防火分隔水幕系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程介紹

曹梅花，彭彬

（中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司水務(wù)工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)部，北京 100176）

0 引言

對(duì)建筑物來(lái)說(shuō)，防火分隔水幕起到了防火墻的作用，在做防火分隔水幕設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)規(guī)范點(diǎn)比較多，但計(jì)算過(guò)程不詳細(xì)，此文結(jié)合工程實(shí)例詳細(xì)整理了《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2017和《自動(dòng)噴水滅火設(shè)計(jì)手冊(cè)》其中關(guān)于系統(tǒng)組成、設(shè)計(jì)計(jì)算，噴頭布置等相關(guān)規(guī)定，規(guī)范中沒(méi)有詳細(xì)的計(jì)算噴頭間距的辦法，本文整理了相關(guān)論文及手冊(cè)上的計(jì)算噴頭間距的辦法，并對(duì)圖集上噴頭的布置進(jìn)行了分析。

1 防火分隔水幕系統(tǒng)規(guī)范要求介紹

防火分隔水幕系是密集噴灑形成水墻或水簾對(duì)防火分區(qū)處的孔洞進(jìn)行封堵，主要用于阻擋火災(zāi)和煙氣在防火分區(qū)孔洞處蔓延[1,2]。規(guī)范中對(duì)防火分隔水幕用于尺寸、水幕的噴頭布置、采用噴頭形式、供水泵和開(kāi)啟雨淋閥進(jìn)行了規(guī)定，詳見(jiàn)規(guī)范（5.0.14、6.1.5、6.2.1、6.4.1、7.1.16、9.1.8、10.4.1、11.0.3）條。

2 工程實(shí)例設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程詳述

某特鋼深加工項(xiàng)目拉絲車間（火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)：中危險(xiǎn)Ⅱ級(jí)）15m長(zhǎng)×3.6m高的洞口需設(shè)防火分隔水幕（見(jiàn)圖1）。

2.1 噴頭布置間距計(jì)算

噴頭布置間距有以下三種方法：

方法一：依照自噴滅火規(guī)范GB50084-2017 5.0.14選定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本參數(shù)表，噴水強(qiáng)度、噴頭工作壓力：

防火分隔水幕：噴水強(qiáng)度選擇qu=2（L/s·m）噴頭工作壓力選擇：P=0.1（MPa）

持續(xù)噴水時(shí)間3h（同防火墻時(shí)間）。

根據(jù)圖集選ZSTKP-15型開(kāi)式灑水噴頭，流量系數(shù)K=80，

其中M表示噴頭布置排數(shù)。

方法二：可以查下表1確定

表1 噴頭流量及間距對(duì)照計(jì)算[3]

從表1看出，在噴頭工作壓力0.1-0.2MPa，噴頭流量系數(shù)采用K=80或115，滿足水幕線性噴水強(qiáng)度2（L/s·m）時(shí),噴頭間距在1.33m～2.71m，這與圖集（02S406/35）所要求的噴頭間距不小于2.4m不相符，如果按噴頭間不小于2.4m布置，在噴頭工作壓力小于等于0.15MPa時(shí)系統(tǒng)噴水強(qiáng)度不能滿足規(guī)范要求。關(guān)于“噴頭間距不小于2.4m”這一數(shù)據(jù)出現(xiàn)在自噴滅火規(guī)范7.1.2條：“直立型、下垂型噴頭的布置，包括同一根配水支管上噴頭的間距及相鄰配水支管的間距，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度、噴頭的流量系數(shù)和工作壓力確定，并不應(yīng)大于表7.1.2的規(guī)定，且不應(yīng)小于1.8m”[4]。究其原因，自噴滅火規(guī)范的這一規(guī)定是為避免噴頭噴水范圍影響相鄰的噴頭感熱并動(dòng)作，而水幕系統(tǒng)為開(kāi)式系統(tǒng)，噴水出水不受相互噴水范圍的影響，圖集中這一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值得商榷，在實(shí)際中應(yīng)按滿足噴水強(qiáng)度來(lái)確定噴頭間距。

方法三：參照《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P244中表防火分隔水幕噴頭的布置間距[2]。

經(jīng)比較，選擇方法一確定防火分隔水幕噴頭的布置間距，按照實(shí)際中滿足噴水強(qiáng)度來(lái)確定噴頭間距最貼合實(shí)際需要，并畫出開(kāi)式灑水噴頭的布水曲線圖校核布置間距是否合適。

2.2 防火分隔水幕系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量

因水幕系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)所有噴頭同時(shí)噴水：

設(shè)計(jì)流量

QS=24×1.3L/s=31.92 L/s （4）

用強(qiáng)度計(jì)算的設(shè)計(jì)流量

QS=2(L/s·m)×15m=30 L/s （5）

2.3 管道管徑的確定

管道管徑與噴頭數(shù)的要求：系統(tǒng)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求但不應(yīng)超出下表2的規(guī)定。

根據(jù)表2定管道管徑，在圖紙上布置噴頭。

表2 管徑與控制標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)對(duì)照表[2]

2.4 水泵揚(yáng)程的計(jì)算

依據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》9.2.4，水泵的供水壓力應(yīng)按下式計(jì)算：

H=5m（位差）+15m（沿程損失）+10m（噴頭工作壓力）+5m（水泵損失）=35m。

選消防泵：流量=30L/s，揚(yáng)程35m。

2.5 兩排噴頭間距的確定

根據(jù)規(guī)范要求：噴頭的布置，為了保證防火隔斷的效果應(yīng)保證分隔水幕的寬不小于6m。而規(guī)范中未說(shuō)明“水幕的寬度不小于6m”是要求開(kāi)口部位兩側(cè)任意高度上還是最寬處或平均寬度，這給工程設(shè)計(jì)帶來(lái)不確定性[5,6]。設(shè)計(jì)時(shí)，首先畫出開(kāi)式灑水噴頭的布水曲線圖，可以參見(jiàn)國(guó)標(biāo)圖集《自動(dòng)噴水與水噴霧設(shè)施安裝》（02S406），如下圖2，如要做到整個(gè)開(kāi)口部位數(shù)目寬度均達(dá)到6m，在相鄰噴頭噴水在洞口平面最低交點(diǎn)D點(diǎn)位于開(kāi)口部位頂端時(shí)，噴頭距洞口中心線的距離B1即可確定。水幕的寬度為D點(diǎn)水平線與開(kāi)式灑水噴頭的布水曲線交點(diǎn)的水平距離。若滿足不小于6m即可，不滿足則調(diào)整噴頭的安裝高度直到滿足。

圖2 開(kāi)式灑水噴頭的布水曲線圖

在某些特殊情況下，噴頭安裝高度不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，為保證被保護(hù)的開(kāi)口上部不出現(xiàn)空隙，可以減小噴頭布置間距，或減小噴頭距墻面距離，減小布置間距會(huì)增大噴水強(qiáng)度，增加設(shè)計(jì)流量，而減少噴頭距墻面距離時(shí)，洞口上端部分區(qū)域水幕寬度將會(huì)小于6m，從防火角度來(lái)看，如果噴頭布置滿足了水幕系統(tǒng)噴水強(qiáng)度，開(kāi)式灑水噴頭沿被保護(hù)的洞口布置成2排，將整個(gè)開(kāi)口部位均可以置于水幕保護(hù)范圍內(nèi)，起到了防火分隔的作用。

2.6 設(shè)置水泵適配器

每個(gè)水泵接合器流量按照10-15L/s計(jì)算，本工程設(shè)計(jì)流量30L/s，所以選擇2臺(tái)SQB150-A型水泵接合器。

2.7 噴頭的備品數(shù)量

本工程選擇開(kāi)式普通型灑水噴頭（ZSTKP-15 K=80）24個(gè)，根據(jù)規(guī)范要求備用噴頭選擇開(kāi)式普通型灑水噴頭（ZSTKP-15 K=80）10個(gè)數(shù)量。

3 結(jié)語(yǔ)

在做防火分隔水幕設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)規(guī)范點(diǎn)比較多，但計(jì)算過(guò)程不詳細(xì)，此文整理了《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2017和《自動(dòng)噴水滅火設(shè)計(jì)手冊(cè)》的相關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接參考此文中的規(guī)范進(jìn)行，規(guī)范中沒(méi)有詳細(xì)的計(jì)算噴頭間距的辦法，本文整理了相關(guān)論文及手冊(cè)上的計(jì)算噴頭間距的辦法，并提供了噴頭間距的確定方法，并分析了圖集上噴頭的布置疑問(wèn)，通過(guò)工程實(shí)例詳細(xì)地分析了過(guò)程。