超高层住宅自动喷水灭火系统设计要点

刘军清

(武汉和创建筑工程设计有限公司　湖北武汉　430073)



超高层住宅自动喷水灭火系统设计要点

刘军清

(武汉和创建筑工程设计有限公司湖北武汉430073)

超高层住宅由于其消防方面的重要性及特殊性，在实际工程设计中，应结合其建筑特点，充分保障消防系统的安全性、可靠性。自动喷水灭火系统作为一种重要的消防系统，应严格遵守规范要求的前提下，尽量使系统做到合理、美观。基此，文章对超高层住宅自动喷水灭火系统设计要点进行了介绍，包括其设计原则、室内净高控制、喷头选型、供水分区及消防水泵接合器等。

超高层住宅;自动喷水灭火系统;喷头;湿式报警阀;消防水泵接合器

0　引言

超高层住宅与普通高层住宅在消防方面相比有火灾危险等级更高、火灾扑救难度更大、人员疏散更难、生命财产损失更严重等特征。针对超高层住宅消防以上特征，于2015年5月1日正式实施的《建筑设计防火规范》GB50016-2014中8.3.3条规定：“建筑高度大于100m的住宅建筑应设置自动灭火系统，并宜采用自动喷水灭火系统。”[1]，相比已作废的《高层民用建筑防火规范》GB50045-95(2005年版)中7.6.1条规定：“不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅户内用房可不设自动喷水灭火系统。”[2]已有显著的消防安全等级提升。

1　设计原则

实际工程中，超高层住宅户内设置自动喷水灭火系统时，应遵循安全可靠、美观的原则，同时考虑以下问题：第一，大部分住宅层高一般不超过3m，应避免降低房间净高，影响房间美观及住户使用。第二，一般住宅户内仅厨房、卫生间及小部分区域有吊顶造型，大部分区域不会设置吊顶，因此需注意喷头的选型。第三，由于小于150m的超高层住宅所占比例较高，自动喷水灭火系统一般分为3个区，选用较高扬程的自动喷水给水泵，可不在避难层内设串联接力消防水泵。第四，自动喷水灭火系统应设置消防水泵接合器，超过消防水泵接合器供水压力范围内的楼层，应在避难层内设置供消防接力增压设备使用的接口。

2　室内净高控制

住宅层高按3m考虑，结构梁高度一般为400mm～550mm，若将自动喷水给水管在结构梁下方敷设，如图1所示。住宅户内喷淋给水管最大管径为100mm，管道与结构梁之间空隙为50mm，管道支架突出管道管底部分为50mm，吊顶本身厚度及其与管道支架之间空隙为50mm，住宅室内净高将低于2.35m，影响室内美观，更影响住户使用。

若将自动喷水给水管穿结构梁敷设，如图2所示。影响室内净高的决定因素是结构梁高，此时室内净高将不小于2.4m，相比管道在结构梁下方敷设时，室内净高有较大的提高。

故超高层住宅户内设置自动喷水灭火系统时，管道应穿结构梁敷设，并设置刚性套管，如图3所示。同时需提资给结构专业，确定管道穿梁位置及标高，并要求结构专业设计时预留穿梁洞口，以避免对结构主体产生影响。

另外，工程设计上，住宅卫生间为避免排水管道在下层住户卫生间吊顶内敷设，通常采用同层排水方式，卫生间结构板降板400mm左右形成下沉式沉箱，将排水管道敷设在沉箱内，导致卫生间结构板底齐平结构梁底。此时卫生间内自动喷水给水管道不得穿结构梁进入沉箱内敷设，而应在卫生间吊顶空间内敷设，如图3所示。

3　喷头

根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005年版)(以下简称《喷规》)中6.1.6条规定：“超出水泵接合器供水高度的楼层应采用快速响应喷头” 。实际工程设计中，为避免由于喷头型号过多，选用有误，通常超高层建筑所有楼层的喷头均选用快速响应喷头。《喷规》6.1.3条规定：有吊顶的位置选用吊顶型或下垂型喷头，无吊顶的位置选用直立型喷头，顶板为水平面的中危险级Ⅰ级居室可采用边墙型喷头[3]。住宅户内可确定有吊顶的房间为卫生间及厨房，应选用吊顶型喷头。客厅、餐厅及卧室内若采用直立型喷头，则影响户内美观，若采用吊顶型喷头，则需全房布置吊顶，但是用户一般不会选择全房吊顶，故工程设计时，应优先选用边墙型喷头。如图3，边墙型喷头布置在侧墙结构梁上，用户可将房间四周做装饰性吊顶，从而把自动喷水给水管做隐蔽式处理，房间整体装饰效果不受影响。

边墙型喷头可分为边墙型标准喷头及边墙型扩展覆盖喷头，《喷规》7.1.12条规定：中危险级Ⅰ级情况下，边墙型标准喷头单排布置时，喷头的最大保护跨度为3.0m[3]。而住宅户内大部分房间跨度大于3.0m，故边墙型标准喷头不能满足规范要求。同时《喷规》7.1.13条规定：“边墙型扩展覆盖喷头的最大保护跨度、配水支管上的喷头间距、喷头与两侧端墙的距离，应按喷头工作压力下能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面确定，且保护面积内的喷水强度应符合本规范表5.0.1的规定。”[3]。查阅国标图集04S206《自动喷水与水喷雾灭火设施安装》[4]P52喷头布水曲线图，可知ZSTYB-15型边墙型快速响应喷头在0.1MPa的压力下，满足《喷规》7.1.13条时，仅能保护3.0m跨度的房间，依然不能满足要求。若提升喷头工作压力，虽然保护跨度有所增大，但是这将导致整个自动喷水灭火系统压力过高，不利于自动喷水灭火系统正常工作。查阅国标图集04S206中P54喷头布水曲线图，可知ZSTYB-20型边墙型快速响应喷头在0.1MPa的压力下，满足《喷规》7.1.13条时，能保护4.5m跨度的房间，喷头离两侧端墙距离为不大于2.2m，配水支管上喷头间距不大于4.4m，设计时住宅室内房间大部分跨度小于4.5m，故可根据实际情况将喷头工作压力适当减小，但不得小于0.05MPa。喷头布置仍应按《喷规》7.1.2条规定执行，即喷头离两侧端墙距离不大于1.8m布置，配水支管上喷头间距不大于3.6m。ZSTYB-20型边墙型快速响应喷头,流量系数：115L·(MPa)1/2/min，反应灵敏性：RTI≤50(ms)0.5，公称动作温度为68℃。

由于厨房灶台上空温度较高，选用公称动作温度93℃喷头，其余房间喷头均选用公称动作温度为68℃喷头。

4　自动喷水灭火系统分区

建筑高度超过150m的超高层住宅比例不大，故本文仅讨论150m内超高层住宅自动喷水灭火系统。结合《喷规》6.2.3条、6.2.4条及《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014[5]中6.2.1条规定，超高层住宅需设置3组报警阀，即高、中、低3个分区。中、低区湿式报警阀设置在地下室报警阀室内，为使系统简单，节约工程造价，一般接自同一组减压阀组后自动喷水管道如图4，为避免高区湿式报警阀工作压力超过1.6MPa，同时方便屋顶消防水箱供给自动喷水灭火系统的出水管接至湿式报警阀前端自动喷水管道，一般将高区湿式报警阀设置在上避难层，火灾发生时，报警阀通过电讯号传递至消防控制室进行报警。

5　消防水泵接合器

自动喷水灭火系统均应设置消防水泵接合器，由于中、低区自动喷水灭火系统的湿式报警阀均接自同一组减压阀组后自动喷水管道，故中、低区可共用消防水泵接合器。消防水泵接合器与中、低区自动喷水灭火系统的连接点应设置在湿式报警阀前与减压阀组后的中间管道，同时同一自动喷水灭火系统内的每栋超高层建筑的中、低区均需独立设置消防水泵接合器。高区自动喷水灭火系统已经超出消防水泵接合器供水压力范围内，应在上避难层内设置供消防接力增压设备使用的接口，如图4所示。另外，也可在上避难层内设置消防水泵转输水箱串联供水或消防水泵直接串联，但需满足《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014[5]中6.2.3条规定。

6　结语

超高层住宅由于其消防方面的重要性及特殊性，在实际工程设计中，应结合其建筑特点，充分保障消防系统的安全性、可靠性。自动喷水灭火系统作为一种重要的消防系统，应在严格遵守规范要求的前提下，尽量使系统做到合理美观。

[1]GB50016-2014 建筑设计防火规范[S]

[2]GB50045-95 高层民用建筑防火规范(2005年版)[S]

[3]GB50084-2001 自动喷水灭火系统设计规范(2005年版)[S]

[4]04S206 自动喷水与水喷雾灭火设施安装[S]

[5]GB50974-2014 消防给水及消火栓系统技术规范[S]

刘军清(1989.08-)，男，工程师，主要从事建筑给排水设计方面的工作。

ThekeypointsofHigh-riseresidentialsprinklersystemdesign

LIU Junqing

(WuhanHeChuangConstructionEngineeringDesignCo.Ltd.，Wuhan430073)

Becauseoftheimportanceandparticularityoffireprotection,theHigh-riseresidentialbuildingshouldbecombinedwithitsarchitecturalcharacteristicsinthepracticalengineeringdesign,andfullyguaranteethesecurityandreliabilityofthefireprotectionsystem.Asakindofimportantfirecontrolsystem,theautomaticsprinklersystemshouldstrictlycomplywiththeregulatoryrequirementsunderthepremise,trytomakethesystemreasonableandbeautiful.ThispaperintroducesthekeypointsofHigh-riseresidentialsprinklersystemdesign,includingtheprinciplesofdesign,controlofInteriorheight,selectionofsprinklerheads,thewatersupplydivisionandfirepumpadapteretc.

High-rise;Residentia;Sprinklersystem;Sprinklerheads;Wetalarmvalve;Firepumpadapter

刘军清(1989.08-)，男，工程师。

E-mail:854135325@qq.com

2016-02-26

TU998.1

A

1004-6135(2016)03-0122-03