杨久洲

(中国建筑西南设计研究院有限公司(机电设计三院)，四川成都 610041)

随着社会发展，科技进步，大型公共建筑不断涌现，势头极为迅猛。在重点强调建筑设计和结构形式的当下，如何根据建筑形式配备相应的消防给水系统成为了一个重要课题。面积大，净空高是大型公共建筑的共同点，而雨淋系统作为开式自动喷水灭火系统的一种，对于扑灭大面积火灾有较好的效果。但是雨淋系统流量的确定，防护分区的划分以及适用建筑的类型在规范以及相关设计手册中还不是很明确，给设计人员带来一定的难度。本文通过分析雨淋系统流量的确定方法和防护区的划分，给出设计雨淋系统的一些思路。

1 系统流量的确定

规范涉及到雨淋系统设计流量的有两点:1)雨淋阀只控制一个作用面积;2)多个雨淋阀并联的雨淋系统，其系统设计流量应按同时启用雨淋阀的流量之和的最大值确定［1］。由此可知，雨淋系统的流量主要和同时开启雨淋阀的数量有关。如果防护区只有一个雨淋阀来保护，雨淋系统的流量应为该雨淋阀所控制的喷头流量之和，即该防护区内所有开式喷头的流量相加。如果防护区由多个雨淋阀并联保护，要确定雨淋系统的流量就需先确定同时开启雨淋阀的数量(以下简称为“N值”)。

影响N值的因素主要有三个:防护区形状的划分、系统的响应时间以及火灾的水平蔓延速度［2］。后两者可通过计算分析得出，前者需要将雨淋系统与其他消防给水系统经过经济技术比较得出。众所周知，雨淋系统流量的耗损比较大，如果失火时N值过大，就会导致系统设计流量过高，这会占用消防水池很大一部分容量，既不经济也影响地下室的面积使用，同时还会因为雨淋阀的数量过多使得管道复杂，不便管理。所以，通过与其他消防给水系统的设计流量进行比较，大致给出雨淋系统的流量范围并根据其确定N值，然后划分防护区是一个值得借鉴的方法。

2 防护区的划分

前面已经提到影响N值的三个因素，下面就这三点展开讨论。防护区可分为田字型和日字型两种［2］，如图1所示。由图1可知，如果田字型分区的最不利点失火，即防护区的交叉处，最多同时开启雨淋阀的数量为4个，而日字型分区最多只开启2个，所以按照日字型划分防护分区对系统流量的设计更有利，我们就以它为例进行讨论。假设日字型小防护区长度为L(与需要保护区域的宽度M'相等)，宽度为M，系统响应时间内火灾水平蔓延的长度为W，跨越小防护区的数量为N(即同时开启雨淋阀的数量)。根据着火点的不同位置分两种情况，如图2所示。

1)当着火点A处于防护区的边缘时，由图2a)可知，若W/M≤1，N=2;1＜W/M≤2，N=4;若2＜W/M≤3，N=6。以此类推，k-1＜W/M≤k，N=2k(k≥1且为正整数)。

图1 防护区的布置方式

图2 着火点的位置

2)当着火点A处于防护区中心时，由图2b)可知，若W/M≤0．5，N=1;0．5 ＜ W/M≤1．5，N=3;若 1．5 ＜ W/M≤2．5，N=5。以此类推，k-0．5 ＜W/M≤k+0．5，N=2k+1(k≥1 且为正整数)。

综上所述，W 与 M间的关系为:0．5(k-1)＜W/M≤0．5k，N=k+1(k=1，2，3);k-2．5 ＜ W/M≤k-1．5，N=k+1(k≥4 且为正整数)。由此我们可以得出，火灾水平蔓延长度与小防护区的宽度之比是决定同时开启雨淋阀数量的重要因素，该比值大，则N大，该比值小，则N小。而火灾水平蔓延长度=火灾水平蔓延速度×雨淋系统响应时间，火灾水平蔓延速度取0．3 m/s［2］，系统响应时间取 30 s［3］，所以 W=30 s×0．3 m/s=9 m。假设小防护区的宽度M=3 m，即失火时，火灾跨越了6个防护区，会引起同时喷水的雨淋阀数量为6个。以中危险级Ⅰ为例，喷水强度为6 L/(min·m2)，作用面积为160 m2，也就是说，一个雨淋阀控制的喷头流量为16 L/s，则系统设计流量为16×6=96 L/s。这个数值相当大，非常不经济。通过与其他消防给水系统流量做比较来控制变量M值，可以获得比较合理的N值。表1列出了不同危险等级下最大同时开启雨淋阀的数量N。

由表1的N值，可得各个危险等级下W/M值的范围(W为9 m)，从而确定防护区宽度的最小值，根据雨淋阀的作用面积(小防护区面积S)可得其最大长度L值，如表2所示。

表1 布置成“日”字型的防护分区的最大设计流量

3 适用建筑的类型

表2中的N值是将雨淋系统的流量控制在一定范围内的结果，也就是说要想经济合理地使用雨淋系统，各个危险等级下小防护分区的长度最大不能超过表2中的各值。由前可知，当布置成日字型分区时，建筑需要保护的区域的宽度(即长度最小的一边)M'应与小防护区的长度L相等，如图1b)所示。如果该建筑平面为矩形，如图3a)所示，则应是LAB(或LCD)，与表2中的L值比较，如果前者较小，该建筑适合采用雨淋系统，反之不适合;如果该建筑平面为不规则形状，如图3b)所示，则应先比较LAB和LCD的大小，然后再将较小的一边与L值作对比。

表2 日字型小防护区的最小宽度和最大长度

4 结语

1)判断一个建筑采用雨淋系统是否经济，可将其需保护的平面区域的较短边与表2中相应的L值进行对比。如果前者大，则不经济，建议采用其他消防给水系统。2)通过1)的结论，如果得出该建筑适合采用雨淋系统，可根据表2将平面划分成若干小防护分区，由系统响应时间内火灾水平蔓延长度与防护区的宽度的比值和表1的N值共同确定雨淋系统的“同时开启雨淋阀”数量。

［1］GB 50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范(2005年版)［S］．

［2］林其峰．雨淋系统设计流量计算探讨［J］．建设科技，2008(13):35．

［3］全国民用建筑工程设计技术措施(2009版)［Z］．