中华人民共和国住房和城乡建设部公告第1574号住房城乡建设部关于发布国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》的公告
1.0.2 本条规定了本规范的适用范围与不适用范围。新建、扩建及改建的民用与工业建筑,当设置自动喷水灭火系统时,均要求按本规范的规定设计,但火药、炸药、弹药、火工品工厂,以及核电站、飞机库等性质上超出常规的特殊建筑,不属于本规范的适用范围。上述各类性质特殊的建筑设计自动喷水灭火系统时,按其所属行业的规范设计。1.0.3 本条要求按本规范设计自动喷水灭火系统时,必须同时遵循国家基本建设和消防工作的有关法律法规、方针政策,并在设计中密切结合保护对象的使用功能、内部物品燃烧时的发热发烟规律,以及建筑物内部空间条件对火灾热烟气流流动规律的影响,做到使系统的设计,既能为保证安全而可靠地启动操作,又要力求技术上的先进性和经济上的合理性。自动喷水灭火系统的200多年的历史,一直在不断研究开发新技术、新设备与新材料,并获得持续发展和水平的不断提高。改革开放以来,我国建筑业迅速发展,兴建了一大批高层建筑、大空间建筑及地下建筑等内部空间条件复杂和功能多样的建筑物,使系统的设计不断遇到新情况、新问题。只有积极合理地吸收新技术、新设备与新材料,才能使系统的设计技术适应社会进步与发展的需求。系统采用的新技术、新设备与新材料,不仅要具备足够的成熟程度,同时还要符合可靠适用、经济合理,并与系统相配套、与规范合理衔接等条件,以避免出现偏差或错误。1.0.4 本条是对原条文的修改。本次修改根据《中华人民共和国消防法》的规定。本条对自动喷水灭火系统采用的组件提出了要求。自动喷水灭火系统组件属消防专用产品,质量把关至关重要,因此要求设计中采用符合现行的国家或公共安全行业标准,并经过国家级消防产品质量监督检验机构检验的产品。未经检测或检测不合格的不能采用。根据《中华人民共和国消防法》第二十四条的规定,我国对消防产品实行强制性产品认证制度,依法实行强制性产品认证的消防产品,由具有法定资质的认证机构按照国家标准、行业标准的强制性要求认证合格后,方可生产、销售、使用。对新研制的尚未制定国家标准、行业标准的消防产品,应经过技术鉴定,符合消防安全要求的,方可生产、销售、使用。为此,本条规定了系统采用的组件应符合消防产品市场准入制度的要求。1.0.5 经过改建后变更使用功能的建筑或建筑内某一场所,当其重要性、房间的空间条件、内部容纳物品的性质或数量以及人员密集程度发生较大变化时,要求根据改造后建筑或建筑内场所的功能和条件,按本规范对原来已有的系统进行校核。当发现原有系统已经不再适用改造后建筑时,要求按本规范和改造后建筑的条件重新设计。1.0.6 本规范属于强制性国家标准。本规范的制定,将针对建筑物的具体条件和防火要求,提出合理设计自动喷水灭火系统的有关规定。另外,设置自动喷水灭火系统的场所及系统设计基本要求,还要求同时执行现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067、《人民防空工程设计防火规范》GB 50098等规范的相关规定。
2.1 术语2.2 符号
2.1.4 湿式系统由闭式洒水喷头、水流指示器、湿式报警阀组以及管道和供水设施等组成,管道内始终充满有压水。湿式系统必须安装在全年不结冰及不会出现过热危险的场所内,该系统在喷头动作后立即喷水,其灭火成功率高于干式系统。2.1.5 干式系统在准工作状态时配水管道内充有压气体,因此使用场所不受环境温度的限制。与湿式系统的区别在于,干式系统采用干式报警阀组,并设置保持配水管道内气压的充气设施。该系统适用于有冰冻危险或环境温度有可能超过70℃、使管道内的充水汽化升压的场所。干式系统的缺点是发生火灾时,配水管道必须经过排气充水过程,因此延迟了开始喷水的时间,对于可能发生蔓延速度较快火灾的场所,不适合采用此种系统。2.1.6 本条是对原条文的修改和补充。预作用系统由闭式喷头、预作用装置、管道、充气设备和供水设施等组成,在准工作状态时配水管道内不充水。根据预作用系统的使用场所不同,预作用装置有两种控制方式,一是仅有火灾自动报警系统一组信号联动开启,二是由火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统闭式洒水喷头两组信号联动开启。2.1.7 重复启闭预作用系统与常规预作用系统的不同之处,在于其采用了一种既可输出火警信号又可在环境恢复常温时输出灭火信号的感温探测器。当其感应到环境温度超出预定值时,报警并启动消防水泵和打开具有复位功能的雨淋报警阀,为配水管道充水,并在喷头动作后喷水灭火。喷水过程中,当火场温度恢复至常温时,探测器发出关停系统的信号,在按设定条件延迟喷水一段时间后,关闭雨淋报警阀停止喷水。若火灾复燃、温度再次升高时,系统则再次启动,直至彻底灭火。
特殊应用喷头是指在通过试验验证的情况下,能够对一些特殊场所或部位进行有效保护的洒水喷头。考核指标主要有:特定的灭火试验、喷头的洒水分布性能试验以及喷头的热敏感性能试验等。非仓库型特殊应用喷头用于民用建筑和厂房高大空间场所,国内外的试验研究表明,在民用建筑和厂房高大空间场所内设置合理的自动喷水灭火系统,能提供可靠、有效的保护,但并非所有喷头均适用于此类场所,只有在给定的火灾试验模型下能够有效控、灭火的喷头才能应用。试验表明,适用于该类场所的喷头应具有流量系数大和工作压力低等特点,且喷洒的水滴粒径较大。仓库型特殊应用喷头是用于高堆垛或高货架仓库的大流量特种洒水喷头,与ESFR喷头相比,其以控制火灾蔓延为目的,喷头最低工作压力较ESFR喷头低,且障碍物对喷头洒水的影响较小。2.1.24 本条为新增术语。家用喷头是适用于住宅建筑和宿舍、公寓等非住宅类居住建筑内的一种快速响应喷头,其作用是在火灾初期迅速启动喷洒,降低起火部位周围的火场温度及烟密度,并控制居所内火灾的扩大及蔓延。与其他类型喷头相比,家用喷头更有利于保护人员疏散。美国消防协会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA 13规定,家用喷头可用于住宅单元及相邻的走道内,并规定住宅单元除普通住宅外,还包括宾馆客房、宿舍、用于寄宿和出租的房间、护理房(供需要有人照顾的体弱人员居住,有医疗设施)及类似的居住单元等。并且规定,家用喷头具有3个特征:(1)适用于居住场所;(2)用于保护人员逃生;(3)具有快速响应功能。
4.1 一般规定4.2 系统选型4.3 其他
条文说明
4.2.5 重复启闭预作用系统能在扑灭火灾后自动关闭报警阀、发生复燃时又能再次开启报警阀恢复喷水,适用于灭火后必须及时停止喷水,要求减少不必要水渍损失的场所。4.2.6 本条对适合采用雨淋系统的场所作了规定。包括火灾水平蔓延速度快的场所和室内净空高度超过本规范第6.1.1条规定、不适合采用闭式系统的场所。室内物品顶面与顶板或吊顶的距离加大,将使闭式喷头在火场中的开放时间推迟,喷头动作时间的滞后使火灾得以继续蔓延,而使开放喷头的喷水难以有效覆盖火灾范围。上述情况使闭式系统的控火能力下降,而采用雨淋系统则可消除上述不利影响。雨淋系统启动后立即大面积喷水,遏制和扑救火灾的效果更好,但水渍损失大于闭式系统,适用场所包括舞台葡萄架下部和电影摄影棚等。雨淋系统采用开式洒水喷头、雨淋报警阀组,由配套使用的火灾自动报警系统或传动管联动雨淋报警阀,由雨淋报警阀控制其配水管道上的全部喷头同时喷水(见图4、图5,注:可以做冷喷试验的雨淋系统,应设末端试水装置)。
4.3.2 本条规定了系统中包括的组件和必要的配件。1 提出了自动喷水灭火系统的基本组成。2 提出了设置减压孔板、节流管降低水流动压,分区供水或采用减压阀降低管道静压等控制管道压力的规定。3 设置排气阀是为了使系统的管道充水时不存留空气,设置泄水阀是为了便于检修。排气阀设在其负责区段管道的最高点,泄水阀则设在其负责区段管道的最低点。泄水阀及其连接管的管径可参考表7。4 干式系统与预作用系统设置快速排气阀,是为了使配水管道尽快排气充水。干式系统和配水管道充有压缩空气的预作用系统中为快速排气阀设置的电动阀,平时常闭,系统开始充水时打开。
5.0.1 民用建筑和厂房采用湿式系统时的设计基本参数不应低于表5.0.1的规定。
5.0.6 仓库及类似场所采用仓库型特殊应用喷头时,湿式系统的设计基本参数不应低于表5.0.6的规定。
本条参照国外标准,提出了仓库型特殊应用喷头的设计基本参数。仓库型特殊应用喷头用于保护火灾危险等级不超过箱装发泡塑料储物的仓库,根据FM Global的试验情况,在最大净空高度不超过12m、最大储物高度不超过10.5m的情况下,不需安装货架内置喷头。2007~2009年,FM Global分别在12.0m和9.0m的最大净空高度下,采用不同的点火位置开展了数次实体火试验。试验结果显示,喷头在1min~2min内相继动作,开放喷头数为1只~8只,顶板温度为40℃~120℃。喷头动作后,能够很快扑灭可燃物,仅有主堆垛储物参与燃烧,辅助堆垛燃烧有限,几乎没有参与燃烧。5.0.7 通透性层板是指水或烟气能穿透或通过的货架层板,如网格或格栅型层板。本条规定除安装货架内置喷头的上方层板为实层隔板外,其余层板均应为通透性层板。5.0.8 本条是对原规范第5.0.7条的修改和补充。本条是针对我国目前货架内置喷头的应用现状,充实了货架仓库中采用货架内置喷头的设置要求。对最大净空高度或最大储物高度超过本规范第5.0.5条规定的货架仓库,仅在顶板下设置喷头,将不能满足有效控灭火的需要,而在货架内增设洒水喷头,是对顶板下布置喷头灭火能力的补充,补偿超出顶板下喷头保护范围部位的灭火能力。本次修订删除了ESFR自动喷水灭火系统采用货架内置洒水喷头的布置方式,原因是ESFR喷头在其允许最大净空高度内,可不设置货架内置喷头。规范不推荐采用顶板下布置ESFR喷头+货架内置喷头的布置方式。当最大净空高度或最大储物高度超过表5.0.5的规定时,应按照本规范第5.0.4条和本条的规定布置。本表中的“注”是用于计算货架内置洒水喷头的流量,如对于仓库危险级Ⅲ级场所,安装了5层货架内置洒水喷头,货架内开放喷头数为14个,则应按最顶层和次顶层各开放7只喷头确定流量。5.0.9 仓库内系统的喷水强度大,持续喷水时间长,为避免不必要的水渍损失和增加建筑荷载,对于系统喷水强度大的仓库,有必要设置消防排水。5.0.10、5.0.11 这两条是对原规范第5.0.4条的修改和补充。干式系统的配水管道内平时维持一定气压,因此系统启动后将滞后喷水,而滞后喷水无疑将增大灭火难度,等于相对削弱了系统的灭火能力,因此本条提出采用扩大作用面积的办法来补偿滞后喷水对灭火能力的影响。雨淋系统由雨淋报警阀控制其连接的开式洒水喷头同时喷水,有利于扑救水平蔓延速度快的火灾。但是,如果一个雨淋报警阀控制的面积过大,将会使系统的流量过大,总用水量过大,并带来较大的水渍损失,影响系统的经济性能。本规范编制组出于适当控制系统流量与总用水量的考虑,提出了雨淋系统中一个雨淋报警阀控制的喷水面积按不大于本规范规定的作用面积为宜。对大面积场所,可设多套雨淋报警阀组合控制一次灭火的保护范围。对于采用由火灾自动报警系统和压力开关联动控制的预作用系统,由于其不能保证在闭式喷头动作前完成为管道充满水的预作用过程,即不能保证喷头开放后立即喷水,所以不是真正意义上的预作用系统,应视为干式系统,因此其作用面积、充水时间等应按干式系统确定。5.0.12 仅在走道设置闭式系统时,系统的作用主要是防止火灾蔓延和保护疏散通道。对此类系统的作用面积,本条提出了按各楼层走道中最大疏散距离所对应的走道面积确定。美国消防协会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA 13规定,当系统的保护范围为单排喷头时,系统作用面积为此管道上的所有喷头的保护面积,但最多不应超过7只。当走道的宽度为1.4m、长度为15m,喷水覆盖全部走道面积时的喷头布置及开放喷头数设置见图8。图中R为喷头有效保护半径。
6.1 喷头6.2 报警阀组6.3 水流指示器6.4 压力开关6.5 末端试水装置6.1.1 设置闭式系统的场所,洒水喷头类型和场所的最大净空高度应符合表6.1.1的规定;仅用于保护室内钢屋架等建筑构件的洒水喷头和设置货架内置洒水喷头的场所,可不受此表规定的限制。
6.2 报警阀组6.2.1 报警阀组在自动喷水灭火系统中有下列作用:(1) 湿式与干式报警阀:接通或关断报警水流,喷头动作后报警水流将驱动水力警铃和压力开关报警;防止水倒流。(2) 雨淋报警阀:接通或关断向配水管道的供水。报警阀组中的试验阀,用于检验报警阀、水力警铃和压力开关的可靠性。由于报警阀和水力警铃及压力开关均采用水力驱动的工作原理,因此具有良好的可靠性和稳定性。为钢屋架等建筑构件建立的闭式系统,功能与用于扑救地面火灾的闭式系统不同,为便于分别管理,规定单独设置报警阀组。水幕系统与上述情况类似,也规定单独设置报警阀组或感温雨淋报警阀。6.2.2 根据本规范第4.3.1条的规定,串联接入湿式系统的干式、预作用、雨淋等其他系统,本条规定单独设置报警阀组,以便在共用配水干管的情况下独立报警。串联接入湿式系统的其他系统,其供水将通过湿式报警阀。湿式系统检修时,将影响串联接入的其他系统,因此规定其他系统所控制的喷头数也应计入湿式报警阀组控制喷头的总数内。6.2.3 第一款规定了一个报警阀组控制的喷头数。一是为了保证维修时,系统的关停部分不致过大;二是为了提高系统的可靠性。美国消防协会的统计资料表明,同样的灭火成功率,干式系统的喷头动作数要大于湿式系统,即前者的控火、灭火率要低一些,其原因主要是喷水滞后造成的。鉴于本规范已提出“干式系统配水管道应设快速排气阀”的规定,故干式报警阀组控制的喷头总数规定为不宜超过500只。当配水支管同时安装保护吊顶下方空间和吊顶上方空间的喷头时,由于吊顶材料的耐火性能要求执行相关规范的规定,因此吊顶一侧发生火灾时,在系统的保护下火势将不会蔓延到吊顶的另一侧。因此,对同时安装保护吊顶两侧空间喷头的共用配水支管,规定只将数量较多一侧的喷头计入报警阀组控制的喷头总数。6.2.4 本条参考英国标准《固定式灭火系统-自动喷水灭火系统-设计、安装和维护》BS EN 12845,规定了每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头之间的最大位差。规定本条的目的是为了控制高、低位置喷头间的工作压力,防止其压差过大。当满足最不利点处喷头的工作压力时,同一报警阀组向较低有利位置的喷头供水时,系统流量将因喷头的工作压力上升而增大。限制同一报警阀组供水的高、低位置喷头之间的位差,是均衡流量的措施。6.2.5 雨淋报警阀配置的电磁阀,其流道的通径很小。在电磁阀入口设置过滤器,是为了防止其流道被堵塞,保证电磁阀的可靠性。并联设置雨淋报警阀组的系统启动时,将根据火情开启一部分雨淋报警阀。当开阀供水时,雨淋报警阀的入口水压将产生波动,有可能引起其他雨淋报警阀的误动作。为了稳定控制腔的压力,保证雨淋报警阀的可靠性,本条规定并联设置雨淋报警阀组的雨淋系统,雨淋报警阀控制腔的入口要求设有止回阀。6.2.6 本条规定报警阀的安装高度,是为了方便施工、测试与维修工作。系统启动和功能试验时,报警阀组将排放出一定量的水,故要求在设计时相应设置足够能力的排水设施。6.2.7 本条对连接报警阀进出口的控制阀作了规定,目的是为了防止误操作造成供水中断。我国曾发生过因阀门关闭导致灭火失败的案例,例如2000年7月某大厦26层的办公室发生火灾,办公室内的4只喷头和走道内的6只喷头爆破,但由于该楼层的自动喷水灭火系统阀门被关闭,致使自动喷水灭火系统未能发挥作用,最后由消防人员扑灭了火灾。本条并非强调报警阀进出口均应设置信号阀,而是强调当设置控制阀时,应采用信号阀或配置能够锁定阀板位置的锁具。一般情况下,对于系统调试时不允许水进入管网的系统,如干式系统、预作用系统和雨淋系统,需要在报警阀的出口设置信号阀。6.2.8 本条是对原条文的修改和补充。规定水力警铃工作压力、安装位置和与报警阀组连接管的直径及长度,目的是为了保证水力警铃发出警报的位置和声强。要求安装在有人值班的地点附近或公共通道的外墙上,是保证其报警能及时被值班人员或保护场所内其他人员发现。
7.1 一般规定7.2 喷头与障碍物的距离
7.1.8 图书馆、档案馆、商场、仓库中的通道上方宜设有喷头。喷头与被保护对象的水平距离不应小于0.30m,喷头溅水盘与保护对象的最小垂直距离不应小于表7.1. 8的规定。
7.1.14 顶板或吊顶为斜面时,喷头的布置应符合下列要求:1 喷头应垂直于斜面,并应按斜面距离确定喷头间距;2 坡屋顶的屋脊处应设一排喷头,当屋顶坡度不小于1/3时,喷头溅水盘至屋脊的垂直距离不应大于800mm;当屋顶坡度小于1/3时,喷头溅水盘至屋脊的垂直距离不应大于600mm。
7.1.2 喷头的布置间距是自动喷水灭火系统设计的重要参数,其中设置场所的火灾危险等级对喷头布置起决定性因素。喷头间距过大会影响喷头的开放时间及系统的控、灭火效果,间距过小会造成作用面积内喷头布置过多,系统设计用水量偏大。为控制喷头与起火点之间的距离,保证喷头开放时间,又不致引起喷头开放数过多,本条提出了标准覆盖面积喷头的布置间距及喷头最大保护面积,其目的是确保喷头既能适时开放,又能使系统按设计选定的强度喷水。美国消防协会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA 13规定,对于轻危险级场所,当采用水力计算法设计时,一只喷头的最大保护面积为20㎡,喷头最大间距为4.6m;对于普通危险级场所,喷头的最大保护面积和最大间距分别为12㎡和4.6m;对于严重危险级场所和堆垛仓库,当设计喷水强度大于10L/(min·㎡)时,分别为9㎡和3.7m,当设计喷水强度小于10L/(min·㎡)时,其值分别为12㎡和4.6m。
7.2.1 直立型、下垂型喷头与梁、通风管道等障碍物的距离(图7.2.1)宜符合表7.2.1的规定。
9.1 系统的设计流量9.2 管道水力计算9.3 减压设施
9.1.6 本条规定了设有货架内置喷头自动喷水灭火系统的设计流量计算方法。对设有货架内置喷头的仓库,要求分别计算顶板下开放喷头和货架内开放喷头的设计流量后,再取二者之和,确定为系统的设计流量。9.1.7 本条是针对建筑物内设有多种类型系统,或按不同危险等级场所分别选取设计基本参数的系统,提出了出现此种复杂情况时确定系统设计流量的方法。9.1.8 当建筑物内同时设置自动喷水灭火系统和水幕系统时,与自动喷水灭火系统作用面积交叉或连接的水幕,将可能在火灾中同时动作,因此系统的设计流量,要求按包括与自动喷水灭火系统同时工作的水幕系统的用水量计算,并取二者之和中的最大值确定。9.1.9采用多套雨淋报警阀并分区逻辑组合控制保护面积的系统,其设计流量的确定,要求首先分别计算每套雨淋报警阀的流量,然后将需要同时开启的各雨淋报警阀的流量叠加,计算总流量,并选取不同条件下计算获得的各总流量中的最大值,确定为系统的设计流量。9.1.10 本条提出了建筑物因扩建、改建或改变使用功能等原因,需要对原有的自动喷水灭火系统延伸管道、扩展保护范围或增设喷头时,要求重新进行水力计算的规定,以便保证系统变化后的水力特性符合本规范的规定。
dj——管道计算内径(mm);
9.3 减压设施9.3.1 本条规定了对设置减压孔板管段的要求。要求减压孔板采用不锈钢板制作,按常规确定的孔板厚度:Φ50mm~80mm时,δ=3mm;Φ100mm~150mm时,δ=6mm;Φ200mm时,δ=9mm。减压孔板的结构示意图见图22。
本条提出了系统中设置减压阀的规定。近年来,在设计中采用减压阀作为减压措施的已经较为普遍。本条规定:第1款是为了保证系统可靠动作,除水流指示器入口允许安装信号阀外,报警阀出口管道上不得随意安装其他阀件,因此要求减压阀应设置在报警阀入口前;第2款是为了防止堵塞,要求减压阀入口前设过滤器;第3款是强调为检修时不关停系统,与并联安装的报警阀连接的减压阀应设有备用的减压阀(见图24);第4款的目的是为了保证减压阀稳定正常的工作,当垂直安装时,要求按水流方向向下安装;第6款规定当减压阀主阀体自身带有压力表时,可不设置压力表。
10.1 一般规定10.2 消防水泵10.3 高位消防水箱10.4 消防水泵接合器
10.3.1 采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统,应设高位消防水箱。自动喷水灭火系统可与消火栓系统合用高位消防水箱,其设置应符合现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974的要求。