邊墻擴展覆蓋型噴頭設置淺析

【摘要】在工程設計中，針對火災危險等級為輕危險級與中危險Ⅰ的賓館客房等，由于經濟、美觀等因素，往往采用邊墻擴展覆蓋型噴頭，本文結合實際工程案例，對邊墻擴展覆蓋型噴頭的設置要點進行探討分析。

【關鍵詞】邊墻擴展覆蓋型噴頭；火災危險等級；賓館客房；壓力；流量

0前言

隨著我國建筑設計行業的發展，民用建筑中不同類型建筑的噴淋設計，也在由原來的普通噴頭逐漸興起了使用邊墻型噴頭的設計方式，但我國《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2001（2005年版）規范中是對國外的相關經驗進行借鑒，對邊墻型噴頭的規定與解釋也不多。在此筆者根據實際設計中邊墻擴展覆蓋型噴頭的設置，結合規范進行探討，并提出筆者的相關看法。

1規范相關規定及一般要求

自動噴水滅火系統中，噴頭的合理選型與布置至關重要。

我國《自動噴水滅火系統設計規范》規定：

（1）邊墻型擴展覆蓋噴頭：流量系數K=115的邊墻型快速響應噴頭。 2.1.10條

（2）頂板為水平面的輕危險級、中危險級I級居室和辦公室，可采用邊墻型噴頭。6.1.3.3 條

（3）邊墻型擴展覆蓋噴頭的最大保護跨度、配水支管上的噴頭間距、噴頭與兩側端墻的距離，應按噴頭工作壓力下能夠噴濕對面墻和鄰近端墻距濺水盤1.2m高度以下的墻面確定，且保護面積內的噴水強度應符合本規范表5.0.1的規定。

美國NFPA-13（2002年版）標準規定：

邊墻型噴頭僅能在輕危險級場所中使用，只有在經過特別認證后，才允許在中危險級場所按經過特別認證的條件使用。

民用建筑和工業廠房的系統設計參數 （表1）

火災危險等級凈空高度

（m）噴水強度

（ L/min.m2 ）作用面積

（ m2 ）

輕危險級≤84160

中危險級Ⅰ級 6

Ⅱ級 8

嚴重危險級Ⅰ級 12260

Ⅱ級 16

注：系統最不利點處噴頭的工作壓力不應低于0.05MPa

邊墻型標準噴頭的最大保護跨度與間距（m） （表2）

設置場所火災危險等級輕危險級中危險級Ⅰ級

配水支管上噴頭的最大間距3.63.0

單排噴頭的最大保護跨度3.63.0

兩排相對噴頭的最大保護跨度7.26.0

注：1 兩排相對噴頭應交錯布置；

2 室內跨度大于兩排相對噴頭的最大保護跨度時，應在兩排相對噴頭中間增設一排噴頭。

根據以上規范分析，采用邊墻擴展覆蓋型噴頭是需要滿足一定條件的，有些設計者不分場合，為了美觀，隨意應用的做法是不正確的。

2工程中邊墻擴展覆蓋型噴頭的設置分析

（1）基本情況分析

某高層賓館建筑，賓館客房的自噴火災滅火等級為中危險級I級。標準客房A與標準客房B，尺寸如下圖： （ 圖1 ）

標準客房A：根據測量計算，噴頭所需保護面積約36.7㎡；

標準客房B：根據測量計算，噴頭所需保護面積約27.9㎡；

若按照標準噴頭設置，此保護區域內需要噴頭數量分別為6只，4只，不美觀的同時，給客房裝修增加了困難，因此考慮選擇邊墻擴展覆蓋型噴頭。自噴規范的條文解釋中闡述，國外對采用邊墻型擴展覆蓋噴頭有嚴格規定：保護場所應為輕危險級，中危險級系統采用時須經特許。

但經對比，在英美日德等國均屬于輕危險級的高層旅館客房，在我國屬中危險級Ⅰ，因此可以采用。許多高層旅館客房火災可燃物較少，但因層數多，高度高，一旦發生火災，不容易控制。所以旅館客房內安裝噴頭，應盡量選用快速響應噴頭，以減少室內人員的死亡。邊墻擴展覆蓋型噴頭正是流量系數K=115的邊墻型快速響應噴頭。

由于保護面積大，也可以減少噴頭數目，配水管道容易安裝，裝修方便。 本設計擬選用某公司生產的邊墻擴展覆蓋型噴頭。UL和C-UL列表的覆蓋面積和流量標準：

擴展覆蓋水平邊墻噴頭（TY4332）、K115 （表3）

響應級別覆蓋面積m×m最小流量LPM最小壓力BAR濺水盤至屋頂距離mm噴頭公稱動作溫度℃噴頭最小間距m

快速4.9×4.9980.73100～30057，68，793.1

快速4.9×5.51100.90100～30057，68，793.1

快速4.9×6.11211.10100～150573.1

快速4.9×6.11251.17100～300573.1

快速4.9×6.71331.32100～150573.1

快速4.9×6.71361.59100～300573.1

快速4.9×7.31481.64100～150573.1

快速4.9×7.31511.72100～300573.1

1、背墻（設置噴頭處）×邊墻（噴水方向的長度）

2、噴頭出水中心線位于濺水盤下方11.1mm處。

3、噴頭最小間距是指噴頭沿墻設置時兩側噴頭的間距。其他相鄰的噴頭（即相鄰或相對墻面上的邊墻噴頭，下垂噴頭）必須設置在擴展覆蓋邊墻型噴頭所列的最大保護面積范圍之外）

（2）邊墻擴展覆蓋型噴頭的選擇要點

在選擇邊墻擴展覆蓋型噴頭時，需要注意以下兩點。

1）噴頭的保護跨度

邊墻型噴頭是靠邊墻安裝，其向其正前方噴水，受重力影響，若無墻等阻礙，水流最終以拋物線狀落地。從噴頭至水流落地點的水平距離叫噴頭的射水跨度。

又因為自噴規范中要求，噴頭的有效保護距離應滿足“能夠噴濕對面墻和鄰近端墻距濺水盤1.2m高度以下的墻面”的要求。按照此標準，只取噴頭至距噴頭濺水盤1.2米高度處之間布水線，這段布水拋物線的水平投影叫最大保護跨度。

因此噴頭的射水跨度不等同于噴頭的最大保護跨度。選擇噴頭時候，須根據噴頭的噴射距離壓力曲線或者所給出的噴頭參數列表等確定滿足保護跨度要求，方可選用。

如下圖，為《自動噴水與水噴霧滅火設施安裝》圖集中給出的某型號邊墻型噴頭布水曲線圖。

2） 噴頭保護面積內的噴水強度

規范條文解釋中，邊墻型噴頭向前噴水流量約占總流量的70%～80%，噴向背墻的水量占20%～30%，在此原則下，筆者認為所選擇的邊墻擴展覆蓋型噴頭的噴水強度需要進行折減后，再按照規范中表5.0.1相應危險等級下的噴水強度進行復合，而設計者往往忽略此項。

（3）邊墻擴展覆蓋型噴頭的計算

1）所需噴水強度計算

由于危險級別為中危險Ⅰ級，根據自噴規范中表5.0.1參數，客房噴水強度不小于6L/min.m2 ，計算標準客房A與B所需噴水流量分別為

標準客房A房間面積為36.7㎡，所需噴水量為6×36.7=220.2L/min

標準客房B房間面積為27.9㎡，所需噴水量為6×27.9=167.4L/min

2）噴頭選擇

結合A與B兩種房間的實際尺寸與表3中的相關數據分析，考慮到同類場所選擇噴頭種類的一致性，擬選擇參數為以下的邊墻擴展覆蓋型噴頭：

覆蓋面積：4.9×6.1m 最小流量：121LPM 最小壓力：1.10bar（0.11Mpa）

動作溫度：57° 噴頭最小間距：3.1m 沿客房長邊一側布置

3）計算客房所需噴頭數量以及驗證噴水強度

1、對于客房A，1只不能滿足要求，須布置2只，所需流量q1為220.2L/min ÷2=110.1L/min 。

2、對于客房B，1只不能滿足要求，須布置2只，所需流量q1為167.4L/min ÷2=83.7L/min 。

對噴頭進行流量強度復合，按照所選噴頭向前噴射的流量強度為總流量強度q的80%計算，所得的有效流量強度大于實際所需流量強度q1即可。

即q×80%≥q1

所以對于客房A，只需滿足q×80%≥110.1L/min，推導出q≥137.7L/min

所以對于客房B，只需滿足q×80%≥83.7L/min，推導出q≥104.6L/min

所選噴頭的最小流量為121LPM，因噴頭須滿足最不利的情況，綜合以上兩種客房的計算結果，按照噴頭流量為137.7 LPM 來進行最不利噴頭壓力的計算。

布置好的邊墻擴展覆蓋型噴頭如下：

4）最不利點壓力計算

注意到，此工程中因標準客房A所在的位置最遠，且其所需流量大，所以在計算噴淋泵揚程時，仍以標準客房A中最高最遠處的噴頭為最不利點復合。

根據公式1，推導出P為0.144Mpa，取0.15 Mpa（K=115）

因此最不利噴頭所需最小流量為137.7LPM（2.3L/S），最小壓力1.5bar（0.15Mpa）。

5）噴淋系統最不利計算面積的設計流量

噴淋系統的設計流量，應按最不利點處作用面積內噴頭同時噴水的總流量確定。本工程中，在160㎡保護面積內 包含噴頭數為 5個K=115的邊墻擴展覆蓋型噴頭（布置在客房）與9個K=80的標準吊頂型噴頭（布置在走廊以及客房衛生間等）。

因為在最小壓力約為0.15MPa的前提下，按照公式1推導出K=80的標準吊頂型噴頭的流量為1.63L/S。

系統設計流量，應按照最不利點處作用面積內噴頭同事噴水的總流量確定。

保護面積內各噴頭的總流量為：5×2.3+9×1.63=26.17L/S .考慮到壓力影響，乘以1.3的安全系數（實際工程具體設計應根據每個噴頭處的壓力，分別計算14個噴頭的流量，并累計即可）系統最不利計算面積的設計流量為 26.17×1.3=34.1L/S，取35L/S 。

6）噴淋泵技術參數確定

根據最不利噴頭所需最小壓力，最不利計算面積的設計流量與中危險Ⅱ的帶人防車庫（人防部分設計流量由當地人防設計單位提供為40L/S）設計流量進行比較，可以確定出噴淋泵的揚程與流量等技術參數，從而選擇合適的噴淋泵。

7）與采用普通噴頭比較，所選噴淋泵流量與揚程比較

此工程中，由于客房采用了邊墻型擴展覆蓋噴頭，最不利點噴頭所需的工作壓力比標準噴多了0.05Mpa，選擇噴淋泵的揚程時，尤其須注意此點，且須將因流量變大后管徑變化所帶來的管路損失綜合計算后確定。

此工程中采用邊墻擴展覆蓋型噴頭與采用普通噴頭系統的設計流量均小于人防部分提供的設計流量，所以噴淋泵設計流量實際上并未增加。但若撇開其他因素影響，只是單對采用邊墻擴展覆蓋型噴頭替代普通噴頭來言，噴淋泵設計流量是有所增加的。

3工程總結分析

綜上，在設計采用邊墻型擴展覆蓋噴頭時需要注意以下幾點：

1）設置場所與危險等級須符合規范，即頂板為水平面的輕危險級、中危險級I級居室和辦公室，可采用邊墻型噴頭。設計人員須根據相關規定，不能盲目采用此類噴頭。

2）須根據邊墻擴展覆蓋型噴頭的壓力與噴射距離曲線以及廠家提供的相關參數確定保護跨

度與噴頭最小間距，依據實際房間，對噴頭進行合理布置。

3）對噴頭的實際噴射強度應參照向前噴射水量為總噴射水量的70%～80%，按照規范中不同危險等級的最小噴水強度進行復合。

4）邊墻擴展覆蓋型噴頭對普通噴頭進行替代后，其最小壓力與流量發生變化，從而影響噴淋泵的壓力與揚程參數的選取，須對工程中的其他流量因素等進行綜合比較，且結合美觀性、經濟型等多種因素，來確定是否采用邊墻擴展型噴頭。

5）注意邊墻擴展覆蓋型噴頭的布置位置。

① 此種噴頭應布置在水平、光滑、平坦的建筑屋面下。

② 此種噴頭不應布置在有障礙物的房間，應防止障礙物屏蔽熱氣流和破壞灑水分布。當有障礙物時，噴頭應經過特殊認證并符合一定要求。

③ 設計邊墻型擴展覆蓋噴頭時，根據其所需要最低工作壓力來選擇配水支管管徑。

④ 邊墻型擴展覆蓋噴頭濺水盤與頂板的距離應符合下邊的規定：

直立式，濺水盤與頂板的距離為100～150mm；濺水盤與背墻面的距離為50～100mm 。

水平式，濺水盤與頂板的距離為150～300mm；濺水盤與背墻面的距離可小于100mm 。

綜上所述，設計人員須合理的采用邊墻擴展覆蓋型噴頭，才能在保證滅火效果的同時，利于室內裝修，適當節省工程費用。

參考文獻

[1].黃雪萍.邊墻型擴展覆蓋噴頭技術探討.廈門：福建建筑，2004年

[2].自動噴水滅火系統設計規范GB50084-2001（2005年版）.北京：中國計劃出版社

[3].黃曉家，姜文源.自動噴水滅火系統設計手冊. 北京：中國建筑工業出版社，2002年

[4].美國NFPA-13（2002 EDITION）