高大空间-消防设计.docx

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高大空间的民用建筑如：大型剧场、会展中心、大会堂、博物馆等；生产性建筑如：各种生产类别的工业厂房、 飞机修理库、储存仓库、飞机发动机车间等这些建筑不仅体型大，高度高，除一般生产厂房和储存仓库外大都 有较高的装修标准，同时也是使用功能简单、人员密集、火灾隐患大的大型空间建筑。
自动喷水灭火系统设计标准第 4、3、2 条规定：“室内净空高度超过 8．0m 的大空间建筑，在其顶板或吊顶下可不设喷头“本条主要参照日本消防法规关于大型剧场观众厅的喷头布置而提出来的，主要考虑到喷头安装高 度太高热敏元件将达不到预期效果。
作者计为此条规定适用于某些建筑的中庭或是共享空间等，而不适用于各种高、大空间建筑。
无凝在高大型建筑内承受普遍型喷头的自动喷水灭火系统是无法到达控火、灭火的目的，更不能套用《自喷》 标准第 4、3、2 条的规定不设喷头，不加保护。应当依据建筑物〔或构筑物〕的使用功能、火灾危急性、建筑物体型高度等催促检查状况综合考虑建筑防火设计方案和消防技术措施。
建筑物的防火安全设计是一门综合性科学，是由多专业〔建筑、构造、空调、电气、给排水专业〕共同实行防 范措施的综合表达，而直接参与扑灭火灾的当属各种自动消防灭火系统。
鉴于我国国情和经济体制的关系我国目前对于上述高大空间建筑无论在消防设计技术、产品开发和研制、火灾 报警和联动掌握、标准治理等各方面与国外相比尚存在肯定差距。
以水为灭火剂的自动喷水灭火系统在各种类型建筑中〔除不能用水扑救的建筑或部位外〕都是有效也是最经济 的。高大空间建筑自动喷水灭火系统应用技术的争论中关键是喷头构造和性能的技术争论。由于喷头起着探测 火灾、喷水灭火的作用，灭火效果在很大程度上取决于喷头的选择和布置的合理性，因此，目前很多国家均在 大力研制和开发各种性能喷头，如：快速响应大水力喷头；大水滴喷头；自动启、闭喷头；大掩盖面侧墙型喷 头等等，有了具有各种特性的喷头问世才能使自动喷水灭火系统应用范围更广，灭火更安全、牢靠。例如：目 前被美国消防协会NF－PA－231 认可的ESFR 喷头的应用对于大型高架仓库以及空间高度不超过12．0m 的大型建筑的自动喷水灭火系统的功能更完善，灭火更安全、牢靠。
例举以下数例，意在说明高度超过 8．0m 的大型空间如何应用自动喷水灭火系统加以保护的设计技术措施；另一方面意在呼吁有关科研、设计、生产部门更多地投入研制、开发我国自己的特种性能喷头，以完善和提高自 动喷水灭火系统功能。
实例之一：
某工程单层厂房占地面积 30000 多平方米，属丙类生产类别，按《建规》规定该厂房除了应设置消火栓灭火系统外，还应设置自动喷水灭火系统厂房平均高度8．30m，厂房内有四处采光天窗，〔两处面积720m2，两处面 积 540m2〕由于承受竖式天窗，故采光天窗处屋面比其他地方高于 3．0m 该处喷头假设吊在屋面板下，则喷头距地面高度＞8．0m，喷头热敏元件的动作会受到影响；假设选用其他大水力喷头或是快速响应大水滴喷头的话，一 方面国内此类产品缺少，另一方面一个车间内不宜搞二个不同压力的喷淋系统，〔非采光天窗处仍为一般自动 喷水灭火系统〕，经屡次争论比较打算承受加集热板的关心技术措施方案予以解决。
集热板系在高架仓库内分层布置喷头时当分层板上有孔洞、缝隙时应在该处喷头上方设置集热板，目的是当发 生火灾时为使喷头感温元件能在其上方局部面积内快速聚热而受到感应准时开放喷水、集热板仅仅是一种关心 技术措施，最终确定方案如下：
厂房内按中危急级设防，满铺喷头，喷头安装高度一律距地7．6－8．1m，距屋面板内底距离≤300mm〔非采光 天窗处〕；在采光天窗处下方喷头则距采光天窗处屋面板内底为≤3．3m，喷头的热敏元件无法到达预期效果， 为此，该处喷头〔共约 200 多个〕每个喷头上方均加设集热板。
集热板为铝合金金属板或白铁皮板，每块尺寸300×400mm〔标准规定集热板面积不应小于1200mm2，最小一边 不应小于 200mm 翻边 20mm〕〔见下面示意图〕，板中钻一小孔，孔径略大于?25mm 镀锌钢管外径，将板套在?25mm喷头连接支管上，然后承受点焊，将板固定在喷头连接地支管上，喷头距板内底距离为75－150mm 此时喷头朝下安装，而其它部位不加集热板的喷头均朝上安装。
实例之二：
某货运中心原设计层高 8．1m，屋顶为金属承重构造，按有关规定设置了自动喷水灭火系统，原设计喷头安装标高为距地 7．7m，后因需要业主自行打算将钢屋架连同自动喷水灭火系统管道一起往上抬高2．3m，这样喷头安装高度变成距地 10．0m，消防部门不予验收，后经多方争论承受加层安装自动喷水灭火系统方案，即原已安装的自动喷水灭火系统管道及喷头位置和高度不变，另在下方一样平面，不同高度再增设一层自动喷水灭火系
统管道及喷头位置和高度不变，另在下方一样平面，不同高度再增设一层自动喷水灭火系统，其喷头设在距地7．6m 高度〔吊在屋架下弦下面〕。上面一层喷淋系统作为保护钢屋架使用，喷头朝上安装，这样钢屋架可不再涂刷防火涂料等其他防火措施：下面增的系统作为保护地面上物资使用，但由于喷头距上方屋面板距离达2．8m 超过了标准规定的不大于 150mm 距离要求。因此，在下面一层每个喷头上方均加设一个集热板，集热板做法同上。
实例之三：
某飞机修理中心，总建筑面积 13，868M2，长 152M，宽 91．5M，屋顶为金属承重构件，坡屋面顶最高高度为 35．0M， 最低 31．5M 平均屋面高度 33．25M，属I 类机库，可同时停放或修理二架波音747 飞机，由于屋面平均高度达33．25M，面积达 13868M2，其保护对象又是价值连城的飞机，一般的自动喷水灭火系统是无能为力的，按《飞机库设计防火标准的 GB50284－98》〔以下简称机规〕有关规定，针对I 类机库这样高大空间建筑钢屋架要保护，地面停放或修理的飞机要保护，以及机库建筑、工作人员和消防救援人员的安全均应得到有效的保护。V`C
一般飞机进库时其油箱内载有燃油，在修理过程中可能发生燃油火灾，其火灾危急性大，集中速度快，火灾损 失大，属严峻危急级，按《机规》要求设置了以下自动消防系统：
1、泡沫一水雨淋灭火系统，该系统的任务是冷却屋顶承重金属构件保护钢屋架和扑灭机库地面油火，同时保护 工作人员疏散和消防救援人员的安全。
对飞机库的灭火设计要求应是快速反响、快速灭火，美国消防协会 NFPA－409 飞机库防火标准要求 30 秒内掌握火灾，60 秒内扑灭火灾，要在短时间内到达控火灭火的，唯有承受自动化程度高，灭火效果好的泡沫一水雨淋系统。承受泡沫一水雨淋系统冷却屋顶承重金属构件可不再喷涂防火隔热涂料，系一举双得的技术措施。
由于飞机停放和修理区占地面积大，I 类机库一个防火分区允许建筑面积为50000－30000M2，如此大面积的机库内泡沫一水雨淋灭火系统假设不实行分区限量供水，其消防系统的计算流量格外可观。按《机规》规定，I 类机库的泡沫一水雨淋系统的泡沫混合液供给强度为 6．5L／分／M2，〔当承受水成膜泡沫液时〕灭火持续时间45 分钟，〔泡沫混合液连续供给10 分钟，随后 35 分钟喷清水〕，按上述规定系统计算流量相当可观，因此宜在平面上进展适当分区。
按《机规》要求，一个分区的最大保护地面面积不应大于1400M2，每个分区应由一套雨淋阀组掌握。同时还规 定泡沫一水雨淋系统的用水量必需满足以火源点为中心30M 半径水平范围内全局部区系统的雨淋阀组同时启动的最大用水量。
因此在机库平面内顺长度方向每 10M 左右划成一个区共计 15 个区，每区面积 927．2M2＜1400M2，两个机坞头各分一个区，总共 17 个区由十七组雨淋阀组掌握，按最不利着火点为中心30．0M 水平半径范围内全部泡沫雨淋喷头同时洒水的要求，其雨淋系统的最大计算消防用水量为588L／S。
2、由于机翼面积大于280M2，按规定还应设置翼下泡沫枪和泡沫枪灭火系统，翼下泡沫枪灭火系统是泡沫一水 雨淋系统的关心灭火设施，其功能是将泡沫直接喷射到机翼和中心机翼下部的地面，掌握和扑灭泄漏燃油发生 的流散水，同时对机身下部有冷却作用。当承受水成膜泡沫液时，泡沫混合液的设计供给强度不小于 4．1L／ MIN/M2，连续供给时间不小于 10．0 分钟。泡沫灭火系统可以与翼下泡沫枪灭火系统合并设置，也可与一般消火栓灭火系统合并设置〔此时应自备泡沫液〕。泡沫承受室内消火栓接口，公称直径 D65MM，消防水带长度不宜小于 40．0M，对于任一着火点必需有二支泡沫枪同时到达。当承受水成膜泡沫液时，一支泡沫枪的泡沫混合液流量不小于 4．0L／S，连续供给时间不小于20．0 分钟，擅长机库各种灭火系统设计有关技术问题不再一一介绍。
上述实例仅为了说明在种种不同高大空间生产性建筑内当建筑高度超过8．0M 时，如何完善自动喷水灭火系统设计的有关技术措施。对于储存仓库特别是高架仓库等严峻危急性建筑自动喷水灭火系统设计〔不能用水保护 的储存仓库不在此列〕，更是当前设计中的焦点。以储存丙类物品为例，其储存对象为闪点≥60℃的液体和可 燃固体，一旦发生火灾不仅火灾进展快速，集中速度快，造成的火灾损失也大。
高架仓库由于层高高，《自喷》标准第 4、2、3 条要求：〔I〕设置在屋面板下的喷头间距不应大于2．0M；〔II〕 货架内应分层布置喷头．．．．．．；〔III〕分层板上如有孔洞、缝隙，应在该处喷头上方设置集热板。
高架仓库分层设置喷头，无论从技术、经济、安装、维护治理诸方面都比一般库房承受自动喷水灭火系统投资 大，要求严，维护治理工作量大。能否简化系统设计，削减投资，又能确保灭火安全，是目前很多国家正在进 行争论的一个课题。其核心是针对高危急火灾且积存很多货物的大面积高空间的储存仓库自动喷水灭火系统应 承受什么样喷头的问题。
我国目前在这方面的技术投入几乎是空白，而英、美等国在这方面作了大量的争论工作。
目前有美国牢靠公司〔RELOABLE〕的早期灭火快速反响〔ESFR〕喷头；英国喷宝的 LD 型大水滴洒水头和 ESFR
－1 型早期压制快速动作洒水头等专为应付高危急度的火灾。