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大型建筑自喷系统合理缩减报警阀数量[提要]面积达到10万m2以上的高层大型建筑按传统方法设计，自动喷水灭火系统需排列众多十分壮观的湿式报警阀与配套干管；笔者通过某些工程实践，合理缩减其数量，采用科学方法达到系统安全运行兼顾经济实惠的目的。[关键词]大型建筑自喷系统合理缩减报警阀数量工程实践安全运行1历史沿革1．1旧规范《自动喷水灭火系统设计规范GBJ84－85》[1](以下简称“旧喷规”)第5．2．1条规定：每个自动喷水灭火系统(以下简称“自喷系统”)应设有报警阀、控制阀、水力警铃、系统检验装置和压力表。控制阀应设有启闭指示装置。宜设水流指示器、压力开关等辅助电动报警装置。“旧喷规”施行日期是1986年7月1日，当时我国经济比较落后，水流指示器和压力开关才刚刚起步研制，产品质量没有可靠保证，更不用说电气感烟探测器、信号阀、气压罐、减压阀等新产品的配套问题。为了强调报警阀的重要性，故在条文说明中，主要谈它的三个作用：接通或切断水源；输出报警信号和防止水倒流回供水源；通过报警阀可对系统的供水装置和报警装置进行检验，由于报警阀是通过水力输送报警信号，因此它报警的可靠性和稳定性好，尽管目前(注：指1986年7月1日以前)有各种电动报警装置，美国、英国、联邦德国等国规范中都规定每个系统都应有一套包括控制阀与报警阀的控制装置，所以每个系统应有一套控制装置。归根到底“旧喷规”强调的关键词正是报警(alarm)，毋庸置疑，在20世纪80年代以前，我国面积达到几万甚至几十万m2的大体量建筑较少，涉足需要设置“自喷系统”报警阀(ALV)面积所占工程总面积的比例较少，众所周知，“旧喷规”颁布前大多数建筑的报警阀(ALV)设计数量一般为个位数，很少超过3组，系统依据“旧喷规”设计没有任何困难。1．2电气规范到了上世纪90年代初期，当时我国电气方面的感烟探测应用技术己相当发达，信号阀(SNV)产品质量改进工作也日臻完善；值得一提的是此时期小型稳压增压气压罐供水系统配套使用压力开关(PSW)和电接点压力表(ETG)十分普遍，重要建筑要求按一级负荷双回路供电，并备用柴油发电机(GRT)可供给失火时万一停电所急需的消防水泵电源，对于“自喷系统”的电气控制问题，中国建筑东北设计研究院在《民用建筑电气设计规范JGJ／T16－92》[2](下简称“电规”)24.6.2．2．中明确指出，“自喷系统”的控制应符合下列要求：(1)设有自动喷头需早期火灾自动报警的场所，宜同时设置感烟探测器(SMD)。(2)“自喷系统”中设置的水流指示器(FLI)，不应作自动起动消防水泵的控制装置。报警阀(ALV)压力开关(PSW1)、水位控制开关和气压罐压力开关(PSW2)等可控制消防水泵自动起动。条文说明阐述得更加清楚，推荐有水喷洒同时设置感烟探测器(SMD)的目的是，它能对火灾起早期预报警作用，闭式喷头的定温玻璃泡与感烟探测器(SMD)相比较，前者灵敏度低得多(注：目前快速响应喷头FRS另当别论)，在同等温度条件下，玻璃泡比探测器(SMD)晚动作5min。水流指示器(FLI)顾名思义，主要用以显示喷水管网中有无水流通过；或是自动喷水灭火；或是因管网中有水流压力突变；或受水锤影响；或是在管网末端放水试验和管网检修等，都有可能使水流指示器动作。因此它不能用作起动消防水泵，应该用使管网水压变化(喷水灭火时水压降低)而动作的水流(湿式)报警阀(ALV)压力开关(PSW1)和气压罐压力开关(PSW2，可另加电接点压力表ETG2)等的动作信号起动自动喷洒消防水泵(以下简称“自喷泵”)。“电规”的施行日期是1993年8月1日，比“旧喷规”晚7年。“电规”的颁布为大型建筑合理缩减报警阀数量打开了新局面。从1993年8月1日至2001年6月30日长达8年的历史时期，我院设计的广西商业大厦(二期)、宝都大厦(超高层)、广西壮族自治区成立40周年大庆重点工程——广西民族宫、江南香格里拉商住大厦以及美国NEB设计集团中标并由华南理工大学建筑设计研究院分包设计的广东奥林匹克体育场[3]等五项大型建筑，在“电规”有关条文推动下，均十分淋漓尽致地把报警阀数量由9－25组缩减至1－3组，现将上述五项大型建筑报警阀(ALV)配置概况列于表1。从表1可初见“自喷系统”的端倪，即广西的工程都设有大容量高位消防水箱，储备超过1h的“自喷系统”用水量，高区顶部数层以下比例较大的面积范围，可利用水箱重力流往下供水，不存在流量大、扬程高的“自喷泵”的软起动问题。有上百年历史的报警阀(ALV)的三种功能，其一可通过高位水箱的出水阀门接通或切断水源；其二可通过每层水平干管安装的水流指示器(FLI)向消防控制室输出声光信号报警，由于是重力流供水，可完全防止水倒流回供水源——高位水箱；其三可通过水流指示器(FLI)、信号阀(SNV)及压力表等对每层管网进行检验，不但输出声光信号，还能在控制室显示出信号阀(SNV)的启闭状态。顺便补充的是，万一失火突然停电时，巧遇另一回路电源没有接通，又适逢备用柴油发电机未能及时发电，感烟探测器(SMD)能正常工作，不受任何影响，蓄电池直流装置系统会立即供给消火栓按钮、指示灯、水流指示器(FLI)、信号阀(SNV)、压力开关(PSW)、电接点压力表(ETG)等50V以下的安全电压，故声光报警系统十分完善，仅靠独一无二的水力警铃(hydraulicalarmbell)才能报警的年代已一去不复返了。尚需特别提醒的是，即使水力警铃(HAB)也存在“电规”谈到的类似水流指示器(FLI)的问题，一旦管网中有压力突变或水锤发生时，水力警铃(HAB)容易误动作敲响；例如我院1965年设计的广西玉林烤烟厂，就曾因为烤烟机报警阀(ALV)与地下水源井水泵出水管连通，开停水泵时总是没事作响，不得已另从水塔接一条专用供水管；又如1990年设计的柳州钢铁厂大礼堂，生活区有DN300供水环网，水压≥0．4MPa，由环网直接供水的“自喷系统”水力警铃(HAB)时而误动作发出假火警(Falsealarmofflre)，经研究，决定拆除水力警铃(HAB)以息事宁入，因该系统配有完善的水流指示器(FLI)和感烟探测器(SMD)，一旦喷头洒水，在消防控制室有声光信号显示，可不必由水力警铃(HAB)来扮演报警的主角。新世纪伊始，笔者在南宁康迈公司利客隆大方园超市等多项只有一层的大面积公共建筑设计中，均由市政管网直接供水，节约“自喷系统”投资，在总说明中，暗示“若遇到市政自来水管网压力波动引起报警阀(ALV)误动作敲响水力警铃(HAB)的现象时，可取消水力警铃(HAB)。”既满足“旧喷规”对报警阀(ALV)匹配水力警铃(HAB)的基本要求，又可在设计有感烟探测器(SMD)、感温探测器(heatfiredetector)、水流指示器(FLI)和信号阀(SNV)等的条件下，让水力警铃(HAB)充当配角，达到科学防治早期火灾并兼顾经济利益的两全其美之目的。1．3新规范《自动喷水灭火系统设计规范GB50084－2001》[4](以下简称“新喷规”)施行日期是2001年7月1日。与本文主题有关的强制性条文是6．2．1。为加强设计、消防建审、施工图审查和业主等各界人士的联系，做好求大同存小异的协调工作，笔者提出以下几点浅见，供大家参考。1．3．1“新喷规”6．2．1比“旧喷规”第5．2．1条在前两段写法上有了很大进步。“新喷规”开门见山提出“自动喷水灭火系统应设报警阀组”。果断地删去最关键的“每个”两字，为大型建筑“自喷系统”在按常规设计必然出现众多报警阀组的情况下，采用科学方法合理缩减报警阀组数量提供规范依据。值得一提的是广西柳州谷埠街国际商城总面积高达49余万平米的商住大楼正在进行设计，按“旧喷规”理念布置，预计多达49组（手册[6]要求一用一备，则为98组）兵马俑式的报警阀组、水力警铃；林立的供水干管、减压阀组、Y型过滤器等平面立体交叉排列将极为壮观。但若能利用本文成果，善待报警阀，大可不必作茧自缚。1．3．2“新喷规”6．2．1末尾一句话“水幕系统应设独立的报警阀或感温雨淋阀”的说法值得推敲，它与术语2．1．4水幕系统drenchersystem的解释发生冲突，因其定义“由开式洒水喷头或水幕喷头(注：也是开式)、雨淋报警(注：deluge和alarm硬凑在一起，令人费解)阀组以及水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组成，用于挡烟阻火和冷却分隔物的喷水系统。”就有问题，既然是开式喷头或水幕喷头，理应匹配雨淋阀(delugevalve)，而不应出现水流指示器(FLI)，同时“雨淋”和“报警”扯在一起模棱两可。虽然雨淋阀也具有报警功能，但报警只起非常次要的作用，应予弱化。此外《高层民用建筑设计防火规范GB50045－95(2001年版)》[5](以下简称“高规”)5．4．4后半段“当采用不包括背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时，其卷帘两侧应设独立的闭式自动喷水系统保护，系统延续时间不应小于3．00h。”就与2．1．4之2款大相径庭，姑且不谈“高规”3．00h有待修正为1h的问题，究竟“防护冷却水幕drencherforcoolingprotection”应按雨淋系统delugesystem抑或闭式系统Close－typesprinklersystem设计才符合规定?笔者认为包括2．1．4之1款“防火分隔水幕watercurtainforfirecompartment”在内，答案是以“高规”准水幕系统para－drenchersystem为主，这里提出准水幕para－drencher的新术语，以示区别，以广西南宁广播电视技术大楼为例，该工程于1995年设计并于2000年才正式验收，采用准水幕系统的防火分隔准水幕，其准水幕总长300m，闭式喷头安装高度4．2m，喷水强度可取2L/s·m，计算流量按常规达到600L／s,按“高规”(1997年版)5．4．4条文说明要求，满天星斗喷头布置的“自喷系统”设计流量是23－26L／s，故2000年参照“高规”(1997年版)精神，这种独立的匹配报警阀、闭式喷头和水流指示器的防火分隔准水幕系统设计流量顺水推舟地取23－26L／s，2000年工程竣工验收时各方人员按当时“高规”(1997年版)和“旧喷规”予以认可。后来“高规”(2001年版)5．4．4条文说明作了进一步解释，明确喷头的喷水强度取0．5L／s·m上例计算流量可变成150L/s，笔者认为“高规”(2001年版)条文说明需增加两句话：……0．5L/s·m,“当实际计算流量超过被准水幕系统分隔的最大一个防火分区的闭式系统流量时，可取该闭式系统的流量”，喷头间距应为……。补充这两句话后，请勿忘记顺便把前一行“喷水延续时间不低于3．00h”改为“喷水延续时间不低于1h”。该大楼实例说明对于大型建筑有必要研究“准水幕系统”的课题，缩减这类报警阀数量。1．3．3“新喷规”5．0．10之“注”补写另一段：“当实际计算流量超过被水幕系统分隔的最大一个防火分区的闭式系统流量时，可采用准水幕系统代替水幕系统。”建议增加“5．0．10A准水幕系统的设计基本参数应符合表5.0.10A的规定：”1．3．4“新喷规”6．1．5A“新喷规”6．1．5列有水幕系统的喷头选型。建议补充“6．1．5A准水幕系统喷头选型应符合下列规定：(1)防火分隔准水幕宜采用K=115的非标准快速响应喷头；(2)防护冷却准水幕宜采用K=80的标准快速响应喷头。1．3．5“新喷规”4．2．9本文丰富了“新喷规”4．2．9之2款第1句规定。以香格里拉为例，1998年开始设计，2000年施工完成地下二层至地上一层±0．00标高结构工程量,时至2003年才做大量修改设计，消防水池设在地下一层，池内底标高－4．90，有效容量只有360m3不足540m3，尚有180m3的缺口。原设计室外环网DN150并以两条DN150输水管从两路市政自来水干管引来，无法填补180m3的这个缺口，故除将上述环网和输水管放大至DN200外，还在屋顶设置容量超过常规18m3而达到144m3的高位消防水箱，额外增加126