河西工業(yè)園自動噴水滅火系統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)設(shè)計探討

黃夏玲

【摘要】在我國，許多項目采用自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)枝狀布置，大部分民用建筑項目也設(shè)置自動噴水系統(tǒng)采用。隨著社會需求，大型廠房、物流運輸需用的倉庫需求越來越多，廠房的層高和面積相應(yīng)也越建越大，管網(wǎng)的設(shè)計流量比民用建筑大很多。采用傳統(tǒng)的枝狀系統(tǒng)，存在供水源單一、系統(tǒng)流量不均、壓力不均等缺陷，不但增加了管材和支架等數(shù)量，同時還增加了施工的成本。采用環(huán)狀格柵管網(wǎng)中，不僅管道的流量和壓力的均勻性好很多，而且消防水泵所需的功率、揚(yáng)程、流量都小很多。因此，現(xiàn)在越來越多廠房設(shè)計采用環(huán)狀管網(wǎng)。

【關(guān)鍵詞】自動噴水滅火系統(tǒng);環(huán)狀管網(wǎng);工業(yè)廠房設(shè)計自動噴水設(shè)計

自動噴水滅火系統(tǒng)被公認(rèn)為是當(dāng)今世界上最為有效的自動滅火設(shè)施之一，是應(yīng)用最廣泛、用量最大的自動滅火系統(tǒng)。在各種實踐論證，自動噴水滅火系統(tǒng)具有可靠性高、安全性高、滅火成功率高、實用性高、經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)點。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工業(yè)廠房及倉庫建設(shè)越來越多，貨品的性質(zhì)、堆放形式、堆積高度及室內(nèi)凈空高度不盡相同，工業(yè)建筑內(nèi)火災(zāi)蔓延迅速、不易撲救，容易造成重大財產(chǎn)損失，因此是自動噴水滅火系統(tǒng)的重要應(yīng)用對象。而撲救高堆垛和高架倉庫火災(zāi)，又一直是自動噴水滅火系統(tǒng)的技術(shù)難點。如何保證在火災(zāi)發(fā)生時，快速疏散人群，保障生命和財產(chǎn)的安全;如何更加及時有效地控制并最終撲滅火災(zāi)，進(jìn)而盡最大的可能去，減少火災(zāi)發(fā)生帶來的各項損失。

濕式自動噴水滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)可分為枝狀管網(wǎng)、環(huán)狀管網(wǎng)和格柵狀管網(wǎng)。根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計手冊》建議，輕危險等級宜采用枝狀管網(wǎng)中的任何一種管網(wǎng)形式;中危Ⅰ級宜采用枝狀管網(wǎng)的側(cè)邊中心和中央中心2種管網(wǎng)形式;中危II級宜采用枝狀管網(wǎng)的側(cè)邊中心或中央中心和環(huán)狀管網(wǎng)3種管網(wǎng)形式。嚴(yán)重危險等級和倉庫危險等級宜采用環(huán)狀管網(wǎng)或格柵狀管網(wǎng)。

1、工程概況

河西工業(yè)園規(guī)劃用地面積106380m2，規(guī)劃建筑面積113104m2。建設(shè)區(qū)域主要分為6個小、中、大型廠區(qū)及1個集中生活配套區(qū)，每個廠區(qū)有1棟辦公樓、1棟車間、1棟倉庫;生活配套區(qū)有2棟15+1層綜合樓及一個多功能展廳。廠區(qū)辦公樓共6棟為3層框架結(jié)構(gòu)，總高度10.8米，總建筑面積1686m2;車間及倉庫為單層大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房，層高8米。共8棟倉庫，6棟車間。綜合樓共2棟，每棟15+1層;展廳1棟為3層框架結(jié)構(gòu)。

以其中一棟倉庫為例，建筑生產(chǎn)火災(zāi)危險類別為丙類，地上一層，建筑高度為9.5m，建筑面積為2988m2，耐火等級為二級，自動噴水滅火系統(tǒng)危險等級為倉庫危險等級II級，自動噴水滅火系統(tǒng)火災(zāi)延續(xù)時間為2h，自動噴水滅火用水量90L/s。市政供水接入一路水源，水壓約0.25MPa，消防噴淋用水采用消防水池加壓形式供給。初期10min消防滅火用水，由設(shè)置在廠區(qū)最高處的有效容積為36m3的高位消防水箱供給。

2、自噴系統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)與枝狀管網(wǎng)比較

自動噴水滅火系統(tǒng)是一個由濕式報警閥組、噴頭、水流指示器、信號閥、管道上的壓力開關(guān)、末端試閥、末端試水裝置、組成的管道、水源加壓系統(tǒng)和各種控制閥門組成的系統(tǒng)。

對于枝狀管網(wǎng)系統(tǒng)，除了在噴淋規(guī)范要求，在噴淋泵房噴淋加壓水泵出水管后設(shè)置成環(huán)狀管網(wǎng)，從濕式報警閥組到管網(wǎng)末端的試水裝置都是以簡單的串聯(lián)方式組建成系統(tǒng)。由于這種組件和管線的串聯(lián)形式比較簡單，其中關(guān)鍵設(shè)備比如報警閥組、控制組件、每個防火分區(qū)管道上的水流指示器和信號蝶閥等在管網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置在同樣作用位置僅有一個，這樣一旦系統(tǒng)中的管路上某一個設(shè)備損壞或失靈、或者某一段管道損壞或阻塞以及系統(tǒng)處于維修狀態(tài)時發(fā)生火災(zāi)，系統(tǒng)自然將失去在火災(zāi)初期控制火災(zāi)的蔓延和滅火的功能。由于采用枝狀管網(wǎng)，從濕式報警閥至管網(wǎng)最不利點末端，壓力差較大，水頭損失也大，若存在兩處較遠(yuǎn)的火災(zāi)，噴頭同時噴水，離報警閥較近的噴頭與末端噴頭之間流量差較大、會導(dǎo)致整個管網(wǎng)布水不均勻、整個水量耗損較高等缺點。

環(huán)狀管網(wǎng)布置可以適當(dāng)避免以上問題發(fā)生，增加自動噴水滅火系統(tǒng)的可靠性，避免一些由于系統(tǒng)中某一管道損壞或者某一關(guān)鍵閥件重要部分發(fā)生故障，而使需要滅火區(qū)域未能有水到達(dá)發(fā)生重大火災(zāi)，在初期火災(zāi)撲救中發(fā)揮不到噴淋滅火系統(tǒng)作用。而采用環(huán)狀管網(wǎng)中其中一個類型——格柵狀管網(wǎng)，在流量分布上面、每個噴頭壓力分配上都較為均勻，在選用管道時，管道管徑相對統(tǒng)一，配水支管不變徑，因而整個系統(tǒng)所需水泵的壓力和流量比枝狀管網(wǎng)也相應(yīng)減小。由于管道管徑規(guī)格較少，變徑位置較少，從而可大量減少變徑接頭的數(shù)量，降低施工難度，進(jìn)行降低了施工和管理費用。

因此，從消防供水的安全性和可靠性角度、材料采購方面便捷程度、施工難易程度和管理成本方面來看，采用格柵狀管網(wǎng)有明顯的優(yōu)勢。

3、自噴系統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)設(shè)計

河西工業(yè)園區(qū)廠房及倉庫自動噴水滅火系統(tǒng)采用格柵狀管網(wǎng)。綜合考慮廠庫內(nèi)儲存、建筑鋼結(jié)構(gòu)、噴頭形式及產(chǎn)品的噴水曲線等實際情況，并參照自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范及NFPA13（美國消防協(xié)會自動噴水滅火系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)）對噴頭間距、支管間距、噴頭形式等規(guī)范的要求，進(jìn)行噴頭布置，ESFR噴頭流量大，要求配水支管及短立管管徑不小于DN50。經(jīng)水力計算，沿著房間墻邊環(huán)一圈主管道選用管徑為DN150，中間格柵枝管選用管徑為DN65，為了配水均勻性，在管網(wǎng)系統(tǒng)中間增加DN150的主管與格柵枝管相連，末端試水裝置接管安裝在距進(jìn)水主管最遠(yuǎn)端處，末端試裝置水接入衛(wèi)生間內(nèi)便于排水位置。本單層建筑面積小于3000m2，設(shè)置一個防火分區(qū)，因此設(shè)置一個濕式報警閥組。

由圖中可以看出，格柵狀管網(wǎng)的管段系統(tǒng)里組成有許多環(huán)，發(fā)生水災(zāi)，系統(tǒng)啟動后，任何一只噴頭動作都可能由位于它兩側(cè)的配水支管供水，每段管線都有水在流動，支管水可由主管流入，也可能由旁邊支管流入，所以不能像判斷枝狀管網(wǎng)一樣，最遠(yuǎn)端是最不利點，最不利點可能有很多處，因此很難簡單判斷整個系統(tǒng)末端最不利點的位置。整個格柵狀管網(wǎng)的計算工作復(fù)雜、工程量較大，不僅僅是簡單的水力計算，僅僅靠人工計算是很難實現(xiàn)的，環(huán)狀管網(wǎng)任何一點都受其他點影響，修改一個數(shù)據(jù)就要整個管網(wǎng)都重新計算。在實際操作中，可采用建議使用專業(yè)的消防工程設(shè)計計算軟件進(jìn)行系統(tǒng)計算及管網(wǎng)布置。

結(jié)語：

對于大型倉庫和車間等此類工業(yè)廠房，其空間大，可燃物較多，自動噴水系統(tǒng)采用環(huán)狀管網(wǎng)布置系統(tǒng)的形式在可靠性方面比自動噴水枝狀管網(wǎng)系統(tǒng)有較大優(yōu)勢。采用環(huán)狀管網(wǎng)，對于大部分輕鋼結(jié)構(gòu)的斜屋面也方便安裝吊支架。自噴系統(tǒng)采用環(huán)狀管網(wǎng)或格柵管網(wǎng)可以降低配水管的管徑，節(jié)約投資，而且應(yīng)該也利于配水均勻、系統(tǒng)泄水和排氣，

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