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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 116 改善大面积洁净厂房喷淋设计施工的方法探究 许永立 孙其蓓 安国勇 中国电子系统工程第四建设有限公司，河北 石家庄 050000 摘要：摘要：消防喷淋管网施工中经常会出现材料损耗率高、施工难度大、人工浪费等情况，特别是大面积洁净工业厂房，这种情况就更为明显和严重。本文针对大面积洁净工业厂房，首先分析火灾特点，指出常见的设计形式，明确提出设计要点，并主要介绍在管道采购、喷头排版、支管组装等阶段进行改善。主要方法是：打破思维定式，通过进行采购定制尺寸的管道；喷头排版在满足规范要求的同时，探究降低管道损耗的方法；支管组装时通过及时组装机械四通、施压、色环安装和喷头防护罩的拆除，同时做好工序、人员和机具安排。注重细节，不断创新，探索新的施工方法，可以有效提高施工效率，缩短工期、提高质量，节约成本。关键词：关键词：火灾；喷淋管道；排版；水压试验；工序 中图分类号：中图分类号：TU976 作为厂房内的安全保障系统，消防喷淋系统一般处于项目设计和施工的第一步，消防喷淋系统的施工进度对整个厂房的建设周期有一定影响。喷淋管道常见管径为 DN25-DN300，6 米一支，对于消防喷淋主管来讲，一般采用镀锌钢管，连接方式有沟槽式连接件(卡箍)、丝扣或法兰连接，最常见的是沟槽连接，沟槽管件使用量大，也就意味着渗漏概率大，另外设计图纸一般未考虑管道损耗，造成管道损耗率偏高，特别是需要丝接的 DN25-DN50 规格，管道损耗率超过 5%。另外，喷淋管道安装位置高，施工和维修困难，本文探究如何减少高空作业和降低维修概率的方法，降低安全风险，提升施工质量，节约工期，提高功效。1 大面积洁净厂房火灾特点 1.1 火灾危险源多，洁净区面积大 随着半导体的飞速发展及洁净要求的不断提高，洁净区面积达十余万平米，华夫板的使用使洁净区与设备辅助区融为一体。某些使用易燃易爆化学品的区域，使得厂房的火灾危险性大大增加，当发生火灾时，火灾迅速蔓延至整个厂房，造成巨大的损失。1.2 建筑结构密闭，室内迂回曲折，扑救困难 随着洁净区面积的不断增大，对空气中粒子浓度要求越来越高，洁净室内工艺隔离、除尘、防尘设施也不断增加。厂房内平面布置迂回曲折，多为无窗厂房，人员疏散困难，特别是实验室、检测间、装配车间等，大多是房间小、人员密集，发生火灾易造成群死群伤。1.3 火灾蔓延迅速，早期发现困难 洁净室内工艺管线、风管、电缆布置错综复杂，一般安装在技术夹层或回风夹道内，发生火灾不易发现。洁净室内的送风、回风、排烟等风管较为复杂，发生火灾时火势顺着风道迅速蔓延。2 大面积洁净厂房的喷淋系统的常见形式及管材选用 洁净室(区)设置的自动喷水灭火系统，通常可考虑湿式系统或者预作用系统，洁净厂房通常定义为中危级或更高。关于喷水强度和作用面积：我国在电子工业洁净厂房设计中，为了确保洁净室(区)的安全运行，减少经济损失，及时进行扑救，洁净室(区)设置的自动喷水灭火系统，应符合现行国家标准自动喷水灭火系统设计规范GB 50084 的有关规定1。喷水强度不应小于 8Lmin，作用面积不应小于 160；洁净等级较高（百级及以上）、面积较大的洁净厂房目前多采用的是湿式系统并配快速响应喷头。喷水强度均按 8Lmin进行设计，作用面积为 160；对于消防设计有 FM/UL 认证的厂房，按喷水强度8Lmin，作用面积 280 进行设计。喷淋管道一般采用内外壁热镀锌钢管，符合现行国家标准低压流体输送用焊接钢管GB/T 3091 或现行国家标准输送流体用无缝钢管GB/T 8163 的规定。中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 117 3 喷淋系统消防管道的设计要点 精确的水力计算对喷淋系统至关重要，喷淋系统的计算主要包括消防水泵流量、扬程、管径等。管道选择需要根据水量、流速、管道损失等进行计算，合理、经济的选型。喷淋系统管道内的流速宜采用经济流速，一般不超过 5ms，必要时可超过 5ms，但不应大于 10ms。管道损失按照最新规范改用海澄-威廉公式，管道的局部水头损失宜采用当量长度法计算。4 管道采购 4.1 长度定制 一般喷淋主管采用热浸锌焊接钢管，6 米一支，为了节余成本，在采购阶段，定制 9 米甚至 12 米，但考虑管道使用数量和施工难度，定制加长管道，在一定程度上会造成管件数量的减少，节余一些支吊架、卡箍等辅材采购成本，当然也增加管道采购成本和施工难度的增加，需要根据现场安装条件综合判断，大面积工业厂房非常有利于管道定制。以沈阳某项目为例，DN250 的主管量大，既要满足沟槽连接不收受力要求，又要现场安装方便，根据车间桁架 18000*15000 的特点，选择东西布置主管道长度 7.5 米南北走向主管道 12 米的长度来采购，既减少了刚卡的使用量又满足了车间模数要求，卡箍数量节省了 20%的使用量；4.2 沟槽预制 为减少施工占地及提高现场安装速度，DN65 以上管道由供应商沟槽后到达现场，减少了现场场地的占用及人员使用，且沟槽质量易于控制。管道沟槽预制，在管道出厂前进行管道压槽是个不错的选择，工厂一般采用新一代的限位压槽机，自带压槽厚度刻度，方便工人调节压槽厚度，保证压槽的厚度均匀，比起施工现场压槽主要有以下几个优点：（1）压槽质量高。一般工厂内自动化压槽，压槽深度和宽度精度高，质量有保证，在施工现场采用人工压槽，操作工人的技能要求高，并且不统一，易出现超出规范的情况；（2）压槽速度快。在工厂内，实现机械化压槽比较容易，自动化程度高，在施工现场一般采用人工+机械压槽，速度慢，需要大量人工；（3）成本低，管道的采购成本有少量增加，但是节约了更多的现场人工成本。有很多人担心，管道在工厂进行沟槽，管口强度有所降低，在运输过程中易造成破坏。其实这个在实际运输过程中，很少发生破坏情况。5 喷淋支管排版 5.1 支管排版 支管排版，也就是根据喷头的设置要求进行排版，确保满足规范要求的情况下，优化布置支管和喷头，这需要考虑建筑性质、火灾危险等级、净空高度、保护面积、边长、喷头距端墙的最大距离等等，参考民用建筑和工业厂房的系统设计参数表和同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距表2，以中火灾危险等级净空高度8m 的工业厂房为例，根据自动喷水灭火系统设计规范+GB+500842001，喷水强度为8L/minm，一支喷头的最大保护面积是11.5m，喷头布置时，其中一个边长设置为 3m 比较有利于管道节约，将一根 6m 管道切为两端即可充分利用，另外一个边长是主管开孔的间距，不超过 3.8m，即可满足规范要求。5.2 注意事项 当然，这样设置还要考虑其他喷头设置要求，例如喷头与梁等障碍物的距离、当梁、通风管道、排管、桥架宽度大于 1.2m 时，增设的喷头应安装在其腹面以下部位。还有开孔位置远离管道接头和错开焊缝，机械三通连接时，应检查机械三通与孔洞的间隙，各部位应均匀，然后再紧固到位；机械三通开孔间距不应小于 500mm，机械四通开孔间距不应小于 1000mm。6 喷淋支管组装 6.1 喷头和机械四通安装 支管组装包含喷头的组装，因此要安装规范要求，提前做好闭式喷头的密封性能试验，以无渗漏、无损伤为合格。支管组装时，要把机械四通（含垫片）作为支管的一部分进行组装，这样可以有效避免支管在高空进行丝接，降低转动支管的安装难度，外露丝扣可以在预制阶段及时防腐处理。根据自动喷水灭火系统设计规范要求：直立中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 118 型、下垂型标准喷头，其溅水盘与顶板的距离，不应小于 75mm、不应大于 150mm。同时要求短立管及末端试水装置的连接管，其管径不应小于 25mm，设计意图是要求有足够的流量提供给喷头(例如标准喷头：流量系数 K=80 的洒水喷头)。那么有没有一种情况：取消短立管，喷头直接与支管上的异性三通（例如 DN40/32/15）相连接，例如楼板为平面的华夫孔洞楼板。这样可以节约大量管件，减少渗漏风险点，节约成本，目前这种做法比较常见。6.2 支管水压试验 喷淋管道安装位置较高，维修难度大，为了降低管道出现渗漏概率，支管预制组装完成后及时进行支管的水压试验是个不错的做法。具体做法：首先要制作模具，即在一根或几根管道上（注意管道应与喷淋主管道的管径一致）进行开孔，孔径应与机械四通三通管件匹配；然后放在临时支架上，主管要固定牢固，当然也要做好支管的临时支架，防止支管在临时放置时严重变形，破坏螺纹；然后安装已经组装好的支管（含机械四通），临时固定再临时支架上。最后批量进行施压。水压试验安装规范进行，一般情况，水压强度试验压力 1.6MPa，对管网注水时应将管网内的空气排净，并应缓慢升压，达到试验压力后稳压 30min 后，管网应无泄漏、无变形，且压力降不应大于 0.05MPa3。这种水压试验在地面上进行，取水方便，操作简单，容易检查渗漏情况，发现渗漏维修方便，避免高空作业，安全和质量均得到保证。通过试验的管线，集中放置再临时堆放区，摆放整齐堆放，做好标识和防护。6.3 色环安装和喷头防护罩及时拆除 喷头保护罩是保护喷头在安装中免遭机械性损伤的一种专用保护罩。色环是一种管道标识，配水干管、配水管应做红色或红色环圈标志。根据 自动喷水灭火系统施工及验收规范 要求：配水干管、配水管应做红色或红色环圈标志。有些采用红色油漆，易造成环境污染，影响洁净室洁净度，不建议采用。推荐在打印店采购专用的色环标识，色环安装要在支管整体安装前粘贴完成，可以有效避免高空作业。7 工序及机械组织 目前整个建筑行业内，工人工资越来越高，人工费成本增加。为提高工作效率，施工现场应尽量增加机械工作，减少人工劳动时间及劳动强度，那就需要提供高效先进的施工机具，淘汰掉以往的老旧工机具。7.1 工序安排 除了保证材料的正常供应之外，材料到货之后直接将材料吊运至施工现场堆放，减少材料的二次倒运，根据整个消防喷淋管道的施工工序：施工准备（管道预制、支吊架预制、阀门强度严密性试验等等）支吊架安装主干管安装支管安装施压与冲洗调试。为了避免批量化错误，规范首件管理制度，明确质量标准，避免造成设备、材料及施工成品的批量不合格。项目人员进场后，与业主及监理方进行沟通，确认需上报设备和材料的样品明细，组织编制设备/材料样品报审计划，提交业主。在首件制作前应依据合同、设计图纸、施工质量验收规范、施工质量标准 做出该工序的技术交底，明确质量标准。完成首件制作后，由工程师填写工序首件确认报审表组织项目总工进行验收，内部验收合格后应书面告知业主方和监理方进行验收。首件验收确认后，作为该工序的施工做法和成品施工质量的最低标准，批准后的首件工程，可作为永久的正式工程投入使用。后续检查检查制作首件与标准的一致性，师严格按照确定的首件标准，检查落实工程质量，如有偏差或遗漏，各专业工程师及时组织整改和补充。7.2 人员安排 以某项目为例，根据现场施工安排，中间的每道工作需安排专人施工，现场施工时形成流水线工作，在现场工作安排时，需要做到固定的人员施工固定的工作，中间减少人员的随意调动，保证工人的最高效率。7.3 机械安排 为提高工作效率，施工现场应尽量增加机械工作，减少人工劳动时间及劳动强度，那就需要提供高效先进的施工机具，淘汰掉以往的老旧工机具。中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 119 例如采用新一代自带压槽厚度刻度的限位压槽机、套丝机采用多功能套丝机，将套丝、扩口、处理毛刺功能集中到一套机械上加工，减少工人的人数；管道开孔工作采用链条式磁吸开孔器，方便不同尺寸管道的开孔工作，并且开孔后的管片直接清理出管道，提高工作效率。根据不同的操作高度选用不同的移动式充电升降车，替换掉传统的搭设脚手架施工措施，同时通过计算可以采用升降车作为一定的材料顶升机械，可大大提高工人的工作积极性及施工工效。机具的日常保养工作不能懈怠，需定期保养压槽机、套丝机、开孔器的用电、转动工机具，保证机具的正常高效工作。8 结论 消防喷淋管道施工中经常会出现的材料损耗率高、施工难度大、人工浪费等情况，特别是大面积洁净工业厂房，这种情况就更为明显和严重。本文针对大面积洁净工业厂房，分析火灾特点，指出常见的系统形式设计，提出设计要点，以及在管道采购、喷头排版、支管组装等工序安排阶段，通过进行采购定制尺寸的管道、喷头排版降低管道损耗、及时组装机械四通、施压、色环安装和喷头防护罩拆除、工序人员和机械安排等方法，缩短工期、提高质量，节约成本，进而达到提高工效的目的。参考文献 1中华人民共和国住房和城乡建设部.电子工业洁净厂房设计规范:GB 50472-2008S.北京:中国计划出版社,2009.2中华人民共和国建设部.自动喷水灭火系统设计规范:GB 500842001S.北京:中国计划出版社,2002.3中华人民共和国住房和城乡建设部.自动喷水灭火系统施工及验收规范:GB 502612017S.北京:中国计划出版社,2018.