玻璃保護(hù)噴淋系統(tǒng)在防火單元消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

王建軍

（江蘇筑森建筑設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 常州 213017）

玻璃保護(hù)噴淋系統(tǒng)在防火單元消防設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

王建軍

（江蘇筑森建筑設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 常州 213017）

設(shè)在人員密集的大空間場(chǎng)所內(nèi)的小型商業(yè)用房火災(zāi)危險(xiǎn)性大，將其設(shè)置為防火單元，并對(duì)其出口處防火玻璃設(shè)置專用防護(hù)冷卻噴淋的加強(qiáng)措施，對(duì)防止商店內(nèi)火災(zāi)發(fā)生水平蔓延有重要意義。通過(guò)對(duì)玻璃保護(hù)噴淋的系統(tǒng)設(shè)置、噴水強(qiáng)度、噴頭選用、噴頭布置、安裝要求的研究及不同噴頭流量系數(shù)、不同工作壓力下噴頭水量、布置間距進(jìn)行計(jì)算，闡述了玻璃保護(hù)噴淋的技術(shù)要求，對(duì)于這種技術(shù)的應(yīng)用提供了理論支持。

防火單元；玻璃保護(hù)噴淋；防護(hù)冷卻

0 引言

防火單元、防火玻璃、防護(hù)冷卻噴淋在建筑消防性能化設(shè)計(jì)中屢有應(yīng)用。在工程設(shè)計(jì)中，由于缺乏相應(yīng)的消防規(guī)范及系統(tǒng)的理論依據(jù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)常常存在隨意性。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)各方面的探討、研究，提出相應(yīng)的技術(shù)措施，對(duì)于規(guī)范、完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)很有必要。

1 防火單元概述

防火單元指的是在航站樓、客運(yùn)站的辦票廳、候機(jī)（車(chē)）廳及大型商業(yè)中庭等人員密集的大空間場(chǎng)所設(shè)置的小型商業(yè)用房，通常由若干個(gè)同側(cè)相連或不相連的商業(yè)用房組成，相鄰商業(yè)用房采用耐火極限不低于2.0 h隔墻進(jìn)行分隔。商業(yè)用房與公共空間之間連通處根據(jù)商業(yè)視覺(jué)通透的使用需求，通常采用C類防火玻璃做門(mén)窗隔斷，形成相互獨(dú)立的“防火單元”。防火單元雖然與大空間場(chǎng)所屬同一防火分區(qū)，但作為商業(yè)用途，其內(nèi)部物品繁雜，可燃物多，火災(zāi)危險(xiǎn)性大，防火單元內(nèi)火災(zāi)蔓延時(shí)可能危及公共區(qū)域安全。防火玻璃隔斷作為防火單元唯一疏散口，如在此處加設(shè)防火卷簾，火災(zāi)時(shí)卷簾下落不利于商業(yè)用房?jī)?nèi)人員向外疏散。在工程實(shí)踐中常采用防火玻璃加專用噴淋系統(tǒng)防護(hù)冷卻的保護(hù)方法作為防火單元消防設(shè)計(jì)的加強(qiáng)措施，即采用加密?chē)娏鼙Ｗo(hù)防火玻璃的方式將小型商業(yè)用房與公共區(qū)域之間分隔開(kāi)，并在商業(yè)用房?jī)?nèi)部設(shè)置自動(dòng)噴水滅火、機(jī)械排煙和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，將火災(zāi)限制在防火單元內(nèi)，阻止火災(zāi)發(fā)生水平蔓延。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

防火玻璃加噴淋系統(tǒng)防護(hù)冷卻的做法目前沒(méi)有專門(mén)的規(guī)范、規(guī)程，設(shè)計(jì)時(shí)需參照現(xiàn)行有關(guān)防火規(guī)范中關(guān)于防護(hù)冷卻的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 系統(tǒng)設(shè)置

窗玻璃保護(hù)噴淋是防止小型商業(yè)用房?jī)?nèi)火災(zāi)向外部公共空間蔓延，因此需在商鋪側(cè)設(shè)置保護(hù)噴淋系統(tǒng)。系統(tǒng)的火災(zāi)延續(xù)時(shí)間不能低于防火單元防火隔斷所要求的耐火時(shí)間，以形成“防火單元”。

玻璃保護(hù)噴淋屬于濕式閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，其供水系統(tǒng)（水源、水池、水箱、水泵、管網(wǎng)、控制等）可參照自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的技術(shù)要求執(zhí)行。《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]（以下簡(jiǎn)稱“《噴規(guī)》”）9.1.7條：“當(dāng)建筑物內(nèi)同時(shí)設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和水幕系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，應(yīng)按同時(shí)啟用的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和水幕系統(tǒng)的用水量計(jì)算，并取二者之和中的最大值確定”，按照此條文理解，玻璃保護(hù)噴淋可以與商業(yè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)合用供水設(shè)施；但在不同場(chǎng)所，二者火災(zāi)延續(xù)時(shí)間不盡相同，在設(shè)計(jì)中建議玻璃保護(hù)噴淋系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置，設(shè)置專用的供水設(shè)施。如確需與商業(yè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)系統(tǒng)合用供水設(shè)施時(shí)，也應(yīng)在濕式報(bào)警閥前分開(kāi)設(shè)置，并按兩者同時(shí)工作時(shí)最大水量之和確定系統(tǒng)水量。

2.2 噴頭選型

窗玻璃保護(hù)噴頭通常必須經(jīng)消防認(rèn)證的邊墻型或窗型玻璃噴頭，根據(jù)《噴規(guī)》6.1.3條，“頂板為水平面的輕危險(xiǎn)級(jí)、中危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)居室和辦公室，可采用邊墻型噴頭?！贝安ＡПＷo(hù)噴頭使用場(chǎng)所為商業(yè)，不在《噴規(guī)》6.1.3條的使用范圍內(nèi)，但窗玻璃保護(hù)噴頭其功能是噴濕玻璃面，起防護(hù)冷卻作用，不用做滅火功能，在此情況下使用水平邊墻型噴頭是不受《噴規(guī)》6.1.3條的限制的。窗型玻璃噴頭是一種新型消防產(chǎn)品，是專門(mén)用于保護(hù)熱增強(qiáng)型玻璃或鋼化玻璃的特殊閉式噴頭，經(jīng)有關(guān)研究證實(shí)對(duì)鋼化玻璃有很好的保護(hù)效果[2]。

為提高系統(tǒng)反應(yīng)速度，玻璃保護(hù)噴頭應(yīng)采用快速響應(yīng)噴頭，響應(yīng)時(shí)間指數(shù)RTI≤50（m·s）0.5的快速響應(yīng)噴頭熱敏性能明顯高于標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)噴頭，可大大提高系統(tǒng)反應(yīng)速度。噴頭動(dòng)作溫度宜高于環(huán)境最高溫度30℃，普通商業(yè)可選用流量系數(shù)K=80或115的玻璃球噴頭。

圖1 噴頭安裝示意圖

2.3 噴頭布置

如圖1所示，玻璃的上沿至樓板（梁）處應(yīng)采用不燃材料進(jìn)行封堵，其封堵材料在商鋪內(nèi)側(cè)應(yīng)與玻璃平齊，噴頭和玻璃之間不能有任何遮擋物。為使噴頭及時(shí)感溫動(dòng)作，噴頭上方必須采用實(shí)板吊頂，不能采用格柵等吊頂影響煙氣的聚集。根據(jù)《噴規(guī)》7.1.7條“貨架內(nèi)噴頭上方的貨架層板，應(yīng)為封閉層板。貨架內(nèi)噴頭上方如有孔洞、縫隙，應(yīng)在噴頭的上方設(shè)置集熱擋水板。集熱擋水板應(yīng)為正方形或圓形金屬板，其平面面積不宜小于0.12 m2，周?chē)鷱澾叺南卵兀伺c噴頭的濺水盤(pán)平齊”。實(shí)板吊頂?shù)膶挾瓤蓞⒄占療岚宓某叽缫蟛坏陀?.35 m，由于吊頂不能做到如集熱板那樣下沿與噴頭的濺水盤(pán)平齊，其寬度可增大至不小于0.5 m確定。

按照水平邊墻型噴頭的安裝要求，噴頭濺水盤(pán)與頂板（吊頂）的距離不應(yīng)小于150 mm，且不應(yīng)大于300 mm。

噴頭安裝高度必須保證其出水能?chē)姖袼胁Ａ?。工程中常?jiàn)的做法是將噴頭濺水盤(pán)與玻璃上沿平齊，但實(shí)際這種做法屬于理解錯(cuò)誤，如圖2所示，邊墻型噴頭噴灑形狀為拋物體，噴頭與玻璃頂?shù)雀叩淖龇▌?shì)必在玻璃上部區(qū)域出現(xiàn)噴水空白點(diǎn)；因此噴頭的安裝高度應(yīng)高于玻璃上沿，具體高度需結(jié)合噴頭工作壓力、布置間距及噴頭產(chǎn)品噴水曲線確定，以保證相鄰噴頭噴水保護(hù)范圍在玻璃面不出現(xiàn)保護(hù)空白區(qū)。

圖2 邊墻型噴頭噴水曲線圖

2.4 水量及噴頭間距計(jì)算

系統(tǒng)設(shè)計(jì)水量與噴水強(qiáng)度、保護(hù)長(zhǎng)度和噴水時(shí)間有關(guān)。噴水強(qiáng)度的計(jì)算參照防護(hù)冷卻水幕的設(shè)計(jì)要求執(zhí)行，按照《噴規(guī)》5.0.10條款：“防護(hù)冷卻水幕噴水點(diǎn)高度≤4 m時(shí)，噴水強(qiáng)度0.5 L/（s·m），噴水點(diǎn)高度每增加1 m，噴水強(qiáng)度0.1 L/（s·m），但超過(guò)9 m時(shí)噴水強(qiáng)度仍采用1.0 L/（s·m）”。窗玻璃保護(hù)噴淋系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)頭，每間商鋪為一獨(dú)立的防火單元，系統(tǒng)計(jì)算長(zhǎng)度不應(yīng)小于單個(gè)商鋪防火玻璃的最大長(zhǎng)度。由于商鋪窗間墻處存在火災(zāi)相互影響的隱患，通常系統(tǒng)保護(hù)長(zhǎng)度按玻璃隔斷最長(zhǎng)一間商鋪保護(hù)長(zhǎng)度的1.5倍確定。

根據(jù)《噴規(guī)》7.1.12條文說(shuō)明，“邊墻型噴頭的前噴水量占流量的70%～80%，噴向背墻的水量占20%～30%流量?！庇?jì)算噴水強(qiáng)度時(shí)，需扣除背向無(wú)效噴水量。

噴頭的流量應(yīng)按式（1）計(jì)算：

式中：q——噴頭流量，L/min；

P——噴頭工作壓力，MPa；

K——噴頭流量系數(shù)。

噴頭在不同工作壓力下水量、間距計(jì)算參見(jiàn)表1（按高度≤4 m計(jì)算，噴頭間距未考慮各節(jié)點(diǎn)噴頭出水量不均衡性）。

表1 水量及噴頭間距計(jì)算

噴頭的布置間距除滿足噴水強(qiáng)度以外，還要考慮噴頭出水后不能?chē)姖裣噜弴婎^，不能因噴水阻礙煙氣上升而影響相鄰噴頭感熱并動(dòng)作。參照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[3]5.4.4條關(guān)于防火卷簾加密冷卻噴頭的條文說(shuō)明：“噴頭間距應(yīng)為2.00～2.50 m。”實(shí)際工程中可參照表1并結(jié)合系統(tǒng)壓力、噴頭產(chǎn)品布水曲線圖等因素確定噴頭間距。

3 結(jié)語(yǔ)

窗玻璃保護(hù)噴淋系統(tǒng)做為人員密集的大空間場(chǎng)所的防火加強(qiáng)措施，已經(jīng)過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的實(shí)踐應(yīng)用。在工程設(shè)計(jì)中，需結(jié)合工程實(shí)際情況，通過(guò)采取相應(yīng)的有效技術(shù)措施，可以在防火單元防火中充分發(fā)揮防護(hù)冷卻作用，將火災(zāi)盡量限制在防火單元內(nèi)，使火災(zāi)造成的影響局部化，起到限制火災(zāi)蔓延的作用。

[1]GB 50084—2001（2005年版），自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]李杰，梅秀娟，張澤江.窗型玻璃噴頭對(duì)鋼化玻璃保護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)研究[J].消防技術(shù)與研究，2006，26（3）：299-301.

[3]GB 50045—95（2005年版），高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

TU97

A

1673-1093（2015）03-0081-03

王建軍（1970），高級(jí)工程師，畢業(yè)于陜西機(jī)械學(xué)院給水排水工程專業(yè)，現(xiàn)任江蘇筑森建筑設(shè)計(jì)有限公司機(jī)電總工，研究方向：建筑給排水。

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.03.020

2014-12-24；

2015-01-09