【摘要】文章概括了民用建筑自动灭火系统的应用及特点，针对高大空间的自动喷水灭火系统进行探讨，并介绍了最新的技术和发展。

    【关键词】民用建筑；高大空间；自动喷水灭火系统；闭式系统；雨淋系统；探讨

    自动喷水灭火系统从产生到现在已经有100多年的历史了。实践证明，自动喷水灭火系统是最为有效的自动扑救室内火灾的消防措施。自动喷水系统具有快速扑灭初期火灾及阻止火灾蔓延，同时自动报警的功能。其造价低、效果好、运行可靠。随着技术的进步和施工水平的提高，它已经逐步取代室内消火栓系统成为民用建筑室内消防的主要手段之一。

    1民用建筑大空间发展现状

    改革开放以来，我国的国民经济迅速发展，人们生活水平快速提高，各种民用建筑类型都得到了长足的发展。特别是近年来随着大型公共建筑的增多，建筑师越来越倾向采用大空间来突出建筑的风格和尺度感。高大空间一直给人以开敞、气派、肃穆、庄严的感觉。尤其目前常见的采光屋面结

    合高大中庭的设计理念在购物中心、高档办公、会展中心、体育场馆等广泛采用。这种打通室内外的界限，突破室内狭小空间的做法深受各方的认可，但也给公用设备工程师带来了新的课题。

    2现阶段常用的自动喷水灭火系统及其不足

    自动喷水灭火系统有很多类型，一般分为闭式系统、雨淋系统(开式系统)、水幕系统、白动喷水一泡沫联用系统及水喷雾系统几种。本文主要讨论在民用建筑中占主导地位的闭式系统及雨淋系统。

    2.1室内净空高度8m以下常规自动喷淋系统

    在室内净空高度8m以下时，民用建筑内除了舞台葡萄架下及摄影棚、演播大厅、设备及房等特殊场合一般均采用闭式喷淋系统。闭式系统有喷水针对性强，运行可靠，不必依靠火灾自动报警系统而独立运作，水渍损失小等诸多优点，在常规民用建筑中的运用极其广泛，也发挥了巨大的社会及经济效益。按照《自动喷水灭火系统设计规范(2005年版))(GB50084一2001)第9.1.3条规定，系统的设计流量经计算轻危险及中危险一级场所一般不超过30L/s，中危险二级一般也不会超过40L/s。这样的设计要求所需的自动喷水消防储水量不会超过144t，室外设置的水泵接合器不会超过3个，在设计_L很容易满足。有很好的可操作性，也是目前自动喷水系统的主要方式。

    2.2.室内净空高度8-12m普通中庭自动喷淋系统

    闭式自动喷水系统核心操作部件是闭式喷头。闭式喷头主要有两大作用，一是利用闭式喷头的热感元件来感知初期火灾，达到动作温度时喷头喷水，管道内水流动启动水流指示器及信号阀起到火灾报警的作用；二是喷头的动作完全由火场的温度变化来控制，喷水可以直达着火点，起到灭火的作用。但当喷头布置高度超过8m，喷头不能迅速地感受到地面火源的影响，从而不能马上动作，则这两大作用都不能发挥。
因此，在规范2001年版中，民用建筑闭式自动喷水系统只能设置在净空不超过8m的场合。
    由于闭式系统的巨大优越性及普遍性，对于一定范围的高大空间使用闭式系统的呼声一直很高。在中外各种消防实验的支持下，《自动喷水灭火系统设计规范》第5.0.1A条规定，非仓库类高大净空场所设置湿式系统的净空高度可以到8-12m，但对于作用面积及喷头间距均做了更高要求。

    经笔者的计算，对于普通民用建筑(中庭、影剧院、音乐厅、单一功能体育馆等)在喷头间距3m，作用面积260m2，喷头系数K=80的条件下，如果将最不利点喷头压力设定为0.05MPa，适当放大管径，系统设计流量仍然可以控制在40L/s左右。在这种条件下，大空间的自动消防与其他普通部位的自动消防可以合并考虑，消防泵、各消防组件以及配管均没有特殊要求，极大的简化了设计工作。

    2.3净高大于12m高大空间雨淋系统的应用及不足

    民用建筑中对于净高大于12m的高大空间，闭式系统喷头的动作受到了很大的延迟，其报警与扑救的作用均不能迅速发挥，因此不适宜使用普通闭式喷淋系统。《自动喷水灭火系统设计规范》第4.2.5.2规定:“室内净空高度超过本规范6.1.1规定，且必须迅速扑救初期火灾”的场合，采用雨淋系统。一般认为，所有场所的初期火灾都必须迅速扑救，因此对于这类场所雨淋系统应该被优先采用。

    雨淋系统是一种加强性的自动喷水灭火系统，用于火灾水平蔓延速度快，闭式喷头开放不能及时使喷水有效覆盖着火区域的场所。特点是由火灾自动报警系统开启雨淋阀及消防供水泵，所有由雨淋阀控制的开始洒水喷头同时洒水，形成大面积大流量喷水覆盖，从而扑灭火灾。雨淋系统的优点是水量很大，覆盖充分，控制火灾蔓延效果好；但缺点也很明显，必须与火灾报警系统联用，造价较高，灭火针对性不强，水渍损失大。

    因为雨淋系统的设计参数与普通闭式系统有很大的区别，因此必须为雨淋系统专门设置给水系统及设置自动火灾报警装置。又因为雨淋系统水量很大，也将会大大增加消防水池储水量，从而增加土建投资和设备费用。对于绝大部分的民用建筑，其中庭一般紧靠主出人口，并无可燃物，人员也

    能够迅速疏散，在此设置大流量的雨淋系统，第一造成很大的水渍损失，第二也会对人员的疏散造成障碍。还有一个现实的问题是，如果高大空间与采光屋面相结合，在这种情况下，“满天星”布置雨淋系统喷头将会对建筑采光效果造成巨大影响，几乎不可能实施。综上种种，一种新的解决高大空间自动消防的整体方案PA待开发，以解决工程设计和施工的现实问题。

    3新型自动水消防系统简介

    随着科技的进步，特别是近20年来遥感技术和自动控制的巨大发展，自动喷水系统也在不断的完善和提高。近几年针对民用建筑高大空间自动消防的新型设备层出不穷，具有代表性的就是由广东省建设厅主持制定的广东省标准《大空间智能型主动喷水灭火系统设计规范》及由辽宁省消防局主持制定的《大空间自动扫描定位喷水灭火系统设计规程》等。

    3.1广东省标准

    在广东省(大空间智能型主动喷水灭火系统设计规范》中，将系统分成三类，分别是:大空间智能灭火装置、自动扫描射水灭火装置和自动扫描射水高空水炮灭火装置。
其中，大空间智能灭火装置有一些类似传统的雨淋装置，而后两者则有一定类似之处，是对于大空间灭火系统新的发展。分述如下。
    3.1.1大空间智能灭火装置

    大空间智能灭火装置很类似于传统的雨淋系统。主要应用在严重危险级的场所，最大设计流量可为50L/s，最高安装高度可为25m。它与雨淋系统主要区别是喷头采用大空间大流量喷头，水量为5口。，接口直径为40mm，标准工作压力为0.25MPa；特别是大空间智能灭火装置设置了智能型红外探测组件，因此可以对于着火点及周边圆形区域均匀洒水，对比传统雨淋系统的大面积同时洒水就做到了有的放矢，提高了扑救的准确性，减少了水溃损失。但是因为它的布置方式与雨淋系统一样是“满天星”布置，对于采光屋面使用同样有一定的局限性，只能说他是雨淋系统的改进和发展。

    3.1.2自动扫描射水灭火装置和自动扫描射水高空水炮灭火装置

    自动扫描射水灭火装置和自动扫描射水高空水炮灭火装置是本规范新出现的系统，具有很大的实用性。这两个系统最大的特点是安装方式多样，分别有顶部安装、架空安装、边墙安装及退层平台安装多种方式，具有很大的灵活性，特别适用于民用建筑中大量的轻中危险级及采光屋顶的设置场所。系统的每一个自动扫描喷头或射水高空水炮均一并设置智能型红外探测组件，每个喷头独立设置电磁阀。当该喷头或水炮保护区域内发生火情时可以迅速瞄准及喷水。

    区别仅在于自动扫描射水灭火装置在着火点及周边扇形区域扫描射水；自动扫描射水高空水炮灭火装置在着火点及周边矩形区域扫描射水。自动扫描射水灭火装置的标准工作压力为0.15MPa，最大保护半径为6m,喷头安装高度为2.5-6m；而自动扫描射水高空水炮灭火装置标准工作压力为0.6MPa，最大保护半径为20m,喷头安装高度为6一20m。

    对于架空安装、边墙安装及退层平台安装，自动扫描射水灭火装置和自动扫描射水高空水炮灭火装置均不限制净空高度。此两种系统基本解决了长期困扰设备工程师的民用高大净空场所自动灭火系统问题。特别是此二系统的设计流量最大不超过45L/s，且可以和普通闭式喷淋系统综合设置，不必增大消防水池容积和增加水泵，具有很强的实用性和经济性。

    3.2辽宁省标准

    针对同样的问题，辽宁省也出台了《大空间自动扫描定位喷水灭火系统设计规程》。该规程将灭火装置分为吸顶式自动扫描定位喷水灭火装置、中悬式自动扫描定位喷水灭火装置、墙壁式自动扫描定位喷水灭火装置及离心式喷水灭火装置四种。其中前三种均设置扫描系统，一旦发生火情，均可锁定喷嘴对准火点喷水灭火；离心式系统则有些类似于广东省标准的大空间智能灭火装置，采用“满天星”覆盖，以压力水为动力使喷头旋转，均匀喷洒在保护范围内。

    辽宁省标准与广东省标准基本思路十分类似，只不过参数有所不同。主要的区别是:辽宁省标准限定净空高度不得超过30m，而广东省标准在一定的安装高度下不限净空高度。另外，辽宁省标准针对北方地区气候条件增设了半湿式和干管系统及低温装置。使得本系统有更大的适用性。

    4前景与展望
    近几年来，随着改革开放的不断深人，我国又进人了一个建设的高潮。各种公共建筑，特别是高大空间的公共建筑如候机大楼、体育场馆、会展中心、大型购物中心、影剧院的大量建设；建筑的空间构成与装修形式也不断的发生变化；新的材料和技术层出不穷。尤其是大空间、大体量，200000m2扩甚至400000m2扩以上的单栋建筑也开始兴建，这种建筑内部空间复杂，人财物高度密集，疏散相对困难。一旦发生火灾，将造成不可想象的巨大灾难，这一切都呼唤现有消防技术的巨大变革。现在，针对高大空间的自动消防系统才刚刚开始出现，在设计和实施过程中肯定还有许许多多的问题。随着广大工程师和相关工程技术人员的不懈努力，相信更多安全、舒适的大型公共建筑将带给人民群众更多的便利，为建设和谐社会发挥更大的作用。