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固定消防炮与大空间智能灭火系统在不同场所中的应用
作者：孙斌
来源：《消防界》2018年第08期
摘要：本文从原理和应用两方面来区分固定消防炮和大空间智能灭火系统，并以具体工程为例，对两种建筑的大空间消防系统进行设计。得出结论：固定消防炮和大空间智能灭火系统是不同场合下两种不同规格的灭火系统，大空间智能灭火系统只适合净空在25米以下的场所，净空在25米以上的场所必须采用固定消防炮。前者相当于一个大流量（5L/S）的喷头，后者相当于一个大流量（20L/S）的消火栓。 关键词：固定消防炮；大空间智能灭火系统
随着我国经济的高速发展，人民生活水平日益提高，各种各样性质的建筑如雨后春笋般拔地而起。而民用建筑工程建设中的室内大空间场所类别也越来越多。如体育场馆、火车站房、剧场和会展中心等等。
人员密集的公共场所，對人身安全产生最大威胁的就是火灾，所以在不同性质的各种公共场所，必须设置不同类型的消防系统。根据现行各种消防规范，公共建筑内一般设有以下几种消防设施：
1.消火栓给水系统。
2.自动灭火系统，其中包括：自动喷水灭火系统、固定消防炮灭火系统、大空间智能灭火系统、雨淋灭火系统、水喷雾灭火系统、气体灭火系统等。
本文首先从工作原理和具体应用两个方面来介绍和区分固定消防炮和大空间智能灭火系统。并以现阶段两个实际工程为例，进行具体的详细设计。 一、“大空间场所”的具体定义
对于大空间的具体定义，现行的各种消防规范虽然有涉及，但是没有完整的说明，如建规8.3.5的条文说明中提出了建筑物内空间高度大于8m时，宜设置固定消防炮等灭火系统。《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017（之后简称《喷规》）中，第5.0.2条提出了民用建筑高达空间场所的概念，内容为8-18米的中庭、体育馆、航站楼、影剧院、音乐厅和会展中心等。在《固定消防炮灭火系统设计规范》GB50338-2003（之后简称《固定炮规》）中，在3.0.2.5条提出了高度超过8m，且火灾危险性较大的场所。在《大空间智能型主动喷水灭火系
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统设计规范》DBJ15-34-2004（之后简称《空规》）中，在第2.1.1条明确提出了大空间场所是指民用和工业建筑物内净空高度大于8m，仓库建筑物内净空高度大于12m的场所。 综上所述：民用建筑内净空大于8米，仓库建筑物净空大于12米可称之为大空间场所。 二、固定消防炮和大空间智能灭火系统的运行原理及应用 1.固定消防炮分为水炮系统、泡沫炮系统和干粉炮系统。
固定消防炮分为手动式和自动式。手动式是由现场人员发现火情，按动消防炮的启动按钮，控制室接到报警信号由值班人员启动消防炮灭火。
自动式消防炮采用由数控消防炮和图像型火灾探测技术结合，火灾发生后，控制系统接到火灾探测报警并在图像上反应后，通过联动控制器联动，对着火点进行扫描定位，驱动水炮对准着火点，并启动水泵，通过压力开关设置的压力值开启电磁阀喷水灭火，火灾结束后，联动控制器自动关闭水泵和电磁阀。
固定消防炮用水量应按两门水炮的射流同时达到任意防护区的要求计算，民用建筑用水量不小于40L/S，工业建筑用水量不小于60L/S。每个炮的流量为20L/S，保护半径为50米。消防水炮具有水量集中，流速快，冲量大，水流可以直接接触燃烧物而作用到火焰根部，将火焰剥离燃烧物使燃烧中止，能有效扑救高大空间内蔓延较快的火灾。
2.大空间智能型主动喷水灭火系统由智能型探测组件、自动扫描射水高空水炮、机械传动装置、电磁阀组四大部分组成。主要有三种装置：（1）大空间智能灭火装置，由智能型红外探测组件，大空间大流量喷头和电磁阀组组成，灭火喷水面为圆形，保护半径4～6米，安装高度6～25米，喷水流量大于等于5L/S，工作压力0.12～0.25MPa；（2）自动扫描射水灭火装置，由智能型红外探测扫描射水喷头，机械传动装置和电磁阀组组成。其中红外探测，射水喷头和机械传动装置为一体化设置。灭火射水面为扇形，保护半径小于等于6米，喷水流量2L/S，安装高度2.5～6米，工作压力0.20MPa。（3）自动扫描射水高空水炮灭火装置由智能型红外探测组件，自动扫描射水高空水炮，机械传动装置和电磁阀组组成，其中智能型红外探测组件，高空水炮和机械传动装置为一体化设置。保护半径小于等于20米，喷水流量大于等于5L/S，安装高度6～20米，工作压力0.6MPa。
3.根据《空规》3.0.5条文要求，大空间智能灭火系统适用于净空8-25米之间的小规模大空间场所，比如剧院、中庭、演播室等。固定消防炮工作压力高，喷射反力大，对建筑物、人身和财产的安全有一定威胁，这点决定了该系统设置的场所有一定的局限性。
4.大空间智能灭火系统与喷淋系统的管网综合布置时，只需满足最大一个系统的水量、水压及一次灭火用水量需求。系统的管道可以直接从喷淋系统湿式报警阀前接引。 固定消防炮与消火栓系统管网综合设置时，需考虑两个系统的消防用水量总和。
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三、固定消防炮和大空间智能灭火系统的具体设计。
某县级火车站，总建筑面积12000m2，一层层高6.9m，二层层高16.6米，一层进站口为中庭，高度23.5米，站房屋面为网架屋面。
根据规范，二层和一层进站口为大空间场所，且屋面为网架屋面，故考虑设置固定消防炮系统。水炮的设计射程：Ds=Ds0（Pe/P0）1/2，其中Ds为水炮的设计射程，Ds0为水炮在额定工作压力时的射程，Pe为水炮的设计工作压力，P0为水炮的额定工作压力。
根据《自动炮规》4.2.5表中所提供的三种消防炮，选择第一种消防炮，单炮流量20L/S，额定工作压力0.80MPa，额定射程50米，一般情况下，具有额定射程和压力的消防炮都是经过国家相关部门的审核和校正，设计时，我们将额定工作压力视为设计工作压力，故根据公式计算得出Ds=50米，消防水炮的设计流量Qs=Qe=20L/S。根据计算，在站房南北两侧屋顶的马道内分别设置一台型号为PKSD40电动型水炮。
2.某县级体育中心的文化科技馆，总建筑面积7720m2，中庭高度18米，屋顶为网架结构，根据规范，设计考虑采用大空间智能灭火系统中的自动扫描射水高空水炮，喷头布置方式为2行2列，同时开启的喷头数为4个，系统设计流量20L/S，单个喷头流量5L/S，水炮出口壓力0.60MPa，保护半径20m，水炮与喷淋公用一套加压系统，管道从湿式报警阀前接引。 四、结语
1.消防水炮具有水量集中，流速快，冲量大的特点，但是固定消防炮工作压力大，喷射反作用力大，对于建筑物、人身和财产有一定威胁，一般在顶部为网架结构，且对美观有要求的火车站房、会展中心等建筑物设置。
2.大空间智能灭火系统由于其自动化灭火程度高，针对不同性质的大空间场所有不同的灭火装置，
而且其工作压力最大不高于0.60MPa，对建筑物和人身安全没有较大的威胁，故在净空高度为8-25米之间的场所，一般建议采用大空间智能灭火系统。
3.从本质上看，大空间智能灭火系统相当于一个大流量喷头，可以和自动喷水灭火系统合用加压泵和消防用水量。管道可以直接从湿式报警阀前接引；而固定消防炮则相当于一个大流量的消火栓，它的消防用水量和压力需要独立计算。 参考文献：
中华人民共和国公安部.《固定消防炮灭火系统设计规范》（GB50338-2003）[S].北京：中国计划出版社，2003，（07）.