5  设计基本参数5.0.1  本条规定了不同危险等级场所设置自动喷水灭火系统时的设计基本参数。表5.0.1为湿式系统设计的基本参数，其他类型系统的设计参数均是以此表为基础进行确定。    本条依据国外标准并结合我国试验情况确定，图7为美国消防协会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA 13中规定的自动喷水灭火系统设计数据，根据NFPA 13的规定，每个火灾危险等级对应的曲线上的任一点均是可取的，通常情况下，为求得经济效果，多选择喷水强度大而作用面积小的一点，这也符合“大强度喷水有利于迅速控灭火和有利于缩小喷水作用面积”的试验与经验的总结，本条在制定时选取该曲线中喷水强度的上限数据，并适当加大作用面积后确定为本规范的设计基本参数。这样的技术处理，既便于设计人员操作，又提高了规范的应变能力和系统的经济性能，同时又能保证系统可靠地发挥作用。表8为英国、美国、德国和日本等国的设计基本数据。图7 NFPA 13中规定的自动喷水灭火系统设计参数    对于系统最不利点处的喷头工作压力，通常情况下，当发生火灾时，自动喷水灭火系统在消防水泵启动之前由高位消防水箱或其他辅助供水设施提供初期的用水量和水压。目前国内采用较多的是高位消防水箱，这样就产生了一个矛盾：如果顶层最不利点处喷头的水压要求为0.1MPa，则屋顶水箱必须比顶层的喷头高出10m以上，将会给建筑造型和结构处理上带来很大困难，根据上述情况和参考国外有关规范，将最不利点处喷头的工作压力确定为0.05MPa，英国、德国、美国等国的规范也规定最不利点处喷头的最低工作压力为0.05MPa。    系统的喷水强度、作用面积、喷头工作压力是相互关联的，系统中喷头的工作压力应通过计算确定，降低最不利点喷头最低工作压力而产生的问题，可通过其他途径解决。表8  国外自动喷水灭火系统基本设计数据5.0.2  本条是对原规范第5.0.1A条的修改和补充。本条依据国内实际试验结果并结合国外标准提出。    目前，我国一些高大空间场所逐渐兴起，而国内对于此类场所自动灭火设施的设置不尽相同。国内外相关研究机构也开展了模拟类似场所的实体灭火试验及数值模拟试验研究，目的在于解决“以往没有闭式系统保护高大空间场所的设计准则，少数未经试验、缺乏足够认识的保护方案被广泛应用”的问题，说明了此类问题具有普遍意义和试验的必要性。    公安部天津消防研究所分别在净空高度为12m、16m和18m条件下，通过建立不同类型场所的火灾试验模型，开展了自动喷水灭火系统作用下的全尺寸灭火试验。试验采用1.5m左右高度的可燃物品(塑料、木材、纸质混合)和流量系数K等于161和K等于363的喷头，试验结果显示，第一只喷头的开放时间至关重要，如果火不能被开始动作的少数喷头熄灭的话，那么将不能被控制住。因此，对于高大空间场所来说，应在首批喷头开启后立即进行大流量喷水，而用增加喷头开启数量的方法来对付高大空间场所火灾不是解决问题的办法。    需要说明的是，当现场火灾荷载小于试验火灾荷载时，存在闭式喷头开放时间滞后于火灾水平蔓延的可能性。本条适用于净空高度8m～18m民用建筑和净空高度8m～12m厂房高大空间场所自动喷水灭火系统的设计。当确定采用湿式系统后，应严格按本条规定确定系统设计参数。5.0.3  本条为新增条文。    超级市场大多是带有仓储式的大空间的购物场所，既有商场的使用功能，又有仓库的储存特点，既是营业区又是仓储区。根据《商店建筑设计规范》JGJ 48-2014对商店建筑的分类，商店建筑包括购物中心、百货商场、超级市场、菜市场和步行商业街等。超级商场是指采取自选销售方式，以销售食品和日常生活用品为主，向顾客提供日常生活必需品为主要目的的零售商店。本次修订提出了超级市场应根据室内净高、储存方式以及储存物品的种类与高度等因素按本规范第5.0.4条和第5.0.5条的规定确定设计基本参数。5.0.4  本条是对原规范第5.0.5条的修改和补充。    本条是对国外标准中仓库及类似场所的系统设计基本参数进行分类、归纳、合并后，充实我国规范对仓库的系统设计基本参数的规定，设计时应按喷水强度与作用面积选用喷头。    从国外有关标准提供的数据分析，影响仓库设计参数的因素很多，包括货品的性质、堆放形式、堆积高度及室内净空高度等，各因素的变化，均影响设计参数的改变。例如，货品堆高越大，火灾竖向蔓延速度迅速越快的规律，不仅使灭火难度增大，而且使喷水因货品的阻挡而难以直接送达燃烧面，只能沿货品表面流淌后最终到达燃烧面，造成送达到位直接灭火的水量锐减。因此，货品堆高增大时，相应采用提高喷水强度的措施是必要的。    随着我国经济的迅速发展，面对不同火灾危险性的各种仓库，本条参照美国消防协会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA 13，在归纳简化的基础上，提出了仓库危险级场所的系统设计基本参数。既借鉴了发达国家标准的先进技术，又使我国规范中保护仓库的系统设计参数得到了充实，符合我国现阶段的具体国情。     单排货架的宽度应不超过1.8m，且间隔不应小于1.1m；双排货架为单个货架或两个背靠背放置的单排货架，货架总宽为1.8m～3.6m，且间隔不小于1.1m；多排货架为货架宽度超过3.6m，或间距小于1.1m且总宽度大于3.6m的单、双排货架混合放置；可移动式货架应视为多排货架。最大净空高度是指室内地面到屋面板的垂直距离，顶板为斜面时，应为室内地面到屋脊处的垂直距离。5.0.5  本条是对原规范第5.0.6条的修改和补充。    仓库火灾蔓延迅速、不易扑救，容易造成重大财产损失，因此是自动喷水灭火系统的重要应用对象。而扑救高堆垛和高架仓库火灾，又一直是自动喷水灭火系统的技术难点。美国耗巨资试验研究，成功开发出“特殊应用喷头”、“早期抑制快速响应喷头”等可有效扑救高堆垛、高货架仓库火灾的新技术。本条规定参考美国消防协会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA 13的数据，并经归纳简化后，提出了采用早期抑制快速响应喷头的系统设计参数。    本次修订时增加了ESFR喷头的安装方式，因为安装方式对系统的灭火效果影响很大。例如国外某研究机构在一次试验中，一个直立安装于50mm(2in)支管上的喷头由于受到管道的障碍而未能控制下方的火，造成灭火失败。5.0.6  本条为新增条文。    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。图8  仅在走廊布置喷头的示意图    例1：当喷头最低工作压力为0.05MPa时，喷水量为56.57L／min。为达到6.0L／(min·m2)平均喷水强度时，圆形保护面积为9.43m2，故R＝1.73m。则喷头间距S为：    袋形走道内布置并开放的喷头数为：15÷3.16＝4.8，确定为5只。      例2：当袋形疏散走道按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016规定的最长疏散距离为22×1.25＝27.5(m)确定时，若走道宽度仍为1.4m，则喷水覆盖全部走道面积时的开放喷头数为：27.5÷3.16＝8.7，按本条规定确定为9只。5.0.13  商场等公共建筑，由于内装修的需要，往往装设网格状、条栅状等不挡烟的通透性吊顶，此类吊顶会严重阻碍喷头的洒水分布性能和动作性能，进而影响系统的控、灭火性能。因此本条提出应适当增大系统的喷水强度，并且喷头的布置仍应遵循一定的要求。5.0.14  防护冷却水幕用于配合防火卷帘、防火玻璃墙等防火分隔设施使用，以保证该分隔设施的完整性与隔热性。某厂曾于1995年在“国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验测试中心”进行过洒水防火卷帘抽检测试，90min耐火试验后，得出“未失去完整性和隔热性”的结论。本条“喷水高度为4m，喷水强度为0.5L／(m·s)”的规定，折算成对卷帘面积的平均喷水强度为7.5L／(min·m2)，可以形成水膜并有效保护钢结构不受火灾损害。喷水点的提高，将使卷帘面积的平均喷水强度下降，致使防护冷却的能力下降。所以，本条提出了喷水点高度每提高1m，喷水强度相应增加0.1L／(s·m)的规定，以补充冷却水沿分隔物下淌时受热汽化的水量损失，但喷水点高度超过9m时喷水强度仍按1.0L／(s·m)执行。对于尺寸不超过15m×8m的开口，防火分隔水幕的喷水强度仍按2L／(s·m)确定。5.0.15  本条为新增条文。    我国现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《人民防空工程设计防火规范》GB 50098均规定，防火分区间可采用防火卷帘分隔，当防火卷帘的耐火极限不符合要求时，可采用设置自动喷水灭火系统保护。《建筑设计防火规范》GB 50016-2014中还规定，建筑内中庭与周围连通空间，以及步行街两侧建筑商铺面向步行街一侧的围护构件采用耐火完整性不低于1.00h的非隔热性防火玻璃墙时，应设置闭式自动喷水灭火系统保护，并规定自动喷水灭火系统的设计应符合现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084的有关规定。    原规范中没有规定闭式自动喷水灭火系统保护防火卷帘的设计基本参数，本次修订依据上述要求，参照国外标准及国内试验情况，提出了防护冷却系统保护防火卷帘以及非隔热性防火玻璃墙等防火分隔设施的设计基本参数。美国消防协会标准《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA 13规定，当采用玻璃墙体代替防火墙时，应在玻璃墙体的两侧布置喷头，除非经过特别认证，喷头布置间距不应超过2.4m(8ft)，与玻璃的距离不超过0.3m(1ft)。并应确保喷头的布置能使喷头在动作后能淋湿所有玻璃墙体的表面，所采用的玻璃应为钢化玻璃、嵌丝玻璃或夹层玻璃等。