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。
表5.0.1 民用建筑和工业厂房的系统设计参数
表5.0.1 民用建筑和工业厂房的系统设计参数
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。
表5.0.1A 非仓库类高大净空场所的系统设计基本参数
表5.0.1A 非仓库类高大净空场所的系统设计基本参数
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5.0.1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5.0.1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。
表5.0.5-1 堆垛储物仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-1 堆垛储物仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-2 分类堆垛储物的Ⅲ级仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-2 分类堆垛储物的Ⅲ级仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-3 单、双排货架储物仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-3 单、双排货架储物仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-4  多排货架储物仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-4  多排货架储物仓库的系统设计基本参数
续表5.0.5-4
续表5.0.5-4  多排货架储物仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-5 货架储物Ⅲ级仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-5 货架储物Ⅲ级仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-6 混杂储物仓库的系统设计基本参数
表5.0.5-6 混杂储物仓库的系统设计基本参数
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。
表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
表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
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高度处置一层货架内置喷头,当喷头流量系数K=80时,工作压力不应小于0.20MPa;当k=115时,工作压力不应小于0.10MPa。喷头间距不应大于3m,也不宜小于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。
表5.0.7 货架内开放喷头数
表5.0.7 货架内开放喷头数
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—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—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:
表5.0.10  水幕系统的设计基本参数
表5.0.7 货架内开放喷头数
5.0.11 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。

条文说明
 
5 设计基本参数
5.0.1 系统的喷水强度、作用面积、喷头工作压力是相互关联的,原表5.0.1中对喷头的工作压力不应低于0.10MPa的规定容易造成误解,实际上系统中喷头的工作压力应经计算确定。
    本条规定为依据美国《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA-13(1996年版)的有关规定,对原规范第2.0.2条和第7.1.1条的修改。图7为美国NFPA-13(1996年版)标准中规定的自动喷水灭火系统设计数据表。根据“大强度喷水有利于迅速控灭火,有利于缩小喷水作用面积”的试验与经验的总结,选取该曲线中喷水强度的上限数据,并适当加大作用面积后确定为本规范的设计基本参数。这样的技术处理,既便于设计人员操作,又提高了规范的应变能力和系统的经济性能。因此,对设计安装质量提出了更高的要求。既符合我国经济技术水平已较首次制订本规范时有显著提高的国情及我国消防技术规范的编写习惯,同时又能保证系统可靠地发挥作用。
 
 图7 美国NFPA-13(1996年版)标准中
图7 美国NFPA-13(1996年版)标准中自动喷水灭火系统设计数据表
    表8为本规范原版本与修订版本中民用建筑和工业厂房自动喷水灭火系统设计基本数据的对照表。不难看出,修订版给出的数据有所增加,增大了设计人员的选择余地。从整体上强化了喷水强度这一体现系统灭火能力的重要参数,因此加强了系统迅速扑救初期火灾的能力。
表8  本规范原版本与修订版本民用建筑和工业厂房的系统设计基本数据对照表
表8  本规范原版本与修订版本    
    表9为英国、美国、德国、日本等国的设计基本数据。 
    本规范表5.0.1中“注”,参照美国标准,提出了系统中最不利点处喷头的最低工作压力,允许按不低于0.05MPa确定的规定。当发生火灾时,供水泵启动之前,允许由消防水箱或其他辅助供水设施供给系统启动初期的用水量和水压。目前国内采用较多的是高位消防水箱,这样就产生了一个矛盾:如果顶层最不利点处喷头的水压要求为0.1MPa,则屋顶水箱必须比顶层的喷头高出10m以上,将会给建筑造型和结构处理上带来很大困难。根据上述情况和参考国外有关规范,将最不利点处喷头的工作压力确定为0.05MPa。降低最不利点处喷头最低工作压力而产生的问题,通过其他途径解决。英国、德国、美国等国的规范,最不利点处喷头的最低工作压力也采用0.05MPa。
表9 国外自动喷水灭火系统基本设计数据
 表9 国外自动喷水灭火系统基本设计数据
续表9
国外自动喷水灭火系统基本设计数据
表9 国外自动喷水灭火系统基本设计数据
5.0.1A 本条参考国外试验数据提出。
    1 国外模拟试验的意义,在于解决“以往没有闭式系统保护非仓库类高大净空场所的设计准则,少数未经试验、缺乏足够认识的保护方案被广泛应用”的问题。说明了此类问题具有普遍意义和试验的必要性。
    2 通过美国FM试验证明:净空高度18m非仓库类场所内,2m左右高度的可燃物品,不论紧密布置、还是间隔1.5m布置2m宽物品,闭式系统均能有效“控火”,根据我国目前试验情况,将自动喷水灭火系统保护的非仓库类高大净空场所的最大净空高度暂定为12m。
    3 当现场火灾荷载小于试验火灾荷载时,存在闭式喷头开放时间滞后于火灾水平蔓延的可能性。
    4 本条适用于净空高度8~12m非仓库类场所湿式系统。当确定采用湿式系统后,应严格按本条规定确定系统设计参数。
    《商店建筑设计规范》JGJ 48-88对商店的分类,包括:百货商店、专业商店、菜市场类、自选商店、联营商店和步行商业街。对自选商场的解释:向顾客开放,可直接挑选商品,按标价付款的(超级市场)营业场所。
    内贸部对零售商店的分类:百货店、专业店、专卖店、便利店、超级市场、大型综合超市及仓储式商场。
    本条规定中的自选商场,包括超级市场、大型综合超市及仓储式商场。
    表中“喷头最大间距”指“同一根配水支管上喷头的间距与相邻配水支管的间距”。
5.0.2 由强制性条文改为非强制性条文。仅在走道安装闭式系统时,系统的作用主要是防止火灾蔓延和保护疏散通道。对此类系统的作用面积,本条提出了按各楼层走道中最大疏散距离所对应的走道面积确定。
    美国NFPA规范规定,走道内布置一排喷头时,动作喷头数最大按5只计算。当走廊出口未作保护时,动作喷头数应包括走廊内全部喷头,但最多不应超过7只。
    当走道的宽度为1.4m、长度为15m,喷水覆盖全部走道面积时的喷头布置及开放喷头数(见图8)。
仅在走廊布置喷头的示意图
图8 仅在走廊布置喷头的示意图 
R-喷头有效保护半径。
    例1:当喷头最低工作压力为0.05MPa时,喷水量为56.57L/min。为达到6.0L/min·m²平均喷水强度时,圆形保护面积为9.43m²,故R=1.73m。则喷头间距(S)为:
    袋形走道内布置并开放的喷头数为:,确定为5只。
    例2:当袋形疏散走道按《建规》规定的最长疏散距离为22×1.25=27.5(m)确定时,若走道宽度仍为1.4m,则喷水覆盖全部走道面积时的开放喷头数为:
,按本条规定确定为9只。
5.0.3 商场等公共建筑,由于内装修的需要,往往装设网格状、条栅状等不挡烟的通透性吊顶。顶板下喷头的洒水分布将受到通透性吊顶的阻挡,影响灭火效果。因此本条提出适当增大喷水强度的规定。若将喷头埋设在通透性吊顶的网格或条栅中间,则喷头将因吊顶不挡烟、且距顶板距离过大而不能保证可靠动作。喷头不能及时动作,系统将形同虚设。
5.0.4 干式系统的配水管道内平时维持一定气压,因此系统启动后将滞后喷水,而滞后喷水无疑将增大灭火难度,等于相对削弱了系统的灭火能力。所以,本规范参照发达国家相关规范,对干式系统作出增大作用面积的规定,用扩大作用面积的办法,补偿滞后喷水对灭火能力的影响。
    雨淋系统由雨淋阀控制其连接的开式洒水喷头同时喷水,有利于扑救水平蔓延速度快的火灾。但是,如果一个雨淋阀控制的面积过大,将会使系统的流量过大,总用水量过大,并带来较大的水渍损失,影响系统的经济性能。本规范出于适当控制系统流量与总用水量的考虑,提出了雨淋系统中一个雨淋阀控制的喷水面积按不大于本规范表5.0.1规定的作用面积为宜。对大面积场所,可设多台雨淋阀组合控制一次灭火的保护范围。
5.0.5 本条是对国外标准中仓库的系统设计基本参数进行分类、归纳、合并后,充实我国规范对仓库的系统设计基本参数的规定。设计时应按喷水强度与保护面积选用喷头。从国外有关标准提供的数据分析,影响仓库设计参数的因素很多,包括货品的性质、堆放形式、堆积高度及室内净空高度等。各因素的变化,均影响设计参数的改变。例如:货品堆高增大,火灾竖向蔓延速度迅速增长的规律,不仅使灭火难度增大,而且使喷水因货品的阻挡而难以直接送达燃烧面,只能沿货品表面流淌后最终到达燃烧面。其结果,造成送达到位直接灭火的水量锐减。因此,货品堆高增大时,相应提高喷水强度,以保证系统灭火能力的措施是必要的。
    随着我国经济的迅速发展,面对不同火灾危险性的各种仓库,仅向设计人员提供一组设计参数显然不够。参照美国《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA—13(2002年版)、《一般储物仓库标准》NFPA—231(1995年版)、《货架储物仓库标准》NFPA—231C(1995年版)及工厂联合保险系统标准,在归纳简化的基础上,提出了一组仓库危险级场所的系统设计基本参数。既借鉴了美、英等发达国家标准的先进技术,又使我国规范中保护仓库的系统设计参数得到了充实,符合我国现阶段的具体国情。
    每排货架之间均保持1.2~2.4m距离的属于单排货架,靠拢放置的两个单排货架属于双排货架,间距小于1.2m的单排、双排货架按多排货架设计。
    通透性层板是指水或烟气能穿透或通过的货架层板,如网格或格栅型层板。
5.0.6 仓库火灾蔓延迅速、不易扑救,容易造成重大财产损失,因此是自动喷水灭火系统的重要应用对象。而扑救高堆垛、高货架仓库火灾,又一直是自动喷水灭火系统的技术难点。美国耗巨资试验研究,成功开发出“大水滴喷头”、“快速响应早期抑制喷头”等可有效扑救高堆垛、高货架仓库火灾的新技术。本条规定参考美国《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA—13(2002年版)、《一般储物仓库标准》NFPA—231(1995年版)和《货架储物仓库标准》NFPA—231C(1995年版)的数据,并经归纳简化后,提出了采用早期抑制快速响应喷头仓库的系统设计参数。
5.0.7 本条为本次修订条文。本条参考美国《货架储物仓库标准》NFPA—231C(1995年版)、美国工厂联合保险系统标准等国外相关标准,针对我国现状,充实了高货架仓库中采用货架内喷头的条件,以及喷水强度、作用面积等有关规定。
    对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和表5.0.6规定的高货架仓库,仅在顶板下设置喷头,将不能满足有效灭控火的需要,而在货架内增设喷头,是对顶喷喷头灭火能力的补充,补偿超出顶板下喷头保护范围部位的灭火能力。
5.0.7A 新增条文。仓库内系统的喷水强度大,持续喷水时间长,为避免不必要的水渍损失和增加建筑荷载,系统喷水强度大的仓库,有必要设置消防排水。
5.0.8 由强制性条文改为非强制性条文。提出了闭式自动喷水—泡沫联用系统的设计基本参数。
    以湿式系统为例,处于戒备状态时,管道内充满有压水。喷头动作后,开放喷头开始喷出的是水,只有当开放喷头与泡沫比例混合器之间管道内的充水被置换成泡沫混合液后,才能转换为喷泡沫。因此,开始喷泡沫时间取决于开放喷头与泡沫比例混合器之间的管道长度。
    设置场所发生火灾时,湿式系统首批开放的喷头数一般不超过3只,其流量按标准喷头计算,约为4L/s。以此为基础,规定了喷水转换喷泡沫的时间和泡沫比例混合器有效工作的最小流量。利用湿式系统喷洒泡沫混合液的目的,是为了强化灭火能力,所以持续喷水和喷泡沫时间的总和,仍执行本规范5.0.11条的规定。持续喷泡沫时间,则依据美国《闭式喷水-泡沫联用灭火系统安装标准》NFPA-16A(2002年版),规定按我国现行国家标准《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-92执行。
5.0.9 由强制性条文改为非强制性条文。参考了美国《雨淋自动喷水-泡沫联用灭火系统安装标准》NFPA—16(2002年版)的规定。
    前期喷水后期喷泡沫的系统,用于喷水控火效果好,而灭火时间长的火灾。前期喷水的目的,是依靠喷水控火,后期喷洒泡沫混合液,是为了强化系统的灭火能力,缩短灭火时间。喷水—泡沫的强度,仍采用本规范表5.0.1、表5.0.5-1的数据。前期喷泡沫后期喷水的系统,分别发挥泡沫灭火和水冷却的优势,即可有效灭火,又可防止火灾复燃。既可节省泡沫混合液,又可保证可靠性。喷水—泡沫的强度,执行我国现行国家标准《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-92。此项技术既可充分发挥水和泡沫各自的优点,又可提高系统的经济性能,但设计上有一定难度,要兼顾本规范与《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-92的有关规定。
5.0.10 由强制性条文改为非强制性条文。防护冷却水幕用于配合防火卷帘等分隔物使用,以保证防火卷帘等分隔物的完整性与隔热性。某厂曾于1995年在“国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验测试中心”进行过洒水防火卷帘抽检测试,90min耐火试验后,得出“未失去完整性和隔热性”的结论。本条“喷水高度为4m,喷水强度为0.5L/m·s”的规定,折算成对卷帘面积的平均喷水强度为7.5L/min·m
²,可以形成水膜并有效保护钢结构不受火灾损害。喷水点的提高,将使卷帘面积的平均喷水强度下降,致使防护冷却的能力下降。所以,提出了喷水点高度每提高1m,喷水强度相应增加0.1L/s·m的规定,以补充冷却水沿分隔物下淌时受热汽化的水量损失,但喷水点高度超过9m时喷水强度仍按1.0L/s·m执行。尺寸不超过15m×8m的开口,防火分隔水幕的喷水强度仍按原规范规定的2L/s·m确定。
5.0.11 从自动喷水灭火系统的灭火作用看,一般1h即能解决问题。从原规范的执行情况,证明按此条规定确定的系统用水量,能够满足控灭火实际需要。
5.0.12 本条是对原规范第6.3.2条的修订。干式系统配水管道内充入有压气体的目的,一是将有压气体作为传递火警信号的介质,二是防止干式报警阀误动作。由于不同生产厂出品的干式报警阀的结构不尽相同,所以,不受报警阀入口水压波动影响、防止误动作的气压值有所不同,因此本条提出了根据报警阀的技术性能确定气压取值范围的规定。
    常规的预作用系统,其配水管道维持一定气压的目的,不同于干式系统,是将有压气体作为监测管道严密性的介质。为了便于控制,本规范将规定的气压值调整为0.03~0.05MPa。
    国外近年推出的新型预作用系统,利用“配套报警系统动作”和“闭式喷头动作”的“与门”或“或门”关系,作为启动系统的条件。分别为:1报警系统“与”闭式喷头动作后启动系统,以防止系统不必要的误启动;2报警系统“或”闭式喷头动作即启动系统,以保证系统启动的可靠性。此类预作用系统有别于常规类型的预作用系统,同时具备预作用系统和干式系统的特点,管道内充入的有压气体,将成为传递火警信号的媒介,所以当采用此种预作用系统时,配水管道内维持的气压值与干式系统相同。报警阀的选型,则要求同时具备雨淋阀和干式阀的特点。相应的系统设计参数,要同时符合预作用系统和干式系统的相关规定。

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