演播大厅雨淋系统的方案讨论

张峰

由于演播大厅面积比较大，需要设置多组雨淋系统才能覆盖，优化每个雨淋阀控制的喷水面积大小及位置分割，讨论两种电视台的演播大厅雨淋系统设置方式，比较两种设置方式的总设计流量、消防水池容积及管径。

一、工程概况

本项目为濮阳市广播电视台演播厅，基底面积：2537.41m2；总建筑面积：13749.64m2；地上建筑面积：6012.63m2；地下建筑面积：7737.01m2。建筑类别：多层公共建筑；使用功能：地上为演播大厅、贵宾室、演播室、导播室、中控室、新闻录制间等，地下为设备用房和机动车库。根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）及《广播电影电视建筑设计防火标准》 GY5067-2017：建筑面积不小于400m2的演播室应采用雨淋系统。此处主要讨论面积为868.84m2的演播大厅的雨淋系统布置。

二、雨淋系统的设计方案

1.设计原则

雨淋系统由雨淋报警阀控制其连接的开式洒水喷头同时喷水，有利于扑救水平蔓延速度快的火灾。但是，如果系统防护分区面积过大，将会使系统的流量过大，总用水量过大，其所采用的雨淋水泵型号及消防水池的容积必然增大，影响雨淋系统的经济性能。

合理的划分防护分区，使每个雨淋报警阀控制的喷水面积符合《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017规定：每个雨淋报警阀控制的喷水面积不宜大于260m2。对于面积比较大的演播大厅来说，可设多套雨淋报警阀组合控制一次灭火的保护范围。演播大厅按严重危险级Ⅱ级，喷水强度16L/min·m2，作用面积不小于260m2，喷头工作压力为0.1MPa。

2.设计方案

本演播大厅长为37.45m，宽为23.20m，面积为868.84m2，远大于260m2，因此需要设置多套雨淋报警阀组合控制灭火。雨淋系统的设计流量应按雨淋阀控制的喷头的流量之和确定。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。

本项目雨淋系统的启动方式是在开式喷头的保护区域内同时安装火灾自动报警系统，由火灾自动报警系统触发：雨淋系统的保护区域内发生火灾，感温火灾探测器或感烟火灾探测器探测到火灾，将报警信号发送至火灾报警控制器。火灾报警控制器发出电动信号，启动雨淋阀管路上的电磁阀，使启动管路中的水流出，控制腔水压降低，雨淋阀开启。进水管中的压力水进入报警管路，启动水力警铃，触发压力开关。压力开关发出联动信号启动消防水泵向系统侧管网供水。

喷头采用流量系数为K=115的ZSTKX-20开式喷头，布置按照长边13排，间距2.85m，每排喷头有8个，间距2.90m，喷头距墙间距都不大于1.5m，主管从每排喷头的中间穿过，每个支管带4个喷头，增大末端的喷淋管径，使每个喷头的流量尽量均匀。

本次研究讨论以下两个方案。

（1）方案一

本方案共设置四个分区，每个区域的面积为260m2，为一个雨淋报警阀组的保护的最大范围。如图，第一方案系统分区，例如第一分区和第二分区中间的一排喷头为共用喷头，连接该排喷头的主管两侧采用单向阀控制，无论是第一分区还是第二分区开启此排喷头都能开启，这样能够更全面地保护到演播厅，防止火灾蔓延。单向阀的作用是保证单个分区火灾时中间喷头均参与灭火，而其他区域无水流。

系统设计流量：

Q1=16L/(min·m2) ×260m2÷60=69.33(L/s)

每个雨淋阀设计流量：

Q2=16L/(min·m2) ×260m2÷60=69.33(L/s)

雨淋系统入口处所需水压：

H=1.2 ∑PP+P0+Z=1.2×（23.75+7）÷100+0.1+0.15=0.619(MPa)

式中：H—雨淋阀门处所需水压（MPa）；

1.2—管道局部阻力系数；

∑PP—管道沿程和局部水头损失的累计值(MPa)；

P0—最不利点处喷头的工作压力(MPa)；

Z—最不利点处喷头与系统入口管水平线的高程差(MPa)。

雨淋水泵组：共需设三台雨淋水泵，二用一备，型号为XBD7.2/35-125L，雨淋水泵单台流量为40L/s，扬程72m，功率45kW。雨淋阀组由雨淋水泵两路DN200的主干管供水。火灾自动报警系统触发，雨淋阀作用时同时启动两台泵。消防水池的雨淋容积：室内雨淋系统一次灭火用水量为70L/s×1h×3.6=252m3

图1 第一方案系统分区

（2）方案二

本方案将演播大厅分为五个分区，每个区域的面积为140m2，为一个雨淋报警阀组的保护的最大范围。如图第二方案系统分区，按照灭火时最不利情况，即当着火点刚好发生在两个相邻区域的分界线处时，火灾场所的安全性，防止火灾蔓延，需要该分界线处的相邻两个分区的雨淋喷头同时喷水灭火。此时两套雨淋阀组的保护面积为140m2×2=280m2，此面积大于系统作用面积260m2，满足规范要求。

系统设计流量：

Q1=16L/(min·m2) ×280m2÷60=74.67(L/s)

每个雨淋阀设计流量：

Q2=16L/(min·m2) ×140m2÷60=37.33(L/s)

雨淋系统入口处所需水压：

H=1.2 ∑PP+P0+Z=1.2×（23.25+7）÷100+0.1+0.15=0.613(MPa)

（式中字母意义同上）

雨淋泵组：共需设三台雨淋水泵，二用一备，型号为XBD7.2/40-125L，雨淋水泵单台流量40L/s，扬程65m，功率55kW。雨淋阀组由雨淋水泵两路DN200的主干管供水。火灾自动报警系统触发，同时工作的雨淋水泵数量由开启的雨淋阀数量所决定：当有1个雨淋阀开启时，只有1台泵工作，如随后第2个雨淋阀开启，才能使2台泵并联工作。

消防水池的雨淋容积：室内雨淋系统一次灭火用水量为75L/s×1h×3.6=270m3

图2 第二方案系统分区

三、方案优劣性比较

1.安全可靠性

无论是第一方案还是第二方案都能够有效防止火灾蔓延，尤其是当着火点刚好发生在2个相邻区域的交汇处时，都能够有效的覆盖到灭火点进行灭火。

2.设计流量及泵组选择

第一方案系统设计流量69.33L/s，水泵流量40L/s，扬程72m，功率45kW，第二方案设计流量74.67L/s，水泵流量40L/s，扬程65m，功率55kW。比较发现第一方案可以选择型号小一号的泵组。

3.系统管路管径比较

第一方案一共设置了四个雨淋阀组及三组单向阀，每个雨淋阀设计流量：69.33L/s，雨淋阀组的流量比较大，阀组后采用的主管道管径为DN200；第二方案设置了五个雨淋阀组，每个雨淋阀设计流量：37.33L/s，雨淋阀组的流量相对小，阀组后采用的主管道管径为DN150。比较发现阀组数第一方案少一组，第二方案的报警阀组和管径型号比较小。

4.消防水池的雨淋容积

第一方案为252m3，第二方案为270m3，第一方案水池容积稍微小一点。

四、结论

经过比较发现，无论是第一方案还是第二方案都能够有效的防止火灾蔓延，尤其是当着火点刚好发生在2个相邻区域的交汇处时。设计者通过合理的布置喷头及管道，合理的分区，根据工程造价，场地大小及多方面的比较最终确定方案。