黃自勤 (廣西建筑綜合設計研究院)
吳赳赳(廣西城鄉規劃設計院)

1 噴頭布置形式

　　噴頭布置形式在《自動噴水滅火系統設計規范》(以下簡稱《噴規》)中只提到正方形布置，至于別的布置形式是在設計手冊中出現的，究其原因：一是正方形布置噴水均勻；二是布置方便；三是應用較多。設計中除正方形布置外常用的還有長方形、菱形等，究竟采用那種形式，筆者認為宜按噴頭實際工作壓力并結合結構柱網布置形式確定，其優點是：既能滿足規范要求的噴水強度又能靈活適應建筑分隔的變化，對地下車庫及一些不設吊頂的房間又可將噴頭布置在主梁分格中，從而提高了建筑的使用空間。

2 噴頭布置間距及間距范圍

　　《噴規》第4.1.1條規定，中危險級建筑噴頭布置的最大水平間距為3.6m，條文中沒有注明這是在最不利點噴頭的工作壓力為9.8×10⁴ Pa、作用面積內平均噴水強度為6 L/(min·m²)的條件下定出的間距，因而造成民用建筑中出現不少噴頭靠柱布置，使該處噴頭噴水受阻，并在柱周圍形成不被噴水覆蓋的空白，對滅火十分不利。產生這種現象的原因就是設計(或施工)忽視了規范規定3.6 m間距的特定條件，沒有考慮到結構柱距對噴頭布置的影響，這種作法應用在僅布一排噴頭的走道就更值得研究，其結果是：對寬走道可能大于實際需要的間距，造成噴水覆蓋的空白，留下火災隱患；對于窄走道則可能小于實際所需要的間距，出現覆蓋面重疊過多，造成浪費。
2.1 噴頭間距與系統工作壓力的關系
　　《噴規》第5.1.4條給出噴頭噴水量計算公式：

　　Q=K(P/(9.8×104))^0.5　　　　(1)
　　式中　Q——噴頭出水量，L/min
　　　　　K——噴頭特性系統，當噴頭直徑為15mm時，K=80
　　　　　P——噴頭工作壓力，Pa

　　當噴水量確定以后根據規范給出的中危險級建筑的設計噴水強度為6 L/(min·m²)，即可算出一個噴頭的保護面積為：

?　F=Q/6 (2)?
　　式中　　F--保護面積，m²?

　　由式(1)、(2)可知，噴頭前作用水頭越大，噴水量越大，保護面積越大，噴頭的噴水半徑亦大，噴頭的布置間距即可隨之加大。
2.2 正方形布置的噴頭間距與系統的壓力關系
　　如圖1，在噴頭A、B、C、D組成的正方形中，要在其中不出現噴水空白又能得到最大的保護面積，其條件是正方形的對角線長度AD、BC等于噴頭的噴水覆蓋面直徑2R(即以R為半徑，以對角點為圓心的兩圓相切)，此時間距為：

　　L=2^0.5R　　　　(3)

　根據式（1）、（2）、（3）可計算不同工作壓力的噴頭布置間距。

　　 如圖1所示，由A、B、C、D四個噴頭圍成的正方形面積F內平均每只噴頭有1/4的水量噴在其間，相當于一個噴頭的噴水量，當噴頭的計算水壓為9.8×104 Pa時，噴頭的出水量：

　　Q=K(P/(9.8×104))^0.5=80L/min　　　　(1)

　　按《噴規》要求，民用建筑的設計噴頭強度為6L/（min.m²),則一個噴頭的保護面積：

　　F=Q/6=80/6=13.33m²

　　噴頭間距：
　　L=F^0.5=3.65≈3.6

　　由式(3)可知，噴水半徑：R=L/2^0.5=2.5m

　　依次類推得出，系統壓力分別為0.05、0.10、0.15、0.20、0.25Mpa時，噴頭布置間距見表1。

　　從表1看出，噴頭布置間距隨壓力增加而加大。因此，設計中在布置噴頭時，不一定受3.6 m的局限，可視系統的設計壓力定。實際上，除最不利點噴頭外，其余噴頭的實際工作壓力、流量及噴水半徑都超過計算值。因此，在滿足規范噴水強度要求下，可以根據實際工作壓力適當調整噴頭布置間距，既安全又經濟。?
2.3 正方形布置噴頭的間距范圍
　　在自噴系統的設計中，噴頭的布置既要適應建筑分隔與結構柱距的變化，又必須確保保護面積內的噴水量和噴水強度。噴水強度是衡量系統能否滿足控火滅火的重要尺度。因此《噴規》第7.1.1條(二)明確規定：對輕、中危險級建筑在進行系統水力計算時，應保證作用面積內平均噴水強度不小于《噴規》中表2.0.2的規定［對民用建筑噴水強度為6 L/(min·m²)］，但其中任意四個噴頭組成保護面積內平均噴水強度不應超出規定值的±20%，可以由此推算出噴頭布置的間距范圍。
　　從圖1可知：A、B、C、D四個噴頭組成的正方形中噴水強度為：

　　q=Q/L² (4)
　　式中　Q——正方形ABCD面積的噴水量（前已述及相當于一個噴頭的噴水量）
　　　　　L——正方形邊長（即噴頭間距）

　　按《噴規》上述條文規定有下列不等式成立[民用建筑q=6L[（min.m²)]：

　　6×（1-20%）≤q≤66×（1+20%） (5)

　　將（4）代入（5），解得：

　　4.8≤Q/L²≤7.2 （6）

　　解（6）得

　　(Q/7.2)^0.5≤L≤(Q/4.8)^0.5 　　(7)

　　 現將幾種常用水壓作用下噴頭的噴水量分別代入式(7)，即可求出噴頭布置間距的范圍，計算結果見表2。

　　表2說明在不同的工作壓力下，確保噴水強度的噴頭間距可有不同的適宜范圍，不必囿于3.6m。

3 結語

　　合理布置噴頭是自動噴水滅火系統設計安全與經濟的關鍵，在民用建筑中，影響噴頭布置的因素很多，設計時必須根據工程實際情況，在滿足規范要求的噴水強度條件下，按噴頭的實際工作壓力，結合建筑分隔與結構柱網布置，確定噴頭布置形式與間距，以期安全、實用與經濟。

參考文獻

　　1 水浩然.議自動噴水滅火系統噴頭的布置間距.給水排水，1997；23(3)：44
　　2 揚琪.自動噴水滅火系統噴頭布置極限間距的探討.給水排水，1997；23(10)：48

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