高大空间建筑自动灭火系统设计探讨.pdf
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1、建筑安全 :高大空间建筑自动灭火系统设计探讨收稿日期:作者简介:林小辉(),男,工程师,从事民用建筑给水排水设计等研究林小辉,张骞,张栋?,燕博(西安建筑科技大学设计研究总院有限公司,陕西 西安 )摘要:依据规范要求,从净空高度、灭火装置性能特点、建筑空间效果等方面,分析了高大空间建筑自动灭火系统的选择。根据各种自动灭火系统的设计参数进行设计计算,得出不同工况下自动灭火系统一次灭火设计流量的计算方式,为提高消防系统供水的可靠性与合理性,对稳压泵的设计流量和设计压力给出建议取值。关键词:高大空间;自动喷水灭火系统;自动跟踪定位射流灭火系统;设计流量;稳压泵中图分类号:文献标识码:文章编号:()引
2、言高大空间建筑具有可燃物品种类多、火灾危险性大等特点,及时控制、扑灭初期火灾,防止其蔓延扩大,对消防安全至关重要。根据现行规范、技术标准,可用于高大空间建筑自动灭火的技术措施有:雨淋系统、大空间智能型主动喷水灭火系统、自动喷水灭火系统、自动跟踪定位射流灭火系统等 。其中,雨淋系统因水量大、灭火针对性差、造价高等原因,除了规范要求必须设置雨淋系统的某些特定场所外,在其他高大空间建筑中并不多见。大空间智能型主动喷水灭火系统目前没有国家统一标准,相关产品标准也不统一,设计人员对该系统的设计比较困惑,另外两种自动灭火系统在实际工程中的应用则较为广泛。本文拟对自动喷水灭火系统和自动跟踪定位射流灭火系统的
3、选择和设计要求进行分析探讨,希望为高大空间建筑自动灭火系统的设计提供参考。高大空间建筑自动灭火系统的选择 根据净空高度选择新版 自动喷水灭火系统设计规范(以下简称“喷规”)将民用建筑高大空间场所喷头的布置高度由 提高到了 ,并明确了 民用和工业建筑高大空间场所采用湿式自喷系统的喷水强度、作用面积及喷头类型等设计参数。自动跟踪定位射流灭火系统技术标准(以下简称“自规”)适用于“净空高度大于 及净空高度大于且不大于 ,难以设置自喷系统的民用建筑和丙类生产车间、丙类库房”。由此可见,范围内的高大净空场所自动灭火系统,既可以选用“自喷系统”,也可以选用“自动跟踪定位射流系统”。建筑设计防火规范(版)(
4、以下简称“建规”)规定:“难以设置自动喷水灭火系统的高大空间场所”才设置其他自动灭火系统。虽然“自规”对于净空高度大于 的高大空间场所中自动灭火系统的选择并没有“难以设置”这个限制条件,但“自喷系统”具有简单可靠、技术成熟、控制方便等优势 ,所以建议优先设置“自喷系统”,只有在采用玻璃采光顶棚或是因曲面吊顶导致喷头无法固定等难以设置“自喷系统”的高大空间场所,才考虑设置“自动跟踪定位射流系统”。根据灭火装置性能特点和建筑空间效果选择“自规”根据单个灭火装置的流量、出流方式将其分为自动消防炮灭火系统、喷射型自动射流灭火系统、喷洒型自动射流灭火系统 种类型(以下简称“水炮型”“射流型”“喷洒型”)
5、,具体选型既要考虑火灾危险等级、环境条件、净空高度、保护区域平面尺寸等因素 ,还应结合 种灭火装置的性能特点和建筑空间效果进行选择。表 为自动跟踪定位射流灭火系统各种灭火装置的性能特点。表 各种灭火装置的性能参数灭火装置类型额定流量()额定工作压力上限 额定工作压力的最大保护半径 安装高度 设置场所最大净空高度 安装方式水炮型 不限顶部、架空、边墙安装 射流型 不限顶部、架空、边墙安装 喷洒型 顶部安装“喷洒型”类似于“自喷系统”的大流量喷头,适用于面源火灾场所,一般安装在保护场所的正上方。若安装位置过高,水雾飘损导致喷水强度降低,影响灭火效果,故限定安装高度和净空高度均不超过 。“水炮型”和
6、“喷射型”水流为射流型,适用于点源火灾,可以在保第 卷 第 期年 月 山西建筑 护场所的正上方悬空安装,也可以在侧墙、柱子上安装,只要在水柱的保护半径范围内即可,设置场所的净空高度不限。因此,首先从净空高度方面考虑,对于小于 的场所,种灭火系统都可以使用;对于大于 的场所,只能选择“水炮型”和“喷射型”灭火系统。其次,从表 可以看出,“水炮型”系统的额定工作压力、额定流量及最大保护半径均整体最大,“喷洒型”系统的相关参数最小。从经济性方面考虑,候车厅、展厅等大跨度场所,只有“水炮型”系统才能以较少数量的灭火装置满足使用要求,而中庭等保护面积较小的场所,设置“喷射型”装置完全可以达到保护效果。如
7、图 所示,富平县体育馆活动场地及观众席区域范围约 ,最大净空高度约为 ,内部为无柱空间,顶部为网架结构,设计选用自动消防炮灭火系统,单台流量 ,工作压力 ,保护半径 ,系统设计流量 。消防炮吊装于网架下,安装高度约 。?自动灭火系统的设计流量 自动喷水灭火系统的设计流量自动灭火系统的设计流量对于保证系统可靠、安全运行十分重要。自动喷水灭火系统的设计流量应满足喷水强度、作用面积的要求,按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定 。在高大空间场所布置成 喷头间距,支管为 不变径管网,最不利喷头压力为 ,通过特性系数法计算,并考虑安全性、经济合理性,各种情况下设计流量见表 。表 自动喷水灭火系统
8、设计流量适用场所最大净空高度 喷水强度()喷头流量系数 最不利点工作压力 设计流量()民用建筑中庭、体育馆、航站楼等影剧院、音乐厅、会展中心等 厂房制衣制鞋、玩具、木器、电子生产车间棉纺厂、麻纺厂、塑料泡沫生产车间 自动跟踪定位射流灭火系统的设计流量“喷洒型”系统的设计流量计算与“自喷系统”类似,根据保护场所的喷水强度、作用面积及开启的灭火装置数量共同确定。在轻危险级场所的设计流量为 ,在中危险级场所的设计流量为 (单台装置流量为 )或 (单台装置流量为 ),在中危险级场所的设计流量为 。若保护场所的面积不足 ,则根据单台装置流量与同时开启的灭火装置数量乘积确定。“水炮型”和“射流型”单台装置
9、保护面积较大,一旦故障,影响严重,故“自规”从消防冗余设计的角度规定:“水炮型”和“射流型”灭火系统应至少有 股水柱可以到达被保护区域的任一部位,其设计流量按同时开启的灭火装置的流量之和计算。“水炮型”系统用于民用建筑时的最小设计流量为 ,用于工业建筑时的最小设计流量为 ;“喷射型”系统在轻危险级场所的最小设计流量为 ,在中危险级场所的最小设计流量为 。合用系统的设计流量对于一个防火分区同时设有“自喷系统”和“自动跟踪定位射流系统”的情况,应结合具体场景分析是否同时作用,以确定系统设计流量。)同一防火分区设置“水炮型”系统与“自喷系统”的设计流量。按“自规”要求,“水炮型”系统的消防主泵及供水
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