[必看]：《自动喷水灭火系统设计规范》探讨(一)

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《自动喷水灭火系统设计规范》探讨(一)


  
1　关于强制性条文方面的问题

1.1　强制性条文数量偏多

　　"喷规"为强制性规范，2001年4月5日中华人民共和国建设部建标[2001］68号文在"关于发布国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》的通知"中，明确3.0.1条等73条条文为强制性条文，必须执行。"喷规"条文总数145条，必须执行的强制性条文占条文总数的50% ，如果扣除第2章"术语和符号"的18条，"喷规"的实质性条文数为127条，必须执行的强制性条文占57.5%，这个比例数是相当高的。必须指出，当年出台《工程建设标准强制性条文》(简称强制性条文)的初衷之一是减少强制性执行的条文数量，因为我国那时有强制性标准2 700项，条文15万条。标准数量过多，是有标准而不依的原因之一。减少强制性执行的条文数量，有利于在工程中强制性条文的贯彻执行。因此，强制性条文数量偏多，不是合适的、更不是推荐的做法。

1.2　强制性条文规范用词不强制

　　在工程中必须执行的强制性条文，其内容应直接涉及人民生命财产安全、人身健康、环境保护和其他公众利益。条文的规范用词应为"必须"、"严禁"等表示"很严格，非这样做不可"的用词，或为"应"、"不应"或"不得"等表示"严格，在正常情况下均应这样做 "的用词。规范用词为"宜"、"不宜"或"可"的条文，不应列为强制性条文，也无法作为强制性条文严格执行。据统计，"喷规"中列为强制性条文，而规范用词用"宜"或"不宜"的有9条(见附录1)。规范用词用"可"的有4条(见附录2)。这些条文要强制执行实际上是无从谈起的。以8.0.3条为例，条文规定："报警阀前采用内壁不防腐钢管时，可焊接连接。"条文所涉及的内壁不防腐钢管允许在报警阀前采用，这种钢管的连接可以采用沟槽式连接、可以采用丝扣连接、可以采用法兰连接，也可以焊接连接。焊接连接是众多连接方式中的一种方式，是可由工程设计人员任意选择的连接方式中的一种，焊接连接方式在条文中不是强制要求的，条文不需强制执行。因此将这条条文作为强制性条文显然是不合适的，也是无法强制执行的。

1.3　规范强制性不等于所有条文都"强制"

    有一种说法：认为"喷规"本身是强制性的，不能因为条文中有"宜"、"可"等用词就不做为强制条文，而仍应按强制性条文执行，这个观点是错误的。我国工程建设标准化体系不同于发达国家的技术法规和技术标准并立体系，而是采用强制性标准和推荐性标准并立体系。这种体系在强制性标准中有推荐性条文(规范用词为"宜"、"不宜"或"可"的条文)，在推荐性标准中也有涉及安全、健康、环保和其他公众利益的强制性条文，如《建筑中水设计规范》、《医院污水处理设计规范》等。因此，强制性标准中有强制执行的强制性条文，也有推荐性条文。消防规范涉及人民生命财产安全，所以"喷规"应为强制性标准，但在该规范中的某些条文，只要规范用词用"宜"、"不宜"即表示这些条文"允许稍有选择，在条文许可时首先应这样做"或规范用词采用"可"即表示这些条文"有选择，在一定条件下可以这样做"，都无须强制执行，也无法强制执行。

1.4　不该强制的作了强制

　　在"喷规"中还有一种情况是不该强制的，也作了强制规定。如8.0.7条条文规定了管径控制的喷头数，其实质是根据喷头数确定管径，而管径实质上是可以自由选择的。"喷规 "9.2.1条条文说明就明确指出："采用较高的管道流速，不利于均衡系统管道的水力特性并加大能耗；为降低管道摩阻而放大管径，采用低流速的后果，将导致管道重量的增加，使设计的经济性能降低。"这就是说管径小了，流速就大，能耗增加而管材节省；反之管径大了，流速就小，能耗减少，而管材用得多。综合能耗和管材两方面的因素，采用合理的流速，选用合适的管径是工程设计人员的职责。在工程设计时，工程技术人员也熟知，只要流速值在允许范围内，管径是可以选择的，对管径的确定不应作强制规定，应予强制规定的可以是最大允许流速值，而不应是管径。

2　和现行相关规范的矛盾

　　制订标准、规范的一个重要准则是统一性。这既指标准、规范前后条文本身的统一，也指规范、标准之间的协调统一。"喷规"在这方面还存在欠缺。

2.1　室内消防水箱的设置高度

　　"建规"规定：消防水箱应设在建筑物的最高部位("建规"第8.6.3条一款)。

　　 "高规"规定："高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过?100 m?时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07 MPa ；当建筑高度超过100 m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15 MPa。"(" 高规"7.4.7.2条)。

而"喷规"规定："消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。"("喷规"10.3.1条)。这个规定远远高于"建规"和"高规"规定的消防水箱设置高度。也远远高于"建规"和"高规"的标准。

2.2　水泵接合器的设置

　　"建规"规定："超过四层的厂房和库房、高层工业建筑、设有消防管网的住宅及超过五层的其他民用建筑，其室内消防管网应设消防水泵接合器。"("建规"第8.6.1条四款) 。

　　"高规"规定："室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统应设水泵接合器。"("高规 "7.4.5条)。同时又指出："消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。"("高规"7.4.5.2条)，其中隐含的含义是：当竖向分区供水时，在消防车供水压力范围的分区，可不设置水泵接合器。

　　而"喷规"规定："系统应设水泵接合器"("喷规"10.4.1条)。同时又规定："当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应采取增压措施。"("喷规"10.4.2条)。

　　"喷规"的这个规定不同于"高规"，即不论建筑物建筑高度是多少，水泵接合器一概要设，当超过消防车供水压力范围的分区，要求采取增压措施来解决这一矛盾。也不同于" 建规"，即凡有自动喷水灭火系统的建筑一律要设水泵接合器，不论厂房和库房的层数是否超过四层。

2.3　气压给水设备的容积

　　"建规"规定："室内消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱)，应储存10 min的消防用水量。"("建规"第8.6.3条二款)。

　　"高规"规定："气压水罐的调节水容量宜为450 L。"("高规"7.4.8.2条)。而" 喷规"规定："建筑高度不超过24 m，并按轻危险级或中危险级场所设置湿式系统，干式系统或预作用系统时，如设置高位消防水箱确有困难，应采用5 L/s流量的气压给水设备供给10 min初期用水量。"("喷规"10.3.2条)。按此规定的气压水罐水容量为3 m3，远远大于"高规"的水量，但又远小于"建规"的水量。

2.4　气压水罐或增压设施的设置条件

　　"建规"把气压水罐等同于消防水箱，规定："设置临时高压给水系统的建筑物，应设消防水箱或气压水罐、水塔，"("建规"第8.6.3条)。气压水罐储存的消防用水量与消防水箱相同("建规"第8.6.3条二款)。

　　"高规"规定："当高位消防水箱不能满足上述静压要求(即不同建筑高度的高层建筑最不利点消火栓静水压不应低于0.07 MPa或0.15 MPa的要求)时，应设增压设施。"("高规 "7.4.7.2条)。在这里增压设施包括增压泵、稳压泵和气压水罐等，设置增压设施，高位消防水箱仍需设置，消防储水量仍需保证，但设置高度可予放宽。

　　"喷规"规定："只有建筑高度不超过24 m，系统设置场所的火灾危险等级为轻危险级和中危险级，且设置高位消防水箱确有困难时("建规"10.3.2条)，才允许设置气压给水设备以替代高位消防水箱。"这既不同于"建规"对设置气压水罐不提限制条件，也不同于"高规"的气压水罐不能替代消防水箱。

2.5　水泵的设置数量

　　"高规"强调"室内消火栓给水系统应与自动喷水灭火系统分开设置，有困难时，可合用消防泵。"("高规"7.4.3条)。条文规定的是系统的分开与合并设置，但涉及消防泵分开与合用问题。

　　"建规"对此也有类似规定，如："室内消火栓给水管网与自动喷水灭火设备的管网宜分开设置；如有困难，应在报警阀前分开设置。"("建规"第8.6.1条八款)。条文只涉及系统和管网，未涉及消防泵，但实际上可以理解为：有困难，消防泵可合用，而管网应在报警阀前分开设置。

　　而"喷规"强调："系统应设独立的供水泵"("喷规"10.2.1条)。条文说明指出，系统是指自动喷水灭火系统，即自动喷水灭火系统应设独立的供水泵，该供水泵不与消火栓给水系统的消防泵共用。

2.6　水泵和备用泵数量

水泵和备用泵数量三本规范也有不同。

"建规"规定："固定消防水泵应设有备用泵，其工作压力不应小于一台主要泵，但符合下列条件之一时，可不设备用泵：一、室外消防用水量不超过25 L/s的工厂、仓库；二、七层至九层的单元式住宅。"("建规"第8.8.4条)。

"高规"规定："消防给水系统应设备用消防泵，其工作能力不应小于其中最大一台消防工作泵。"("高规"7.5.3条)。"建规"和"高规"只规定备用泵数量和工作能力，而未规定工作泵的数量。

　　"喷规"10.2.1条规定："系统应设独立的供水泵，并应按一运一备或二运一备比例设置备用泵。"条文规定备用泵为一台，工作泵为一台或两台。

2.7　供水可靠性的理念和措施

　　      工程设计人员对"喷规"的意见多数集中在10章"供水"。按我们的理解，"建规"不要求双水源，如"建规"条文"在建设初期或室外消防用水量不超过15 L/s时，室外消防给水管网可布置成枝状。"

　　"高规"亦然，设置消防水池时，消防水池的数量为1个，当容量超过500 m3时，才分成两个能独立使用的消防水池，即使分成两个，水池容量并不要求加倍。"建规"和"高规 "在不少条文中强调并联，用以提高供水可靠性，如进水管不少于两条，室内消防给水管网要求为环状等，但对于水源，考虑到我国的实际情况，并不强调绝对的、完善的双水源。而 "喷规"则不同，非常强调双水源，原则上以消防水池和消防泵作为第一水源。当第一水源有问题时，将水箱和水泵接合器作为第二水源。因此水箱的设置高度既不同于"建规"只要求设在屋顶最高处；也不同于"高规"保证最不利点消火栓静水压力不低于0.07 MPa或0. 15 MPa，而是消防水箱的供水应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度("喷规 "10.3.1条)。由于水箱的容量是有限的，于是"喷规"接着强调水泵接合器供水，而水泵接合器限于消防车的供水压力限制，超过一定高度的建筑，水泵接合器难以供水到位，于是"喷规"10.4.2强调在一定条件下应采取增压措施。这些要求在"建规"和"高规"中未曾出现。例如"高规"7.4.5.2规定："……，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。"言外之意，在消防车供水压力范围外的分区，可不设置水泵接合器。由上可见，"喷规"的双水源理念和"建规"、"高规"不完全一致，在这个大前提下撰写的具体条文必然有矛盾，必然出现不相一致的情况。

　　当不同的消防规范，其条文出现矛盾或不一致时，常常给工程设计人工员带来困惑，使之无所适从。"建规"和"高规"的不一致，还比较好办，因为毕竟两本规范的使用对象和适用范围不同，而"喷规"和"高规"、"建规"的不一致就较难处理，因为对具体某一个工程、两本规范的条文不一致时，究竟按那本规范就是一个实实在在的具体问题。

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一种大型火灾温度报警系统的实现


  
l  简  介

       近年来不断发生的建筑火灾，给人民生命财产安全造成了极大的损失。很多火灾都是由于建筑内电力线路发生故障，如短路使导线温度升高，点燃导线绝缘等可燃物所致。如果在火灾发生前，能够及时地检测出电路发生故障处超过正常值的温升，就能有效地发出火灾报警以避免损失。美国DALLAS公司生产的数字温度计芯片DS18B20具有以下特性：

    (1)体积小，可贴附在导线或电气设备上测温，在建筑施工时可随电路敷设；

    (2)采用1—Wire单总线同时供电和双向传输数据，功耗小，组网方便。一条单总线可以挂接数十片DS18B20，长度可达200m；

    (3)采集的温度值在芯片内转化为数字量，省去A／D转换，简化了电路；

    (4)每片DSl8B20都有一个全球唯一的64位ROM序列号编码，不再附加地址编码；

    (5)芯片内有EEPROM可以保存报警温度值，一旦温度超出报警值，在总线上响应主机报警搜索命令，使报警点迅速被定位；

    (6)测温范围从-55ºC到+125ºC；

    (7)精度为±0.5C，温度分辨率从9位到12位，分辨率12位时温度A／D转换时间仅为750ms。

       但是，由于1—Wire单总线只适用于单主机系统，传输范围也有限制，仅使用1—Wire单总线不能够满足实际工程中大型复杂火灾温度报警系统的需要。而目前大量用于工业控制现场的CAN总线抗干扰性强，可靠性高，网络节点故障增加和减少不影响网络中其他部分，可以通过更换故障节点方便快速地修复，支持多主方式通信，直接通信距离最远可达10 km(速率5kbps以下)，通信速率最高可达1Mbps。可用它组成温度检测系统的主干网，用CAN总线的智能节点作为多路1—Wire单总线的主机，每条单总线下挂若干个DS18B20数字温度计芯片。网络拓扑结构如图1所示。

图1  测温系统网络拓扑结构图



2  CAN总线智能节点模块

    测温系统的硬件实现主要是CAN总线智能节点模块的实现。模块采用AT89C55WD作为主控芯片，通过CAN总线独立控制芯片PHILIPS SJAl000和CAN总线收发器芯片PHILIPS 82C250与CAN总线相接，通过I／O口和1—Wire单总线相连。每路1—Wire单总线上不能挂接太多的DS18B20，这将使网络延迟明显加大，功耗也加大。如果一个CAN总线智能节点模块挂接3根1—Wire单总线，每根单总线挂接10片DS18B20，一个CAN总线网段最多有110个CAN总线智能节点，总共可以挂接3× 10×110＝3 300片DS18B20。每个CAN总线智能节点都有一个模块地址，这个地址通过一个8位的拨码开关来实现，可以根据现场控制和组网的需要修改地址，节点与节点之间通过CAN总线网络协议互相通信。

3  DS18B20与控制器的连接

DS18B20支持寄生电源供电方式，如图2所示。这种方式不需本地专门提供电源，把芯片的电源和地都接地，只用一根1—Wire单总线和主机通信并获取电源。单总线上接约5kΩ的上拉电阻和DS18B20芯片的寄生电容形成充放电电路。DS18B20在单总线为高电平时从单总线获得电荷，供应芯片电源，同时一部分电荷也保存在芯片的寄生电容中，在单总线低电平时供电。单总线的空闲状态是高电平，如果单总线保持低电超过480μs，单总线上挂接的所有器件将复位。另外，单总线器件在某些工作状态下(如温度转换和EEPROM写入时)必须保证有足够的电源电流。所以，当1—wire单总线上负载多个DS18B20时，必须在总线上用一个MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)提供强上拉。当单总线需要强上拉时，由控制器通过I／O口对场效应管的栅极写“1”，即加一个+5 V的电压，使场效应管导通，其他时候对栅极写“0”，使场效应管截止.

图2  DSl8B20与控制器接线图







工程实践中发现，每片DSl8B20芯片与单总线间接一个100n的电阻可提高系统的稳定性(见图2)。这是因为，每个DSl8B20芯片都是通过漏极开路和数据线接口(如图3)，接电阻后，可有效限制电流，避免场效应管击穿，芯片损坏。另外，当单总线有多个DSl8B20分支时，在分支点处会引起阻抗失配，从支路末端返回的反射波会影响总线上其它的器件。在支路上串接电阻将有效地降低阻抗失配，减小反射能量。

    图3  DS18B20内部等效电路



    1—Wire单总线可以连接控制器I／O口的一位，也可以连接两位，发送和接收分开。后者不存在总线竞争，单总线能接的DSl8B20芯片数更多，传送距离也更远。

4单总线通信时序实现

  控制器与DSl8B20的通信，主要靠控制器按照1—Wire单总线协议在单总线上产生初始化(复位)时序阳读写时序(如图4)来实现。下面是C5l编写的产生时序的基本子程序：

(1)延迟子程序／／延迟时间为(time×2+2) μs void delay(int time)

  { int s； for(s＝0；s<time；s ++)；}

  (2)初始化子程序

  unsigned char ow—reset(void)



初始化时序



图4  初始化时序和读，写时序

unsigned char presence；

TX＝0；／／拉低单总线开始复位Delay(239)；／／延迟480μs

TX＝1；／／释放单总线delay(35)；／／等待芯片应答信号presence＝RX；／／获取应答信号delay(211)；／／延时以完成整个时序return(presence)；／／返回应答信号／／有芯片应答presence＝0；无芯片应答presence＝1

    }

    (3)写一位数据子程序void write—bit(char bitval)

    {TX＝0；／／拉低单总线以开始一个写时序

    If(bitval＝＝1) TX＝1；／如要写“1”则将总线置高delay(29)；／／延时60μs供DSl8B20采样TX＝1；／／释放单总线}

    (4)读一位数据子程序unsigned char read—bit(void)

    {unsigned char i；TX＝0；／／将单总线拉低开始读时序

    delay(0)；／／延时2／μs         TX＝1；／／释放单总线

    delay(1)；／／延时4μs后再读数据return(RX)；／／返回数据值}

5  测温和报警

DSl8B20提供了一系列单字节命令，可对每个芯片在线写EEPROM，设置报警上、下限，温度分辨率及读取芯片测量温度。获取各测点温度，可先启动所有芯片同时完成一次温度A／D转换，再逐个读测温。控制器通过每个DSl8B20的ROM序列码来访问每个测点。每次上电时，控制器都要检查单总线上所有器件，获取在线器件的ROM序列码。系统运行时也要循环检测是否有器件报警，获取报警器件的ROM序列码。DSl8B20提供了特殊的“二叉树”搜索机制完成这两项任务：由控制器发送搜索命令启动从低位到高位的搜索，单总线上参与搜索的芯片每次送出ROM值的一位和其补码，控制器根据它们的“线与”结果判断搜索方向，判断64次就得一个ROM序列码。一条搜索命令只能搜到一个器件的ROM码，需用时13．16 ms；循环搜索，1 s内至少可获取75个器件的ROM序列码。

6  与CAN总线通信的实现

DSl8B20的测温和报警信息，需要通过CAN总线传给上位机。系统上电时，对SJAl000初始化，设置通信方式。SJAl000和控制器共用数据总线，只需把要发送的数据组成CAN总线报文，直接写入SJAl000的数据缓冲区中，并将命令寄存器发送请求位置位，SJAl000就可以自动向CAN总线发送数据。发送采用中断方式，每次成功的发送都使SJAl000产生一个发送中断，不断地把数据读入数据缓冲区。

  7  结  语

       用DSl8B20作为测温报警器件组成基于1—Wire单总线和CAN总线的火灾报警温度检测系统，综合利用了DSl8B20、1—Wire单总线、CAN总线的优点，其测点多、造价低、安装维修方便、便于扩展、可靠性高、抗干扰性强，十分适合建筑火灾条件下的温度测量，有很好的推广价值和市场前景。

信息来源：中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室 周延萍，孙占辉，张培仁

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《自动喷水灭火系统设计规范》探讨(二)


  

2.8　规范条文不一致的解决办法
    而规范间的不一致，又往往难以避免，由于编制的时间不同、依据的蓝本不同、时代背景不同、编写单位和编写人员不同、指导思想不同都会对条文产生影响。对于规范之间的矛盾和不一致，一般采用以下方式来解决。

2.8.1　统一协调、同步修订

　　不同规范的编制组就某一技术问题，在统一安排下，集中讨论、统一口径、作出修改意见、同步修订，以解决规范间条文的矛盾，这是最佳做法，应予提倡，但有时难以做到。

2.8.2　按时间顺序

　　先施行的规范服从后施行的规范，先出台的条文服从后出台的条文。

　　这种做法的依据是随时间的推移，技术在发展，认识在深化。后施行的规范，后出台的条文一般比先施行的规范，先出台的条文要合理。如"建筑高度"的定义，"建规"规定是："室外地面至女儿墙顶的高度"，而"高规"规定是："室外地面至屋面面层的高度"。因以往女儿墙的高度一般为0.7～1 m，而现在其高度已提高到一至三层，将水箱间、屋顶室、热水机组室、冷却塔都围护在里面。消防水带已不可能从女儿墙顶拉至屋面，而是在女儿墙上开设的门洞、窗洞穿过，因此规定建筑高度从室外地面算至屋面是合理的。但例外的情况也有，有时也会碰到后施行的后出台的并不比先施行先出台的合理的情况。

2.8.3　从严控制

　　这是消防主管部门比较认可的方法，规范条文一旦出现某种程度的不一致，经比较以后，相对而言必有严、宽之分，从严控制一般不会出错，但从工程设计的角度看一概从严并不合理也不宜推荐。正确的对待，应该该严则严、该宽则宽，把有限的资金用在该用的地方。有时有的条文很难从宽、严去衡量、去识别，有时按严的去做无法实施，因此一概从严的做法是不妥的。

2.8.4　按通用与专用标准区分

　　原则问题按通用标准办，具体问题按专用标准处理。在规范体系表中，规范分基础标准、通用标准和专用标准等几层，通用标准覆盖面广，条文规定相对较原则些；专用标准针对某一类建筑、某一种系统而制订，覆盖面相对较窄，而条文规定则较具体。"建规"、"高规 "属通用标准，"喷规"属专用标准。

2.8.5　按规范条文的规范用词严格程度处理

　　规范条文都有规范用词，规范用词按要求严格程度不同分"很严格"、"表示严格"、" 表示允许稍有选择"和"表示有选择"四级，正面词分别为"必须"、"应"、"宜"、" 可"；反面词分别为"严禁"、"不应或不得"、"不宜"。当不同的规范条文有矛盾或不一致时，规范用词要求严格程度低的服从要求严格程度高的，一般条文服从强制执行的"强制性条文"。要求严格程度相同时，再作具体分析。

2.8.6　按当地规定

　　由于我国工程建设标准在20世纪50年代以苏联规范为蓝本，存在着条文规定过于原则，不够具体等问题；加上我国幅员辽阔，各地情况有很大差异，因此全国规范往往难以反映各地特征，制订地方标准是必要的。如上海制订了《民用建筑水灭火系统设计规程》。当"建规 "、"高规"和"喷规"的条文出现矛盾时，往往按照地方标准的条文可以顺利解决。有的省市尽管未曾制订地方工程建设标准，但消防局或有关主管部门就某些消防技术问题出台过相关红头文件，文件中对有关技术问题的规定，往往也将规范之间的矛盾迎刃而解。

3　条文的难操作性

　　衡量一本规范是否合理、合适，除了先进性、科学性和统一性外，还有可操作性。这一点对于设计规范尤为重要，因为设计规范用于指导设计，条文如难以操作甚至无法操作，也就失去了条文的作用意义。必须指出"喷规"在这方面存在不足，个别条文存在严重不足。

"喷规"的难操作性主要表现在以下条文上。

　　(1)"喷规"5.0.6条对仓库采用快速响应早期抑制喷头的系统设计基本参数作了规定。表5.0.6规定喷头最低工作压力分别为0.34 MPa，0.50 MPa和0.68 MPa，该类喷头的流量系数?K?=200，作用面积内开放的喷头数按规定为12只，喷头的流量按公式9.1.1计算，计算结果见表1。

　　 表1　喷头流量计算

工作压力(MPa)
流量系数(K)
喷头流量(L/s)
作用面积内
开放的喷头(只)
设计流量(L/s)
选用管径(DN mm)
流速(m/s)

0.34
200
6.13
12
73.6
200
2.4

0.50
200
7.47
12
89.6
200
250
2.9
1.8

0.68
200
8.69
12
104.3
250
2.1


　　配水管管径和报警阀的口径是配套一致的。而国产的报警阀，多数厂家生产的口径为? DN?100或?DN?150，?DN?200的规格只有极少数厂家生产，?DN?250国内无此产品，完全依赖进口。这条条文给报警阀的选用出了难题。有的提出可采用两个报警阀并联的方式来解决，但由于国产的报警阀只有大于37.5 L/min的流量时才开启，并联运行的报警阀当一个喷头开启时，每个报警阀通过的流量只有30 L/min，报警阀会因此而延误报警。故报警阀并联方式供水，在报警阀灵敏度提高以前是不被许可的。

　　目前，这条条文的解决暂时有以下办法：①采用可以买到的最大口径的报警阀，提高水流速度；②用其他装置或设施来替代报警阀，其功能应完全和报警阀功能一样；③特制大口径报警阀。

　　该条文因流量增大而带来的另一个问题是水泵接合器数量偏多，每个水泵接合器的流量按 10～15 L/s计算，工作压力为0.68 MPa的设计流量为104.32 L/s，需水泵接合器7～10个，加上其他消防给水系统所需用的水泵接合器，总数更加可观、选址定位、施工安装、操作运行都有难处。

　　(2)"喷规"4.2.5条规定设置雨淋系统的条件。如火灾的水平蔓延速度快，闭式喷头的开放不能及时使喷水有效覆盖着火区域等。问题在于条文只有定性要求，而缺少定量指标，使工程设计人员难以理解、难以掌握、执行时会有较大的随意性。火灾的水平蔓延速度快，决定于众多因素，如可燃物性质、数量、堆放形式、堆放高度、可燃物燃烧时与空间(高度和面积)的关系等。为便于实施着想，应对可燃物数量等作规定。

　　(3)"喷规"10.3.1条规定了消防水箱和设置高度，这是一条意见最为集中，反响最为强烈的条文。说10.3.1条不好操作有两层含义，一是水箱高度太高，在工程中难以实施，因为条文规定："消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。"喷头最低工作压力，"喷规"5.0.1条对民用建筑和工业厂房为0.05 MPa；5.0.5 条对仓库亦为0.05 MPa；5.0.6条对于采用快速响应早期抑制喷头时为0.34 MPa，0.50 M Pa和0.68 MPa。这已经很难做到，再加上为提供初期水量要克服管网水流阻力，则水箱的设置高度更高。另一点是水箱设置高度除决定于最不利点处喷头的最低工作压力外，还决定于水头损失、流量和喷头开放数，而"喷规"未对此作出明确规定，因此工程设计无章可循，各行其事。有的按1个喷头开放计算，因为火灾时至少有1个喷头启用，而且此时流量值最小，水箱的设置高度可以适当降低些。有的按3个喷头开放计算，因为按照试验首批同时开放的喷头数最多为3个。有的按4个喷头同时开放计算，因为喷头按正方形或矩形、平行四边形布置，火灾发生在对角线交点位置，从理论上可以认为有4个喷头有可能同时开放。有的按5个计算，因为"高规"的条文在确定气压水罐容积时，初期火灾喷头的开放数按5个计算。也有的按作用面积布置的喷头数量计算，因为这样最安全可靠。总之，10.3.1条没有区分不同性质的建筑，没有区分不同建筑的火灾危险等级的不同，没有区分不同功能和作用的自动喷水灭火系统，没有区分系统业已采取的辅助措施(如设稳压泵等)，一律硬性规定："消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。"是不妥的，也是难以实施的。

　　(4)类似不甚明确的条文还有"喷规"10.4.2条"当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应采取增压设施。"增压设施按条文说明的提示为设接力水箱和接力泵(固定的电力泵或柴油机泵、手抬泵等)，问题在于接力水箱的容积如何确定，是按1个水泵接合器的流量还是按多个乃至全部水泵接合器的流量?是按接力泵3～5 m in 的吸水量还是按火灾延续时间或系统持续喷水时间1 h来确定?还是不计容积允许接力泵从室内消防给水管网直接抽吸?

　　10.4.2条另一个问题是增压措施应在什么情况下采取。按一般理解水泵接合器的供水能力实质上是指消防车的供水能力，供水能力具体指供水压力的限制。"超过一定高度的建筑，通过水泵接合器由消防车向建筑物的较高部位供水，将难以实现一步到位"。条文说明说得很清楚，而条文的表达则变为："当水泵接合器的供水能力不能满足最不利处作用面积的流量和压力要求时，应采取增压措施"。这里将供水压力转化为供水能力，将压力要求转化为流量和压力要求。每个水泵接合器的流量按10～15 L/s计算，这样一来只要作用面积的流量值大于水泵接合器的流量都应设增压措施。经计算除轻危险级外，中Ⅰ级、中Ⅱ级、严Ⅰ级、严Ⅱ级、仓Ⅰ级、仓Ⅱ级、仓Ⅲ级的作用面积的流量都大于10～15 L/s的数值。都需增设接力水箱和接力水泵，实际上这是不可能的，也是不合理的。10.4.2条宜改为："当水泵接合器的供水压力不能满足最不利点处的压力要求时，应采取增压措施"。

　　(5)"喷规"10.3.2条对不设置高位消防水箱时，应采取的相应技术措施，即用气压给水设备供5 L/s的10 min的初期用水量。比起原"喷规"来，新"喷规"对采用气压给水设备时，对流量的持续供水能力提出要求，但原"喷规"允许采用稳压泵来替代消防水箱，而新 "喷规"未予明确。

　　对"喷规"10.3.2条可以有两种理解：

　　①设置有效容积为3 m3(5 L/s×10 min×60 s/?1 000?)的气压水罐，以供"喷规" 要求的初期灭火用水量，按?α?=0.65～0.85计，气压水罐总容积应在8.6～20 m3之 间，直径?1.5 m?高度?2 m?的气压水罐总数需3～6个之多，这在工程设计时会有一定难度。

　　②设置水池或低位水箱，其容积大于3 m3，气压给水设备的配套用泵可供5 L/s的流量，在10 min持续供水时间保证动力供应正常和水泵的正常运行，也设气压水罐，但不贮存3 m3的消防用水量。理由是"喷规"只要求气压给水设备供给5 L/s的10 min初期用水量，而未明确气压水罐供给5 L/s的10 min初期用水量，这两者是有区别的。

　　当然这种处置方式可能违背了"喷规"编制组的初衷，但仅从字面上理解这种处置方式是合法的，是符合条文要求的。再则，10.3.2条对替代消防水箱只提出了一种措施，即以气压给水设备替代消防水箱的措施，而未考虑其他已被实践证明是可靠、有效的措施，如设置稳压泵等。

　　(6)"喷规"11.0.4条规定："快速排气阀入口前的电动阀，应在启动供水泵的同时开启。"这条规定有它的合理性，问题在于水泵的运转有两种情况，一是在灭火时，一是在检查时。在灭火时水泵启动、供水，同时要求系统及时排气。而在检查时，不要求在供水的同时迅速排气，也不要求快速排气阀入口前的电动阀在供水泵启动时同时开启。因此对这两种情况应区别对待、分别作出规定为好，不然电动阀频频开启，检查过后还要向干式、预作用系统补气、增压，徒增了许多麻烦。

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《自动喷水灭火系统设计规范》探讨(三)


  
4　条文表述不够严谨

　　规范、标准要求严谨，这是不言而喻的。"喷规"的前后条文，条文的不同段落、条文和条文说明之间都有一些不相一致、不够周密的地方。尽管这不算什么大的问题，但终究也是白璧之瑕，能予以避免当予避免。这里有的属于标准问题，有的属于表述问题，有的属于应予明确的问题而未作交待，现按条文顺序叙述如下：

　　(1)"喷规"5.0.4条明确："干式系统的作用面积应按本规范5.0.1规定值的1.3倍确定，"但"喷规"规定的系统设计基本参数，属于民用建筑和工业厂房的在5.0.1条规定，属于仓库的在5.0.5条规定，因此当仓库采用干式系统时，其作用面积是否按规范5. 0.5规定值乘以1.3倍"喷规"未予明确。

　　(2)"喷规"6.1.3条"不作吊顶的场所，当配水支管布置在梁下时，应采用直立型喷头。"问题在于不作吊顶的场所，无梁时或梁为异型和楼板组合在一起时；或管道穿梁而过时；或管道在板上敷设时，应采用什么型式的喷头，答案还是直立型喷头。对于设置直立型喷头，不作吊顶的场所是必要条件，而配水支管布置在梁下是非必要条件，只规定配水支管一种敷设方式反而会造成许多误解，因此该条文宜改为："不作吊顶的场所应采用直立型喷头。"

　　(3)"喷规"6.2.1条规定："自动喷水灭火系统应设报警阀组。" 喷淋系统应设报警阀组是毫无疑问的，问题是不论系统大小、不论建筑标准高低，笼而统之作出统一规定是否合适。我国经济发展水平要比发达国家差，规范的标准一般也应比发达国家低，至少是持平，但有些条文的标准我们是高于发达国家的。"喷规"6.2.1条即是一例。国外20个喷头以下的系统可不设报警阀组，以有利于小系统的推广，同时相应可减少工程造价，美国规范4.7.1.1.1条规定："喷头数大于20只的系统均应设局部水流报警器。"即意味着当喷头数小于及等于20只时的系统可不设局部水流报警器。标准尺度掌握偏高，是不利于系统的推广的。规范条文的撰写，该宽则宽，该严则严，该严的从宽，该宽的从严，都属于失之严谨。

　　(4)规范有的要求，有时需几条配合才能真正贯彻意图，达到目的。如"喷规"6.2.4条规定："每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50 m。"按条文说明的解释"目的是为了控制高、低位置喷头间的工作压力，防止其压差过大。"对于50 m左右的建筑，6.2.4条可达到其目的。但当建筑高度远远超过50 m时，如100 m的高层建筑，可分设两个报警阀组，每个报警阀组的最高最低位置的喷头都控制在50 m以内，但第一组报警阀组最高位置的喷头和第二组报警阀组最低位置的喷头，其高差为100 m，远远超过50 m 。因此为了防止压差过大，还应有配套技术措施，即"喷规"8.0.5条规定，对各配水管入口的压力规定均不宜大于0.40 MPa。但遗憾的是8.0.5条只对轻危险级、中危险级作出规定，而未对严重危险级和仓库危险级作出规定，同时规范用词用的是"宜"，不如"应" 那么严格。建议8.0.5条此处改为"各配水管入口的压力均不应大于0.40 MPa"为妥。

　　(5)"喷规"6.2.5条规定："并联设置雨淋阀组的雨淋系统，其雨淋阀控制腔的入口应设止回阀。"是指并联设置雨淋阀，火灾时其中一部分雨淋阀开启，开阀供水时，开启的雨淋阀入口水压会发生波动，有可能导致其他雨淋阀控制腔的水压同步下降，从而造成其他雨淋阀误动作，因此强调雨淋阀控制腔的入口要求设置止回阀，使控制腔内的水不会倒流，也不受雨淋阀入口水压的变化。问题在于雨淋阀产品，在控制腔入口处均设止回阀，规范无须作出规定，也不需要在工程设计图上作出交待。问题还在于只有条文，条文说明缺少雨淋阀剖面原理图是很难将条文理解清楚的。

　　(6)"喷规"6.4.2条规定："应采用压力开关控制稳压泵。"对于压力开关在"喷规"中未予明确，压力开关究竟是报警阀组中的组件，还是报警阀组之外的有独立启停功能的系统组件。按前者，因为报警阀组由报警阀、控制阀、延迟器、水力警铃、压力开关和其他配套阀门、管道、仪表所组成；按后者因为"喷规"4.2.9条1款中压力开关是和报警阀组并列的组件。如为前者压力开关应为双触点，一用于反馈信号，一用于控制消防泵启动；如为后者则压力开关可用于稳压泵的启停，6.4.2条的主要问题在于对于压力开关未予界定。

　　不具体以致难操作的例子还有"喷规"5.0.8条，条文规定转换时间按4 L/s流量计算，不应大于3 min。但泡沫的注入点位置不明确，应在管网始端、中间端，还是在终端。虽说是小事一桩，但真遇到工程了也是个实际问题，应予以明确为好。

　　(7)"喷规"7.1.2条对喷头的间距作了规定，但表7.1.2不足的是喷头与端墙的最大距离未作相应调整。

　　喷头与端墙的最大距离，当正方形布置时应为正方形边长的一半，当按矩形布置时，由于有长边和短边的区别，长边方向的喷头与端墙的最大距离应为长边边长的一半，短边方向的喷头与端墙的最大距离应为短边边长的一半。按此原则布置喷头，平面无空白点，都可在喷头的保护范围内。如按目前"喷规"的规定则在具体工程中会出现喷头布置数量过多的不合理情况。如某工程房间净空尺寸为4.0 m×3.7 m，面积为14.8 m2，按原"喷规"可布置2个喷头，而按现"喷规"要完全符合"喷规"条文，需布置4个喷头，作用面积按"喷规 "5.0.1条规定为160 m2为11个房间，共设喷头44个，设计流量为44×1.33=58.52 L/ s，比原来的29.26 L/s整整大了一倍，从直感上明显偏大。造成这种现象的原因在于没有针对矩形布置和平行四边形布置规定喷头在此布置形式时与端墙的最大距离值。

　　(8)"喷规"8.0.1条规定："配水管道的工作压力不应大于1.20 MPa。"1.20 M Pa的规定不尽合理，喷头的工作压力不应大于1.20 MPa，这是由产品所要求的，而配水管道，包括配水干管、配水管和配水支管可以允许有更高的工作压力，管材和接口方式可以按照不同的工作压力选用，在技术上是完全做得到的，再加上管道和配件、附件的工作压力等级只有0.6 MPa，1.0 MPa，1.6 MPa，2.5 MPa和4.0 MPa，而没有1.20 MPa的这一级。"喷规"8.0.1条规定的后果是当高层建筑超过一定高度(水箱最高水位与报警阀组高差不得超过120 m)报警阀组必须上楼，不能集中在底层，这给管理带来不便。同时市场上工作压力为1.60 MPa或2.5 MPa的报警阀从此无用武之地。8.0.1条以修改为宜，如改为： "喷头的工作压力不应大于1.20 MPa。"

　　(9)"喷规"8.0.4条规定："系统中直径等于或大于100 mm的管道，应分段采用法兰或沟槽式连接件(卡箍)连接。"该条文紧接着的规定不再涉及沟槽式连接件(卡箍)连接。条文是这样表述的："水平管道上法兰间的管道长度不宜大于20 m；立管上法兰间的距离，不应跨越3个及以上楼层。净空高度大于8 m的场所内，立管上应有法兰。"由此而带来的疑问是： ①水平管、立管法兰间的距离都作了明确规定，沟槽式连接件(卡箍)的接口间的距离有没有规定?②采用沟槽式连接时是否也要在一定距离采用法兰连接方式?③采用丝扣或焊接连接时，是否能用法兰，还是法兰或沟槽式连接件均可?

   之所以产生疑问，是条文的表述不当所造成的。管道的连接方式在"喷规"8.0.3条已有规定，有沟槽式、丝扣、法兰和焊接(焊接只限于报警阀前管道)。实际情况是法兰和沟槽式连接都便于拆卸维修。而丝扣连接和焊接连接都不便于拆卸维修。因此8.0.4条的表述，宜改为："系统中直径等于或大于100 mm的管道，应分段采用法兰或沟槽式连接件(卡箍) 连接。法兰间或沟槽式连接间的管道长度，水平管不宜大于20 m；立管不应跨越3个及以上楼层。净空高度大于8 m的场所内，立管上应有法兰或沟槽式连接件(卡箍)。

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自动喷水灭火系统设计规范》探讨(四)


  
(10)"喷规"8.0.5条规定："管道的直径应经水力计算确定。"8.0.7条对轻危险级中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数，以表8.0.7的形式作了规定。8.0 .7条文的实质是根据标准喷头数确定配水支管和配水管的管径。这就带来一个问题：即管道的直径究竟按水力计算确定，还是按喷头数确定，如两者的结果有出入时，依哪个为准?8. 0.5条说明：只有经过水力计算确定的管径，才能做到既合理、又经济。而8.0.7条则明确管径可以不算，只要套用表格。两条条文明显存在矛盾，美国规范6-5.1条规定："管径表提供的管径不得用于水力计算系统"。

(11)"喷规"8.0.7条规定了："轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数，不应超过表8.0.7的规定"。按照表8.0.7不同公称管径控制的标准喷头数，乘以每个喷头的流量值(按"喷规"9.1.1条计算公式计算)。得出总流量值，再计算在相应管径下的流速值，结果见表2。

表2　配水支管及配水管流速计算

公称管径(mm)
轻危险级
中危险级

控制的标准喷头数(只)
流量(L/s)
流速(m/s)
控制的标准喷头数(只)
流量(L/s)
流速(m/s)

25
1
1.38
2.50
1
1.33
2.50

32
3
3.99
3.96
3
3.99
3.96

40
5
6.65
5.04
4
5.32
4.03

50
10
13.33
6.04
8
10.64
4.82

65
18
23.94
6.60
12
15.96
4.39

80
48
63.84
12.54
32
42.56
8.36

100
　
　
　
64
85.12
9.65


　　从表2可以看出，当标准喷头数达到一定数量时，流速超过5 m/s，有的甚至大于10 m/s ，这就违反了"喷规"9.2.1条："……，必要时可超过5 m/s，但不应大于10 m/s"的规定。表8.0.7的依据来自美国规范，但两国的情况不同，美国管网形式为网状或环状，而我国则为枝状管网，两者管径相同而流速不同。

　　(12)"喷规"9.3.5条规定："垂直安装的减压阀水流方向宜向下。"这条条文的不足，在于减压阀并不存在对水流方向有要求。国家建筑标准设计《常用小型仪表及特种阀门选用安装》01SS105减压阀组分区消防供水图示就表明这一特征。问题不出在减压阀上，而是在过滤器上，目前国内为减压阀配套使用的过滤器大多为Y型过滤器。这种过滤器当垂直安装时，水流只能自上而下，而不能自下而上，当采用其他型式的过滤器时，水流方向不受限制，而(CECS109：2000)5.1.9条已明确："过滤器型式应根据水流方向选用。"

　　再回到"喷规"9.3.5条，条文的表达应为："减压阀设置Y型过滤器时，Y型过滤器宜水平设置或水流方向自上而下，其他型式过滤器不受限制。"

　　(13)"喷规"10.1.1条规定："系统用水应无污染、无腐蚀、无悬浮物。"这条条文的优点在于首次对消防用水的水质，在规范中作出规定。缺点在于要求过高，不能深究。我国《城市杂用水水质》标准，可用于消防，其中检测指标有粪大肠菌群，有粪大肠菌群数说明水质被生活污水污染，但仍可用于城市杂用水、景观环境用水，包括用于消防。即使消防用水采用城市水厂符合生活饮用水水质的自来水，在输送和贮存过程中，也存在管道、水池和水箱的二次污染，只要污染不十分严重，只要污染后的水不影响灭火就可，无污染的要求显然是偏高了。

　　腐蚀也一样，只要水中含有溶解氧和氯消毒后的余氯量，都会对金属产生腐蚀。管道、池体、箱体只要采用金属材料就存在腐蚀现象，喷淋系统的管道按"喷规"8.0.2条规定，配水管道采用内外壁热镀锌钢管，报警阀入口前可采用内壁不防腐的钢管，均会产生氧腐蚀、氯腐蚀和其他腐蚀，因此无腐蚀的要求也是难以做到的。

　　如果维持条文原意，条文的表述可按条文说明关于悬浮物的写法："要求系统的用水中不能含有可堵塞管道的纤维物或其他悬浮物。"污染和腐蚀也可与此类同，即要求系统的用水不影响灭火的污染(如油污染)，不影响系统正常运行的腐蚀。

　　(14)"喷规"10.1.4条规定了报警阀组前设环状供水管道的要求，这与原"喷规"相比，无疑是个进步。条文说明对此有一个解释，指出"由于该系统(指自动喷水灭火系统)的灭火成功率与供水的可靠性密切相关，因此要求供水的可靠性不低于消火栓系统。"出于上述考虑，对于设置两个及以上报警阀组的系统，按室内消火栓供水管道的设置标准，提出"报警阀组前宜设环状供水管道。"的规定。以上一段话，说明"喷规"10.1.4条的指导思想是："要求供水的可靠性不低于消火栓系统。"技术措施是："设置两个及以上报警阀组的系统，报警阀组前设环状供水管道。"报警阀组后没有要求，单个报警阀组的系统也没有要求，需知这样的系统阀后有800只喷头(湿式、预作用系统)或500只喷头(干式系统)。而消火栓系统除了从环状管网接至消火栓那段为枝状管段外，其他一般均要求为环状管网，高层建筑尤其如此，而自动喷水灭火系统即使在报警阀组前设了环状管网，但报警阀后至喷头，包括配水干管、配水管、配水支管和短立管均为枝状管网，其供水可靠性远远低于消火栓系统。而目前要求报警阀组后设环状管网还不完全具备条件。当阀后为枝状仅在阀前设环状管网，而这段环状管网又往往在水泵房范围内，管道总长度在整个管网系统中所占份额很少，因此条文说明中的"要求供水的可靠性不低于消火栓系统"的提法从管道系统这个角度来看是言过其实的。

　　(15)"喷规"10.2.1条规定："系统应设独立的供水泵。"此处的系统按条文说明的解释是自动喷水灭火系统，即自动喷水灭火系统不和消火栓给水系统、水喷雾灭火系统共用消防泵，更不和生活、生产给水系统共用给水泵。问题在于"建规"和"高规"都允许消火栓系统和自动喷水灭火系统共用消防泵，只强调共用时，消火栓系统和自动喷水灭火系统的管道应在报警阀前分开。

　　再进一步探讨，自动喷水灭火系统包括湿式系统、干式系统、预作用系统、雨淋系统和水幕系统，这些系统有时串联，有时并联，串联时共用消防泵是不可避免的，并联时能否共用?还是一个系统一组泵?不明确。

附录1

　　"喷规"规范用词用"宜"或"不宜"的有9条，如：

　　4.2.10防火分隔水幕不宜用于尺寸超过15 m(宽)×8 m(高)的开口(舞台口除外)。

　　6.2.7连接报警阀进出口的控制阀，宜采用信号阀。

　　6.2.8与报警阀连接的管道，其管径应为20 mm，总长不宜大于20 m。

　　7.1.5图书馆、档案馆、商场、仓库中的通道上方宜设有喷头。

　　7.1.6货架内喷头宜与顶板下喷头交错布置。

　　7.1.14直立式边墙型喷头，其溅水盘与顶板的距离不应小于100 mm，且不宜大于150 mm 。

　　8.0.9干式系统的配水管道充水时间，不宜大于1 min；预作用系统与雨淋系统的配水管道充水时间，不宜大于2 min。

　　10.2.2按二级负荷供电的建筑，宜采用柴油机泵作备用泵。

　　10.4.1每个水泵接合器的流量宜按10～15 L/s计算。

附录2

　　"喷规"规范用词用"可"的有4条。如：

　　6.1.3顶板为水平面的轻危险级、中危险级Ⅰ级居室和办公室，可采用边墙型喷头；

　　8.0.3报警阀前采用内壁不防腐钢管时，可焊接连接。

　　10.1.1可由市政或企业的生产、消防给水管道供给，也可由消防水池或天然水源供给，并应确保持续喷水时间内的用水量。

　　10.0.3雨淋阀的自动控制方式，可采用电动、液(水)动或气动。