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1、水喷雾设计、消火栓设计探讨 福州市建筑设计院 陈 芬 提 要 本文主要探讨高层建筑内柴油发电机房水喷雾灭火系统设计、建筑室内消水栓布置设计。 关键词 水喷雾 柴油发电机房 直接喷射 完全覆盖 室内消火栓 设计 灭火系统 一、 柴油发电机房水喷雾灭火系统设计 （一）概 述 根据高层民用建筑设计防火规范（以下简称高规）GB50045951997年局部修订条文第7.6.6条“高层建筑内的下列房间应设置水喷雾灭火系统： 7.6.6.4自备发电机房”，故现在应对设在高层建筑内的自备发电机房进行水喷雾灭火系统设计，而以往发电机房则是设计气体灭火系统。采用水喷雾灭火系统比采用气体灭火系统投资要小得多，还省去
2、气体贮瓶间面积，而且其灭火时对人造成的伤害几乎降到零。现设计柴油发电机房水喷雾灭火系统一般采用二种方法布置喷头（1）立体布置方法；（2）平面布置方法。下面就这二种方法进行探讨。 （二）设计内容 以某一16层的办公楼为例，该楼在地下室内设一组YGS588型470kW自启动柴油发电机组，发电机组外形详附图一，发电机房内柴油发电机组平面布置详附图二。 1、采用立体布置方法 （1）确定保护对象的设计喷雾强度：柴油发电机房火灾应定性为液体火灾。柴油的闪点60110。C，根据柴油发电机组产品样本介绍，柴油发电机组燃油选用原则应使燃油凝固点较气温低10。C，一般为0号柴油。0号柴油的闪点不低于65。C。查水
3、喷雾灭火系统设计规范（以下简称喷雾规范）表3.1.2，柴油发电机房水喷雾灭火系统防护目的属灭火，保护对象属闪点60120。C的液体，故设计喷雾强度W为20L/mimm2，持续喷雾时间为05h.。 （2）计算保护面积S： 根据喷雾规范第3.1.5条，保护面积应按保护对象外表面积确定。从附图一可以看出，发电机组右侧是风机排风口，排风口用管道加帆布直接与排风井道相接，故此侧无法安装侧喷喷头，但该侧表面积应计算，可将喷头设在排风口与排风井道相接的管道上方。发电机组最大外形尺寸长宽高380015941963（单位mm）。发电机组外表面是不规则的，保护面积应按包容发电机组的最小规则形体的外表面积来计算。
4、S发电机=（3.8+1.594）1.96323.81.59427.3 通常在储油间内设储有8h所需柴油的油箱，油箱外形尺寸一般为1m11，有的设一个油箱，有的设二个油箱。油箱一般架高1m，以便油靠重力流入发电机组。本设计实例燃油耗量94L/h，贮油量为948752L。柴油比重0.80.87按0.85计,油箱容积=752 /0.85885L,故设1m油箱1个。油箱布置图详附图二。由于贮油间设在发电机房内，火灾时对发电机组威胁大，且其面积不大，故可视其与发电机房为同一保护区，即水雾喷头同时喷雾。 S储油=（1+1）2115 (3)计算水雾喷头的流量q： 要计算水雾喷头的流量q，首先要确定水雾喷头型
5、号。由于发电机房保护面积不大，故不要选大流量喷头。为了节约投资应选雾化角较大的喷头，其在相同的水压下保护面积较大。现发电机房水雾喷头一般选用ZSTG10/114型高速喷射器（黄铜材料），其喷射曲线详附图三。该喷射器雾化角较大，流量适中，适用于保护闪点66。C以上的易燃液体，K=43. 8。 q=K（10P）05 ，0.35 MPa (喷雾规范要求的最小灭火压力) 43.8（100.35）05 81.94L/ min (1)计算所需水雾喷头的最小数量： 发电机发W /q=27.320/81.947个 N储油间=S储W/520/81.942个 (1)喷头布置 合理地布置水雾喷头，可以使喷雾均匀地完
6、全覆盖保护对象，确保喷雾强度。喷雾规范第3.2.3条规定“水雾喷头与保护对象之间的距离不得大于水雾喷头的有效射程。”第324条规定“水雾喷头的平面布置方式可为矩形或菱形。当按矩形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1.4倍水雾喷头的水雾锥底圆半径；当按菱形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1.7倍水雾喷头的水雾锥底圆半径。”故应根据喷头有效射程、水雾锥度圆半径来布置喷头，也就是说水雾要直接喷射到保护对象并完全覆盖。根据”上消厂家介绍水雾喷头用于灭火时，其水平射程宜算到喷头水平喷射曲线上线最高点止，详附图三C点，也就是说当P=0.35 MPa时，ZSTG10/114型喷头的水平有效射程为1.70m
7、上线1.71m，下线25m；其垂直有效射程为3m。本设计实例按矩形布置喷头，喷头平面布置详附图二。 从布置图可以看出，为了达到直接喷射的目的，发电机组设了8个喷头，比计算结果多高了1个喷头。储油间若按油箱每个面设喷头，得设5个喷头，计算保护面积仅为5m2 要设5个喷头，显然不合理。由于油箱高度仅为1m，在油箱顶设一个喷头、底设一个喷头，应该也可达到直接喷射的目的。 喷头布置后，应校核喷头间距、水雾覆盖情况。校核喷头布置简图详附图四。 a.发电机组上方垂直喷射喷头间距1.9m，喷头距发电机组1.3m，查曲线图（详附图三A点）， 水雾锥底圆半径R为1.5m。 间距：1.41.41.52.11.9（
8、喷头间距） 四个角：（0.950.950.7970.797）0.51.24m1.5m（） b.发电机组南北侧水平喷射喷头间距19m，喷头距发电机组1.2m，喷头离地1.1m，查曲线图（详附图三点），水雾水平喷射上线为1.64m，下线为2.5m，水雾锥底圆半径为1.4（详附图三B点）。 间距：1.4R=1.41.41.96m.1.9m（喷头间距） 上方角：（0.8630.863+0.950.95）05128m1.64m（水雾上线） 下方角（1.11.10.950.95）0.51.45m2.5（水雾下线） C.发电机组西侧水平喷射喷头距发电机组1.2m，喷头离地1.1m，查曲线,参数同南北侧喷头，
9、省略。 上方角：（0.8630.863+0.7970.797）0.51.18m1.64m(水雾上线) 下方角：(0.7970.797+1.11.1）0.51.36m2.5m(水雾下线) d.油箱上方垂直喷头距油箱0.7m(喷雾规范规定的值），查曲线图（详附图三D点），水雾锥底圆半径R为0.94 m。油箱下方垂直喷头距油箱0.7m，校核同上方喷头。 四个角：（0.50.50.50.5）0.50.71m0.94m（） (6)水力计算： 水力计算详水喷雾管道水力计算表（一）。喷雾规范第313条规定“水雾喷头的工作压力，当用于灭火时不应小于0.35 MPa”，故计算最不利喷头的起始压力按35m计。由于
10、水喷雾系统采用开式喷头，故应根据特性系数法计算系统的实际流量、水头损失等，若用估算法，偏差会较大，可能导致喷出的不是水雾。 计算中应随便时校核喷头的设计值是否在其正常值的范围内，ZSTG10/114型高速喷射器正常工作压力为0.280.5 MPa，相对应正常流量为1.22L/s1.63 L/s。从附图五中可以看出每个喷头的流量均在此范围内。计算完毕，还应校核每个管段流速。校核每个管段流速详表1。从表1可以看出各管段流速V均小于5m/s，符合喷雾规范规定。 (7)选泵计算： 选ZSFY100/D型雨淋阀，雨淋阀局部水头损失hr查厂家提供的流量压力损失曲线得，当Q=13.91L/s=834.6L/
11、min时，hr=0.042 MPa=4.2m（H2O） 7点至6点的沿程水头损失h7-6=h7-9+h9-3+H3-4+H4-5+H5-6=4.14+0.68+1.30+0.18+2.79=9.09m 7点至6点的局部水头损失hi=0.3h7-6=0.39.092.73m. 泵扬程6hrhi=45.19+4.2+2.73=52.12m. 泵流量Q=QS=KQj1.113.91=15.3L/S55.1m3/h。 可根据上述、Q值来选泵的型号。 表1 管段管径（mm）流量（L/s） Kc 流速V（m/s） 管段 管径（mm）流量Q（L/s） Kc 流速V（m/s） 12DN251375 1.883
12、 2.59 165DN25 143 1883 269 23DN32275 105 2.89 93 DN32 277 105 291 34DN50829 0.47 3.90 154DN32 276 105 290 45DN701105 0.203 3.13 56DN1001391 0.115 1.60 V=K CQ (8)管道布置： 对于水喷雾灭火系统，管道布置应尽量考虑喷雾管网的均匀性，配水支管宜在配水管两侧均匀分布，这样既便于计算，又利于每个喷头的喷雾流量大小相近。若管道按附图六布管，水力计算详水喷雾管道水力计算表（二）。从附图六可以看出计算结果Q总=1413L/S，各喷头流量137L/S1
13、46L/S。从附图五可以看出计算结果Q总=1391L/S，各喷头流量137L/S142L/S。说明管网均匀，则各喷头流量较均匀。当然也可采用放大配水支管管径的作法来使管网均匀。，但这样做要增加投资。 采用平面布置方法 由于高层建筑物内的自备发电机组高度不大，油箱也不高，故可用平面布置方 法来设计高层建筑物内柴油发电机房水喷雾灭火系统。 (1)确定保护对象的设计喷雾强度：同立体法。 (2)计算保护面积S： 发电机房的保护面积按机房实际使用面积来计算，计算时应扣除墙、柱的面积， 经计算S发电机房=5015M2。 储油间的保护面积为储油间的实际使用面积，经计算S储油间=320M2。 (3)计算水雾喷
14、头的流量q：同立体法 (4)计算所需水雾喷头的最小数量N： N发电机房=S发W/q=5015819412个 N储油间=S储W/q=3220/81941个 (5)喷头布置： 喷头平面布置详附图七。校核喷头间距、水雾覆盖情况下： a、发电机房： 发电机组高度按2m计，喷头安装高度距发电机组1.3 m，水雾锥底圆半径R为1.5 m（详附图三A点）。 间距：1.4R=1.41.5=2.12.1（喷头间距） 1.9（喷头间距） 角：（0.950.2）2+1.251.250.51.46m1.5m（R） 角b：0.950.95+（1.250.25）2 1.21m1.5（R） 油箱顶面离地高度按2m计，喷头安装高度距油箱0.7，水雾锥底圆半径为0.94m（详附图三D点）。喷头距地2.7m，水雾锥底圆半
