符恩 肖睿書 趙宇

1 前言

《旋轉(zhuǎn)型噴頭自動噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》[1]（以下簡稱規(guī)程）施行日期是2013年1月1日，深受建筑自噴系統(tǒng)設(shè)計安裝人員的歡迎。規(guī)程指出了旋轉(zhuǎn)型噴頭（RS）是我國自主開發(fā)的新型自動噴水消防產(chǎn)品，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、噴灑密度均勻、灑水覆蓋面積大、響應(yīng)快速、保護(hù)半徑長、滅火效率高的特點(diǎn)。采用旋轉(zhuǎn)型灑水噴頭的自噴系統(tǒng)，在保證噴水強(qiáng)度的前提下，可以加大噴頭布置間距，減少噴頭設(shè)置數(shù)量，從而簡化管道系統(tǒng)。RS采取了旋轉(zhuǎn)式腔體設(shè)計，增添了控制出水和噴淋效果的圓錐活塞分流器，確保射出大水滴，有助于提高大水滴穿透火舌的能力，盡快抵達(dá)可燃物表面，借助覆蓋噴灑旋轉(zhuǎn)水流形成的強(qiáng)大下壓風(fēng)力，達(dá)到迅速吹熄淋滅火舌的效果。

RS由感應(yīng)部件和布水部件組成（詳見圖1和圖2）。感應(yīng)部件采用玻璃球，布水部件采用膠圈密封圓錐活塞分流器和旋轉(zhuǎn)式腔體?；馂?zāi)發(fā)生時，感溫玻璃球受熱破碎，分流器在重力作用下（下垂型）或在水力作用下（直立型、擴(kuò)展覆蓋型）移位，被分流器封閉在管道內(nèi)的水流進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式腔體，并從噴頭噴出，利用兩束對稱水流的反作用力不停地（面向調(diào)節(jié)螺絲）順時針旋轉(zhuǎn)，將水甩出，稱為水力自動旋轉(zhuǎn)大水滴布水旋風(fēng)滅火方式。非旋轉(zhuǎn)噴頭（包括早期抑制快速響應(yīng)倉庫用ESFR和CMSA）受濺水盤和支架雙桿阻擋，噴出小水滴形成狹短帶狀并有干涸區(qū)，長邊的兩倍射流半徑（相當(dāng)于保護(hù)直徑≤3.6m）被約束得很小，入口動壓超過0.25MPa時開始半霧化，壓力越大，霧化越嚴(yán)重，滅火效率亦越低。而RS則相反，不但保護(hù)直徑一般大于等于12m，且壓力愈大風(fēng)力越大滅火效果愈好。

2 噴頭結(jié)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)型噴頭結(jié)構(gòu)示意詳見圖1，DN25下垂噴頭外觀詳見圖2。

由于旋轉(zhuǎn)型噴頭沒有濺水盤和擋板，因此下垂型（含吊頂型）、直立型和擴(kuò)展覆蓋面型噴頭的均勻布水和勁旋強(qiáng)風(fēng)滅火效果都十分良好。筆者主要推薦下垂型，噴頭安裝高度≤13m（DN15） 、15m（DN20）和 18m（DN25～40）。

規(guī)程報道了LAS-25中口徑噴頭和標(biāo)準(zhǔn)噴頭的對比試驗。在噴頭工作壓力0.25MPa和安裝高度5m的條件下，以國家制定1A木垛作為試驗的結(jié)果表明，前者滅火時間僅為8s～16s，木垛火堆完全熄滅，而后者較難熄滅，前者滅火效果十分明顯。

由國家消防裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心完成的試驗結(jié)果，驗證RS同時兼有強(qiáng)風(fēng)和大水滴雨淋迅猛交替吹熄淋滅的特殊功能。

3 術(shù)語

圖1 旋轉(zhuǎn)型噴頭結(jié)構(gòu)示意

圖2 DN25噴頭外觀

N—配水管安裝噴頭數(shù)，輕危險級、中危險級場所中配水支管、配水管控制的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)，即流量系數(shù)K=80的噴規(guī)[2]表8.0.7控制噴頭數(shù)，注意噴規(guī)強(qiáng)調(diào)7.1.3之4款執(zhí)行時，間距不超過4×4（m）布置的十字梁，可在梁間布置1只噴頭，但噴水強(qiáng)度I仍應(yīng)符合表5.0.1的規(guī)定，此款尚不夠全面，忽略了5.0.1A新增強(qiáng)條規(guī)定，例如車庫頂板為十字梁布置，噴水強(qiáng)度為8＞6，不能再采用K=80的標(biāo)準(zhǔn)噴頭，需設(shè)計K≥115的非標(biāo)噴頭，眼下很難買到K≥115的非標(biāo)噴頭，配水管徑不能盲目照搬中危險級Ⅰ級的數(shù)據(jù)，例如工作壓力為0.1MPa，標(biāo)準(zhǔn)噴頭的流量是1.33L/s而非標(biāo)噴頭是1.92L/s，作自噴系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)分析，仿制標(biāo)準(zhǔn)噴頭的山寨版劣質(zhì)產(chǎn)品泛濫，單價8元/只就夠了，但非標(biāo)產(chǎn)品很難假冒，流量系數(shù)K=240（160）口徑20的ESFR（CMSA）噴頭符合噴規(guī)7.1.3之4款要求，但單價高達(dá)75（60）元/只，配水管徑需按表8.0.7中危險級的數(shù)據(jù)放大一級，K=160的CMSA噴頭亦然，既難買單價又高出8元/只許多倍，注意水泵軸功率習(xí)慣用N表示，宜更改為PN為妥；

NO—開放噴頭數(shù)，普通K=80標(biāo)準(zhǔn)噴頭、K≥115、240、360早期抑制快速響應(yīng)ESFR噴頭或K≥160特殊應(yīng)用控火型CMSA噴頭必需符合噴規(guī)，NO≥12個不封頂，RS不與噴規(guī)掛鉤，依據(jù)規(guī)程即可，NO≤7個封頂；

I—噴規(guī)噴水強(qiáng)度 （L/min·m2）；

IO—下垂RS（簡寫DR即downward rotarysprinkler）可借助下壓強(qiáng)風(fēng)吹熄淋滅火舌效率高可乘以67%調(diào)低I，詳見規(guī)程表3.2.2-1注4，普通標(biāo)準(zhǔn)噴頭和K≥115非旋轉(zhuǎn)噴頭不能享受67%調(diào)低待遇；對于倉庫而言，最上方布置的噴頭雖然亦可采用下垂噴頭，但該噴頭受噴規(guī)表7.1.4的約束，連接ESFR或CMSA噴頭的豎支短管必需匹配用很別扭的倒U形安裝方式，噴頭上方需加集熱板，仰視觀瞻難看，容易造成配水管受扭矩作用導(dǎo)致接頭漏水破裂，每根短支管長約1.1m，而下垂RS即DR依據(jù)規(guī)程3.2.3之2款和3.2.4，直接利用三通或異徑彎頭無短管連接DR噴頭，不存在上述仰視美觀和管道受扭等問題，且DR噴頭不必加裝集熱板；

DN—配水管徑或噴頭口徑（mm）；

DRS—旋轉(zhuǎn)噴頭口徑（mm），進(jìn)一步細(xì)分為DDR（下垂旋轉(zhuǎn)）、DER（擴(kuò)展覆蓋旋轉(zhuǎn)）和DUR（個別情況才用直立旋轉(zhuǎn)），DRS有15、20、25、32和40mm五大種，按K值90、142、242、281、310和360有六小類，必要時簡寫D或DN；

DTS—普通標(biāo)準(zhǔn)（或ESFR）噴頭口徑，進(jìn)一步細(xì)分為DTS（普通K=80）、DESFR（普通ESFRK≥240）或DCMSA（普通CMSA的K≥160），必要時簡寫D或DN；

QRS—旋轉(zhuǎn)噴頭流量（L/s），進(jìn)一步細(xì)分為QDR（下垂旋轉(zhuǎn)）、QER（內(nèi)置擴(kuò)展覆蓋旋轉(zhuǎn)）和QUR（個別情況才用直立旋轉(zhuǎn)），多層貨架儲物倉庫可采用擴(kuò)展旋轉(zhuǎn)為QER（內(nèi)置ER）；

QTS—普通標(biāo)準(zhǔn)（ESFR或CMSA）噴頭系統(tǒng)流量（L/s），進(jìn)一步細(xì)分為QTS（普通標(biāo)準(zhǔn)K=80）、QESFR（普通非標(biāo)K≥240）或QCMSA；

KL—流量不均勻系數(shù)：TS取1.3，RS取1.1；

T—噴規(guī)持續(xù)噴水時間（h），堆垛倉庫取1.5h，貨架倉庫取2h；

P—噴頭最低工作壓力（MPa）：TS查噴規(guī)，RS按規(guī)程；注意表示電動機(jī)功率符號P改為PM為好；

VRS—RS系統(tǒng)用水量（m3），車庫或倉庫 VRS均小于 VTS；

VTS—TS、ESFR或CMSA（倉庫特殊應(yīng)用控火型）系統(tǒng)用水量（m3）；

VHR—消火栓（HR）系統(tǒng)用水量（m3）；

M—噴規(guī)作用面積（m2），查表5.0.1車庫采用160m2，但依據(jù)表5.0.1A內(nèi)插為273m2宜取200m2，因K=115≠80非標(biāo)噴頭系統(tǒng)取160偏小很不安全；

NO/N—車庫或倉庫M≥200m2：TS（含ESFR或CMSA）噴頭系統(tǒng)NO/N≤81%，從上至下各層加集熱板開放噴頭數(shù)TS≥12不封頂，內(nèi)置NO/N≤27%，若內(nèi)置NO計算值＞第一層NO，則取第一層NO計算，使內(nèi)置第二層以下QTS≤第一層QTS，RS（含DR或ER）噴頭系統(tǒng)NO/N≤69%，從上至下各層均不加集熱板，RS≤7封頂，計算第一層DR系統(tǒng)NO＞7亦取7，系統(tǒng)流量QER（第二層以下擴(kuò)展噴頭）宜≤QDR（第一層下垂），第二層以下ER系統(tǒng)NO/N≤23%；

VS—穩(wěn)壓水容積即國標(biāo)圖S205[3]的氣壓罐穩(wěn)壓泵平時運(yùn)行的啟停時間差TS=3min之內(nèi)的調(diào)節(jié)容積VS（L），規(guī)程TS擴(kuò)大為1min至12min，有利于氣壓罐匹配穩(wěn)壓泵的優(yōu)化；

表1 中危險Ⅱ級以上配水管控制的最大非標(biāo)噴頭數(shù)（只）

AR—下垂旋轉(zhuǎn)型（DR）噴頭系統(tǒng)車庫或堆垛倉庫面積造價指標(biāo)僅為57取60元/m2，以南寧某工程甲車庫為例，一個大柱網(wǎng)間距≤8.5×8.5m，僅布置兩只DRS=20和K=142的DR噴頭，雖然南寧某工程乙堆垛倉庫I=12，但查規(guī)程表3.2.2-1注4，其I值可乘以67%調(diào)低，故工程甲和乙的AR=60元/m2留有余地；

AT—直立型傳統(tǒng)噴頭系統(tǒng)面積造價指標(biāo)為66元/m2～100元/m2不等，某工程柱網(wǎng)間距≤8m×8m，套用噴規(guī)7.1.3之4款，可在十字梁間布置一只噴頭，但查5.0.1A必須采用K≥115的非標(biāo)噴頭，此時AT=66元/m2，若柱距＞8m×8m和≤8m×8m各占一半，則AT=83元/m2，另一工程未能取得上述4款光顧，AT=100元/

m2；

R—噴頭保護(hù)半徑，據(jù)實測資料TS的R僅為1.8m，受雙吊桿和濺水盤的干擾，噴水投影有干涸盲區(qū)，當(dāng)有條件套用噴規(guī)7.1.3之4款取間距4m×4m，細(xì)小顆粒水流無法撲滅汽車燃燒烈火，普通噴頭形同虛設(shè)，而RS的R可達(dá)到6m以上，按噴規(guī)條文說明7.1.2之圖10，正方形、長方形、菱形或其他形布置的最大RS間距，不應(yīng)大于1.414R即長邊邊長8.5m以內(nèi)為合格，此外RS可采用下垂型（DR）代替直立型，噴頭位置在風(fēng)管之下，噴灑保護(hù)暢通無阻，不需要在風(fēng)管、其他阻擋灑水的管道或大梁之下增補(bǔ)支管或噴頭，十分方便設(shè)計安裝。

4 非標(biāo)噴頭配管

鑒于噴規(guī)表8.0.7僅適用于K=80標(biāo)準(zhǔn)噴頭的配管場所。車庫屬中危險Ⅱ級，柱網(wǎng)間距≤8×8(m)頂板布置十字梁，可按7.1.3之4款在梁間布置1只噴頭。但未說明K值究竟多少才合適，若設(shè)計不顧5.0.1A規(guī)定，強(qiáng)行提高噴頭壓力P≥0.25MPa以滿足噴水強(qiáng)度I=8L/min·m2的要求，根據(jù)實驗，P≥0.25MPa普通噴頭開始霧化，受濺水盤和雙支架桿阻擋影響，在保護(hù)直徑僅為2×1.8=3.6(m)的條件下，出現(xiàn)干涸盲區(qū)范圍頗大，無法撲滅汽車火焰，還忽略了7.2.3有關(guān)大梁、風(fēng)管、成排布置的管道、橋架等下方應(yīng)增設(shè)噴頭的問題，在犧牲滅火功能大前提下，又按偽劣標(biāo)準(zhǔn)噴頭單價僅為8元/只計算，得出較便宜的系統(tǒng)投資假象是不夠全面的。為方便匹配管徑，列出表1供參考。

5 車庫或倉庫噴頭布置

根據(jù)規(guī)程3.2.3之2款，車庫或倉庫頂板下（無吊頂）安裝的下垂旋轉(zhuǎn)型噴頭（DR），其上端進(jìn)水管接口與頂板下緣的距離不宜大于1200mm。眾所周知，結(jié)構(gòu)專業(yè)常在一個柱網(wǎng)內(nèi)布置十字梁，普通噴頭設(shè)計困難，雖然倉庫也可采用下垂型，但受噴規(guī)表7.1.4的影響，每個噴頭連接支管必需采用倒U形，支管長約1.1m＞車庫直立型豎支管的0.8m，和車庫一樣，應(yīng)在風(fēng)管、大梁或排管下方增補(bǔ)噴頭及其支管，這些增補(bǔ)噴頭的設(shè)計制圖量或安裝工程量很大。DR則按規(guī)程3.2.3之2款，因調(diào)節(jié)螺絲離上述管口100mm，相當(dāng)于調(diào)節(jié)螺絲離板下緣1300mm為合格，萬一略超過一點(diǎn)，又可按3.2.4“調(diào)節(jié)螺絲離樓（地）面凈高不影響豎向空間功能使用時，亦適宜選用下垂旋轉(zhuǎn)型噴頭”來判斷設(shè)計安裝是否合格，具體地說就是車庫（倉庫）凈高不宜小于2.1（2.4）m，為RS提供了寬松的設(shè)計安裝條件。值得一提的是規(guī)程表3.2.2-1注6“下垂型噴頭小部分灑水可兼向上噴至調(diào)節(jié)螺絲以上大于1.5m的高度”很重要，只要車庫（倉庫）接管口離板下緣不超過1400mm（調(diào)節(jié)螺絲為1500mm）就行了。

6 氣壓罐設(shè)計優(yōu)化

規(guī)程5.4.3指出，穩(wěn)壓泵的額定出水量應(yīng)小于1L/s，氣壓罐的有效水容積VX不應(yīng)小于300L，穩(wěn)壓泵的額定出水量宜為（0.56～1.00）L/s，平時運(yùn)行氣壓罐穩(wěn)壓水 容 積 VS宜 為 （34～60） L～ （408～720）L，平時穩(wěn)壓泵的運(yùn)行時間TS宜為1min～12min。上述內(nèi)容可操作性很強(qiáng)，比國標(biāo)圖S205[3]的VS=50L～133L范圍寬得多，此外上海凱泉泵業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)的類似管道泵KQDP25-2S不銹鋼多級離心泵就是這樣的穩(wěn)壓泵，配用功率PM=0.37kW～3kW較小，比S205的PM=1.5kW～4kW低很多。值得一提的是規(guī)程5.4.4表明VX最大可不超過3m3，比噴規(guī)10.3.2強(qiáng)條計算VX達(dá)到18m3時氣壓罐系統(tǒng)設(shè)計十分困難，而RS系統(tǒng)可繞過噴規(guī)依托規(guī)程予以解決。

7 條文說明舉例

7.1 規(guī)程條文說明3.1.5的流量432L/s和儲水量3110m3是參考文獻(xiàn)[4]表1噴水強(qiáng)度I=22倉庫的計算值。

7.2 規(guī)程條文說明4.2.2第10款：當(dāng)大型儲物倉庫（最上層下垂DR）流量QDR≤68.9L/s或（從上至下第2層以下錯層相向內(nèi)置ER設(shè)在第2、4、6與第3、5、7共7層為限）QER≤68.9L/s時，系統(tǒng)流量可取 QS≤82.7L/s而不是 QS≤138L/s的依據(jù)是文獻(xiàn)[4]表2噴水強(qiáng)度I=22倉庫的計算值，結(jié)合規(guī)程正文10款得出的結(jié)果。

8 結(jié)語

8.1 規(guī)程的出版發(fā)行為修編國標(biāo)圖S206[5]提供了技術(shù)依托，建議把DN15～40五大種和K=90～360六小類規(guī)格的旋轉(zhuǎn)型噴頭納入S206的上圖內(nèi)容。

8.2 露天變壓器（≥40MV·A）宜用開式擴(kuò)展覆蓋面旋轉(zhuǎn)噴頭（ER）系統(tǒng)。

8.3 車庫或倉庫柱網(wǎng)間距≤8.5×8.5（m）布置頂板十字梁，可采用一個柱網(wǎng)僅布置2只不規(guī)則形狀的大間距下垂旋轉(zhuǎn)型噴頭系統(tǒng)。

8.4 醫(yī)院、商場或賓館宜推薦閉式擴(kuò)展覆蓋面旋轉(zhuǎn)噴頭系統(tǒng)，節(jié)省許多房間吊頂?shù)耐两ㄍ顿Y。

[1]CECS213：2012，旋轉(zhuǎn)型噴頭自動噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程[S].

[2]GB50084-2001（2005年版），自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[3]GB50261-2005，自動噴水滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范[S].

[4]何崇敏·建筑自噴系統(tǒng)宜合理布置配水管，亞洲建筑給水排水，2012，3：78-81.

[5]04S206，自動噴水與水噴霧滅火設(shè)施安裝[M].