防護冷卻系統(tǒng)與防護冷卻水幕系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系

■丁顯孔

（清大東方教育科技集團有限公司，北京 100022）

0 引言

《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB 50084—2017（以下簡稱新《噴規(guī)》）在2.1.12條中，增加了“防護冷卻系統(tǒng)”術(shù)語，對防護冷卻系統(tǒng)做出了明確的定義。在具體條款中，很容易與傳統(tǒng)的“水幕系統(tǒng)”相混淆，有必要結(jié)合實際工作，就“防護冷卻系統(tǒng)”和“防護冷卻水幕”之間的區(qū)別和聯(lián)系進行討論，以更好地理解《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》。

1 防護冷卻水幕系統(tǒng)的定義和內(nèi)涵

《噴規(guī)》修訂前，在《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB 50084—2001（2005年版）（以下簡稱舊《噴規(guī)》）中，對水幕系統(tǒng)的定義是：由開式灑水噴頭或水幕噴頭、雨淋報警閥組或感溫雨淋閥，以及水流報警裝置（水流指示器或壓力開關(guān)）等組成，用于擋煙阻火和冷卻分隔物的噴水系統(tǒng)。在更早期的GB J84—85《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中，對水幕的定義是“由水幕噴頭、管道和控制閥組成的阻火、隔火噴水系統(tǒng)。該系統(tǒng)宜與防火卷簾或放火幕配合使用，起防火隔斷作用，還可單獨用來保護建筑物門窗洞口等部位”。從1985年至今的規(guī)范修訂歷程，也可以看出人們對水幕系統(tǒng)的認(rèn)識在不斷深化。

按照保護目的的不同，可將水幕系統(tǒng)分為防火分隔水幕（密集噴灑形成水墻或水簾的水幕）和防護冷卻水幕（冷卻防火卷簾等分隔物的水幕）兩種。由此可見，防護冷卻水幕是水幕系統(tǒng)的一種，而且保護的對象十分明確，為防火卷簾等分隔物。舊版《噴規(guī)》中要求：防護冷卻水幕噴水點高度≤4 m，噴水強度為0.5 L/（s·m），噴頭工作壓力0.1 MPa，噴水點高度每增加1 m，噴水強度應(yīng)增加0.1 L/（s·m），但超過9 m時噴水強度仍采用1.0 L/（s·m）。

舊版《噴規(guī)》條文說明中指出：“噴水高度為4 m，噴水強度為0.5 L/（s·m）”折算成對卷簾面積的平均噴水強度為7.5 L/min·m2，可以形成水膜并有效保護鋼結(jié)構(gòu)不受火災(zāi)損害。噴水點的提高，將使卷簾面積的平均噴水強度下降，致使防護冷卻的能力下降。所以，提出了噴水點高度每提高1 m，噴水強度相應(yīng)增加0.1 L/（s·m）的規(guī)定，以補充冷卻水沿分隔物下淌時受熱汽化的水量損失，但噴水點高度超過9 m時噴水強度仍按1.0 L/（s·m）執(zhí)行。

新《噴規(guī)》對水幕系統(tǒng)的定義做了調(diào)整，刪除了“水流報警裝置（水流指示器或壓力開關(guān)）”組件，并將“用于擋煙阻火和冷卻分隔物”改為“用于防火分隔或防護冷卻”，將“噴水系統(tǒng)”改為“開式系統(tǒng)”，體現(xiàn)了“以閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，使每個子系統(tǒng)的定義均落腳到閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)上”的修訂原則，更易于理解和執(zhí)行。防護冷卻水幕的定義也同時作了相應(yīng)修改，由“冷卻防火卷簾等分隔物的水幕”改為“由水幕噴頭、雨淋報警閥組或感溫雨淋報警閥等組成，發(fā)生火災(zāi)時用于冷卻防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設(shè)施的水幕系統(tǒng)”。由變化可知，新《噴規(guī)》對防護冷卻水幕的保護對象增加了防火玻璃墻這種新的防火分隔設(shè)施，但防護冷卻水幕作為水幕系統(tǒng)的一種，仍然屬于“開式系統(tǒng)”，這是消防工作者容易忽略的概念。

根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)第13部分：水幕噴頭》GB 5135.13—2006［3］的規(guī)定，所謂“水幕噴頭”，是指可以持續(xù)地噴水形成水幕簾，對受火災(zāi)威脅表面進行保護并形成防火分隔，固定在水幕系統(tǒng)管路中的噴灑裝置。根據(jù)使用用途可以分為防火分隔用水幕噴頭（通過密集噴灑形成水墻或水簾，達(dá)到阻隔火蔓延及熱擴散的水幕噴頭）和防護冷卻用水幕噴頭（直接噴灑到被保護對象上，達(dá)到冷卻、降溫目的的水幕噴頭）兩種，防護冷卻水幕采用的水幕噴頭，應(yīng)為防護冷卻用水幕噴頭。

此外，新《噴規(guī)》對防護冷卻水幕增加了新的要求，除“防護冷卻水幕噴水點高度≤4 m，噴水強度為0.5 L/（s·m），噴頭工作壓力0.1 MPa，噴水點高度每增加1 m，噴水強度應(yīng)增加0.1 L/（s·m），但超過9 m時噴水強度仍采用1.0 L/（s·m）”以外，尚且要求“系統(tǒng)持續(xù)噴水時間不應(yīng)小于系統(tǒng)設(shè)置部位的耐火極限要求”和“噴頭布置應(yīng)符合第7.1.16條的規(guī)定”。綜上所述，防護冷卻水幕作為水幕系統(tǒng)的一種，仍然可以用于冷卻防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設(shè)施，而且基本設(shè)計參數(shù)并無變化，但是持續(xù)噴水時間、噴頭布置有了新的要求，這體現(xiàn)了人們對防護冷卻水幕的新認(rèn)識，也更為科學(xué)、合理，但是需要注意的是，防護冷卻水幕作為水幕系統(tǒng)的一種，屬于“開式系統(tǒng)”，而非“閉式系統(tǒng)”。

2 防護冷卻系統(tǒng)與防護冷卻水幕系統(tǒng)的比較

2.1 防護冷卻系統(tǒng)和防護冷卻水幕系統(tǒng)的區(qū)別

在新《噴規(guī)》中，防護冷卻系統(tǒng)是指“由閉式灑水噴頭、濕式報警閥組等組成，發(fā)生火災(zāi)時用于冷卻防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設(shè)施的閉式系統(tǒng)”。與防護冷卻水幕相比較，兩者的主要區(qū)別見表1所示。由表1可知，防護冷卻系統(tǒng)和防護冷卻水幕的主要區(qū)別主要在系統(tǒng)形式、噴頭類型和報警閥組三個方面，用途則完全相同。

表1 防護冷卻系統(tǒng)和防護冷卻水幕的主要區(qū)別

2.2 防護冷卻系統(tǒng)和防護冷卻水幕系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)方面的區(qū)別

雖然防護冷卻系統(tǒng)和防護冷卻水幕的保護對象完全相同，但是防護冷卻系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)則與防護冷卻水幕有很大區(qū)別，這主要體現(xiàn)在新《噴規(guī)》第5.0.15條：“當(dāng)采用防護冷卻系統(tǒng)保護防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設(shè)施時，系統(tǒng)應(yīng)獨立設(shè)置，且應(yīng)符合下列要求：①噴頭設(shè)置高度不應(yīng)超過8 m；當(dāng)設(shè)置高度為4～8 m時，應(yīng)采用快速響應(yīng)灑水噴頭；②噴頭設(shè)置高度不超過4 m時，噴水強度不應(yīng)小于0.5 L/（s·m）；當(dāng)超過4 m時，每增加1 m，噴水強度應(yīng)增加0.1 L/（s·m）；③噴頭的設(shè)置應(yīng)確保噴灑到被保護對象后布水均勻，噴頭間距應(yīng)為1.8～2.4 m；噴頭濺水盤與防火分隔設(shè)施的水平距離不應(yīng)大于0.3 m，與頂板的距離應(yīng)符合本規(guī)范第7.1.15條的規(guī)定；④持續(xù)噴水時間不應(yīng)小于系統(tǒng)設(shè)置部位的耐火極限要求。”

由新《噴規(guī)》第5.0.15條可知，在設(shè)計參數(shù)方面，二者的主要區(qū)別在于：

1）防護冷卻水幕適用高度可達(dá)9 m，而防護冷卻系統(tǒng)噴頭設(shè)置高度不應(yīng)超過8 m；

2）防護冷卻系統(tǒng)應(yīng)獨立設(shè)置，而防護冷卻水幕并沒有明確要求；

3）噴頭的設(shè)置方面有顯著差異。但是，二者也有相同之處，主要體現(xiàn)在：①持續(xù)噴水時間不應(yīng)小于系統(tǒng)設(shè)置部位的耐火極限要求；②在一定高度范圍內(nèi)，噴水強度的數(shù)值相同。關(guān)于持續(xù)噴水時間，《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 50974—2014第3.6.4條已有明確規(guī)定：建筑內(nèi)用于防火分隔的防火分隔水幕和防護冷卻水幕的火災(zāi)延續(xù)時間，不應(yīng)小于防火分隔水幕或防護冷卻水幕設(shè)置部位墻體的耐火極限。

3 防護冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用場所

相比較而言，防護冷卻系統(tǒng)是個新概念，那么究竟哪些場所或者部位可使用防護冷卻系統(tǒng)呢？新《噴規(guī)》條文說明中明確指出這是本次修訂時提出的一項新技術(shù)。在新《噴規(guī)》以前，對冷卻防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設(shè)施，只可采用防護冷卻水幕系統(tǒng)，防護冷卻系統(tǒng)在實際工程中雖有應(yīng)用，但是并無依據(jù)，也缺乏相應(yīng)的要求。新《噴規(guī)》系統(tǒng)的總結(jié)了閉式自動噴水滅火系統(tǒng)保護防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設(shè)施的經(jīng)驗教訓(xùn)，使防護冷卻系統(tǒng)的設(shè)計做到了有據(jù)可依。當(dāng)然，防護冷卻系統(tǒng)作為閉式系統(tǒng)，防護冷卻水幕系統(tǒng)作為開式系統(tǒng)，在應(yīng)用中各有利弊，需要設(shè)計人員綜合權(quán)衡，認(rèn)真考慮消防用水量、防火玻璃等各種因素。概括起來看，防護冷卻系統(tǒng)用于冷卻防火卷簾、防火玻璃墻等防火分隔設(shè)施的范圍集中在中庭、步行街兩側(cè)建筑商鋪以及人民防空工程中，現(xiàn)舉例說明。

3.1 防護冷卻系統(tǒng)保護防火玻璃墻

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016—2014（2018年版）（以下簡稱《建規(guī)》）第5.3.2條對建筑內(nèi)設(shè)置自動扶梯、敞開樓梯等上、下層相連通的開口劃分防火分區(qū)做出了系統(tǒng)規(guī)定。其中，對于建筑內(nèi)設(shè)置中庭時，防火分區(qū)的建筑面積疊加計算結(jié)果大于規(guī)范規(guī)定時，要求與周圍連通空間應(yīng)進行防火分隔，并指出三種方式，分別是防火隔墻、防火玻璃墻和防火卷簾。在設(shè)置防火玻璃墻的過程中，要求防火玻璃墻耐火隔熱性和耐火完整性不應(yīng)低于1h。如果采用耐火完整性不低于1 h的非隔熱性防火玻璃墻時，應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)進行保護。在這里提到的“設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)進行保護”對應(yīng)了前文所述的“防火玻璃墻等防火分隔設(shè)施”。防護冷卻系統(tǒng)保護防火玻璃墻在工程中得到了廣泛應(yīng)用，其效果已得到證實。

《建規(guī)》第5.3.2條條文說明指出：“對于中庭部分的防火分隔物，推薦采用實體墻，有困難時可采用防火玻璃墻，但防火玻璃墻的耐火完整性和耐火隔熱性要達(dá)到1.0 h。當(dāng)僅采用耐火完整性達(dá)到要求的防火玻璃隔時，要設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)對防火玻璃進行保護。自動噴水滅火系統(tǒng)可采用閉式系統(tǒng)，也可采用冷卻水幕系統(tǒng)。”這里的“閉式自動噴水滅火系統(tǒng)”用于防火玻璃墻的保護在新《噴規(guī)》修訂以前沒有依據(jù)，很顯然就是新《噴規(guī)》提及的“防護冷卻系統(tǒng)”。只是因為規(guī)范的修改并未同步進行，才引起了誤解，建議以后加以修改。

3.2 防護冷卻系統(tǒng)保護防火卷簾

關(guān)于防火卷簾需不需要自動噴水滅火系統(tǒng)保護，《建規(guī)》也做出了明確規(guī)定：“當(dāng)防火卷簾的耐火極限符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《門和卷簾的耐火試驗方法》GB/T 7633有關(guān)耐火完整性和耐火隔熱性的判定條件時，可不設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)保護”；“當(dāng)防火卷簾的耐火極限僅符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《門和卷簾的耐火試驗方法》GB/T 7633有關(guān)耐火完整性的判定條件時，應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)保護”。并指出：“自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB 50084的規(guī)定，但火災(zāi)延續(xù)時間不應(yīng)小于該防火卷簾的耐火極限”。按照新《噴規(guī)》的要求，防火卷簾的保護既可以采用防護冷卻系統(tǒng)（閉式系統(tǒng)），也可以采用防護冷卻水幕系統(tǒng)（開式系統(tǒng)）。

4 結(jié)語

新《噴規(guī)》全文貫穿了“以閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，使每個子系統(tǒng)的定義均落在閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)上”的修訂原則，對“防護冷卻系統(tǒng)”“防護冷卻水幕系統(tǒng)”的規(guī)定做了較大調(diào)整，消防工作者應(yīng)當(dāng)在掌握修訂原則的基礎(chǔ)上做認(rèn)真、細(xì)致的分析，以免混淆概念、取值失當(dāng)，使新《噴規(guī)》得到科學(xué)的貫徹和執(zhí)行。