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
9.1 系统的设计流量
9.1.1 喷头流量的计算公式：
式中：P——喷头工作压力[公式(1)单位取Pa，公式(2)单位取MPa]；
K——喷头流量系数；
q——喷头流量(L／min)。
喷头最不利点处最低工作压力本规范已作出明确规定，设计中按本公式计算最不利点处作用面积内各个喷头的流量，使系统设计符合本规范要求。
9.1.2 本条参照国外标准，提出了确定作用面积的方法。
(1) 英国标准《固定式灭火系统-自动喷水灭火系统-设计、安装和维护》BS EN 12845规定的计算方法为：应由水力计算确定系统最不利点处作用面积的位置。此作用面积的形状应尽可能接近矩形，并以一根配水支管为长边，其长度应大于或等于作用面积平方根的1.2倍。
(2) 美国消防协会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA 13规定：对于所有按水力计算要求确定的设计面积应是矩形面积，其长边应平行于配水支管，边长等于或大于作用面积平方根的1.2倍，喷头数若有小数就进位成整数。当配水支管的实际长度小于边长的计算值，即实际边长＜1.2
时，作用面积要扩展到该配水管邻近配水支管上的喷头。
举例(见图20)：
(3) 德国标准《喷水装置规范》(1980年版)规定：首先确定作用面积的位置，再求出作用面积内的喷头数。要求各单独喷头的保护面积与作用面积内所有喷头的平均保护面积的误差不超过20％。这里相邻四个喷头之间的围合范围为一个喷头的保护面积。
举例：当300m2的作用面积内有40个喷头时，其平均保护面积为300／40＝7.5(m2)。当布置喷头时(见图21)，一只喷头的最大保护面积为8.75m2，其偏差为17％，小于20％，因此允许喷头的间距不做调整。
9.1.3 本条规定提出了系统的设计流量应按最不利点处作用面积内的喷头全部开放喷水时，所有喷头的流量之和确定，并用本规范公式9.1.3表述上述含义。
英国标准《固定式灭火系统-自动喷水灭火系统-设计、安装和维护》BS EN 12845规定：应保证最不利点处作用面积内的最小喷水强度符合规定。当喷头按正方形、长方形或平行四边形布置时，喷水强度的计算，取上述四边形顶点上四个喷头的总喷水量并除以4，再除以四边形的面积求得。
美国消防协会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA 13规定：作用面积内每只喷头在工作压力下的流量，应能保证不小于最小喷水强度与一个喷头保护面积的乘积。水力计算应从最不利点处喷头开始，每个喷头开放时的工作压力不应小于该点的计算压力。
9.1.4 本条为新增条文。
本条规定了采用防护冷却系统保护防火分隔设施时的系统用水量计算要求。设置场所设有自动喷水灭火系统时，发生火灾时可认为火灾不会蔓延出设定的作用面积之外，因此其保护长度也不会超出系统设计作用面积的长边长度。当该场所没有设置常规的自动喷水灭火系统时，则按照一个防火分区整体考虑。
9.1.5 本条规定对任意作用面积内的平均喷水强度及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提出了要求。
9.1.6 本条规定了设有货架内置喷头自动喷水灭火系统的设计流量计算方法。对设有货架内置喷头的仓库，要求分别计算顶板下开放喷头和货架内开放喷头的设计流量后，再取二者之和，确定为系统的设计流量。
9.1.7 本条是针对建筑物内设有多种类型系统，或按不同危险等级场所分别选取设计基本参数的系统，提出了出现此种复杂情况时确定系统设计流量的方法。
9.1.8 当建筑物内同时设置自动喷水灭火系统和水幕系统时，与自动喷水灭火系统作用面积交叉或连接的水幕，将可能在火灾中同时动作，因此系统的设计流量，要求按包括与自动喷水灭火系统同时工作的水幕系统的用水量计算，并取二者之和中的最大值确定。
9.1.9 采用多套雨淋报警阀并分区逻辑组合控制保护面积的系统，其设计流量的确定，要求首先分别计算每套雨淋报警阀的流量，然后将需要同时开启的各雨淋报警阀的流量叠加，计算总流量，并选取不同条件下计算获得的各总流量中的最大值，确定为系统的设计流量。
9.1.10 本条提出了建筑物因扩建、改建或改变使用功能等原因，需要对原有的自动喷水灭火系统延伸管道、扩展保护范围或增设喷头时，要求重新进行水力计算的规定，以便保证系统变化后的水力特性符合本规范的规定。
9.2.1 采用经济流速是给水系统设计的基础要素，本条规定宜采用经济流速，必要时可采用较高流速。采用较高的管道流速，不利于均衡系统管道的水力特性并加大能耗；为降低管道摩阻而放大管径、采用低流速，将导致管道重量的增加，使设计的经济性能降低。
我国《给排水设计手册》（第三册）建议，钢管内水的平均流速允许不大于5m/s，铸铁管的允许值为3m/s；
德国规范规定，必须保证在报警阀与喷头之间的管道内，水流速度不超过10m/s，在组件配件内不超过5m/s。
9.2.2 本条是对原条文的修改。
管道沿程水头损失的计算，国内外采用的公式有以下几种：
我国现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015和《室外给水设计规范》GB 50013采用Hazen-Williams（海澄-威廉）公式，即公式（3）：
dj——管道计算内径（m）；
qg——设计流量（m3/s）；
Ch——海登－威廉系数。
英、美、日、德等国的自动喷水灭火系统规范，也采用海澄-威廉公式，即式（4）：
Qm——流量（L/min）；
C——管道材质系数；
dm——管道实际内径（mm）。
原规范采用舍维列夫公式，即式（5）。1953年，舍维列夫根据其对旧铸铁管和旧钢管所进行的试验，提出了该经验公式，因此该公式主要适用于旧铸铁管和旧钢管。
V —— 管道内水或泡沫混合液的平均流速（m/s）；
dj —— 管道的计算内径（m）。
为便于比较两计算式计算结果的差异，将公式（5）除以公式（3）得公式（6）：
当系统采用镀锌钢管时，两个公式的计算结果相差不是很大。当系统采用铜管和不锈钢管时，公式（3）的计算结果要远大于公式（1），若此时还用公式（3）进行计算，势必会造成不必要的经济浪费。而且，对于不锈钢管和铜管，在使用过程中内壁粗糙度增大的情况并不十分明显。因此，宜用公式（1）进行计算。
9.2.3 局部水头损失的计算，英、美、日、德等国规范均采用当量长度法。为与国际惯例保持一致，本规范规定采用当量长度法计算。由于我国缺乏实验数据，故仍采用原规范条文说明中推荐的数据。美国消防协会《自动喷水灭火系统安装标准》的规定见表10。
本条规定了水泵扬程或系统入口供水压力的计算方法。计算中对报警阀、水流指示器局部水头损失的取值，按照相关的现行标准作了规定，其中湿式报警阀局部水头损失的取值，随产品标准修订后的要求进行了修改。要求生产厂在产品样本中说明此项指标是否符合现行标准的规定，当不符合时，要求提出相应的数据。
报警阀的局部水头损失，系参照国家标准《自动喷水灭火系统第4部分 干式报警阀》GB 5135.4-2003和《自动喷水灭火系统 第14部分 预作用装置》GB 5135.14-2011的规定。
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