高、大型建筑自動消防設計探討廈門中建東北設計院

高、大型建筑自動消防設計探討廈門中建東北設計院

高、大型公共建筑、工業廠房、儲存倉庫等隨著我國經濟建設的發展不斷涌現，這些建筑物無論在體型大小、空間高度使用功能、裝修標準等方面均較過去50－70年代修建的同類型建筑更具現代化、大型化、非標準化。

高大空間的民用建筑如：大型劇場、會展中心、大會堂、博物館等；生產性建筑如：各種生產類別的工業廠房、飛機維修庫、儲存倉庫、飛機發動機車間等這些建筑不僅體型大，高度高，除普通生產廠房和儲存倉庫外大都有較高的裝修標準，同時也是使用功能復雜、人員密集、火災隱患大的大型空間建筑。

自動噴水滅火系統設計規范第4、3、2條規定：“室內凈空高度超過8．0m的大空間建筑，在其頂板或吊頂下可不設噴頭“本條主要參照日本消防法規關于大型劇場觀眾廳的噴頭布置而提出來的，主要考慮到噴頭安裝高度太高熱敏元件將達不到預期效果。

作者計為此條規定適用于某些建筑的中庭或是共享空間等，而不適用于各種高、大空間建筑。

無凝在高大型建筑內采用普遍型噴頭的自動噴水滅火系統是無法達到控火、滅火的目的，更不能套用《自噴》規范第4、3、2條的規定不設噴頭，不加保護。應該根據建筑物（或構筑物）的使用功能、火災危險性、建筑物體型高度等督促檢查情況綜合考慮建筑防火設計方案和消防技術措施。

建筑物的防火安全設計是一門綜合性科學，是由多專業（建筑、結構、空調、電氣、給排水專業）共同采取防范措施的綜合體現，而直接參與撲滅火災的當屬各種自動消防滅火系統。

鑒于我國國情和經濟體制的關系我國目前對于上述高大空間建筑無論在消防設計技術、產品開發和研制、火災報警和聯動控制、規范管理等各方面與國外相比尚存在一定差距。

以水為滅火劑的自動噴水滅火系統在各種類型建筑中（除不能用水撲救的建筑或部位外）都是有效也是最經濟的。高大空間建筑自動噴水滅火系統應用技術的研究中關鍵是噴頭構造和性能的技術研究。因為噴頭起著探測火災、噴水滅火的作用，滅火效果在很大程度上取決于噴頭的選擇和布置的合理性，因此，目前許多國家均在大力研制和開發各種性能噴頭，如：快速響應大水力噴頭；大水滴噴頭；自動啟、閉噴頭；大覆蓋面側墻型噴頭等等，有了具有各種特性的噴頭問世才能使自動噴水滅火系統應用范圍更廣，滅火更安全、可靠。例如：目前被美國消防協會NF－PA－231認可的ESFR噴頭的應用對于大型高架倉庫以及空間高度不超過12．0m的大型建筑的自動噴水滅火系統的功能更完善，滅火更安全、可靠。

例舉以下數例，意在說明高度超過8．0m的大型空間如何應用自動噴水滅火系統加以保護的設計技術措施；另一方面意在呼吁有關科研、設計、生產部門更多地投入研制、開發我國自己的特種性能噴頭，以完善和提高自動噴水滅火系統功能。

實例之一：

某工程單層廠房占地面積30000多平方米，屬丙類生產類別，按《建規》規定該廠房除了應設置消火栓滅火系統外，還應設置自動噴水滅火系統廠房平均高度8．30m，廠房內有四處采光天窗，（兩處面積720m2，兩處面積540m2）由于采用豎式天窗，故采光天窗處屋面比其他地方高于3．0m該處噴頭若吊在屋面板下，則噴頭距地面高度＞8．0m，噴頭熱敏元件的動作會受到影響；若選用其他大水力噴頭或是快速響應大水滴噴頭的話，一方面國內此類產品缺少，另一方面一個車間內不宜搞二個不同壓力的噴淋系統，（非采光天窗處仍為普通自動噴水滅火系統），經多次研究比較決定采用加集熱板的輔助技術措施方案予以解決。

集熱板系在高架倉庫內分層布置噴頭時當分層板上有孔洞、縫隙時應在該處噴頭上方設置集熱板，目的是當發生火災時為使噴頭感溫元件能在其上方局部面積內迅速聚熱而受到感應及時開放噴水、集熱板僅僅是一種輔助技術措施，最后確定方案如下：

廠房內按中危險級設防，滿鋪噴頭，噴頭安裝高度一律距地7．6－8．1m，距屋面板內底距離≤300mm（非采光天窗處）；在采光天窗處下方噴頭則距采光天窗處屋面板內底為≤3．3m，噴頭的熱敏元件無法達到預期效果，為此，該處噴頭（共約200多個）每個噴頭上方均加設集熱板。

集熱板為鋁合金金屬板或白鐵皮板，每塊尺寸300×400mm（規范規定集熱板面積不應小于1200mm2，最小一邊不應小于200mm翻邊20mm）（見下面示意圖），板中鉆一小孔，孔徑略大于?25mm鍍鋅鋼管外徑，將板套在?25mm噴頭連接支管上，然后采用點焊，將板固定在噴頭連接地支管上，噴頭距板內底距離為75－150mm此時噴頭朝下安裝，而其它部位不加集熱板的噴頭均朝上安裝。

實例之二：

某貨運中心原設計層高8．1m，屋頂為金屬承重結構，按有關規定設置了自動噴水滅火系統，原設計噴頭安裝標高為距地7．7m，后因需要業主自行決定將鋼屋架連同自動噴水滅火系統管道一起往上抬高2．3m，這樣噴頭安裝高度變成距地10．0m，消防部門不予驗收，后經多方研究采用加層安裝自動噴水滅火系統方案，即原已安裝的自動噴水滅火系統管道及噴頭位置和高度不變，另在下方相同平面，不同高度再增設一層自動噴水滅火系統管道及噴頭位置和高度不變，另在下方相同平面，不同高度再增設一層自動噴水滅火系統，其噴頭設在距地7．6m高度（吊在屋架下弦下面）。上面一層噴淋系統作為保護鋼屋架使用，噴頭朝上安裝，這樣鋼屋架可不再涂刷防火涂料等其他防火措施：下面新增的系統作為保護地面上物資使用，但由于噴頭距上方屋面板距離達2．8m超過了規范規定的不大于150mm距離要求。因此，在下面一層每個噴頭上方均加設一個集熱板，集熱板做法同上。

實例之三：

某飛機維修中心，總建筑面積13，868m2，長152m，寬91．5m，屋頂為金屬承重構件，坡屋面頂最高高度為35．0m，最低31．5m平均屋面高度33．25m，屬I類機庫，可同時停放或維修二架波音747飛機，由于屋面平均高度達33．25m，面積達13868m2，其保護對象又是價值連城的飛機，普通的自動噴水滅火系統是無能為力的，按《飛機庫設計防火規范的GB50284－98》（以下簡稱機規）有關規定，針對I類機庫這樣高大空間建筑鋼屋架要保護，地面停放或維修的飛機要保護，以及機庫建筑、工作人員和消防救援人員的安全均應得到有效的保護。

一般飛機進庫時其油箱內載有燃油，在維修過程中可能發生燃油火災，其火災危險性大，蔓延速度快，火災損失大，屬嚴重危險級，按《機規》要求設置了以下自動消防系統：

1、泡沫一水雨淋滅火系統，該系統的任務是冷卻屋頂承重金屬構件保護鋼屋架和撲滅機庫地面油火，同時保護工作人員疏散和消防救援人員的安全。

對飛機庫的滅火設計要求應是快速反應、快速滅火，美國消防協會NFPA－409飛機庫防火標準要求30秒內控制火災，60秒內撲滅火災，要在短時間內達到控火滅火的，唯有采用自動化程度高，滅火效果好的泡沫一水雨淋系統。采用泡沫一水雨淋系統冷卻屋頂承重金屬構件可不再噴涂防火隔熱涂料，系一舉雙得的技術措施。
由于飛機停放和維修區占地面積大，I類機庫一個防火分區允許建筑面積為50000－300

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