边墙扩展覆盖型喷头设置浅析

【摘要】自动喷水灭火系统中，喷头的合理选型与布置至关重要。 我国《自动喷水灭火系统设计规范》规定： （1）边墙型扩展覆盖喷头：流量系数K=115的边墙型快速响应喷头。 2.1.10条 （2）顶...

【摘要】在工程设计中，针对火灾危险等级为轻危险级与中危险Ⅰ的宾馆客房等，由于经济、美观等因素，往往采用边墙扩展覆盖型喷头，本文结合实际工程案例，对边墙扩展覆盖型喷头的设置要点进行探讨分析。

【关键词】边墙扩展覆盖型喷头；火灾危险等级；宾馆客房；压力；流量

0 前言

随着我国建筑设计行业的发展，民用建筑中不同类型建筑的喷淋设计，也在由原来的普通喷头逐渐兴起了使用边墙型喷头的设计方式，但我国《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）规范中是对国外的相关经验进行借鉴，对边墙型喷头的规定与解释也不多。在此笔者根据实际设计中边墙扩展覆盖型喷头的设置，结合规范进行探讨，并提出笔者的相关看法。

1 规范相关规定及一般要求

自动喷水灭火系统中，喷头的合理选型与布置至关重要。

我国《自动喷水灭火系统设计规范》规定：

（1）边墙型扩展覆盖喷头：流量系数K=115的边墙型快速响应喷头。 2.1.10条

（2）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。6.1.3.3 条

（3）边墙型扩展覆盖喷头的最大保护跨度、配水支管上的喷头间距、喷头与两侧端墙的距离，应按喷头工作压力下能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面确定，且保护面积内的喷水强度应符合本规范表5.0.1的规定。

美国NFPA-13（2002年版）标准规定：

边墙型喷头仅能在轻危险级场所中使用，只有在经过特别认证后，才允许在中危险级场所按经过特别认证的条件使用。

民用建筑和工业厂房的系统设计参数 （表1）

火灾危险等级 净空高度

（m） 喷水强度

（ L/min.m2 ） 作用面积

（ m2 ）

轻危险级 ≤8 4 160

中危险级 Ⅰ级 6

Ⅱ级 8

严重危险级 Ⅰ级 12 260

Ⅱ级 16

注：系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa

边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距（m） （表2）

设置场所火灾危险等级 轻危险级 中危险级Ⅰ级

配水支管上喷头的最大间距 3.6 3.0

单排喷头的最大保护跨度 3.6 3.0

两排相对喷头的最大保护跨度 7.2 6.0

注：1 两排相对喷头应交错布置；

2 室内跨度大于两排相对喷头的最大保护跨度时，应在两排相对喷头中间增设一排喷头。

根据以上规范分析，采用边墙扩展覆盖型喷头是需要满足一定条件的，有些设计者不分场合，为了美观，随意应用的做法是不正确的。

2 工程中边墙扩展覆盖型喷头的设置分析

（1）基本情况分析

某高层宾馆建筑，宾馆客房的自喷火灾灭火等级为中危险级I级。标准客房A与标准客房B，尺寸如下图： （ 图1 ）

标准客房A：根据测量计算，喷头所需保护面积约36.7㎡；

标准客房B：根据测量计算，喷头所需保护面积约27.9㎡；

若按照标准喷头设置，此保护区域内需要喷头数量分别为6只，4只，不美观的同时，给客房装修增加了困难，因此考虑选择边墙扩展覆盖型喷头。自喷规范的条文解释中阐述，国外对采用边墙型扩展覆盖喷头有严格规定：保护场所应为轻危险级，中危险级系统采用时须经特许。

但经对比，在英美日德等国均属于轻危险级的高层旅馆客房，在我国属中危险级Ⅰ，因此可以采用。许多高层旅馆客房火灾可燃物较少，但因层数多，高度高，一旦发生火灾，不容易控制。所以旅馆客房内安装喷头，应尽量选用快速响应喷头，以减少室内人员的死亡。边墙扩展覆盖型喷头正是流量系数K=115的边墙型快速响应喷头。

由于保护面积大，也可以减少喷头数目，配水管道容易安装，装修方便。 本设计拟选用某公司生产的边墙扩展覆盖型喷头。UL和C-UL列表的覆盖面积和流量标准：

扩展覆盖水平边墙喷头（TY4332）、K115 （表3）

响应级别 覆盖面积m×m 最小流量LPM 最小压力BAR 溅水盘至屋顶距离mm 喷头公称动作温度℃ 喷头最小间距m

快速 4.9×4.9 98 0.73 100～300 57，68，79 3.1

快速 4.9×5.5 110 0.90 100～300 57，68，79 3.1

快速 4.9×6.1 121 1.10 100～150 57 3.1

快速 4.9×6.1 125 1.17 100～300 57 3.1

快速 4.9×6.7 133 1.32 100～150 57 3.1

快速 4.9×6.7 136 1.59 100～300 57 3.1

快速 4.9×7.3 148 1.64 100～150 57 3.1

快速 4.9×7.3 151 1.72 100～300 57 3.1

1、 背墙（设置喷头处）×边墙（喷水方向的长度）

2、 喷头出水中心线位于溅水盘下方11.1mm处。

3、 喷头最小间距是指喷头沿墙设置时两侧喷头的间距。其他相邻的喷头（即相邻或相对墙面上的边墙喷头，下垂喷头）必须设置在扩展覆盖边墙型喷头所列的最大保护面积范围之外）

（2）边墙扩展覆盖型喷头的选择要点

在选择边墙扩展覆盖型喷头时，需要注意以下两点。

1）喷头的保护跨度

边墙型喷头是靠边墙安装，其向其正前方喷水，受重力影响，若无墙等阻碍，水流最终以抛物线状落地。从喷头至水流落地点的水平距离叫喷头的射水跨度。

又因为自喷规范中要求，喷头的有效保护距离应满足“能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面”的要求。按照此标准，只取喷头至距喷头溅水盘1.2米高度处之间布水线，这段布水抛物线的水平投影叫最大保护跨度。

因此喷头的射水跨度不等同于喷头的最大保护跨度。选择喷头时候，须根据喷头的喷射距离压力曲线或者所给出的喷头参数列表等确定满足保护跨度要求，方可选用。

如下图，为《自动喷水与水喷雾灭火设施安装》图集中给出的某型号边墙型喷头布水曲线图。

2） 喷头保护面积内的喷水强度

规范条文解释中，边墙型喷头向前喷水流量约占总流量的70%～80%，喷向背墙的水量占20%～30%，在此原则下，笔者认为所选择的边墙扩展覆盖型喷头的喷水强度需要进行折减后，再按照规范中表5.0.1相应危险等级下的喷水强度进行复合，而设计者往往忽略此项。

（3）边墙扩展覆盖型喷头的计算

1）所需喷水强度计算

由于危险级别为中危险Ⅰ级，根据自喷规范中表5.0.1参数，客房喷水强度不小于6L/min.m2 ，计算标准客房A与B所需喷水流量分别为

标准客房A房间面积为36.7㎡，所需喷水量为6×36.7=220.2L/min

标准客房B房间面积为27.9㎡，所需喷水量为6×27.9=167.4L/min

2）喷头选择

结合A与B两种房间的实际尺寸与表3中的相关数据分析，考虑到同类场所选择喷头种类的一致性，拟选择参数为以下的边墙扩展覆盖型喷头：

覆盖面积：4.9×6.1m 最小流量：121LPM 最小压力：1.10bar（0.11Mpa）

动作温度：57° 喷头最小间距：3.1m 沿客房长边一侧布置

3）计算客房所需喷头数量以及验证喷水强度

1、对于客房A，1只不能满足要求，须布置2只，所需流量q1为220.2L/min ÷2=110.1L/min 。

2、对于客房B，1只不能满足要求，须布置2只，所需流量q1为167.4L/min ÷2=83.7L/min 。

对喷头进行流量强度复合，按照所选喷头向前喷射的流量强度为总流量强度q的80%计算，所得的有效流量强度大于实际所需流量强度q1即可。

即q×80%≥q1

所以对于客房A，只需满足q×80%≥110.1L/min，推导出q≥137.7L/min

所以对于客房B，只需满足q×80%≥83.7L/min，推导出q≥104.6L/min

所选喷头的最小流量为121LPM，因喷头须满足最不利的情况，综合以上两种客房的计算结果，按照喷头流量为137.7 LPM 来进行最不利喷头压力的计算。

布置好的边墙扩展覆盖型喷头如下：

4）最不利点压力计算

注意到，此工程中因标准客房A所在的位置最远，且其所需流量大，所以在计算喷淋泵扬程时，仍以标准客房A中最高最远处的喷头为最不利点复合。

根据公式1，推导出P为0.144Mpa，取0.15 Mpa（K=115）

因此最不利喷头所需最小流量为137.7LPM（2.3L/S），最小压力1.5bar（0.15Mpa）。

5）喷淋系统最不利计算面积的设计流量

喷淋系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定。本工程中，在160㎡保护面积内 包含喷头数为 5个K=115的边墙扩展覆盖型喷头（布置在客房）与9个K=80的标准吊顶型喷头（布置在走廊以及客房卫生间等）。

因为在最小压力约为0.15MPa的前提下，按照公式1推导出K=80的标准吊顶型喷头的流量为1.63L/S。

系统设计流量，应按照最不利点处作用面积内喷头同事喷水的总流量确定。

保护面积内各喷头的总流量为：5×2.3+9×1.63=26.17L/S .考虑到压力影响，乘以1.3的安全系数（实际工程具体设计应根据每个喷头处的压力，分别计算14个喷头的流量，并累计即可）系统最不利计算面积的设计流量为 26.17×1.3=34.1L/S，取35L/S 。

6）喷淋泵技术参数确定

根据最不利喷头所需最小压力，最不利计算面积的设计流量与中危险Ⅱ的带人防车库（人防部分设计流量由当地人防设计单位提供为40L/S）设计流量进行比较，可以确定出喷淋泵的扬程与流量等技术参数，从而选择合适的喷淋泵。

7）与采用普通喷头比较，所选喷淋泵流量与扬程比较

此工程中，由于客房采用了边墙型扩展覆盖喷头，最不利点喷头所需的工作压力比标准喷多了0.05Mpa，选择喷淋泵的扬程时，尤其须注意此点，且须将因流量变大后管径变化所带来的管路损失综合计算后确定。

此工程中采用边墙扩展覆盖型喷头与采用普通喷头系统的设计流量均小于人防部分提供的设计流量，所以喷淋泵设计流量实际上并未增加。但若撇开其他因素影响，只是单对采用边墙扩展覆盖型喷头替代普通喷头来言，喷淋泵设计流量是有所增加的。

3 工程总结分析

综上，在设计采用边墙型扩展覆盖喷头时需要注意以下几点：

1）设置场所与危险等级须符合规范，即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。设计人员须根据相关规定，不能盲目采用此类喷头。

2）须根据边墙扩展覆盖型喷头的压力与喷射距离曲线以及厂家提供的相关参数确定保护跨

度与喷头最小间距，依据实际房间，对喷头进行合理布置。

3）对喷头的实际喷射强度应参照向前喷射水量为总喷射水量的70%～80%，按照规范中不同危险等级的最小喷水强度进行复合。

4）边墙扩展覆盖型喷头对普通喷头进行替代后，其最小压力与流量发生变化，从而影响喷淋泵的压力与扬程参数的选取，须对工程中的其他流量因素等进行综合比较，且结合美观性、经济型等多种因素，来确定是否采用边墙扩展型喷头。

5）注意边墙扩展覆盖型喷头的布置位置。

① 此种喷头应布置在水平、光滑、平坦的建筑屋面下。

② 此种喷头不应布置在有障碍物的房间，应防止障碍物屏蔽热气流和破坏洒水分布。当有障碍物时，喷头应经过特殊认证并符合一定要求。

③ 设计边墙型扩展覆盖喷头时，根据其所需要最低工作压力来选择配水支管管径。

④ 边墙型扩展覆盖喷头溅水盘与顶板的距离应符合下边的规定：

直立式，溅水盘与顶板的距离为100～150mm；溅水盘与背墙面的距离为50～100mm 。

水平式，溅水盘与顶板的距离为150～300mm；溅水盘与背墙面的距离可小于100mm 。

综上所述，设计人员须合理的采用边墙扩展覆盖型喷头，才能在保证灭火效果的同时，利于室内装修，适当节省工程费用。

参考文献

[1].黄雪萍.边墙型扩展覆盖喷头技术探讨.厦门：福建建筑，2004年

[2].自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001（2005年版）.北京：中国计划出版社

[3].黄晓家，姜文源.自动喷水灭火系统设计手册. 北京：中国建筑工业出版社，2002年

[4].美国NFPA-13（2002 EDITION）