自喷系统喷头与端墙之间最大距离的探讨

贺海涛
（东南大学建筑设计研究院，江苏 南京2I0096）

　　摘　要：通过对标准喷头的保护面积、喷头强度和工作压力等要素的研究和分析，对《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084－2001）中喷头距端墙的最大距离的规定，提出了笔者的看法，认为设计时对规范不宜生 搬硬套，宜在满足喷水强度的前提下，灵活确定喷头与端墙的最大距离。
　　关键词：消防；自喷系统；喷头；喷洒半径；喷水强度
　　中图分类号；TU998.1
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455（2002）03-0062-03

前言

　　闭式自动喷水灭火系统的设计，应保证被保护区的最不利点喷头有足够的喷水强度。喷水强度是体现系统灭火能力的重要参数。合理地布置喷头对喷水强度起着至关重要的作用，喷头布置的内容为喷头间距、喷头与端墙的最大距离等。

1 喷头布置间距

　　《自动喷水灭火系统设计规范》〔GB50084－2001）（以下简称新《喷洒规范》）中，根据喷头不同布置形式，对边长、喷头与端墙的最大距离作出了规定，见表1。

表1 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距 喷水强度/（L.min^-1.m^-1) 正方形布置的边长/m 矩形或平行四边形布置的长边边长/m 一只喷头的最大保护面积/m2 喷头与端墙的最大距离/m 4 4.4 4.5 20.0 2.2 6 3.6 4.0 12.5 1.8 8 3.4 3.6 11.5 1.7 12-20 3.0 3.6 9.0 1.5

　　喷头最常用的布置形式有正方形、矩形或平行四边形几种形式。在满足喷水强度的前提下，表1对喷头与端墙的最大距离作出了限制。在新《喷洒规范》条文说明中强调了规定喷头与端墙最大距离的目的是为了使喷头的洒水能够喷湿墙根地面，并不留喷洒空白点，而且能够喷湿一定范围的墙面、防止火灾沿墙面的可燃物蔓延。表1中喷头与端墙的最大距离是在喷头为正方形布置时的最大距离，这一点在后面将会得到证明。笔者认为，在一定的喷水强度下，应根据喷头不同的布置形式，来规定喷头与端墙的最大距离。现根据标准喷头（即公称直径15mm，流量系数K＝80）在一定的喷水强度下，不同的布置形式，来说明最大距离。
　　以中危险级喷水强度6L／（mim.m²）为例：
1.1 喷头正方形布置
　　喷头正方形布置见图1。

　　根据喷头实际布水试验曲线可知实际喷头喷洒覆盖半径大于喷头计算喷水半径。喷洒强度也是在喷头中央最大，喷洒半径最边缘最小。根据GB5135－95《自动喷水灭火系统洒水喷头的技术要求和试验方法》规定要求：DN15的喷头布水试验低于平均喷洒强度的50％的面积＜10%。对中危险级的喷洒强度为6L／（min.m²）而言，此时喷头布水试验低于3L/（min.m²）的面积＜10%。所以当喷头压力为0.1MPa时，在喷头计算喷水半径内的喷洒强度均大于3L／（min.m²）。从图1中可知，根据重叠原理，4只喷头对角线点A，是喷洒的最不利点，若此点喷水强度达到6L／（min.m²），则在喷头喷洒区域内任一点的喷水强度都大于6L／（min.m²），所以S即为喷头的最大间距。
　　当选定喷头强度为6L／（min.m²），喷头工作压力为0.1MPa时，每只标准喷头的出水量为：q＝K(1nP)^0.5=80L／min＝1.33L／s 正方形区域是4只喷头各1／4的水量洒在其中，该区域面积为：
　　　　　　 1.33×60/6=13.33m²
　　故有：
　　　　　　 S＝（13.33）^0.5＝3.65m
　　　　　　 R＝S.cos45°＝2.58m。
　　为安全S值取为3.6m，R值取为2.5m。所以正方形喷头最大间距为3.6m。参照新《喷洒规范》第7.1.13中规定可知，喷头距端墙的最大距离是以喷头在工作压力下能够喷洒距喷头溅水盘1.2m高度以下墙面为前提的。即满足此要求，就能满足喷水强度。
　　图2是喷头布水试验喷射曲线图，从该图我们可以得出虚线交点B是两只靠墙喷头在计算喷水半径R下的交点，此点能满足喷湿墙面的要求，也正好能满足喷水强度6L／（min.m²），是喷洒的最不利点，故可知S／2是喷头与端墙的最大距离，即S／2=1.8m。

1.2 喷头矩形（或平行四边形）布置
　　喷头矩形（或平行四边形）布置见图3。

　　从图3中可知，为满足最不利点a的喷水强度，4个喷头所组成的矩形对角线之长度不应超过2R，喷头与边墙的距离不应超过喷头间距的一半。图中b，c分别是端墙的最不利点。
　　每只标准喷头q＝1.33L／s，4只喷头围成的矩形区域面积13.33m²，根据 R＝2.5m，可得A＝4m，B＝3m，故A／2＝2m，B／2＝1.5m。所以矩形布置喷头距端墙的最大距离分别为2m和1.5m。
1.3 净距6m×4m的房间喷头布置
　　若按新《喷洒规范》，该房间必须布置两排喷头（如图4），而通过以上分析，只需布置一排喷头（如图5）。我们可以发现，两排喷头布置，在工程实际安装时显得过密，在喷头工作压力为0.1MPa时，作为最不利点处，喷头流量过大，导致整个系统总设计流量过大，即使将最不利点工作压力降为0.05MPa，在作用面积160m²内任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度也过大，系统设计流量也大。而如图5单排布置则没有以上弊端，且能满足系统喷水强度。

2 结语

　　根据以上分析，笔者认为喷头与端墙的最大距离应视喷头布置形式不同而不同。具体尺寸修改见表2。

表2 不同布置形式喷头与端墙的最大间距 喷水强度（L.min^-1.m^-2) 正方形布置喷头与端墙的最大距离/m 矩形或平行四边形布置喷头与端墙的最大距离/m 长边距墙 短边距墙 4 2.2 2.2 2.1 6 1.8 2 1.5 8 1.7 1.8 1.5 12-20 1.5 1.8 1.0

　　总之，设计人员应严格按新《喷洒规范》进行设计，但并不是生搬硬套，而是根据具体情况分别对待。在一般情况下，直按新《喷洒规范》来布置喷头，尤其对距墙最近的一排喷头。但遇到特殊平面，在满足喷水强度的前提下，可以按表2的最大距离来调整，这样往往可以省去不必要的喷头数量，从经济。美观的角度上也是合理的。也建议规范编写组能根据工程中房间分隔的特点，在满足洒水要求的前提下，对喷头与端墙的间距予以灵活规定，以真正使规范成为性能化规范。

　　作者简介：贺海涛（1965－），男，山东烟台人，工程师，电话（025）3793178—403。