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自动灭火设置之四: 喷淋设计争议问题、普遍错误问题补充

发布于:2024-01-04 16:07
 刘植蓬 刘植蓬设计原创研究 2021-11-07 20:14

主要(创新)观点:

1. 架空层是否设置喷头

2. 吊顶场所喷头设计的普遍性错误及争议问题

3. 净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内。目前的大部分设计基本上无需设置洒水喷头。

4. 通透率低于70%时上下喷头的设计原则:上喷直立喷头按梁格布置,吊顶处喷头按造型布置。

5. 局部通透,局部上下喷,且直立型喷头仅在通透吊顶处居中均匀布置

6. 通透率计算原则:不按整个场所平均通透率,而是按每个喷头保护面积范围内的通透率。

7. 通透性吊顶下喷头设计:必须配置挡水板,且挡水板宜设在吊顶内,喷头整体低于吊顶平面水平线:

8. 通透性斜吊顶下喷头设计:短立管及喷头必须垂直于斜面、曲面,喷头整体在吊顶斜面外侧:

9. 不同标高吊顶喷头设计普遍错误问题

10. 更衣室、储藏室以及采用储物柜、衣柜进行隔断的房间如何设置喷头?

11. 凸窗是房间内的一部分空间,需要设置喷淋的房间,应考虑喷淋全面保护。有些项目喷淋布置保护不到凸窗。

12. 直立、下垂喷头与凸窗梁的距离,不按7.2.1的规定,要满足7.2.5的规定,下图距离a>1m。

13. 直立式边墙型喷头若正对凸窗,很难满足《喷规》7.2.6的要求。

14. 边墙型喷头若在凸窗侧面,边墙型喷头两侧与凸窗梁距离需要符合《喷规》7.2.7规定。

15. 喷头与靠墙障碍物的距离基本没有遵守规范设计

16. 不论流量大小,喷头短立管最小管径DN25。

17. 喷头短立管长度没有限制,根据需要确定。

18. 锂电池禁止用水灭火,不能设置喷淋

19. 锂离子电池禁止采用除了水以外的任何灭火剂,应设置喷淋。

 

前言:本公众号发了喷淋若干争议问题、普遍错误问题,写作时间短,一些问题写文章时忘记了,再加上半年多来接触到的新的普遍性问题,整理补充。

 

采用下列简称:

1. 《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)简称:《消水规》

2. 《建筑设计防火规范》GB 50016-2014(2018年版)简称:《建规》

3. 《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017简称:《喷规》

  

一、架空层是否设置喷头

架空层,目前的整个设计行业特别混乱,同一个项目,暖通设计在无可燃物的架空层设置地下室排烟竖井出口、补风井进口百叶,建筑专业疏散楼梯间开向架空层,电气专业有的设置火灾探测有的没有,这时候喷淋要不要设计?

1. 一、二层大型商业,三层为裙楼屋顶,塔楼处为架空层,塔楼为不超100m住宅塔楼,此架空层是否设置喷淋?住宅楼超100m高呢?

架空层为住宅服务的,属于住宅楼的一部分,不需要设置;住宅楼超100m高,或者架空层为商业服务的,或者是共用的,就存在争议。

2. 建筑局部架空,功能为景观、休闲场所,局部架空要不要设置?同上。

3. 局部架空敞开空间,用于放置设备,如冷却塔、VRV室外机及其他设备,这个空间要不要设置?

冷却塔、VRV室外机及其他设备,存在燃烧风险,实际上相当于设备房,需要设置喷淋。 

4. 架空层不设置喷淋的原因

笔者在《自动灭火设置之一》提出住宅开敞阳台都需要设置喷淋,为何架空层反而不用?架空层中心位置,与室外距离都有几十米,更不安全。问题在于架空层是否存在大量可燃物,开敞阳台是长时间存在大量可燃物(大量意思是可燃物占用空间比例较大),而架空层,往往是景观、绿化、健身、休闲娱乐空间,可燃物比例极低。

设置喷淋没有价值,一是层高较高,即使存在少量可燃物不能使喷头动作,二是架空层几乎没有可燃物,通透,即使少量可燃物燃烧,不会造成火灾蔓延,也不会造成烟气对人群产生危害。而且,架空层往往是下层建筑机械排烟口位置,不管排烟百叶是否在建筑外沿,烟气都很可能进入架空层。 

笔者在《自动灭火设置之三》提出架空层被审图提出要设置喷淋如何避免?建议架空层可以买几辆报废轿车放在架空层,再买几桶汽油加进去,成为敞开式车库不需要设置喷淋。意思是架空层设置喷淋多此一举,可能有些读者误解本意,特此说明,但实际设计施工的公共建筑,仅用于景观绿化的且没有可燃物的架空层基本都设置喷淋,确实需要“买几桶汽油加进去”,达到取消喷淋的目的。

寒冷、严寒地区的架空层设置喷淋也是难题,更没有必要。

若架空层可能用于堆放可燃物,如装修用的可燃材料等,难道不应设置喷淋?首先,架空层不应改变用途,改变用途需要重新设计及报建。其次,即使是经业主全体同意,临时堆放使用的,时间短,这种情况,可以根据相关规定采取临时性防火措施,做好防火分隔和防火管理,在可燃材料附近按相关规定增设消防设施。

二、吊顶场所喷头设计的普遍性错误及争议问题

三、四级耐火等级建筑由于不需要设置喷淋不用讨论,下面仅讨论一、二级耐火等级建筑。

1. 净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内。目前的大部分设计基本上无需设置洒水喷头。

净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内,经常在审图、验收时被提要补充喷淋设计,审图阶段往往就补上了,验收阶段就只能坚持不设。

为何不需要设置?《喷规》7.1.11,净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内应设置洒水喷头,当同时满足下列情况时,可不设置洒水喷头:

(1) 闷顶内敷设的配电线路采用不燃材料套管或封闭式金属线槽保护;

目前的吊顶内明装配电线路设计,电缆一般采用封闭线槽,电线一般采用穿钢管敷设,除非电气设计人员与业主有深仇大恨非得让甲方多花钱并存在隐患才采用塑料管。

(2) 风管保温材料等采用不燃、难燃材料制作;

不考虑违规设计的情况,若采用B2可燃保温,即使设置了喷淋也违规。

(3) 无其他可燃物

不考虑违规设计的情况,存在可燃物,即使设置了喷淋也违规。

或许存在有可燃物的吊顶且不违规的情况(笔者至今未接触到),应按规定设置喷淋。

实际上,一些项目的装修,吊顶或龙骨采用了可燃材料,也是经常碰到的,验收人员提出应在吊顶内增设喷淋。这种情况,建议给排水设计人员应给予拒绝,装饰设计把关不严,不应由给排水设计来买单。 


2. 装设网格、栅板类通透性吊顶的场所,喷头如何布置?

如何布置?按《喷规》7.1.13布置,那太简单了,就不会存在大量可笑的设计。

(1) 通透率低于70%时上下喷头的设计原则:上喷直立喷头按梁格布置,吊顶处喷头按造型布置。见下图,上下喷头除了个别可以在同一位置外,分别按其布置原则设计:

   上图及下面剪图,均来自笔者指导设计的项目(已竣工使用),详图均为本人绘制。

(2) 局部通透,局部上下喷,且直立型喷头仅在通透吊顶处居中均匀布置

设计原则同上,如下图,直立型喷头仅在通透吊顶处居中均匀布置

(3) 通透率计算原则:不按整个场所平均通透率,而是按每个喷头保护面积范围内的通透率

80%不吊顶,20%采用纸面石膏板吊顶,不是通透率80%,吊顶场所通透率是0.

(4) 通透性吊顶下喷头设计:必须配置挡水板,且挡水板宜设在吊顶内,喷头整体低于吊顶平面水平线: 

(5) 通透性吊顶下喷头设计:短立管及喷头必须垂直于斜面、曲面,喷头整体在吊顶斜面外侧:

 3. 不同标高吊顶喷头设计

   当喷头在吊顶平面布置时,与低吊顶的距离需满足《喷规》7.2.1的相关规定,见下图,不满足下图间距时,吊顶喷头(包含隐蔽型喷头)设于标高较低吊顶处。

      上述尺寸略低于《喷规》7.2.1,原因是下垂型喷头喷水向下,布水受顶板影响小,直立型喷头向上喷水,部分水会冲击天花板后再往下落,所以实际间距可以适当减小

三、更衣室、储藏室以及采用储物柜、衣柜进行隔断的房间如何设置喷头?

衣柜、储物柜应当成房间内物品,喷头布置间距及保护范围应包含衣柜、储物柜。

衣柜、储物柜内无需设置喷头

采用储物柜、衣柜进行隔断时,不应在储物柜、衣柜两侧设置边墙型喷头

喷头与不到顶储物柜、衣柜距离,不需要按照7.2.4的要求设置,但喷头布置应分别满足储物柜、衣柜两侧全覆盖保护。 

四、凸窗喷淋设计

1. 凸窗是房间内的一部分空间,需要设置喷淋的房间,应考虑喷淋全面保护。有些项目喷淋布置保护不到凸窗。

2. 直立、下垂喷头与凸窗梁的距离,不按7.2.1的规定,要满足7.2.5的规定,下图距离a>1m。

3. 直立式边墙型喷头若正对凸窗,凸窗梁是否是障碍物, 若是,很难满足《喷规》7.2.6的要求。如下图,喷头与梁底的高差b是900,远大于《喷规》7.2.6中b150、280mm的要求。

一般情况下,凸窗深度都小于600,可以按对能够喷湿对面墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面确定,因此建议边墙型喷头设计,满足《喷规》7.1.3 、7.1.5即可,无需满足7.2.6。

4. 边墙型喷头若在凸窗侧面, 边墙型喷头两侧与凸窗梁距离需要符合《喷规》7.2.7规定。

如上图情况,喷头与梁底的高差b是900,远大于《喷规》7.2.7中b350、440mm的要求。因此,这种情况,只能在凸窗下加喷头了。

五、喷头与靠墙障碍物的距离

《喷规》7.2.5已有明确规定,但实际设计,几乎都没有执行。下图以地下车库防火卷帘盒为例,这是所有设计忽略的地方之一。


 六、喷头接管问题

1. 喷头短立管管径问题

《喷规》8.0.10规定: 短立管及末端试水装置的连接管,其管径不应小于25mm。目的是为控制小管径管道的水头损失和防止杂物堵塞管道,本条提出短立管及末端试水装置的连接管的最小管径不小于25mm的规定(条文说明)。说明采用DN25短立管,满足规范要求。

大部分喷头公称直径为DN20,DN20喷头配置DN25 短立管为常规配置。但是,当采用大流量喷头时,如净空高度12m、储物高10m的仓库及类似场所采用早期抑制快速响应喷头,选用K=202,喷头最低工作压力0.5MPa,其流量最小为7.5L/S,采用DN25短立管,设计流速13m/s,是否就不可行呢?

首先,《喷规》9.2.1 管道内的水流速度宜采用经济流速,必要时可超过5m/s,但不应大于10m/s。是从经济上提供建议流速范围,不是技术问题,几十厘米长的管道,压力损失、造价可忽略,只要系统方案设计是最经济的即可。

其次,淋系统中大量存在流速超过10m/s甚至超过20m/s的管道、局部空间,如节流管、减压孔板、喷头、阀门等。《喷规》9.3.2允许节流管最大流速20m/s,几十公分长的短立管流速13m/s,有什么关系呢,只要计算流量、扬程满足要求,系统方案总体最优最经济即可。

最关键的问题是,由于喷头敷设标高的限制,很多情况下,不能使用大管径短立管,否则管件太大无法实现控制标高的目标,如上述例子,若采用DN65短立管,喷头不能满足距离天花板<360mm的要求,见下图(选自某项目,如有异议请及时通知撤销本图): 

2. 喷头短立管长度是否有限制?

短立管管径唯一的限制是不小于DN25,长度是否有限制呢?除了下垂型干式喷头受制于产品供应,其长度一般小于1.4m,其他通过现场接管方式,没有限制长度。

短立管长度是根据水平管和喷头标高差确定,不同项目不同场所,可能存在较长或较短的可能,如转换梁梁下敷设水平管,喷头与横管距离可能超过2m,如梁高仅450,穿梁敷设横管与喷头之间是零距离,即就是不需要短立管,见下图:

 

   边墙型喷头,不宜距离墙(梁)面太远,边墙型喷头也因此直接接到三通上:

还有最常见的情况,是风管下喷头,若采用DN25弯头,加上DN25xDN15大小头、喷头,总长度为120~130mm左右,在严格控制地下室净高的设计中,往往造成净高不满足要求(往往风管底距地2300),此时,下垂型喷头也直接接三通,总长度不超80mm:


很多设计人员没见过这种做法,大部分设计人员是没有尺寸的概念,所以造成设计不能施工,施工单位不得不在现场根据实际情况修改。

有人提问过,直立型、边墙型喷头,三通的DN15接口不朝下,一般不可能产生垃圾堆积造成堵塞情况,下垂型喷头由于朝下,就存在垃圾堆积可能,导致喷头出口可能被卡不能出水,但这种顾虑,常规的下垂型喷头(见上图《下垂型喷头典型安装图1》),也是存在同样的问题。

七、手机商城的锂电池仓库,能否设置喷淋?

手机常用锂电池,锂电池禁止用水灭火,且不能被雨水淋到,锂电池被雨淋造成火灾、爆炸事故不少,目前基本没有引起重视。

八、修车库的电池仓库、锂离子电池仓库,能否采用气体灭火系统代替喷淋?

锂电池相反,锂离子电池只有用水一种手段。

锂离子电池燃烧,是内部化学能不受控制放热,至今没有任何灭火剂能灭锂离子电池火灾,唯一办法是通过大量的淋水降温,避免火灾蔓延,直到电池能量消耗完为止。设计行业从业人员大多数不懂消防,拍脑袋排出采用泡沫喷淋、气体灭火系统等自动灭火手段来灭锂离子电池火灾,这是很可怕的事情。气体灭火系统、泡沫灭火的主要灭火原理是窒息(隔绝空气),窒息手段来灭不需要氧气的燃烧,可行吗?


后记:本文根据8月初公司内部培训PPT增减。


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刘植蓬 消防设计
刘植蓬,男,1994年参加工作,从事国内建筑、电气、暖通设计工作及国内外建筑给排水设计工作,熟悉国外主流消防设计标准(主要是美国消防标准)、建筑给排水标准及做法。也有过一个项目现场施工经历(菲迪克模式),多年国内外建筑给排水、暖通设计优化、车库综合优化、精细化审图及机电咨询顾问工作经历,精通多专业技术优势独创和从事个人多专业综合设计优化工作。一直坚持各专业设计技术前沿研究、消防技术研究、创新和设计优化研究。

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