3.4 设计参数与水力计算

3.4.2 本条规定了闭式系统的设计参数选择要求。
    由于细水雾产品多种多样，影响细水雾灭火效果的因素众多、关系复杂，细水雾灭火系统的研究、设计和应用一直建立在实体火灾试验或实体火灾模拟试验的基础上。NFPA 750及CEN/TS 14972中都没有规定具体参数，而是要求进行相关的火灾试验确定。因此，本规范在编制时，经多次讨论，确定以实体火灾模拟试验的结果作为系统参数设计的依据。这一规定要求制造商提供与实际应用场景相适应的细水雾灭火系统应用参数。否则，要按照本规范附录A的要求经实体火灾模拟试验确定。
    同时，考虑我国实际情况，为便于设计，在参考国内、外主要细水雾灭火系统生成商的相关试验结果和技术资料的基础上，规范组归纳总结出一些典型的系统设计参数值列于表3.4.2。细水雾灭火系统的特点和灭火机理，决定了其灭火效果与喷雾强度、雾滴动量、空间高度等参数有关。例如，同一细水雾灭火系统，如安装高度不同，其灭火效果可能会有很大差异。因此，表3.4.2中同时规定了在一定喷头设计工作压力范围内的系统喷雾强度、布置间距和安装高度等参数。
    尽管本规范表3.4.2中列出了部分典型场所在一定应用条件下的设计参数取值，但由于影响细水雾灭火效果的因素较多，不同制造商生产的产品性能差异较大，设计人员在设计时，还应根据制造商提供的细水雾灭火系统性能参数确定。但是，当制造商提供的参数取值小于本规范要求时，要按规范的取值确定。
    同时，由于能采用归纳法总结出来的参数有限，不能涵盖细水雾灭火系统的全部应用情况，当系统的实际设计和应用情况不符合表3.4.2的规定时，要进行实体火灾模拟试验并以试验结果为基础进行设计。为保证试验的客观公正和数据的可靠性，实体火灾模拟试验要由权威机构结合工程的实际情况，按照本附录第A.1节的要求进行。
3.4.3 本条规定了闭式系统的作用面积。该规定参考了NFPA 750“对于轻危险的公共空间和住宿空间，系统作用面积应是最大水力要求的覆盖区域，最大面积为140m²”的规定。作用面积的提法与现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084的相关术语保持一致。
3.4.4 本条规定了开式系统采用全淹没应用方式时的设计参数选择要求。
    本条规定与国际标准和本规范第3.4.2条对于闭式系统的规定原则一致，要求系统的设计参数以实体火灾试验的结果为基础，具体问题具体分析。对于开式系统采用全淹没应用方式，当用于保护电缆隧道电缆夹层、电子信息系统机房的地板夹层空间及存在可燃液体火灾危险的设备室时，有关实体火灾模拟试验可以参考本附录第A.2～A.5节的规定进行；当用于保护文物库、图书库、资料库、档案库、配电房或电子信息系统机房主机工作间等场所时，要由有关火灾试验的权威机构结合实际工程的具体情况，按照本附录第A.1节的原则要求设计试验方案和进行模拟试验。
    表3.4.4规定了部分典型应用场所在一定应用条件下的喷雾强度等设计参数。表中规定的喷雾强度值，是细水雾喷头在相应的最低设计工作压力、最大安装高度和相应布置间距时的最小喷雾强度。设计人员在选用本规范表3.4.2给出的设计参数时，需要同时参考制造商提供的细水雾灭火系统性能参数。当制造商提供的参数取值小于本规范要求时，要按规范的取值确定。
3.4.5 本条规定了开式系统采用全淹没应用方式时，可保护的防护区最多数量和单个防护区的最大容积。参考国际海事组织（IMO）等国际权威机构的试验结果，对于泵组系统，目前采用全淹没应用方式进行实体火灾模拟试验的防护区体积基本不超过3000m³。超过该体积时，系统的灭火有效性需要进一步试验验证。瓶组系统由于其持续供水能力有限，因此要求单个防护区的最大容积小于采用泵组系统保护时的容积。对单个防护区的容积进行限定也考虑到防护区容积过大时，采用全淹没应用方式不够经济。
    采用开式系统全淹没应用方式保护的单个防护区，当容积过大时，可将其分成若干个小于3000m³或更小的防护区后按照第3.4.4条的要求进行设计，也可以根据实际工程情况参考表3.4.4确定设计参数。当这些防护区的火灾危险性相同或相近，可以按照其中最大一个防护区的要求设计。
3.4.6 本条规定了开式系统采用局部应用方式时的设计参数选择。
    对于开式系统，当火灾可能发生在某一设备或设备的某一个或几个部位的危险场所，可采用局部应用方式。局部应用方式多用于保护室内油浸变压器、柴油发电机和燃油锅炉等设备。局部应用方式的喷头布置与保护对象关系密切，布置形式较复杂，系统喷雾强度的试验值差别也较大，不易统一。所以，开式系统采用局部应用方式保护存在可燃液体火灾的场所时，系统的设计参数以产品检测时测定的“局部应用细水雾灭火系统B类火灭火试验”数据为依据，但不能超出所测定的参数值。
3.4.7 本条规定了开式系统采用局部应用方式时的保护面积计算方法。
    开式系统采用局部应用方式保护特定对象时，向其表面直接喷雾，并使足够的细水雾覆盖或包络保护对象，是保证灭火效果的关键。一般，是将保护对象的外表面面积确定为设计的保护面积，但对于外形不规则的保护对象，则较复杂。本条规定的设计保护面积计算方法，参考了现行国家标准《水喷雾灭火系统技术规范》GB 50219的要求。
3.4.8 本条规定了开式系统的设计响应时间，以确保系统有效扑救初起火灾。同时，本规范还对一个防护区内使用多套预制瓶组系统的应用作了限制。
3.4.9 细水雾灭火系统的设计喷雾时间，是保证系统能否灭火并防止其复燃的重要参数，本条规定为强制性条文。该时间是在实体火灾模拟试验的实际灭火时间基础上，考虑安全系数确定的，也参考了国外相关标准规范的要求。
    对于用于扑救厨房内烹饪设备及其排烟罩和排烟管道部位火灾的系统，其设计喷雾时间要求参考了中国工程建设标准化协会标准《厨房设备灭火装置技术规程》CECS 233的规定。
3.4.10 本条规定了本规范第3.4.2、3.4.4条和3.4.5 条中有关系统实体火灾模拟试验的原则要求，主要规定了实体火灾模拟试验的实施机构、具体试验方案及试验结果的工程应用要求等。只有满足这些规定，实体火灾模拟试验的结果才可以作为确定系统设计参数的依据。
    附录A规定了细水雾灭火系统实体火灾模拟试验的火灾模型、试验的引燃方式和预燃时间等的要求，并规定了液压站、润滑油站、柴油发电机房、燃油锅炉房、涡轮机房等存在可燃液体火灾危险的场所，电缆隧道、电缆夹层、电子信息系统机房的地板夹层空间等场所的试验方法、试验程序及试验结果判定等，包括试验空间、设备模型、模拟火源。对于用于保护图书库、资料库、档案库或电子信息系统机房主机工作间、文物库、配电室等场所的细水雾灭火系统，目前尚无统一的试验方法。细水雾灭火系统用于保护这些场所时，需要由有关火灾试验的机构结合工程的实际情况，按照本规范第A.1节的要求确定火灾模型，并进行模拟试验。 3.4.11、3.4.12 规范要求细水雾灭火系统采用Darcy-Weis-bach（达西-魏茨）公式进行管道水头损失计算。当系统管径大于20mm且流速小于7.6m/s时，管道水头损失可以采用Hazen-Williams（海澄-威廉）公式计算。与海澄-威廉公式相比，达西-魏茨公式考虑了水头损失受管道的粗糙度、管道内流体的密度、动力黏度、流速等因素影响的问题，较复杂，但更精确。
3.4.13 本条规定了系统管件及阀门局部水头损失的计算方法。
    区别于将沿程水头损失乘以系数作为局部水头损失的方法，当量长度计算方法较为精确，在欧美等国普遍采用。各种阀门、管接件、过滤器的等效当量长度由制造商提供。表4是摘录自NFPA 750有关铜连接件和阀的等效当量长度数据。     表4中所列的当量长度是以K型铜管为基准的数据，是基于Hazen-Williams（海澄-威廉）公式中C值取150确定的。对于C值取100、120、130和140 的情况，需将表中数值分别乘以0.472、0.662、0.767和0.880的换算系数。对于流线型的焊接连接件需要考虑一定的裕量。
3.4.17、3.4.18 规定了细水雾灭火系统的设计流量计算方法。系统的设计流量应从最不利点喷头开始，按沿程同时动作的每个细水雾喷头的实际工作压力逐个计算各喷头的流量，然后累计同时动作的喷头流量计算确定。
    第3.4.18条规定了累积同时动作的喷头数，即公式（3. 4.17）中的计算喷头数n。“当防护区间无耐火构件分隔且相邻时”，多数对应的是本规范第3.4.5条规定的、因单个防护区容积较大而分成多个较小防护区的情况。此时，为避免因着火点在划分的防护区交界处等，导致仅单个防护区内喷头开启而无法控制火势蔓延的情况，除要求着火的防护区的喷头喷放细水雾外，相邻两个防护区的喷头也要能够同时喷放细水雾。
3.4.20 本条规定了计算细水雾灭火系统储水箱或储水容器容量的方法。
    系统储水箱的容量要按储水箱的有效容积确定，即储水箱溢流口以下且不包括水箱底部无法取水的部分。对于泵组系统，无论外部水源能否在系统动作时保证可靠连续补水，其储水箱均需储存系统设计的全部灭火用水量。