自动喷水灭火系统两种优化经验介绍

崔景立 孔文 秦加彬 程继延 贺晶晶 李科

摘要：《自动喷水灭火系统设计规范》GBJ84-85颁布实施至今，经过三十余年的发展，自动喷水灭火系统在工业与民用建筑中的应用日趋普及，系统本身也取得了长足的发展。通过对自动喷水灭火系统位置水头的利用，以及配水支管与洒水喷头的规则化布置等方面进行分析，针对有关问题提出了优化意见。

关键词：自动喷水灭火系统; 管径; 位置水头; 优化;  经验

1   自动喷水灭火系统配水管道的管径优化

日常设计中，给排水设计师较多使用给排水设计软件进行自动喷水灭火系统设计。其设计流程为布置喷头、连线、生成管径、喷头定位，以及绘制系统图或原理图。以自动喷水灭火系统中较为常见的中危险I级和中危险II级场所为例，其防火分区或楼层的配水干管管径通常为DN150，根据配水管道担负的喷头数量，或配水管道计算流量，依次变径为DN125、D100、DN80、DN65、DN50、DN40、DN32、DN25。当楼层或防火分区建筑面积内的喷头数量稍微多一些的时候，其配水干管管径多为DN150，这种情况还是比较常见的。

一般而言，喷淋系统配水干管管径越大，管材自重及满水重量相应增加、对安装空间的要求、对管道连接的要求（卡箍、丝扣或法兰）、对管道附件的要求（信号蝶阀、水流指示器、减压孔板），相应都会有所增加。那么，在满足自动喷水灭火系统相关设计要求的前提下，从精细化设计的角度进行分析，传统的自动喷水灭火系统配管方式，或有进一步优化的空间。

以建筑层高4.2m，设计流量30L/s的自动喷水灭火系统为例，分析如下：

1.1  配水干管单位长度水头损失

以普通热浸镀锌钢管为例，采用海澄-威廉公式计算，DN100、DN125、DN150三种规格的配水管道，其单位长度水头损失见表1：

对照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017第9.2.1条的规定：“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。”上述三种规格的管道，其设计流速均不大于5m/s。但是，在具体设计中，通过控制管道设计流速，尤其是最不利楼层或防火分区喷淋配水管道流速，有利于控制喷淋泵的扬程。

1.2  不同管径配水管位置水头与沿程水头对比

为简化分析，假设建筑楼层均为标准层，洒水喷头位置与配水管道走向一致，顶层自动喷水灭火系统配水干管管径为DN150，自上而下，每层增加4.2mH2O的位置水头。那么，当每层增加4.2mH2O的位置水头，均可用于平衡本楼层排水干管的沿程水头损失。换句话说，顶层喷淋配水干管管径采用DN150时，如果其下部楼层喷淋配水干管管径变为DN125或DN100，楼层位置水头等效为沿程水损对应的配水干管长度见表2：

1.3  自动喷水灭火系统配水管道优化设计示意

传统的自动喷水灭火系统设计，如图一所示，从自动喷水灭火系统供水立管接出的楼层配水干管管径较多为DN150，并根据水力计算结果，在相应楼层设置减压孔板。为合理利用系统的位置水头，根据项目的具体情况，当设计条件许可时，自顶层开始，下一层的喷淋配水干管可采用DN125过渡至DN100;再往下，可据需直接改用DN100的配水干管，如图二所示。

图二与图一相比，通过合理利用喷淋系统的位置水头，将传统的自动喷水灭火系统配管方式做了一定程度的优化。尽管节省的材料与空间有限，但是，如果本着以问题为导向的原则，准确地把握系统原理、合理地运用设计规范，通过精细化设计，在追求工程设计安全性与经济性有机统一的同时，也会促进设计师的自我提高与完善。

2   在不规则的空间内相对规则的布置洒水喷头与管道

自动喷水灭火系统设计，不仅仅是在建筑底图上布置洒水喷头、标注喷头位置、连线、生成管径、生成（绘制）系统（原理）图。通常情况下，除配水干管外，配水管和配水支管，以及洒水喷头的布置，需遵循以下原则：（1）对于大空间场所，喷头及配水支管的布置，原则上尽量一致;（2）对于房间比较多的公共建筑，在满足喷头距边墙、端墙，以及喷头间距的前提下，喷头及配水支管的布置，原则上尽量一致;（3）对于地下车库等相对不规则的场所，每一根喷淋系统配水管，从配水管分出的配水支管，以及喷头的布置，创造条件尽量一致布置。

为什么这么说呢？设计不仅仅是把自动喷水灭火系统的有关内容画在图纸上。画图的时候，也要考虑到后期的施工安装，为后期施工安装创造相对有利的条件。自动喷水灭火系统设计时，在不规律的空间内尽可能创造更多的规律性，有助于提高现场施工放线的工作效率。同时，配水管、配水支管有规律的布置，不但有助于提高现场管道切割下料的效率，提高自动喷水灭火系统管道支、吊架制作的效率，也有助于提高自动喷水灭火系统管道安装的效率。毕竟，在自动喷水灭火系统的造价里面，除了材料费用，人工费用也是不菲的。再进一步说，通过优化设计，提高施工安装效率，同样有助于节约建设资金的时间成本。

另外，在审查图纸的时候，喷淋管道漏标管径的情况时有发生。究其原因，使用軟件绘制喷淋平面时，在管道连线上出了问题。对设计师来说，如果图纸尺寸较大（A0或A0加长），图纸比例较小（1：150或1：200），再加上建筑底图与喷淋系统的平面位置标注等，图面内容密密匝匝，在自校或他人校对与审核阶段，如果个别喷淋配水管或配水支管出现管径漏标或标注错误的情况，的确不容易发现。关于这个问题，笔者有一点小小的体会，可供参考：“自校图纸时，如果使用天正绘图软件，可以关闭其他所有图层，仅保留管道层（EQUIP-喷淋）、喷头层（PIPE-喷淋）和管径文字层（TEXT-喷淋），（当然，也可以根据自己的设计习惯，自己定义图层名称）。这样，图面上的内容就比较简洁，如果哪一跟管道上面管径标注缺失，或管径标注出现错误，相对比较容易发现。”

3   结语

对自动喷水灭火系统设计来说，对传统的设计思路予以优化，充分利用位置水头，调整不同楼层供水横干管的管径，节约自动喷水灭火系统供水管材，减少自动喷水灭火系统供水干管的安装空间。

在非标准的空间内，尽可能创造条件，设计标准化的自动喷水灭火系统配管系统，有利于提高自动喷水灭火系统的施工安装效率。

参考文献：

[1]   王樱花，高层建筑消防设计审核应注意的若干问题[J].佳木斯教育学院学报.

[2]   王子龙，刘德明，李泽裕，局部管径调整对自喷系统能耗的影响[J].福建建设科技.

[3]   黄智昭，关于自动喷水灭火系统管径确定的探讨[J].沿海企业与科技.

[4]   唐皓，汪琪，建设工程消防设计审核中自动喷水灭火系统常见问题解析[J].中国西部科技 .