1.定义
民用建筑高大空间紧张指最大净空高度大于8m的室内空间,常见于中庭、体育馆、航站楼、影剧院、音乐厅、会展中央等。
2.灭火举动步伐
规范给出了最大净高≤18m的高大空间湿式喷淋设计参数,对付最大净高>18m的民用建筑高大空间,常日可采取自动跟踪定位射流灭火系统保护。
对付最大净高为18m以内的民用建筑高大空间,也可能存在设置喷淋系统确有困难的情形,如:闭式洒水喷头无法有效感知和喷水灭火的部位、曲面吊顶、喷头固定困难的部位等。此时,个人认为也可采取自动跟踪定位射流灭火系统。
注:本文仅谈论最大净高≤18m、且可设置湿式喷淋的民用建筑,磋商其详细设计细节。
二、哀求
1.设计参数
1.1 民用建筑高大空间场所采取湿式喷淋系统的设计基本参数不应低于《喷规》表5.0.2的规定值(见下表):
注:
a. 表中未列入的场所,应根据本表规定场所的失火危险性类比确定。
b. 当民用建筑高大空间场所的最大净空高度为12<h≤18m时,应采取非仓库型分外运用喷头。
1.2 对最大净空高度的理解
对付喷淋系统而言,最大净空高度是喷头所保护的最大高度,对付设置了吊顶的场所,如吊顶内知足《喷规》7.1.11条所列举的情形,吊顶内可不设洒水喷头,此时,可以仅设置下喷,则该场所的最大净空高度为地面到吊顶的高差。
对付部分最大净空高度略微超过8m的场所,可通过降落吊顶高度(降到小于8m),来降落喷淋系统喷水强度、设计用水量等。对付吊顶内需设置喷头的情形,上喷保护高度常日小于下喷保护高度,则该场所最大净高打算办法仍为地面到吊顶的高差。
2、喷头选型
设置闭式喷淋系统的场所,洒水喷头类型和场所的最大净空高度应符合表6.1.1的规定:
注:
1)分外运用喷头先容见《喷规》术语2.1.23,其产品标准为《自动喷水灭火系统 第22部分:分外运用喷头》,流量系数有161、202、242等,民用建筑中非仓库型分外运用喷头常日可采取K161型。
2)上表中,净空高度为8m<h≤12m,对应有2种喷头的选择,参照规范表5.0.2可知,在此高度范围内也存在两种喷水强度哀求。考虑喷头事情压力,为防止配水管起端压力超0.4MPa,建议此高度下喷头选型如下:
a. 设计喷水强度为12L/(L.min)时,可采取K115标准覆盖面积洒水喷头,且应为快速相应喷头。
b. 设计喷水强度为15L/(L.min)时,可采取K161非仓库型分外运用喷头。
3)对付最大净高为12m<h≤18m的高大空间场所(民用建筑),均可采取K161非仓库型分外运用喷头。
注:对付局部高大空间场所,当采取上述喷头时,为避免与其他区域混装、也方便校审,建议在平面图中框出范围,引表明释喷头类型及对应场所的最大净空高度、喷水强度。
3、失火延续韶光
《喷规》5.0.16 除本规范另有规定外,自动喷水灭火系统的持续喷水韶光应按失火延续韶光不小于1h确定。规范其他条文未对民用建筑高大空间喷淋系统的失火延续韶光进行规定,故可按1h确定。
三、干系问题解析
1、水流指示器设置
对付高大空间场所为独立防火分区的情形,直接按防火分区设置水流指示器即可,如体育馆、航站楼、会展中央等。以下紧张谈论防火分区内局部高大空间场所喷淋系统水流指示器的设置,例如中庭、影院等。
当建筑内设置中庭时,其防火分区的建筑面积应按上、下层相连通的建筑面积叠加打算,当总面积不超规范防火分区面积规定值时,不同楼层可连通,且中庭与其他部位可不采纳防火分隔方法,此时中庭喷淋可直接接喷头所在位置对应楼层的水流指示器后的喷淋管网。
对大商业来说,叠加后总面积超过规范规定值的情形更为常见,常日会将中庭划分给1F的防火分区,并在与其他楼层连通的部位设置防火卷帘进行分隔。此时,中庭实质仍为1层,相对付1F其他部分而言,只是层高更高的区域而已,发生失火时,其对应的位置仍是1F。
对付中庭等高大空间,其水流指示器的设置,常日可采取如下图所示的2种办法:
解释:
a. 建议优先考虑“办法1”,当采取“办法1”时,中庭部分可不设置单独的旗子暗记阀、水流指示器,中庭仍视为1F的一部分,但应考虑末端试水的位置,复核最不利点是否位于中庭;
b. 当中庭最大净高较高、采取“办法1”不便设置接中庭喷淋的立管或可能导致1F喷淋配水管入口压力超过0.4MPa(轻危险级、中危险级)时,建议中庭自喷从喷头所在位置对应楼层喷淋管网的旗子暗记阀之前单独接出,设置独立的旗子暗记阀、水流指示器,见“办法2”;
c. 对付影院,影厅常日为挑高设计,不同于中庭的是,其入口层以上常日为实墙分隔,别的情形与中庭类同,其水流指示器的设计办法同中庭,可根据详细情形按“办法1”或“办法2”确定。
d. 当吊顶内不知足《喷规》7.1.11条、需设置吊顶内喷头时,中庭部分可采取高下喷,或上喷与下喷分开支配,上喷采取普通K80标准覆盖面积洒水喷头即可,支配上喷时应把稳梁的影响。
2、喷头事情压力和喷水强度复核
1)《喷规》
2.1.18: 一只喷头的保护面积
同一根配水支管上相邻洒水喷头的间隔与相邻配水支管之间间隔的乘积。
9.1.1 系统最不利点处喷头的事情压力应打算确定(且≮0.05MPa)。
9.1.5 系统设计流量的打算,应担保任意浸染面积内的均匀喷水强度不低于本规范表5.0.1、表5.0.2和表5.0.4-1~表5.0.4-5的规定值。
最不利点处浸染面积内任意4只喷头的围合范围内的均匀喷水强度,轻危险级、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5.0.4-1~表5.0.4-5的规定值。
条文解释:本条规定对任意浸染面积内的均匀喷水强度及最不利点处浸染面积内任意4只喷头围合范围内的均匀喷水强度提出了哀求。
解析:
a. 第9.1.5条紧张是规定了2个方面的哀求:
一是哀求浸染面积内的均匀喷水强度要知足相应规定(“哀求1”);二是针对最不利点浸染面积内任意4只喷头围合范围内的均匀喷水强度知足某些规定(“哀求2”)。
b. 针对以上2个哀求,我们先绘制1图进行磋商:
通过不雅观察上图可知,上述4种情形,浸染面积内的均匀喷水强度均能知足规范哀求,但灭火能力各有差异,对付喷水强度分布极其不均的喷头支配而言,即便能知足“哀求1”,也存在部分区域薄弱,可能无法灭火、无法抑制失火壮大和蔓延的可能。
故只知足均匀喷水强度,而不强调任意位置的最低喷水强度哀求,是存在重大毛病的,因此,均匀喷水强度应是基本条件,而任意位置应知足的最低喷水强度是保障方法,故“哀求2”是对“哀求1”的补充和担保,不可缺失落。
c. 通过剖析9.1.5条中针对最不利点浸染面积内4个喷头的均匀喷水强度哀求可创造,该部分内容覆盖了轻危险级、中危险级、严重危险级及仓库危险级,覆盖表格为表5.0.1和表5.0.4-1~表5.0.4-5,唯独短缺了表5.0.2。(表5.0.5和表5.0.6无喷水强度哀求数据)
当高大空间场所须要打算最不利点喷头事情压力时,无最不利点4个喷头的均匀喷水强度哀求,则打算无据可依,也不合理,故个人斗胆认为,规范此处存在明显漏洞,即哀求里遗漏了表5.0.2。
d. 通过查《喷规》附录A可知,表5.0.2中撤除条文9.1.5明确规定的严重危险级外,别的民用高大空间均为轻危险级或中危险级,场所的失火危险等级紧张考量是失火荷载、蔓延速率等,高度导致的灭火毛病由快速相应、提高喷水强度、缩小喷头支配间距填补,场所危险等级不以高度为转移。
e. 故个人武断认为,场所危险等级为轻危险级、中危险级的民用建筑高大空间,除应实行任意浸染面积内的均匀喷水强度哀求外,还应实行9.1.5条最不利点4个喷头的均匀喷水强度哀求,即知足不低于《喷规》表5.0.2规定值的85%,按此哀求设计,合规、合理。
注:轻危险级、中危险级高大空间场所,如仅实行任意浸染面积内的均匀喷水强度哀求,明面上也不违规,但个人不建议,打算最不利点喷头事情压力时也无据可依。
2)打算
民用建筑内可设置湿式自喷的高大空间场所常日为轻危险级或中危险级,设某高大空间场所喷头流量系数为K,按矩形支配,支配间距为:A×B,场所设计喷水强度为Q [单位-L/(min.㎡)],单个喷头流量为q,则:
q≥ABQ85%
≥ABQ85%
则,最不利点喷头事情压力P的打算公式:
P≥[(ABQ85%/K)²]/10
且:P应≮0.05MPa(规范规定的最低事情压力)
当打算值P≥0.05MPa,可直接按打算值;当P<0.05MPa时,喷头事情压力可取0.05MPa。
例如,喷头支配间距:3m×2.75m,设计喷水强度:12L/(L.min),喷头流量系数K=115,打算可得:P≥0.054MPa,则可取最不利点喷头事情压力为0.055MPa。
3、配管管径打算
打算出最不利点喷头事情压力后,可以打算最不利点喷头的设计流量,再通过假定喷头管径的情形下,复核管段流速,通过调度管径,使管段流速符合设计流速。
采取较高的管道流速,不利于均衡系统的水力特性并加大损耗;为了降落管道摩阻而放大管径、采取低流速,将导致管道重量的加重,使设计的经济性降落。
对付民用建筑局部高大空间场所,个人建议将管道流速掌握在3~4m/s旁边,当管径≥DN100时,流速可适当放大,配水支管末端管段流速宜≤3.0m/s,以实现经济性和水力特性的平衡。
设计初期,当单个喷头均匀保护面积不低于7.8㎡(浸染面积内的喷头数一样平常不大于20个)时,可按下表管径配管:
配管管径估算表
注:
配管之后,应采取浸染面积法打算复核,浸染面积内均匀喷水强度不应低于规范的规定值,当低于规定值时,应调度最不利点喷头事情压力或调度配管,并复算。
可采取天正自带“喷淋打算”功能对不同管段的流速进行赋值,点击左侧菜单-打算-喷淋打算-勾选管道经济流速-设置,复核流速,个别管段流速不合理时,可手动调度管径。
4、系统流量打算
对付局部高大空间场所面历年夜于规范哀求的浸染面积时,可直接按规范打算该场所喷淋系统设计流量。
当局部高大空间场所面积小于规范哀求的浸染面积,例如不大于160㎡,则除需打算该挑高区域内喷淋系统的设计流量外,还应叠加同一防火分区紧挨该区域的一部分面积内的喷淋流量,叠加部分面积应补足规范浸染面积哀求。
当2个区域接自同一水流指示器时,应根据该防火分区最不利点喷头推导各打算区域喷头的事情压力,根据推导的喷头事情压力,确定设计流量,且应合理配置配水管起端减压孔板孔径,以防喷头实际事情压力超设计值。
5、提醒
管段流速越大时,管路水损越大,则浸染面积内不同位置喷头的事情压力差越大,在最不利点喷头事情压力确定的情形下,喷头均匀事情压力越大,单个喷头均匀出流量越大,进而系统设计流量越大。
对付局部运用处景,如上面举例的中庭、影厅,管径略微放大,对付管材的本钱增加非常有限,但却能有效降落管路水损,降落系统设计流量,进而减小水泵规格及消防池塘储水量。
反之,运用范围广时,例如,大到几万㎡,乃至几十万㎡,此时放大管径带来的设计流量和池塘储水量的降落也很有限,增加的管材本钱霸占更大比重,此时,可适当调高各管段流速。
总而言之,应灵巧处理管径、流速、水损、系统设计流量、消防池塘储水量之间的关系,以最大程度担保系统的经济性与合理性。
四、设计举例
规范所列举的民用建筑高大空间设置湿式自喷时,共有3种喷水强度:12L/(min.㎡)、15L/(min.㎡)、20L/(min.㎡),本次按3种喷水强度分别举例。
1、12L/(min.㎡)
某高层办公楼一层大堂局部挑高,大堂部分设置吊顶,吊顶内无可燃物,最大净空高度为10m。大堂上方采取湿式喷淋系统进行保护,设计喷水强度12L/(min.㎡),浸染面积160㎡,采取K115快速相应型标准覆盖面积洒水喷头,喷头支配间距:3m2.75m。
根据公式:P≥[(ABQ85%/K)²]/10
可打算得最不利点喷头事情压力P应≥0.054MPa,取0.055MPa,则最不利点喷头设计流量为:
=115根号(100.055)
=85L/min=1.42L/s
根据上一章节配管管径估算表,绘图如下:
注:上图中末端试水以及接水流指示器的办法为示意,可根据实际情形调度。
打算结果如下:
系统设计流量为34.19 L/s,经复核,各管段流速基本符合设计流速,入口压力也相对合理,均匀喷水强度为12.75L/(min.㎡),知足规范哀求。
2、15L/(min.㎡)
某高层办公楼一层大堂局部挑高,大堂部分设置吊顶,吊顶内无可燃物,最大净空高度为15m。大堂上方采取湿式喷淋系统进行保护,设计喷水强度15L/(min.㎡),浸染面积160㎡,采取K161非仓库型分外运用喷头,喷头支配间距:3m2.75m。
根据公式:P≥[(ABQ85%/K)²]/10
可打算得最不利点喷头事情压力P应≥0.043MPa,打算结果小于0.05MPa,取0.05MPa,则最不利点喷头设计流量为:
=161根号(100.05)
=114L/min=1.9 L/s
根据上一章节配管管径估算表,绘图如下:
注:上图中末端试水以及接水流指示器的办法为示意,可根据实际情形调度。
打算结果:
系统设计流量为43.20 L/s,经复核,各管段流速基本符合设计流速,入口压力也相对合理,均匀喷水强度为16.16L/(min.㎡),知足规范哀求。
3、20L/(min.㎡)
某影院最大净空高度为15m,采取湿式自喷进行保护,失火危险等级为中危险级,设计喷水强度20L/(min.㎡),浸染面积160㎡,采取K161非仓库型分外运用喷头,喷头支配间距:3m2.75m。
根据公式:P≥[(ABQ85%/K)²]/10
可打算得最不利点喷头事情压力P应≥0.076MPa,取0.078MPa,则最不利点喷头设计流量为:
=161根号(100.078)
=142L/min=2.37 L/s
根据上一章节配管管径估算表,绘图如下:
注:上图中末端试水以及接水流指示器的办法为示意,可根据实际情形调度。
系统设计流量为53.79 L/s,经复核,各管段流速基本符合设计流速,入口压力也相对合理,均匀喷水强度为20.12L/(min.㎡),知足规范哀求。
五、其他
喷头连管时,应把稳连接的办法,为减少局部水损,宜担保水流到达任意浸染面积内时,流经的三通、四通数量最少,其接管办法宜按下图所示:
不建议采取如下图所示的办法连接:
注:通过查《喷规》附录C“当量长度表”可知,采取如上图所示的接管办法时,管路局部水损占沿程水损的比例远远高于30%,不可取。