将火扑灭。时至今日,该系统已经成为国际上公认的最为有效的自动扑救室内火灾的消防设施,在我国的应用范围和使用量也在不断扩展与增长。
原规范自1985年颁布执行以来,对指导系统的设计,发挥了积极、良好的作用。十几年来,国民经济持续快速发展,新技术不断涌现,使该规范面临着不断适应新情况、解决新问题、推广新技术的社会需求。此次修订该规范的目的,是为了总结十几年来自动喷水灭火系统技术发展和工程设计积累的宝贵经验,推广科技成果,借鉴发达国家先进技术,使之更加充实与完善。
1.0.2 本条是对原规范第1.0.3条的修改,规定了本规范的适用与不适用范围。新建、扩建及改建的民用与工业建筑,当设置自动喷水灭火系统时,均要求按本规范的规定设计,但火药、炸药、弹药、火工品工厂,以及核电站、飞机库等性质上超出常规的特殊建筑,属于本规范的不适用范围。上述各类性质特殊的建筑设计自动喷水灭火系统时,按其所属行业的规范设计。
1.0.3 本条是对原规范第1.O.2条的修改。要求按本规范设计自动喷水灭火系统时,必须同时遵循国家基本建设和消防工作的有关法律法规、方针政策,并在设计中密切结合保护对象的使用功能、内部物品燃烧时的发热发烟规律。以及建筑物内部空间条件对火灾热烟气流流动规律的影响,做到使系统的设计,既能为保证安全而可靠地启动操作,又要力求技术上的先进性和经济上的合理性。
自动喷水灭火系统的类型较多,基本类型包括湿式、干式、预作用及雨淋自动喷水灭火系统和水幕系统等。用量最多的是湿式系统。在已安装的自动喷水灭火系统中,有70%以上为湿式系统。
湿式系统由闭式洒水喷头、水流指示器、湿式报警阀组,以及管道和供水设施等组成,并且管道内始终充满有压水。湿式系统必须安装在全年不结冰及不会出现过热危险的场所内,该系统在喷头动作后立即喷水,其灭火成功率高于干式系统。
干式自动喷水灭火系统,处于戒备状态时配水管道内充有压气体,因此使用场所不受环境温度的限制。与湿式系统的区别在于:采用干式报警阀组,并设置保持配水管道内气压的充气设施。该系统适用于有冰冻危险与环境温度有可能超过70℃、使管道内的充水汽化升压的场所。
干式系统的缺点是:发生火灾时。配水管道必须经过排气充水过程,因此推迟了开始喷水的时间,对于可能发生蔓延速度较快火灾的场所,不适合采用此种系统。
预作用系统采用预作用报警阀组,并由火灾自动报警系统启动。系统的配水管道内平时不充水,发生火灾时,由比闭式喷头更灵敏的火灾报警系统联动雨淋阀和供水泵,在闭式喷头开放前完成管道充水过程,转换为湿式系统,使喷头能在开放后立即喷水。预作用系统既兼有湿式、干式系统的优点.又避免了湿式、干式系统的缺点,在不允许出现误喷或管道漏水的重要场所,可替代湿式系统使用;在低温或高温场所中替代干式系统使用,可避免喷头开启后延迟喷水的缺点。
雨淋系统的特点,是采用开式洒水喷头和雨淋报警阀组,并由火灾报警系统或传动管联动雨淋阀和供水泵.使与雨淋阀连接的开式喷头同时喷水。雨淋系统应安装在发生火灾时火势发展迅猛、蔓延迅速的场所。如舞台等。
水幕系统用于挡烟阻火和冷却分隔物。系统组成的特点是采用开式洒水喷头或水幕喷头,控制供水通断的阀门.可根据防火需要采用雨淋报警阀组或人工操作的通用阀门,小型水幕可用感温雨淋阀控制。水幕系统包括防火分隔水幕和防护冷却水幕两种类型。利用密集喷洒形成的水墙或水帘阻火挡烟、起防火分隔作用的,为防火分隔水幕;防护冷却水幕则利用水的冷却作用。配合防火卷帘等分隔物进行防火分隔。
自动喷水灭火系统的一百多年历史,一直在不断研究开发新技术、新设备与新材料,并获得持续发展和水平的不断提高。改革开放以来,我国建筑业迅速发展,兴建了一大批高层建筑、大空间建筑及地下建筑等内部空间条件复杂和功能多样的建筑物。使系统的设计不断遇到新情况、新问题。只有积极合理地吸收新技术、新设备与新材料,才能使系统的设计技术适应社会进步与发展的需求。系统采用的新技术、新设备与新材料,不仅要具备足够的成熟程度,同时还要符合可靠适用、经济合理。并与系统相配套、与规范合理衔接等条件,以避免出现偏差或错误。
1.0.4 本条对自动喷水灭火系统采用的组件提出了要求。系统组件属消防专用产品,质量把关至关重要,因此要求设计中采用符合现行的国家或行业标准,并经过国家固定灭火系统质量监督检验测试中心检测合格的产品。未经检测或检测不合格的不能采用。
1.0.5 经过改建后变更使用功能的建筑,当其重要性、房间的空间条件、内部容纳物品的性质或数量及人员密集程度发生较大变化时,要求根据改造后建筑的功能和条件,按本规范对原来已有的系统进行校核。当发现原有系统已经不再适用改造后建筑时,要求按本规范和改造后建筑的条件重新设计。
1.0.6 本规范属于强制性国家标准。本规范的制订,将针对建筑物的具体条件和防火要求,提出合理设计自动喷水灭火系统的有关规定。另外,设置自动喷水灭火系统的场所,还要求同时执行现行国家标准《建筑设计防火规范》GBJ 16-87(1997年版)、《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067-97、《人民防空工程设计防火规范》GBJ 98-87等规范的相关规定。
3 设置场所火灾危险等级
3.0.1、3.0.2 由强制性条文改为非强制性条文。根据火灾荷载(由可燃物的性质、数量及分布状况决定)、室内空间条件(面积、高度)、人员密集程度、采用自动喷水灭火系统扑救初期火灾的难易程度,以及疏散及外部增援条件等因素,划分设置场所的火灾危险等级。
建筑物内存在物品的性质、数量,以及其结构的疏密、包装和分布状况,将决定火灾荷载及发生火灾时的燃烧速度与放热量.是划分自动喷水灭火系统设置场所火灾危险等级的重要依据。
1 可燃物性质对燃烧速度的影响因素,包括制造材料的燃烧性能、制造结构的疏密程度,以及堆积摆放的形式等。不同性质的可燃物,火灾时表现的燃烧性能及扑救难度不同,例如纸制品和发泡塑料制品,就具有不同的燃烧性能,造纸及纸制品厂被划归中危险级,发泡塑料及制品按固体易燃物品被划归严重危险级。火灾荷载大,燃烧时蔓延速度快、放热量大、有害气体生成量大的保护对象,需要设置反应速度快、喷水强度大,以及作用面积大的系统。火灾荷载的大小,对确定设置场所火灾危险等级,是十分重要的依据。表3给出了不同火灾荷载密度情况下的火灾放热量数据。火灾荷载密度,是指单位面积占有的可燃物相当于木材的数量.是衡量可燃物密度的指标。
2 物品的摆放形式,包括密集程度及堆积高度。是划分设置场所火灾危险等级的另一个重要依据。松散堆放的可燃物.因与空气的接触面积大,燃烧时的供氧条件比紧密堆放要好。所以燃烧速度快,放热速率高.因此需求的灭火能力强。可燃物的堆积高度大,火焰的竖向蔓延速度快,另外由于高堆物品的遮挡作用,使喷水不易直接送达位于可燃物底部的起火部位,导致灭火的难度增大,容易使火灾得以水平蔓延。为了避免这种情况的发生,要求以较大的喷水强度或具有较强穿透力的喷水.以及开放较多喷头、形成较大的喷水面积控制火势。
3 建筑物的室内空间条件,也将影响闭式喷头受热开放时间和喷水灭火效果。小面积场所,火灾烟气流因受墙壁阻挡而很快在顶板或吊顶下积聚并淹没喷头,而使喷头热敏元件迅速升温动作;而大面积场所,火灾烟气流则可在顶板或吊顶下不受阻挡的自由流散,喷头热敏元件只受对流传热的影响,升温较慢,动作较迟钝。室内净空高度的增大,使火灾烟气流在上升过程中,与被卷吸的空气混合而逐渐降低温度和流速的作用增大。流经喷头热气流温度与速度的降低将造成喷头推迟动作。喷头开放时间的推迟,将为火灾继续蔓延提供时间,喷头开放时将面临放热速率更大,更难扑救的火势,使系统喷水控灭火的难度增大。对于喷头的洒水,则因与上升热烟气流接触的时间和距离的加大。使被热气流吹离布水轨迹和汽化的水量增大,导致送达到位的灭火水量减少,同样会加大灭火的难度。有些建筑构造。还会影响喷头的布置和均匀布水。上述影响喷头开放和喷水送达灭火的因素。由于影响系统控灭火的效果,将导致设置场所火灾危险等级的改变。
各国规范将自动喷水灭火系统的设置场所划分为三个或四个火灾危险等级。如英国将设置场所划分为三个危险等级。即轻、中、严重(其中又分为生产工艺级和贮存级)危险级。德国分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级,分别为轻、中、严重(其中又分为生产级和堆积级)危险级。美国和日本则划分为轻、中、严重危险级。
本规范参考了发达国家规范,结合我国目前实际情况.在增加仓库危险级的基础上,将设置场所划分为四级,分别为轻、中(其中又分为Ⅰ级和Ⅱ级)、严重(其中又分为Ⅰ级和Ⅱ级)及仓库(其中又分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级)危险级。
轻危险级,一般是指下述情况的设置场所,即可燃物品较少、可燃性低和火灾发热量较低、外部增援和疏散人员较容易。
中危险级,一般是指下列情况的设置场所,即内部可燃物数量为中等,可燃性也为中等,火灾初期不会引起剧烈燃烧的场所。大部分民用建筑和工业厂房划归中危险级。根据此类场所种类多、范围广的特点,划分中Ⅰ级和中Ⅱ级,并在本规范附录A中举例予以说明。商场内物品密集、人员密集,发生火灾的频率较高.容易酿成大火造成群死群伤和高额财产损失的严重后果.因此将大规模商场列入中Ⅱ级。
严重危险级,一般是指火灾危险性大,且可燃物品数量多.火灾时容易引起猛烈燃烧并可能迅速蔓延的场所。除摄影棚、舞台"葡萄架"下部外,包括存在较多数量易燃固体、液体物品工厂的备料和生产车间。
仓库火灾危险等级的划分,参考了美国的《一般储存仓库标准》NFPA-231(1995年版)和《货架式储存仓库标准》NFPA-231C(1995年版)。将上述标准中的1、2、3、4类和塑料橡胶类储存货品,结合我国国情,综合归纳并简化为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级仓库。由于仓库自动喷水灭火系统涉及面广.较为复杂,美国标准NFPA-13(1996年版)没有针对货品堆高超过3.7m(12ft)的仓库提出规定,而是由《一般储存仓库标准》NFPA-231(1995年版)和《货架储存仓库标准》NFPA-231C(1995年版)提出具体规定。此次修订,规定三个仓库危险级,即Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。仓库危险级Ⅰ级与美国标准NFPA-231(1995年版)的1、2类货品相一致,仓库危险级Ⅱ级与3、4类货品一致,仓库危险级Ⅲ级为A组塑料、橡胶制品等。
上述两个美国标准中的储存物品分类:
1 类货品 指纸箱包装的不燃货品,例如:
不燃食品和饮料:不燃容器包装的食品;冷冻食品、肉类;非塑料制托盘或容器盛装的新鲜水果和疏菜;无涂蜡层或塑料覆膜的纸容器包装牛奶;不燃容器盛装,但容器外有纸箱包装的酒精含量≤20%的啤酒或葡萄酒;玻璃制品。
金属制品:包括塑料覆面或装饰的桌椅;金属外壳家电;电动机、干电池、空铁罐、金属柜。
其他:包括变压器、袋装水泥、电子绝缘材料、石膏板、惰性颜料、固体农药。
2 类货品 包括木箱及多层纸箱或类似可燃材料包装的1类货品,例如:
纸箱包装的漆包线线圈,日光灯泡,木桶包装的酒精含量不超过20%的啤酒和葡萄酒。
3 类货品 木材、纸张、天然纤维纺织品或C组塑料及制品,含有限量A组或B组塑料的制品,例如:
皮革制品:鞋、皮衣、手套、旅行袋等。
纸制品:书报杂志、有塑料覆膜的纸制容器等。
纺织品:天然与合成纤维及制品,不含发泡类塑料橡胶的床垫。
木制品:门窗及家具、可燃纤维板等。
其他:纸箱包装的烟草制品及可燃食品,塑料容器包装的不燃液体。
4 类货品 纸箱包装的含有一定量A组塑料的1、2、3类货品,小包装采用A组塑料、大包装采用纸箱包装的1、2、3类货品,B组塑料和粉状、颗粒状A组塑料,例如:照相机、电话、塑料家具,含发泡类塑料填充物的床垫,含有一定量塑料的建材、电缆.塑料容器包装的物品。
塑料橡胶类 分为A组、B组和C组。
A组:ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、缩醛(聚甲醛)、丙烯酸类(聚甲基丙烯酸甲酯)、丁基橡胶、EPDM(乙丙橡胶)、FRP(玻璃纤维增强聚酯)、发泡类天然橡胶、腈橡胶(丁腈橡胶)、PET(热塑性聚酯)、聚碳酸酯、聚酯合成橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、PVC(高增塑聚氯乙烯.如人造革、胶片等)、SAN(苯乙烯-丙烯腈)、SBR(丁苯橡胶)。
B组:纤维素类(醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素)、氯丁橡胶、氟塑料(ECTFE--乙烯-三氟氯乙烯共聚物、ETFE--乙烯-四氟乙烯共聚物、FEP--四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、不发泡类天然橡胶、锦纶(锦纶6、锦纶66)、硅橡胶。
C组:氟塑料(PCTFE--聚三氟氯乙烯、PTFE--聚四氟乙烯)、三聚氰胺(三聚氰胺甲醛)、酚醛类、PVC(硬聚氯乙烯,如:管道、管件)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PVF(聚氟乙烯)、尿素(脲甲醛)。
本规范附录A的举例参考了国内外相关规范标准的有关规定。由于建筑物的使用功能、内部容纳物品和空间条件千差万别,不可能全部列举.设计时可根据设置场所的具体情况类比判断。现将美、英、日、德等国规范的火灾危险等级举例列出(见表4、表5、表6),供有关设计人员、公安消防监督人员参考。
3.0.3 当建筑物内各场所的使用功能、火灾危险性或灭火难度存在较大差异时,要求遵循"实事求是"和"有的放矢"的原则。按各自的实际情况选择适宜的系统和确定其火灾危险等级。
4 系统选型
4.1 一般规定
4.1.1 自动喷水灭火系统具有自动探火报警和自动喷水控灭火的优良性能.是当今国际上应用范围最广、用量最多,且造价低廉的自动灭火系统,在我国消防界及建筑防火设计领域中的可信赖程度不断提高。尽管如此。该系统在我国的应用范围,仍与发达国家存在明显差距。
是否需要设置自动喷水灭火系统,决定性的判定因素,是火灾危险性和自动扑救初期火灾的必要性。而不是建筑规模。因此。大力提倡和推广应用自动喷水灭火系统,是很有必要的。
4.1.2 由强制性条文改为非强制性条文。规定了自动喷水灭火系统不适用的范围。凡发生火灾时可以用水灭火的场所,均可采用自动喷水灭火系统。而不能用水灭火的场所,包括遇水产生可燃气体或氧气,并导致加剧燃烧或引起爆炸后果的对象,以及遇水产生有毒有害物质的对象,例如存在较多金属钾、钠、锂、钙、锶、氯化锂、氧化钠、氧化钙、碳化钙、磷化钙等的场所,则不适用。再如存放一定量原油、渣油、重油等的敞口容器(罐、槽、池),洒水将导致喷溅或沸溢事故。
4.1.3 设置场所的火灾特点和环境条件。是合理选择系统类型和确定火灾危险等级的依据,例如:环境温度是确定选择湿式或干式系统的依据;综合考虑火灾蔓延速度、人员密集程度及疏散条件是确定是否采用快速系统的因素等。室外环境难以使闭式喷头及时感温动作.势必难以保证灭火和控火效果,所以露天场所不适合采用闭式系统。
4.1.4 提出对设计系统的原则性要求。设置自动喷水火火系统的目的,无疑是为了有效扑救初期火灾。大量的应用和试验证明,为了保证和提高自动喷水灭火系统的可靠性,离不开四个方面的因素:首先,闭式系统中的喷头,或与预作用和雨淋系统配套使用的火灾自动报警系统,要能有效地探测初期火灾;二是要求湿式、干式系统在开放一只喷头后,预作用和雨淋系统在火灾报警后立即启动系统;三是整个灭火进程中,要保证喷水范围不超出作用面积,以及按设计确定的喷水强度持续喷水;四是要求开放喷头的出水均匀喷洒、覆盖起火范围,并不受严重阻挡。以上四个方面的因素缺一不可,系统的设计只有满足了这四个方面的技术要求,才能确保系统的可靠性。
4.2 系统选型
4.2.1 由强制性条文改为非强制性条文。湿式系统,由闭式洒水喷头、水流指示器、湿式报警阀组,以及管道和供水设施等组成,而且管道内始终充满水并保持一定压力(见图1)。
湿式系统具有以下特点与功能:
1 与其他自动喷水灭火系统相比较.结构相对简单,处于警戒状态时,由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持管道内充水的压力。发生火灾时,由闭式喷头探测火灾.水流指示器报告起火区域,报警阀组或稳压泵的压力开关输出启动供水泵信号,完成系统的启动。系统启动后,由供水泵向开放的喷头供水,开放的喷头将供水按不低于设计规定的喷水强度均匀喷洒,实施灭火。为了保证扑救初期火灾的效果,喷头开放后,要求在持续喷水时间内连续喷水。
2 湿式系统适合在温度不低于4℃并不高于70℃的环境中使用,因此绝大多数的常温场所采用此类系统。经常低于4℃的场所有使管内充水冰冻的危险。高于70℃的场所管内充水汽化的加剧有破坏管道的危险。
4.2.2 环境温度不适合采用湿式系统的场所,可以采用能够避免充水结冰和高温加剧汽化的干式或预作用系统。
干式系统与湿式系统的区别,在于采用干式报警阀组。警戒状态下配水管道内充压缩空气等有压气体。为保持气压。需要配套设置补气设施(见图2)。
干式系统配水管道中维持的气压.根据干式报警阀入口前管道需要维持的水压、结合干式报警阀的工作性能确定。
闭式喷头开放后,配水管道有一个排气充水过程。系统开始喷水的时间,将因排气充水过程而产生滞后。因此削弱了系统的灭火能力,这一点是干式系统的固有缺陷。
4.2.3 对适合采用预作用系统的场所提出了规定:在严禁因管道泄漏或误喷造成水渍污染的场所替代湿式系统;为了消除干式系统滞后喷水现象,用于替代干式系统。
预作用系统采用预作用报警阀组,并由配套使用的火灾自动报警系统启动。处于戒备状态时,配水管道为不充水的空管。利用火灾探测器的热敏性能优于闭式喷头的特点.由火灾报警系统开启雨淋阀后为管道充水,使系统在闭式喷头动作前转换为湿式系统(见图3)。
戒备状态时配水管道内如果维持一定气压,将有助于监测管道的严密性和寻找泄漏点。
4.2.4 提出了一项自动喷水灭火系统新技术--重复启闭预作用系统。该系统能在扑灭火灾后自动关闭报警阀,发生复燃时又能再次开启报警阀恢复喷水,适用于灭火后必须及时停止喷水,要求减少不必要水渍损失的场所。为了防止误动作,该系统与常规预作用系统的不同之处,则是采用了一种即可输出火警信号,又可在环境恢复常温时输出灭火信号的感温探测器。当其感应到环境温度超出预定值时,报警并启动供水泵和打开具有复位功能的雨淋阀,为配水管道充水,并在喷头动作后喷水灭火。喷水过程中。当火场温度恢复至常温时,探测器发出关停系统的信号,在按设定条件延迟喷水一段时间后,关闭雨淋阀停止喷水。若火灾复燃、温度再次升高时,系统则再次启动,直至彻底灭火。
我国目前尚无此种系统的产品,将其纳入本规范。将有利于促进自动喷水灭火系统新技术和新产品的发展和应用。
4.2.5 由强制性条文改为非强制性条文。对适合采用雨淋系统的场所作了规定。包括:火灾水平蔓延速度快的场所和室内净空高度超过本规范6.1.1条规定、不适合采用闭式系统的场所。室内物品顶面与顶板或吊顶的距离加大,将使闭式喷头在火场中的开放时间推迟,喷头动作时间的滞后使火灾得以继续蔓延,而使开放喷头的喷水难以有效覆盖火灾范围。上述情况使闭式系统的控火能力下降,而采用雨淋系统则可消除上述不利影响。雨淋系统启动后立即大面积喷水,遏制和扑救火灾的效果更好,但水渍损失大于闭式系统。适用场所包括舞台葡萄架下部、电影摄影棚等。
雨淋系统采用开式洒水喷头、雨淋报警阀组,由配套使用的火灾自动报警系统或传动管联动雨淋阀,由雨淋阀控制其配水管道上的全部开式喷头同时喷水(见图4、图5。注:可以作冷喷试验的雨淋系统,应设末端试水设置)。
中国建筑西南设计院1981年模拟"舞台幕布燃烧试验"报告指出:四个试验用开式洒水喷头呈正方形布置,间距为2.5m×2.5m,安装高度为22m;幕布尺寸为3m×12m,幕布下端距地面约2m,幕布由地面上的木垛火引燃(木垛的火灾负荷密度为50kg/m2)。幕布引燃后,开始时火焰上升速度约为0.1~0.2m/s,当幕布燃烧到约1/4高度,火焰急剧向上及左右蔓延扩大,不到1Os时间幕布几乎全部烧完,但顶部正中安装的闭式喷头没有开放;手动开启雨淋系统时,当喷头处压力为0.1~0.2MPa时,仅10s就扑灭了幕布火灾,又历时1min30s~1min50s扑灭木垛火。试验证实了雨淋系统的灭火效果。
4.2.6 根据发达国家标准不断发展,我国仓库的形式、规模日趋多样化、复杂化以及对系统设计不断提出新的需求等情况,调整本条规定的内容。
自动喷水灭火系统经过长期的实践和不断的改进与创新,其灭火效能已为许多统计资料所证实。但是,也逐渐暴露出常规类型的系统不能有效扑救高堆垛仓库火灾的难点问题。自70年代中期开始,美国工厂联合保险研究所(FMRC)为扑灭和控制高堆垛仓库火灾作了大量的试验和研究工作。从理论确定了"快速响应、早期抑制"火灾的三要素:一是喷头感应火灾的灵敏程度,二是喷头动作时刻燃烧物表面需要的灭火喷水强度。三是实际送达燃烧物表面的喷水强度。根据采用早期抑制快速响应喷头自动喷水灭火系统的特点,在条件许可的前提下,应采用湿式系统;如果条件不许可,可采用干式系统或预作用系统,但系统充水时间应符合干式系统或预作用系统的设计要求。
4.2.7 规定此条的目的:
1 强化自动喷水灭火系统的灭火能力。
2 减少系统的运行费用。对于某些对象,如某些水溶性液体火灾,采用喷水和喷泡沫均可达到控灭火目的,但单纯喷水时,虽控火效果好,但灭火时间长。火灾与水渍损失较大;单纯喷泡沫时,系统的运行维护费用较高。另一些对象,如金属设备和构件周围发生的火灾,采用泡沫灭火后,仍需进一步防护冷却,防止泡沫消泡后因金属件的温度高而使火灾复燃。水和泡沫结合,可起到优势互补的作用。
早在50年代,国际上已研制出既可喷水,又可喷蛋白泡沫混合液的自动喷水灭火系统,用于扑救A类火灾或B类火灾,以及二者共存的火灾。
蛋白和氟蛋白类泡沫混合液,形成一定发泡倍数的泡沫后,在燃烧表面形成粘稠的连续泡沫层后,在隔绝空气并封闭挥发性可燃蒸气的作用下实现灭火。水成膜泡沫液可在燃料表面形成可以抑制燃料蒸发的水成膜,同时隔绝空气而实现灭火。
洒水喷头属于非吸气型喷头,所以供给泡沫混合液发泡的空气不足,使喷洒的泡沫混合液与洒水极为相似,虽然没有形成一定倍数的泡沫,但仍具有良好的灭火性能。泡沫灭火剂的选用,按现行国家标准《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-92的规定执行。
4.2.8 新增条文。参考美国NFPA-13(1996年版)标准补充的规定。当建筑物内设置多种类型的系统时,按此条规定设计,允许其他系统串联接入湿式系统的配水干管。使各个其他系统从属于湿式系统,既不相互干扰,又简化系统的构成、减少投资(见图6)。