給水排水自動噴水滅火系統局部積水區如何保溫防凍？

嚴寒及寒冷地區無集中供暖系統建筑多選擇采用干式系統或預作用系統。根據《自動噴水滅火系統設計規范》(gb 50084-2017,以下簡稱“噴規”）關于干式系統與預作用系統的定義，兩系統準工作狀態時報警閥后管道不充水，只在火災時系統啟動充水?，F實中這些不充水的管道，部分工程每年最冷月都因管道積水凍脹造成閥件或管道破壞，破壞部位均發生在系統局部下彎管段或區域。對嚴寒地區哈爾濱市最冷月62 d持續調查，調查數據見圖1，無集中供暖系統車庫溫度達不到規范要求的5 ℃原因是多方面的，本文僅針對這種現實存在現象闡述如何做好自動噴水滅火系統防凍保護，確保系統運行安全。

圖1 嚴寒地區無集中供暖系統車庫實測溫度

預作用系統、干式系統施工完成后需經管網充水時間及排水裝置測試。驗收完成后，預作用報警閥或干式報警閥后管道應徹底泄水放空。報警閥后系統管道在建筑物內敷設時，不可避免會遇到通風管道、排管或機械停車設備等障礙物。按照“噴規”7.2.3條要求寬度大于1.2 m的障礙物下方應增設噴頭，系統局部下行管段存在積水區域，應采取有效防凍措施或設置泄水放空裝置。實際工程中僅注重系統報警閥組、水流指示器及系統末端放水閥的設置，報警閥組后局部積水管段沒有采取有效防凍保溫措施或泄空裝置。在環境溫度低于0 ℃時，未采取有效防凍保溫措施保護的積水管道，由于溫度變化、物質體態變化而產生的應力造成系統破壞。只有在管道或管件發生凍脹破壞時才發現管道內已經結冰，外觀看似完好的內積冰管道，火災發生時因管道供水能力不足或冰塞，導致系統延遲噴水滅火，錯過最佳滅火時機，危及生命及財產安全。嚴寒及寒冷地區采用干式系統、預作用系統時，局部下彎管段的防凍保護問題應引起注意。

預作用系統、干式系統主要應用在嚴寒及寒冷地區無集中供暖系統的工業建筑或民用建筑中，“噴規”10.1.3條要求，在嚴寒與寒冷地區，對系統中遭受冰凍影響的部分，應采取防凍措施。以下列出4種防凍措施并加以討論：電伴熱防凍保溫、干式下垂型灑水噴頭、限定障礙物尺寸、設置泄水閥。

2.1 設置電伴熱防凍保溫防護

無集中供暖系統建筑或車庫采用預作用系統保護時，系統遇到通風管道、橋架等障礙物時，由于各專業工藝要求，這些障礙物分布不連續，當障礙物寬度大于1.2 m時，障礙物下局部需增設噴頭，連接灑水噴頭的下彎管段需設置防凍保溫措施。無論是采用恒功率電伴熱線還是自調控電伴熱線，都需要設置溫控器與獨立的接線盒（熱塑連接接線盒、端子連接接線盒、快速連接接線盒）。相較于濕式自動噴水滅火系統全部系統管道都需要設置電伴熱防凍保溫，預作用系統中僅需要局部寬度大于1.2 m的障礙物下增設噴頭及管段需要設置，兩者比較，預作用系統中需要設置電伴熱防凍保溫系統具有明顯節省造價的優勢。工程設計中應就障礙物局部增設噴頭的部位一并注明電伴熱防凍保溫系統相關要求。電伴熱防凍保溫系統平時系統運行電源雖然是消防電源，但火災時其負荷可不計入消防容量。

2.2 采用干式下垂型灑水噴頭

按照“噴規”“6.1.4干式系統、預作用系統應采用直立型灑水噴頭或干式下垂型灑水噴頭”的要求，預作用系統可以采用干式下垂型灑水噴頭。干式下垂型灑水噴頭的套筒長度一般為65~1 200 mm，根據訂購產品尺寸調整安裝高度。不同品牌干式灑水噴頭產品市場售價從幾百元到千元不等，受價格因素影響干式灑水噴頭只能局部適度使用，不能廣泛應用。有項目鑒于系統下垂灑水噴頭使用數量不多，在實際工程中使用，安裝情況見圖2。從圖2中可以看出，采用干式下垂型灑水噴頭雖然減少了短立管豎向長度從而減少系統管道內積水，但是連接干式下垂灑水噴頭的彎頭（三通）管件處仍會存有少量積水無法排出。dn25的gcp001-90°彎頭積水高度為52 mm; dn25的gcp003-45°彎頭積水高度為45 mm［參考《自動噴水與水噴霧滅火設施安裝》(04s206)89頁］。積水凍結會局部形成冰塞，封堵配水管。工程中冷庫設計時采用干式下垂灑水噴頭，預作用系統中應避免采用干式下垂灑水噴頭，應采用直立型灑水噴頭。建議后續“噴規”修編時，慎重考慮干式下垂型灑水噴頭在預作用系統中的應用。

圖2 采用干式下垂型灑水噴頭布置

2.3 先期規劃限定障礙物最大寬度

設計初期規劃限定各專業通風管道、成排布置的管道、橋架等障礙物的寬度，當寬度大于1.2 m時進行分拆，布置成兩組或多組。分拆后的障礙物每組寬度尺寸滿足小于1.2 m，組間相鄰最小水平距離不應小于1.2 m，頂板下標準覆蓋面積直立型灑水噴頭與鄰近障礙物的最小水平距離0.6 m［參考《自動噴水滅火系統設計》(19s910)77頁］。建筑功能簡單、有足夠空間或障礙物較少的建筑中可以優先考慮采用此種辦法。設計周期緊張、建筑功能復雜、管道布置空間有限，通風管道、成排布置的管道、橋架等障礙物較多且吊頂下有較高凈高要求的工程，即使花費大量時間及人力成本也不一定能有效的解決，不宜采用這種解決辦法。

2.4 設置泄水閥

“噴規”4.3.2系統組件、配件和設施中“3應設有泄水閥(或泄水口)、排氣閥(或排氣口)和排污口”“8.0.13水平設置的管道宜有坡度，并應坡向泄水閥。充水管道的坡度不宜小于2‰，準工作狀態不充水管道的坡度不宜小于4‰” 。根據以上條文，預作用系統或干式系統可通過在低點設置泄水閥徹底泄空管道中積水，采用案例圖示分別加以說明。

3.1 機械立體停車設備

機械立體停車庫需分層分區域設置灑水噴頭保護，機械立體停車庫頂層停車可以利用頂板下直立型灑水噴頭灑水保護，停車設備中其他層因滑動停車板的遮擋，需增設邊墻型灑水噴頭，布置形式為從頂板下噴淋配水管引出配水支管，沿立體停車設備外圍或建筑豎向構件（如結構柱）下行到滑動停車板處標高，在設備承載橫梁外圍布管配水，連接配水支管與邊墻型灑水噴頭（見圖3）。下層水平配水管與配水支管必須在滑動停車板下與行車高度之間的空間內完成安裝，一般有100 mm的安裝空間。配水支管可利用管道坡降約為50 mm，水平配水管采用2‰~4‰的坡度坡向泄水管，行走管長約12.5~25 m，滿足停車設備外圍布管要求（見圖4）。擋水板與滑動停車板平齊，最大限度提高水平配水管和邊墻型灑水噴頭安裝高度，否則會影響行車。

圖3 機械立體停車設備灑水噴頭布置

  圖4 機械立體停車 設備灑水噴頭軸向圖

3.2 大于1.2 m通風管道、排管等障礙物

“噴規”“7.1.6 除吊頂型灑水噴頭及吊頂下設置的灑水噴頭外，直立型、下垂型標準覆蓋面積灑水噴頭和擴大覆蓋面積灑水噴頭濺水盤與頂板的距離應為75～150 mm，并應符合下列規定”?！皣娨帯?.2.3為局部增設噴頭要求，“噴規”7.2.3圖示僅表達障礙物增設噴頭的位置示意，并非只能采用下垂型灑水噴頭，障礙物下增設噴頭可以采用直立型灑水噴頭或下垂型灑水噴頭，灑水噴頭濺水盤與頂板距離需滿足規范相關要求，預作用系統應選取直立型灑水噴頭。

預作用系統中，大于1.2 m障礙物下增設噴頭布置與機械立體停車設備下層布管原則相同，從頂板下系統配水管引出支管下行至障礙物下，為了減少泄水閥個數，可沿障礙物縱向布配水支管。根據障礙物長度，配水支管安裝高度宜控制在障礙物下150~300 mm。防止配水管過長，坡降過大，影響建筑高度，從而影響使用功能。泄水閥設置在系統配水管起端最低處，見圖5。

圖5 直立型灑水噴頭配水支管與障礙物平行縱向多噴頭布置

3.3 泄水閥設置要求及維護

系統局部下彎管段或區域應在積水管段最低處設置泄水閥，泄水閥宜設在管徑較大的配水管起端，避免由于配水管中線變徑導致管道內積水凍結侵占管道容積，影響管道過水流量。需要泄水的管道應坡向泄水閥，坡度宜為2‰~4‰；泄水閥及泄水管管徑可參照表1（“噴規”4.3.2條）選取。泄水閥應設在明顯易于操作的位置，設永久性標識便于維護人員管理查驗。例如在不影響行車的前提下，泄水管沿機械停車設備邊緣走管到立體停車設備外圍或建筑豎向構件下設置泄水口，或泄水管沿通風管道走管到風機房沿墻下行設置泄水口，泄水閥設置高度宜距離地面1.2~1.5 m，泄水管末端宜預留快接接口。

表1 泄水管管徑

預作用系統或干式系統應先完成系統泄水，再完成局部下彎管段泄水。系統泄水完成后，系統排氣閥開啟的同時開啟下彎管段泄水閥，完成局部下彎管段積水泄空。專用排水地漏設置與否根據局部下彎管段長度及管道內積水容量考慮。一般情況下，局部下彎管段長度有限，管道容積不大，泄水管末端快速接口可連接臨時軟管，泄水至就近排水設施或容器內，無需設置專門泄水地漏。

泄水閥個數不多時，可采用具有鎖閉裝置的閥門作為泄水閥，在系統試壓、試水及系統動作后由具有管理權限的工作人員逐一泄水放空；當泄水閥數量較多時，可將泄水閥設成電動閥或自動末端泄水裝置。當系統搭載智慧消防物聯網系統時，可實現一鍵操作，自動遠程泄水，便于操作與管理。

消防系統運行可靠性關乎生命及財產安全，嚴寒及寒冷地區無集中供暖系統建筑自動噴水滅火系統宜選擇預作用系統或干式系統。選用以上兩種系統，應按“噴規”相關要求對系統中存在冰凍風險的部分管道采取有效防凍措施保護。