自动喷水灭火系统的设计应以《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084-2017) 等国家标准和规范为依据,根据设置场所和保护对象特点,确定火灾危险等级、防护目的和设计基本参数。
一、火灾危险等级
自动喷水灭火系统设置场所的火灾危险等级共分为4类8级,即轻危险级、中危险级(Ⅰ、Ⅱ级)、严重危险级(Ⅰ、Ⅱ级)和仓库危险级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级)。
(一)轻危险级
一般指可燃物品较少、火灾放热速率较低、外部增援和人员疏散较容易的场所。
(二)中危险级
一般指内部可燃物数量、火灾放热速率中等,火灾初期不会引起剧烈燃烧的场所。大部分民用建筑和工业厂房划归中危险级。根据此类场所种类多、范围广的特点,再细分为中危险级Ⅰ级和中危险级Ⅱ级。
(三)严重危险级
一般指火灾危险性大,且可燃物品数量多,火灾发生时容易引起猛烈燃烧并可能迅速蔓延的场所。
(四)仓库危险级
根据仓库储存物品及其包装材料的火灾危险性,将仓库火灾危险等级划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。仓库危险级Ⅰ级一般是指储存食品、烟酒以及用木箱、纸箱包装的不燃或难燃物品的场所;仓库危险级Ⅱ级一般是指储存木材、纸、皮革等物品和用各种塑料瓶、盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的场所;仓库危险级Ⅲ级一般是指储存A组塑料与橡胶及其制品等物品的场所。
自动喷水灭火系统设置场所火灾危险等级举例见表3-3-1。
表3-3-1 自动喷水灭火系统设置场所火灾危险等级举例
火灾危险等级 | 设置场所 | |
轻危险级 | 住宅建筑、幼儿园、老年人建筑、建筑高度为 24m及以下的旅馆、办公楼;仅在走道设 置闭式系统的建筑等 | |
中危险级 | Ⅰ级 | 1.高层民用建筑:旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调度楼、广播电视 楼(塔)等 2.公共建筑(含单多高层):医院、疗养院;图书馆(书库除外)、档案馆、展览馆(厅) 影剧院、音乐厅和礼堂(舞台除外)及其他娱乐场所;火车站和飞机场及码头的建筑 总建筑面积小于 5000m2的商场、总建筑面积小于1000m2的地下商场等 3.文化遗产建筑:木结构古建筑、国家文物保护单位等 4.工业建筑:食品、家用电器、玻璃制品等工厂的备料与生产车间等;冷藏库、钢屋架 等建筑构件 |
Ⅱ级 | (1)民用建筑:书库、舞台(葡萄架除外)、汽车停车场(库)、总建筑面积5000m2及以上的商场、总建筑面积 1000m2及以上的地下商场、净空高度不超过8m、物品高度不超过3.5m的超级市场等 (2)工业建筑:棉毛麻丝及化纤的纺织、织物及制品、木材木器及胶合板、谷物加工、烟 草及制品、饮用酒(啤酒除外)、皮革及制品、造纸及纸制品、制药等工厂的备料与生产车间等 | |
严重 危险级 | Ⅰ级 | 印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的备料与车间、净空高度不超过8m、物品高度超过3.5m的超级市场等 |
Ⅱ级 | 易燃液体喷雾操作区域、固体易燃物品、可燃的气溶胶制品、溶剂清洗、喷涂油漆、沥青制品等工厂的备料及生产车间、摄影棚、舞台葡萄架下部 | |
仓库 危险级 | Ⅰ级 | 食品、烟酒;木箱、纸箱包装的不燃难燃物品等 |
Ⅱ级 | 木材、纸、皮革、谷物及制品、棉毛麻丝化纤及制品、家用电器、电缆、B组塑料与橡胶及其制品、钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的仓库等 | |
Ⅲ级 | A组塑料与橡胶及其制品;沥青制品等 | |
备注 | A组塑料、橡胶:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、缩醛(聚甲醛)、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃纤维增强聚酯(FRP)、热塑性聚酯(PET)、聚丁二烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、高增塑聚氯乙烯(PVC,如人造革、胶片等)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)等。丁基橡胶、乙丙橡胶(EPDM)、发泡类天然橡胶、腈橡胶(丁腈橡胶)、聚酯合成橡胶、丁苯橡胶(SBR)等 B组塑料、橡胶:醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素、氟塑料、锦纶(锦纶6、锦纶6/6)、三聚氰胺甲醛、酚醛塑料、硬聚氯乙烯(PVC,如管道、管件等)、聚偏二氟乙烯(PVDC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、脲甲醛等;氯丁橡胶、不发泡类天然橡胶、硅橡胶等。粉末、颗粒、压片状的A组塑料 |
二、系统设计基本参数
自动喷水灭火系统的设计参数应根据建筑物的不同用途、规模及其火灾危险等级等因数确定。
(一)民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数
对于民用建筑和工业厂房,采用湿式系统的设计基本参数应符合表3-3-2的规定。仅在走道设置洒水喷头的闭式系统,其作用面积应按最大疏散距离所对应的走道面积确定;在装有网格、栅板类通透性吊顶的场所,系统的喷水强度应按表3-3-2规定值的1.3倍确定;干式系统的作用面积按表3-3-2规定值的1.3倍确定。系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。
表3-3-2 民用建筑和工业厂房采用湿式系统的设计基本参数
火灾危险等级 | 最大净空高度 h/m | 喷水强度 /【L/(min·m2)】 | 作用面积 /㎡ | |
轻危险级 |
8 | 4 | 160 | |
中危险级 | Ⅰ级 | 6 | 160 | |
Ⅱ级 | 8 | |||
严重危险级 | Ⅰ级 | 12 | 260 | |
Ⅱ级 | 16 |
(二)民用建筑和厂房高大空间场所的系统设计基本参数
民用建筑和厂房高大空间场所采用的湿式系统,其设计基本参数应符合表3-3-3的规定。表中未列入的场所,应根据该表规定场所的火灾危险性类比确定。当民用建筑高大空间场所的最大净空高度为12m<h≤18m时,应采用非仓库型特殊应用喷头。最大净空高度超过8m的超级市场采用的湿式系统,其设计基本参数应按仓库湿式系统设计基本参数执行。
表3-3-3 民用建筑和厂房高大空间场所采用湿式系统的设计基本参数
适用场所 | 最大净空高度 h/m | 喷水强度 /【L/(min·m2)】 | 作用面积 /㎡ | 喷头间距 s/m | |
民用建筑 | 中庭、体育馆、 航站楼等 | 8<h≤12 | 12 | 160 | 1.8≤s≤3.0 |
12<h≤18 | 15 | ||||
影剧院、音乐厅、 会展中心等 | 8<h≤12 | 15 | |||
12<h≤18 | 20 | ||||
厂房 | 制衣制鞋、玩具、木器、 电子生产车间等 | 8<h≤12 | 15 | ||
棉纺厂、麻纺厂、泡沫 塑料生产车间 | 20 |
(三)不同仓库的系统设计基本参数
对于不同的仓库,系统的设计基本参数应根据仓库内物质的火灾危险性质、储存的方式以及系统所选用的喷头类型,按照《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084-2017)的有关规定确定。
(1)仓库危险级Ⅰ级场所湿式系统的设计基本参数。火灾危险等级为仓库危险级Ⅰ级的储存仓库及类似场所,采用湿式系统时,其设计基本参数应符合表3-3-4的规定。
表3-3-4 仓库危险级I级场所湿式系统的设计基本参数
储存方式 | 最大净空高度 h/m | 最大储物高度 hs/m | 喷水强度 /【L/(min·m2)】 | 作用面积 /㎡ | 持续喷水时间 /h |
堆垛、托盘 | 9.0 | hs≤3.5 | 8.0 | 160 | 1.0 |
3.5<hs≤6.0 | 10.0 | 200 | 1.5 | ||
6.0<hs≤7.5 | 14.0 | ||||
单、双、 多排货架 | hs≤3.0 | 6.0 | 160 | ||
3.0<hs≤3.5 | 8.0 | ||||
单、双排货架 | 3.5<hs≤6.0 | 18.0 | 200 | ||
6.0<hs≤7.5 | 14.0+1J | ||||
多排货架 | 3.5<hs≤4.5 | 12.0 | |||
4.5<hs≤6.0 | 18.0 | ||||
6.0<hs≤7.5 | 18.0+1J |
注:1.货架储物高度大于7.5m时,应设置货架内置洒水喷头。顶板下洒水喷头的喷水强度不应低于18L/(min·m2),作用面积不应小于200㎡,持续喷水时间不应小于2.0h。
2.本表及表3-3-5、表3-3-8中字母“J”表示货架内置洒水喷头,“J”前的数字表示货架内置洒水喷头的层数。
(2)仓库危险级Ⅱ级场所湿式系统的设计基本参数。火灾危险等级为仓库危险级Ⅱ级的储存仓库及类似场所,采用湿式系统时,其设计基本参数应符合表3-3-5的规定。
表3-3-5 仓库危险级Ⅱ级场所湿式系统的设计基本参数
储存方式 | 最大净空高度 h/m | 最大储物高度 hs/m | 喷水强度 /【L/(min·m2)】 | 作用面积 /㎡ | 持续喷水时间 /h |
堆垛、托盘 | 9.0 | hs≤3.5 | 8.0 | 160 | 1.5 |
3.5<hs≤6.0 | 16.0 | 200 | 2.0 | ||
6.0<hs≤7.5 | 22.0 | ||||
单、双、 多排货架 | hs≤3.0 | 8.0 | 160 | 1.5 | |
3.0<hs≤3.5 | 12.0 | 200 | |||
单、双排货架 | 3.5<hs≤6.0 | 24.0 | 280 | 2.0 | |
6.0<hs≤7.5 | 22.0+1J | 200 | |||
多排货架 | 3.5<hs≤4.5 | 18.0 | |||
4.5<hs≤6.0 | 18.0+1J | ||||
6.0<hs≤7.5 | 18.0+2J |
注:货架储物高度大于7.5m时,应设置货架内置洒水喷头。顶板下洒水喷头的喷水强度不应低于20L/(min·m2),作用面积不应小于200㎡,持续喷水时间不应小于2.0h。
(3)仓库危险级Ⅲ级场所湿式系统的设计基本参数。火灾危险等级为仓库危险级Ⅲ级的储存仓库及类似场所,采用货架储存和堆垛储存方式时,其湿式系统的设计基本参数应分别符合表3-3-6和表3-3-7的规定。
表3-3-6 仓库危险级Ⅲ级货架储存场所湿式系统的设计基本参数
序号 | 最大净空高度 h/m | 最大储物高度 hs/m | 货架类型 | 喷水强度 /【L/(min·m2)】 | 货架内置洒水喷头 | ||
层数 | 高度/m | 流量系数k | |||||
1 | 4.5 | 1.5<hs≤3.0 | 单、双、多 | 12.0 | — | — | — |
2 | 6.0 | 1.5<hs≤3.0 | 单、双、多 | 18.0 | — | — | — |
3 | 7.5 | 3.0<hs≤4.5 | 单、双、多 | 24.5 | — | — | — |
4 | 7.5 | 3.0<hs≤4.5 | 单、双、多 | 12.0 | 1 | 3.0 | 80 |
5 | 7.5 | 4.5<hs≤6.0 | 单、双 | 24.5 | — | — | — |
6 | 7.5 | 4.5<hs≤6.0 | 单、双、多 | 12.0 | 1 | 4.5 | 115 |
7 | 9.0 | 4.5<hs≤6.0 | 单、双、多 | 18.0 | 1 | 3.0 | 80 |
8 | 8.0 | 4.5<hs≤6.0 | 单、双、多 | 24.5 | — | — | — |
9 | 9.0 | 6.0<hs≤7.5 | 单、双、多 | 18.5 | 1 | 4.5 | 115 |
10 | 9.0 | 6.0<hs≤7.5 | 单、双、多 | 32.5 | — | — | — |
11 | 9.0 | 6.0<hs≤7.5 | 单、双、多 | 12.0 | 2 | 3.0、6.0 | 80 |
注:1.作用面积不应小于200m2,持续喷水时间不应小于2.0h。
2.序号4、6、7、11:货架内设置一排货架内置洒水喷头时,喷头的间距不应大于3.0m;设置两排或多排货架内置洒水喷头时,喷头的间距不应大于3.0m×2.4m。
3.序号9:货架内设置一排货架内置洒水喷头时,喷头的间距不应大于24m;设置两排或多排货架内置洒水喷头时,喷头的间距不应大于24m×24m。
4.序号8:应采用流量系数K等于161、202、242、363的洒水喷头。
5.序号10:应采用流量系数K等于242、363的洒水喷头。
6.货架储物高度大于7.5m时,应设置货架内置洒水喷头,顶板下洒水喷头的喷水强度不应低于22.0L/(min·m2),作用面积不应小于200m2,持续喷水时间不应小于20h。
表3-3-7 仓库危险级Ⅲ级堆垛储存场所湿式系统的设计基本参数
最大净空高度 h/m | 最大储物高度 hs/m | 喷水强度/【L/(min·m2)】 | |||
A | B | C | D | ||
7.5 | 1.5 | 8.0 | |||
4.5 | 3.5 | 16.0 | 16.0 | 12.0 | 12.0 |
6.0 | 24.5 | 20.5 | 20.5 | 16.5 | |
9.0 | 32.5 | 28.5 | 24.5 | 18.5 | |
6.0 | 4.5 | 24.5 | 22.0 | 20.5 | 16.5 |
7.5 | 6.0 | 32.5 | 28.5 | 24.5 | 18.5 |
9.0 | 7.5 | 36.5 | 34.5 | 28.5 | 22.5 |
注:1.A—袋装与无包装的发泡塑料橡胶;B—箱装的发泡塑料橡胶;C—袋装与无包装的不发泡塑料橡胶;D—箱装的不发泡塑料橡胶。
2.作用面积不应小于240㎡,持续喷水时间不应小于2.0h。
(4)混杂储存仓库湿式系统的设计基本参数。仓库危险级Ⅰ级、Ⅱ级的仓库中混杂储存有仓库危险级Ⅲ级的货品时,系统的设计基本参数应符合表3-3-8的规定。
表3-3-8 混杂储存仓库湿式系统的设计基本参数
储存货品 类 别 | 储存方式 | 最大净空高度h/m | 最大储物高度hs/m | 喷水强度【L/(min﹒㎡)】 | 作用面积 /㎡ | 持续喷 水时间 /h | |
储物中包括沥青制品或者箱装A组塑料、橡胶 | 堆垛与货架 | 9.0 | hs≤1.5 | 8 | 160 | 1.5 | |
4.5 | 1.5<hs≤3.0 | 12 | 240 | 2.0 | |||
6.0 | 1.5<hs≤3.0 | 16 | 240 | 2.0 | |||
5.0 | 3.0<hs≤3.5 | ||||||
堆垛 | 8.0 | 3.0<hs≤3.5 | 16 | 240 | 2.0 | ||
货架 | 9.0 | 1.5<hs≤3.5 | 8+1J | 160 | 2.0 | ||
储物中包括袋装A组塑料、橡胶 | 堆垛与货架 | 9.0 | hs≤1.5 | 8 | 160 | 1.5 | |
4.5 | 1.5<hs≤3.0 | 16 | 240 | 2.0 | |||
5.0 | 3.0<hs≤3.5 | ||||||
堆垛 | 9.0 | 1.5<hs≤2.5 | 16 | 240 | 2.0 | ||
储物中包括袋装不发泡 A组塑料、橡胶 | 堆垛与货架 | 60 | 1.5<hs≤3.0 | 16 | 240 | 2.0 | |
储物中包括袋装发泡 A组塑料、橡胶 | 货架 | 6.0 | 1.5<hs≤3.0 | 8+1J | 160 | 2.0 | |
储物中包括轮胎 或纸卷 | 堆垛与货架 | 9.0 | 1.5<hs≤3.5 | 12 | 240 | 2.0 |
注:1.无包装的塑料橡胶视同纸袋、塑料袋包装。
2.货架内置洒水喷头应采用与顶板下洒水喷头相同的喷水强度,用水量应按开放6只喷头确定。
(5)采用早期抑制快速响应喷头的系统设计基本参数。仓库和类似场所采用早期抑制快速响应喷头时,系统的设计基本参数不应低于表3-3-9的规定。
表3-3-9 采用早期抑制快速响应喷头的系统设计基本参数
续表
(6)采用仓库型特殊应用喷头的湿式系统设计基本参数。仓库和类似场所采用仓库型特殊应用喷头时,湿式系统的设计基本参数不应低于表3-3-10的规定。
表3-3-10 采用仓库型特殊应用喷头的湿式系统设计基本参数
续表
(四)局部应用系统设计基本参数
室内最大净空高度不超过8m、保护区域总建筑面积不超过1000㎡及火灾等级为轻危险级或中危险级Ⅰ级场所的民用建筑可采用局部应用湿式自动喷水灭火系统,系统应采用快速响应喷头,喷水强度不应低于6L/(min﹒㎡),持续喷水时间不应低于0.5h。喷头的选型、布置和作用面积(按开放喷头数确定)应符合下列要求:
(1)采用标准覆盖面积洒水喷头的系统。采用标准覆盖面积洒水喷头的系统,喷头的布置应符合轻危险级或中危险级Ⅰ级场所的有关规定,作用面积内开放的喷头数量应符合表3-3-11的规定。
表3-3-11采用标准覆盖面积洒水喷头时的作用面积内开放喷头数量
保护区域总建筑面积和最大厅室建筑面积 | 开放喷头数数量/(只) | ||
保护区域总建筑面积超过300㎡ 或最大厅室建筑面积超过200㎡ | 10只 | ||
保护区域总建筑面积不超过300㎡ | 最大厅室喷头数+2 当少于5只时,取5只;当多于8只时,取8只 | ||
(2)采用扩大覆盖面积洒水喷头的系统。采用扩大覆盖面积洒水喷头的系统,喷头应采用正方形布置,其布置间距应按照直立型、下垂型扩大覆盖面积洒水喷头的布置间距要求,且不应小于2.4m,作用面积应按开放喷头数不少于6只确定。
(五)水幕系统设计基本参数
水幕系统的设计基本参数应符合表3-3-12的规定。当采用防护冷却系统保护防火卷帘、防火玻璃墙等防火分隔设施时,系统应独立设置,喷头设置高度不应超过8m;当设置高度为4~8m时,应采用快速响应洒水喷头;喷头设置高度不超过4m时,喷水强度不应小于0.5L/(s·m);当超过4m时,每增加1m,喷水强度应增加0.1L/(s·m);喷头的设置应确保喷洒到被保护对象后布水均匀,喷头间距应为1.8~2.4m;喷头溅水盘与防火分隔设施的水平距离不应大于0.3m,与顶板的距离应符合国家消防技术标准和规范的要求;持续喷水时间不应小于系统设置部位的耐火极限要求。
表3-3-12 水幕系统的设计基本参数
水幕系统类别 | 喷水点高度h/m | 喷水强度/【L/(L/s.m)】 | 喷头工作压力/MPa |
防火分隔水幕 | h≤12 | 2.0 | 0.1 |
防护冷却水幕 | h≤4 | 0.5 |
注:防护冷却水幕的喷水点高度每增加1m,喷水强度应增加0.1L/(s.m),但超过9 m时喷水强度仍采用1.0L/(s.m)。
(六)持续喷水时间
除《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084-2017)另有特殊规定外,自动喷水灭火系统的持续喷水时间应按火灾延续时间不小于1.0h确定。