火灾统计和家用喷头的应用概况

火灾统计和家用喷头的应用概况

我国的《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95 2005年版）规定建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。

(现有的GB50015-2014的建筑防火规范也同样的规定：

8.3.3 除本规范另有规定和不宜用水保护区或应设置ig541气体灭火系统、七氟丙烷灭火系统

下列高层民用建筑或场所应设置自动灭火系统，并宜采用自动喷水灭火系统： 

建筑高度大于100m的住宅建筑。

    而对于建筑高度不超过100m的普通住宅不要求安装自动喷水灭火系统。我国的《住宅建筑规范》（GB 50386-2005）规定35层及35层以上的住宅建筑应设自动喷水灭火系统[2]。由于我国住宅建筑几乎都在100m或35层以下，因此绝大部分住宅是没有喷淋保护的。一旦起火，初期火得不到有效地控制，将很快蔓延，造成更大面积的火灾，甚至会发生轰然。在这种情况下，即使消防队及时赶到，也会错过最佳的灭火和救援时机，很难避免严重的人员伤亡和财产损失。例如2007年2月4日，浙江省台州市黄岩区东城经济开发区绿汀路224号商住楼发生火灾，造成17人死亡、6人受伤，过火面积近800平方米，直接财产损失43.4万元[3]。近几年的火灾统计表明家庭火灾的损失占建筑物火灾总损失的大部分。据不完全统计，从1998年到2008年的十年间，家庭火灾的死亡人数占建筑物火灾总死亡人数的70%，财产损失占总损失的30%。例如，2005年我国住宅火灾死亡人数为1794人，占当年全部火灾死亡人数的71.8%；2008年为968人，占当年全部火灾死亡人数的69.9%[3]。

家用喷头的特点

    家用喷头是生命安全型喷头，它的主要目的是将火灾控制在起火点，避免轰然的发生，并且降低火场温度，帮助被困人员逃生。我国的家用喷头的产品标准GB 5135.15将家用喷头定义为“安装在家庭和其他类似居住空间内，在预定的温度范围内自行启动，按设计的洒水形状和流量洒水到设计的保护区域内的一种快速响应喷头”。从定义中我们不难发现家用喷头的基本特点可以概括为，具有独特的喷洒性能和布水特点的一种快速响应喷头。下面是对家用喷头主要特点的介绍。

快速响应

    尽早发现火灾并喷水灭火是它的主要特点之一。所有家用喷头都是快速响应喷头，其时间响应系数即RTI值均小于或等于50 (ms)1/2，传导系数即C值均小于或等于1.0 (m/s)1/2。

布水均匀

    家用喷头要求布水均匀。被家用喷头保护的场所面积一般较小，保护空间只需安装几只甚至一只喷头即可，喷头之间喷水的互补性不强，而且总喷水量也相对较少，所以要求布水比普通喷头更加均匀。

喷洒曲线独特

家用喷头的洒水形状比较独特。图1中的左图为普通喷头的喷洒形状，它的布水形状象一把雨伞。右图为家用喷头的喷洒形状，它不但将水喷到地面，还有一部分水向上并侧向扩展喷洒。它独特的喷洒形状是由家居空间火灾的特殊性决定的：1）由于家居空间内有一些挂件（如窗帘等）和靠墙摆放的家具（如立柜、沙发等），它们很容易被引燃，帮助火焰沿着墙壁蔓延至天花板，使得火很难扑救。家用喷头独特的喷洒形状解决了这个问题，使火灾得到有效的控制；2）火灾时天花板附近烟气温度较高，会引发过多的喷头打开，造成消防水量不足；高温烟气对室内的热辐射会造成室温迅速升高，对室内人员生命安全产生极大威胁；高温烟气的热辐射使得室内可燃物大量分解，产生可燃气体，最终可能会导致轰然。一旦发生轰然，火灾可能会从一个防火分区蔓延至另一个防火分区，例如火从较低楼层蔓延至与其相临的较高楼层等。家用喷头科学地分配了向各个方向的喷水，既保证了将火控制在起火点，又降低了室内温度，避免过多的喷头打开（保证已打开喷头能提供充足的喷水强度），同时防止了轰然的发生，为室内人员逃生提供有利条件。

家用喷头产品标准

    家用喷头的国家产品标准GB5135.15已于2009年6月1日正式实施。该标准的编制的主要根据是家用喷头的国际标准ISO6182-10:2006 自动喷水灭火系统-家用喷头的要求和测试方法（Fire protection-Automatic sprinkler systems-Part 10: Requirementsand test methods for domestic sprinklers），并结合了我国的国情和参照了一些试验数据。该标准与其它喷头标准的主要不同点是它的灭火性能要求、墙面喷洒性能中的湿墙要求和废止了O型圈作为密封元件的喷头设计方法。

湿墙要求

    GB 5135.15中的第6.5.2.1节规定：“……家用喷头应连续打湿试验室四周的墙面，打湿部位距吊顶的距离不应大于711mm”。这个要求规定了家用喷头不但将水喷到地面，还有一部分向上并侧向扩展喷洒。该要求在某种程度上保证了火灾不能沿着墙壁向上蔓延，并且降低了室内的烟气温度，为家用喷头满足灭火性能要求打下基础。

    GB 5135.15中的第6.28节中规定了家用喷头的灭火性能要求。试验是在如图2所示的条件下进行的（以非边墙型喷头为例）。图中1为热电偶，位于吊顶表面后6mm；2为木垛；3为模拟家具组件；4为2只热电偶，其中一只位于吊顶下76mm，另外一只位于地面上1.6m；5为热电偶，位于吊顶下76mm；6为家用喷头；W为单只喷头设计宽度；L为单只喷头设计长度。室内的南北方向各有一个开口，在试验中提供自然通风。试验中最多2只家用喷头启动，试验室门口的第3只喷头不应启动（一旦启动试验被判为失败），且室内温度应满足a) 吊顶下76mm处最高温度不应超过315℃；b) 地面以上1.6m处最高温度不应超过93℃，且任何连续2min内的平均温度不应超过54℃；c) 吊顶表面后6mm处吊顶材料最高温度不应超过260℃。居家场所希望通过少量喷头进行灭/控火，帮助人员疏散，不允许打开过多的喷头，否则会造成水量或压力不足的现象。因此标准中规定门口的第3只喷头不应启动。家用喷头向上喷水的目的之一就是降低天花板附近的烟起温度，防止过多喷头打开。家用喷头控制室内温度是它的一个重要作用，控制室温既能帮助人员逃生，又能防止发生轰然，将火控制在起火点。因此标准中规定了一系列的对温度的控制要求。

家用喷头系统设计规范现行的2005年版的自动喷水灭火系统设计规范（GB 50084-2001）没有家用喷头的设计要求。