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自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2017

  • 制定机关:中华人民共和国公安部
  • 公布日期:2017-05-27
  • 法规文号/标准号: GB50084-2017
  • 施行日期:2018-01-01

自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2017-环安宝@法规宝

4.1 一般规定


4.1.1 设置自动喷水灭火系统的场所,应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067、《人民防空工程设计防火规范》GB 50098等现行国家相关标准的规定执行 。
    近年来,自动喷水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 本条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,则不适合采用自动喷水灭火系统。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 本条是对原条文的修改和补充。
    本条提出了对设计系统的原则性要求。设置自动喷水灭火系统的目的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,闭式系统的洒水喷头或与预作用、雨淋系统和水幕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。二是对于湿式、干式系统,要在开放一只喷头后立即启动系统;预作用系统则应根据其类型由火灾探测器、闭式洒水喷头作为探测元件,报警后自动启动;雨淋系统和水幕系统则是通过火灾探测器报警或传动管控制后自动启动。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 设置场所的建筑特征、环境条件和火灾特点,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。对于室外场所,由于系统受风、雨等气候条件的影响,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。
4.2.2 湿式系统(图1)由闭式喷头、水流指示器、湿式报警阀组,以及管道和供水设施等组成,准工作状态时管道内始终充满水并保持一定压力。
湿式系统示意图
    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,结构相对简单,系统平时由消防水箱、稳压泵或气压给水设备等稳压设施维持管道内水的压力。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,消防水箱出水管上的流量开关、消防水泵出水管上的压力开关或报警阀组的压力开关输出启动消防水泵信号,完成系统的启动。系统启动后,由消防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℃且不高于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。
4.2.3 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系统或预作用系统。
    干式系统由闭式洒水喷头、管道、充气设备、干式报警阀、报警装置和供水设施等组成(图2),在准工作状态时,干式报警阀前(水源侧)的管道内充以压力水,干式报警阀后(系统侧)的管道内充以有压气体,报警阀处于关闭状态。发生火灾时,闭式喷头受热动作,喷头开启,管道中的有压气体从喷头喷出,干式报警阀系统侧压力下降,造成干式报警阀水源侧压力大于系统侧压力,干式报警阀被自动打开,压力水进入供水管道,将剩余压缩空气从系统立管顶端或横干管最高处的排气阀或已打开的喷头处喷出,然后喷水灭火。在干式报警阀被打开的同时,通向水力警铃和压力开关的通道也被打开,水流冲击水力警铃和压力开关,压力开关直接自动启动系统消防水泵供水。
干式系统示意图
    干式系统与湿式系统的区别在于干式系统采用干式报警阀组,准工作状态时配水管道内充以压缩空气等有压气体。为保持气压,需要配套设置补气设施。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。
4.2.4 本条对适合采用预作用系统(见图3)的场所提出了规定:
预作用系统示意图
    预作用系统适用于准工作状态时不允许误喷而造成水渍损失的一些性质重要的建筑物内(如档案库等),以及在准工作状态时严禁管道充水的场所(如冷库等),也可用于替代干式系统。
    预作用系统即兼有湿式、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适用,可避免喷头开启后延迟喷水的缺点。
4.2.5 重复启闭预作用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。
4.2.6 本条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第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和电影摄影棚等。
    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报警阀,由雨淋报警阀控制其配水管道上的全部喷头同时喷水(见图4、图5,注:可以做冷喷试验的雨淋系统,应设末端试水装置)。
电动启动雨淋系统示意图
图5 充液(水)传动管启动雨淋系统示意图
4.2.7 本条是对原条文的修改和补充。
    本条借鉴发达国家标准,规定了采用早期抑制快速响应喷头的自动喷水灭火系统的适用范围。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20世纪70年代中期开始,美国工厂联合保险研究所(FM Global)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。从理论上确定了“早期抑制、快速响应”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。
    早期抑制快速响应喷头是专为仓库开发的一种仓库专用型喷头,对保护高堆垛和高货架仓库具有特殊的优势,试验表明,对净空高度不超过13.5m的仓库,采用ESFR喷头时可不需再装设货架内置喷头。与标准流量洒水喷头相比,该喷头在火灾初期能快速反应,且水滴产生的冲量能穿透上升的火羽流,直至燃烧物表面。
    早期抑制快速响应喷头仅适用于湿式系统,因为如果用于干式系统或预作用系统,由于报警阀打开后因管道排气充水需要一定的时间,导致喷水延迟,从而达不到快速喷水灭火的目的。
4.2.8 本条为新增条文。
    本条参照美国消防协会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA 13的规定,规定了仓库型特殊应用喷头自动喷水灭火系统的适用范围。
    根据国外试验情况,对于净空高度不超过12m的仓库,该喷头能够起到很好的保护作用,动作喷头数在可控制范围。本次修订新增了该类喷头及系统的设置要求,为设计人员提供了除ESFR喷头外的另一种选择,并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。
4.3 其他
 
4.3.1 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)。
其它系统接入湿式系统示意图
4.3.2 本条规定了系统中包括的组件和必要的配件。
    1 提出了自动喷水灭火系统的基本组成。
    2 提出了设置减压孔板、节流管降低水流动压,分区供水或采用减压阀降低管道静压等控制管道压力的规定。
    3 设置排气阀是为了使系统的管道充水时不存留空气,设置泄水阀是为了便于检修。排气阀设在其负责区段管道的最高点,泄水阀则设在其负责区段管道的最低点。泄水阀及其连接管的管径可参考表7。
    4 干式系统与预作用系统设置快速排气阀,是为了使配水管道尽快排气充水。干式系统和配水管道充有压缩空气的预作用系统中为快速排气阀设置的电动阀,平时常闭,系统开始充水时打开。
泄水管管径(mm)
4.3.3 本条规定了防火分隔水幕的适用范围。本条提出了限制民用建筑中防火分隔水幕规模的规定,目的是不推荐采用防火分隔水幕作防火分区内的防火分隔设施。
    近年各地在新建大型会展中心、商业建筑、高架仓库及条件类似的高大空间建筑时,常采用防火分隔水幕代替防火墙作为防火分区的分隔设施,以解决单层或连通层面积超出防火分区规定的问题。为了达到上述目的,防火分隔水幕长度动辄几十米,甚至上百米,造成防火分隔水幕系统的用水量很大,室内消防用水量猛增。
    此外,储存的大量消防用水不用于主动灭火而用于被动防火的做法,不符合火灾中应积极主动灭火的原则,也是一种浪费。