黃自勤 (廣西建筑綜合設(shè)計研究院)
吳赳赳(廣西城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計院)

1 噴頭布置形式

　　噴頭布置形式在《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《噴規(guī)》)中只提到正方形布置，至于別的布置形式是在設(shè)計手冊中出現(xiàn)的，究其原因：一是正方形布置噴水均勻；二是布置方便；三是應(yīng)用較多。設(shè)計中除正方形布置外常用的還有長方形、菱形等，究竟采用那種形式，筆者認(rèn)為宜按噴頭實際工作壓力并結(jié)合結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置形式確定，其優(yōu)點(diǎn)是：既能滿足規(guī)范要求的噴水強(qiáng)度又能靈活適應(yīng)建筑分隔的變化，對地下車庫及一些不設(shè)吊頂?shù)姆块g又可將噴頭布置在主梁分格中，從而提高了建筑的使用空間。

2 噴頭布置間距及間距范圍

　　《噴規(guī)》第4.1.1條規(guī)定，中危險級建筑噴頭布置的最大水平間距為3.6m，條文中沒有注明這是在最不利點(diǎn)噴頭的工作壓力為9.8×10⁴ Pa、作用面積內(nèi)平均噴水強(qiáng)度為6 L/(min·m²)的條件下定出的間距，因而造成民用建筑中出現(xiàn)不少噴頭靠柱布置，使該處噴頭噴水受阻，并在柱周圍形成不被噴水覆蓋的空白，對滅火十分不利。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因就是設(shè)計(或施工)忽視了規(guī)范規(guī)定3.6 m間距的特定條件，沒有考慮到結(jié)構(gòu)柱距對噴頭布置的影響，這種作法應(yīng)用在僅布一排噴頭的走道就更值得研究，其結(jié)果是：對寬走道可能大于實際需要的間距，造成噴水覆蓋的空白，留下火災(zāi)隱患；對于窄走道則可能小于實際所需要的間距，出現(xiàn)覆蓋面重疊過多，造成浪費(fèi)。
2.1 噴頭間距與系統(tǒng)工作壓力的關(guān)系
　　《噴規(guī)》第5.1.4條給出噴頭噴水量計算公式：

　　Q=K(P/(9.8×104))^0.5　　　　(1)
　　式中　Q——噴頭出水量，L/min
　　　　　K——噴頭特性系統(tǒng)，當(dāng)噴頭直徑為15mm時，K=80
　　　　　P——噴頭工作壓力，Pa

　　當(dāng)噴水量確定以后根據(jù)規(guī)范給出的中危險級建筑的設(shè)計噴水強(qiáng)度為6 L/(min·m²)，即可算出一個噴頭的保護(hù)面積為：

?　F=Q/6 (2)?
　　式中　　F--保護(hù)面積，m²?

　　由式(1)、(2)可知，噴頭前作用水頭越大，噴水量越大，保護(hù)面積越大，噴頭的噴水半徑亦大，噴頭的布置間距即可隨之加大。
2.2 正方形布置的噴頭間距與系統(tǒng)的壓力關(guān)系
　　如圖1，在噴頭A、B、C、D組成的正方形中，要在其中不出現(xiàn)噴水空白又能得到最大的保護(hù)面積，其條件是正方形的對角線長度AD、BC等于噴頭的噴水覆蓋面直徑2R(即以R為半徑，以對角點(diǎn)為圓心的兩圓相切)，此時間距為：

　　L=2^0.5R　　　　(3)

　根據(jù)式（1）、（2）、（3）可計算不同工作壓力的噴頭布置間距。

　　 如圖1所示，由A、B、C、D四個噴頭圍成的正方形面積F內(nèi)平均每只噴頭有1/4的水量噴在其間，相當(dāng)于一個噴頭的噴水量，當(dāng)噴頭的計算水壓為9.8×104 Pa時，噴頭的出水量：

　　Q=K(P/(9.8×104))^0.5=80L/min　　　　(1)

　　按《噴規(guī)》要求，民用建筑的設(shè)計噴頭強(qiáng)度為6L/（min.m²),則一個噴頭的保護(hù)面積：

　　F=Q/6=80/6=13.33m²

　　噴頭間距：
　　L=F^0.5=3.65≈3.6

　　由式(3)可知，噴水半徑：R=L/2^0.5=2.5m

　　依次類推得出，系統(tǒng)壓力分別為0.05、0.10、0.15、0.20、0.25Mpa時，噴頭布置間距見表1。

　　從表1看出，噴頭布置間距隨壓力增加而加大。因此，設(shè)計中在布置噴頭時，不一定受3.6 m的局限，可視系統(tǒng)的設(shè)計壓力定。實際上，除最不利點(diǎn)噴頭外，其余噴頭的實際工作壓力、流量及噴水半徑都超過計算值。因此，在滿足規(guī)范噴水強(qiáng)度要求下，可以根據(jù)實際工作壓力適當(dāng)調(diào)整噴頭布置間距，既安全又經(jīng)濟(jì)。?
2.3 正方形布置噴頭的間距范圍
　　在自噴系統(tǒng)的設(shè)計中，噴頭的布置既要適應(yīng)建筑分隔與結(jié)構(gòu)柱距的變化，又必須確保保護(hù)面積內(nèi)的噴水量和噴水強(qiáng)度。噴水強(qiáng)度是衡量系統(tǒng)能否滿足控火滅火的重要尺度。因此《噴規(guī)》第7.1.1條(二)明確規(guī)定：對輕、中危險級建筑在進(jìn)行系統(tǒng)水力計算時，應(yīng)保證作用面積內(nèi)平均噴水強(qiáng)度不小于《噴規(guī)》中表2.0.2的規(guī)定［對民用建筑噴水強(qiáng)度為6 L/(min·m²)］，但其中任意四個噴頭組成保護(hù)面積內(nèi)平均噴水強(qiáng)度不應(yīng)超出規(guī)定值的±20%，可以由此推算出噴頭布置的間距范圍。
　　從圖1可知：A、B、C、D四個噴頭組成的正方形中噴水強(qiáng)度為：

　　q=Q/L² (4)
　　式中　Q——正方形ABCD面積的噴水量（前已述及相當(dāng)于一個噴頭的噴水量）
　　　　　L——正方形邊長（即噴頭間距）

　　按《噴規(guī)》上述條文規(guī)定有下列不等式成立[民用建筑q=6L[（min.m²)]：

　　6×（1-20%）≤q≤66×（1+20%） (5)

　　將（4）代入（5），解得：

　　4.8≤Q/L²≤7.2 （6）

　　解（6）得

　　(Q/7.2)^0.5≤L≤(Q/4.8)^0.5 　　(7)

　　 現(xiàn)將幾種常用水壓作用下噴頭的噴水量分別代入式(7)，即可求出噴頭布置間距的范圍，計算結(jié)果見表2。

　　表2說明在不同的工作壓力下，確保噴水強(qiáng)度的噴頭間距可有不同的適宜范圍，不必囿于3.6m。

3 結(jié)語

　　合理布置噴頭是自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計安全與經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵，在民用建筑中，影響噴頭布置的因素很多，設(shè)計時必須根據(jù)工程實際情況，在滿足規(guī)范要求的噴水強(qiáng)度條件下，按噴頭的實際工作壓力，結(jié)合建筑分隔與結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置，確定噴頭布置形式與間距，以期安全、實用與經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)

　　1 水浩然.議自動噴水滅火系統(tǒng)噴頭的布置間距.給水排水，1997；23(3)：44
　　2 揚(yáng)琪.自動噴水滅火系統(tǒng)噴頭布置極限間距的探討.給水排水，1997；23(10)：48

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