自動噴水滅火系統兩種優化經驗介紹

崔景立 孔文 秦加彬 程繼延 賀晶晶 李科

摘要：《自動噴水滅火系統設計規范》GBJ84-85頒布實施至今，經過三十余年的發展，自動噴水滅火系統在工業與民用建筑中的應用日趨普及，系統本身也取得了長足的發展。通過對自動噴水滅火系統位置水頭的利用，以及配水支管與灑水噴頭的規則化布置等方面進行分析，針對有關問題提出了優化意見。

關鍵詞：自動噴水滅火系統; 管徑; 位置水頭; 優化; ?經驗

1 ? 自動噴水滅火系統配水管道的管徑優化

日常設計中，給排水設計師較多使用給排水設計軟件進行自動噴水滅火系統設計。其設計流程為布置噴頭、連線、生成管徑、噴頭定位，以及繪制系統圖或原理圖。以自動噴水滅火系統中較為常見的中危險I級和中危險II級場所為例，其防火分區或樓層的配水干管管徑通常為DN150，根據配水管道擔負的噴頭數量，或配水管道計算流量，依次變徑為DN125、D100、DN80、DN65、DN50、DN40、DN32、DN25。當樓層或防火分區建筑面積內的噴頭數量稍微多一些的時候，其配水干管管徑多為DN150，這種情況還是比較常見的。

一般而言，噴淋系統配水干管管徑越大，管材自重及滿水重量相應增加、對安裝空間的要求、對管道連接的要求（卡箍、絲扣或法蘭）、對管道附件的要求（信號蝶閥、水流指示器、減壓孔板），相應都會有所增加。那么，在滿足自動噴水滅火系統相關設計要求的前提下，從精細化設計的角度進行分析，傳統的自動噴水滅火系統配管方式，或有進一步優化的空間。

以建筑層高4.2m，設計流量30L/s的自動噴水滅火系統為例，分析如下：

1.1  配水干管單位長度水頭損失

以普通熱浸鍍鋅鋼管為例，采用海澄-威廉公式計算，DN100、DN125、DN150三種規格的配水管道，其單位長度水頭損失見表1：

對照《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2017第9.2.1條的規定：“管道內的水流速度宜采用經濟流速，必要時可超過5m/s，但不應大于10m/s。”上述三種規格的管道，其設計流速均不大于5m/s。但是，在具體設計中，通過控制管道設計流速，尤其是最不利樓層或防火分區噴淋配水管道流速，有利于控制噴淋泵的揚程。

1.2 ?不同管徑配水管位置水頭與沿程水頭對比

為簡化分析，假設建筑樓層均為標準層，灑水噴頭位置與配水管道走向一致，頂層自動噴水滅火系統配水干管管徑為DN150，自上而下，每層增加4.2mH2O的位置水頭。那么，當每層增加4.2mH2O的位置水頭，均可用于平衡本樓層排水干管的沿程水頭損失。換句話說，頂層噴淋配水干管管徑采用DN150時，如果其下部樓層噴淋配水干管管徑變為DN125或DN100，樓層位置水頭等效為沿程水損對應的配水干管長度見表2：

1.3 ?自動噴水滅火系統配水管道優化設計示意

傳統的自動噴水滅火系統設計，如圖一所示，從自動噴水滅火系統供水立管接出的樓層配水干管管徑較多為DN150，并根據水力計算結果，在相應樓層設置減壓孔板。為合理利用系統的位置水頭，根據項目的具體情況，當設計條件許可時，自頂層開始，下一層的噴淋配水干管可采用DN125過渡至DN100;再往下，可據需直接改用DN100的配水干管，如圖二所示。

圖二與圖一相比，通過合理利用噴淋系統的位置水頭，將傳統的自動噴水滅火系統配管方式做了一定程度的優化。盡管節省的材料與空間有限，但是，如果本著以問題為導向的原則，準確地把握系統原理、合理地運用設計規范，通過精細化設計，在追求工程設計安全性與經濟性有機統一的同時，也會促進設計師的自我提高與完善。

2 ? 在不規則的空間內相對規則的布置灑水噴頭與管道

自動噴水滅火系統設計，不僅僅是在建筑底圖上布置灑水噴頭、標注噴頭位置、連線、生成管徑、生成（繪制）系統（原理）圖。通常情況下，除配水干管外，配水管和配水支管，以及灑水噴頭的布置，需遵循以下原則：（1）對于大空間場所，噴頭及配水支管的布置，原則上盡量一致;（2）對于房間比較多的公共建筑，在滿足噴頭距邊墻、端墻，以及噴頭間距的前提下，噴頭及配水支管的布置，原則上盡量一致;（3）對于地下車庫等相對不規則的場所，每一根噴淋系統配水管，從配水管分出的配水支管，以及噴頭的布置，創造條件盡量一致布置。

為什么這么說呢？設計不僅僅是把自動噴水滅火系統的有關內容畫在圖紙上。畫圖的時候，也要考慮到后期的施工安裝，為后期施工安裝創造相對有利的條件。自動噴水滅火系統設計時，在不規律的空間內盡可能創造更多的規律性，有助于提高現場施工放線的工作效率。同時，配水管、配水支管有規律的布置，不但有助于提高現場管道切割下料的效率，提高自動噴水滅火系統管道支、吊架制作的效率，也有助于提高自動噴水滅火系統管道安裝的效率。畢竟，在自動噴水滅火系統的造價里面，除了材料費用，人工費用也是不菲的。再進一步說，通過優化設計，提高施工安裝效率，同樣有助于節約建設資金的時間成本。

另外，在審查圖紙的時候，噴淋管道漏標管徑的情況時有發生。究其原因，使用軟件繪制噴淋平面時，在管道連線上出了問題。對設計師來說，如果圖紙尺寸較大（A0或A0加長），圖紙比例較小（1：150或1：200），再加上建筑底圖與噴淋系統的平面位置標注等，圖面內容密密匝匝，在自校或他人校對與審核階段，如果個別噴淋配水管或配水支管出現管徑漏標或標注錯誤的情況，的確不容易發現。關于這個問題，筆者有一點小小的體會，可供參考：“自校圖紙時，如果使用天正繪圖軟件，可以關閉其他所有圖層，僅保留管道層（EQUIP-噴淋）、噴頭層（PIPE-噴淋）和管徑文字層（TEXT-噴淋），（當然，也可以根據自己的設計習慣，自己定義圖層名稱）。這樣，圖面上的內容就比較簡潔，如果哪一跟管道上面管徑標注缺失，或管徑標注出現錯誤，相對比較容易發現。”

3 ? 結語

對自動噴水滅火系統設計來說，對傳統的設計思路予以優化，充分利用位置水頭，調整不同樓層供水橫干管的管徑，節約自動噴水滅火系統供水管材，減少自動噴水滅火系統供水干管的安裝空間。

在非標準的空間內，盡可能創造條件，設計標準化的自動噴水滅火系統配管系統，有利于提高自動噴水滅火系統的施工安裝效率。

參考文獻：

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