【精品】浅谈边墙型喷头的设计
民用建筑自动喷水灭火系统边墙型喷头设计与思考
民用建筑自动喷水灭火系统边墙型喷头设计与思考摘要:通过对不同建筑场所中边墙型喷头的系统分析,同时结合实际工程案例,论述边墙型喷头的设计要求并分析喷头运行特征,最后从系统工程设计、施工及造价角度对边墙型喷头在实际工程中的设计与选用进行思考和简要总结。
关键词:边墙型；扩大覆盖；喷头；热气流引言建筑自动灭火系统安装实际工程中,由于各种原因导致喷头在火灾初期控火失败的的现象时有发生。
不同用途和型号的喷头,具有不同的使用条件和安装方式。
喷头的选型、安装方式、方位合理与否,将直接影响喷头的响应时间和喷水效果。
随着我国社会经济的发展,建筑功能使用需求的不断提升导致房间的样式较常规做法有很多不同。
根据设置场所建筑功能和实际使用的特点尽可能合理设计选用边墙型喷头也就彰显出工程设计实际意义。
1边墙型喷头规范发展历程1975年,国家基本建设委员会,公安部和燃料化学工业部批准发布《建筑设计防火规范》TJ16-74,于1975年3月1日起试行,成为我国的建筑防火规范史上第一个里程碑。
其中第122条也首次正式提到自动喷水设备的设置内容。
1982年,国家经济委员会和公安部联合批准发布《高层民用建筑防火设计规范》GBJ45-82(试行),该规范于1983年6月1日起试行,其中第6.2.3条、第6.3.3条、第8.1.3条分别对自动喷水灭火系统的用水量和火灾延续时间等作有规定。
1985年12月6日,国家计划委员会批准发布《自动喷水灭火系统规范》GBJ84-85,该规范于1986年7月1日起施行。
此规范正式对侧墙型喷头作有相关规定。
其中第4.4.1条在吊顶、屋面板、楼板下安装边墙型喷头时,其两侧1米范围内和墙体垂直方向2米范围内,均不应设有障碍物。
第4.4.4条边墙型喷头的布置,宽度介于3.6米至7.2米和房间,应沿房间长向的两侧各布置一排边墙型喷头,宽度大于7.2米的房间,除两侧各布置一排边墙型喷头外,还应按本规范表4.1.1的规定在房间中间布置标准喷头。
边墙喷头设计规范
3、喷头保护面积内喷水强度不足
《喷规》表7．1．12中的数据，是标准喷头K=80，在0.1MPa的工作压力下，在喷头前喷水量占流量的70％～80％，喷向背墙的水量占20％～30％流量的原则下，符合喷水强度要求计算出来的。如果选用标准边墙型喷头，且喷头的工作压力是0.1MPa，可以直接套用
最大间距 5.1m 4.8m
射水跨度 8.0m 7.2m
喷头喷水强度(L/min.m2) 4.10 4.43
表中的数据。如果喷头的工作压力不是0.1MPa，或者选用非标准边墙型喷头，则要按下面两个原则就行设计计算：
1）按喷头工作压力查喷水曲线，计算出喷头的最大保护跨度和喷头的最大间距。喷头的最大保护跨度和喷头的最大间距都应该满足“能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面”的要求。按喷头的最大保护跨度和喷头的最大间距布置喷头。
计算结果：该办公室按中危险I级应设两个喷头。
虽然计算的结果和前面计算结果一样，但概念却是错误的。轻危险级场所保护面积28.5m2无疑是正确的，因为只要在喷头最大保护范围内，其喷水强度达到了轻危险级场所喷水强度4L/min.m2的要求; 中危险I级场所，即使房间面积小于上述计算结果“中危险I级最大保护面积19.0m2”，如果只设一个喷头，其喷水强度为4.10L/min.m2，还是达不到中危险I级场所喷水强度6L/min.m2的要求，设置两个喷头才可以满足要求。如果我们把单个喷头最大有效保护面积内喷水强度看作一致的话，喷头的喷水强度是不会随着房间面积的大小而变化的，因为喷到墙上的水量对地面来说是无效的水量。也就是说，我们不能简单的计算出一个喷头的最大保护面积，用它去核算房间的保护面积就了事。
中危险级 每只喷头最大保护面积 (米2)12.5 喷头最大水平间距( 米 )3.6 喷头与墙、柱面的最大间距 ( 米 )1.8
边墙型喷头布置
边墙型喷头布置
根据规范《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）第6.1.3.3规定：顶板为水平面的轻危险级、中危险级I级居室和办公室，可采用边墙型喷头。
我查阅了技术措施：上面有两种边墙型喷头
1、标准边墙型喷头，它的最大保护跨度与间距
标准边墙型喷头的最大保护跨度与间距
设置场所危险等级轻级中I级
配水支管上的喷头的最大间距 3.60 3.00
单排喷头的最大保护跨度3.60 3.00
两排相对喷头的最大保护跨度7.20 6.00
注：a 两排相对喷头应交错布置
b 室内跨度大于两排相对喷头的最大保护跨度时，应在两排相对喷头中间增设一排喷头。
标准边墙型喷头，它的最大保护跨度与间距
2、边墙型扩展覆盖面喷头的保护面积和间距
轻危险等级中I危险等级
最大保护面积最大间距最大保护面积最大间距
37.2 8.5 37.2 7.3
在设计中应该根据那种喷头设计？在有些设计中（图1）我看到设计师只在卫生间与卧室之间的墙上设置了一个喷头，那么我们应该怎么考虑它的保护面积和间距呢？。
浅谈边墙型扩展覆盖面喷头的布置
浅谈边墙型扩展覆盖面喷头的布置作者：张学伟来源：《科技资讯》 2014年第17期张学伟(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海 200092)摘要:本文介绍了边墙型喷头选型的相关规定,并结合实际,分析宾馆客房内不同喷头布置方式的优缺点,选择出较为合理的喷头布置方式,并通过简单计算复核喷头的选型。
关键词:边墙型喷头边墙型扩展覆盖面喷头选型喷头布置客房吊顶中图分类号:TU892 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)06(b)-0080-031 喷头选用概述喷头是自动喷水灭火系统组成中最基本的元件,既是感应探头,又是灭火的工具。
喷头的选型对自动喷水灭火系统很重要,关系到系统的灭火效果。
合理的选型,有利于及时、快速、有效的灭火。
不同用途和型号的喷头,分别具有不同的使用条件和安装方式,工程设计时喷头的选用需要考虑多种因素。
由于喷头的选型不当而造成失误的现象比较突出,往往会造成较大的损失。
因此,规范对不同条件下的喷头选型做出了相应的规定。
实际的工程中,有些区域如医院病房、宾馆客房、普通办公室等场所,往往不设吊顶或者局部区域不设吊顶,在满足灭火设计要求下,考虑到布置的美观性,这时就需要设置边墙型喷头。
根据《自动喷水灭火设计规范》GB50 084-2001(2005年版,以下简称《喷规》)6.1.3.3条规定:“顶板为水平面的轻危险级、中危险级Ⅰ级居室和办公室,可采用边墙型喷头。
”此外,从条文解释可知,国外对采用边墙型喷头有严格规定:(1)保护场所应为轻危险级,中危险级系统采用时需经特许。
(2)顶板必须为水平面,喷头附近不得有阻挡喷水的障碍物。
(3)洒水应喷湿一定范围墙面等。
参考国外自动喷水灭火系统基本设计数据表可知,旅馆、医院、办公室、住宅基本均属于轻危险级场所。
笔者认为,《喷规》既参考了国外相关规范,也考虑了国内的需求,根据火灾危险等级分类及边墙型喷头性能特点等实际情况,提出了边墙型喷头的使用规定。
边墙型喷头设计规范
边墙型喷头设计规范边墙型喷头的优点安装简便，在一些不考虑吊顶的房间，如办公室、客房，边墙型喷头安装比较隐蔽，与风口、灯具互不干扰，较受欢迎；边墙扩展型喷头由于保护面积大，保护跨度大，更是受到设计者的青睐。
但由于边墙型喷头与普通喷头有着不同的特点，设计时往往会出现一些问题。
1、不分场合，随意设计边墙型喷头的缺点是：与室内最不利处起火点的距离较远，影响喷头的受热，造成灭火延误，影响灭火效果。
因此国内外规范对此种喷头的使用条件要求较严，对边墙型扩展覆盖喷头使用更是有着很大限制。
我国《喷规》 6.1.3 条规定：顶板为水平面的轻危险级、中危险级I级居室和办公室，可采用边墙型喷头。
美国NFPA-13(2002年版)标准规定：边墙型喷头仅能在轻危险级场所中使用，只有在经过特别认证后，才允许在中危险级场所按经过特别认证的条件使用。
有些设计者不论场合，为了美观，随意应用的做法是错误的。
2、喷头保护跨度超过喷头的最大保护跨度边墙型喷头靠边墙安装，水是喷向其正前方的，受重力影响水流最终以抛物线状落地如图所示：从喷头至水流落地点的水平距离叫喷头的射水跨度，因其不满足“能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面”的要求，因此不能叫保护跨度。
因为从落地点至溅水盘 1.2 米高度以下的那段抛物线的水量，在保护区地面上的喷水强度不能满足标准要求，不能起到保护作用。
按照标准要求只取喷头至距喷头溅水盘 1.2 米高度处之间布水线，这段布水抛物线的水平投影叫最大保护跨度。
设计时有人误将喷头的射水跨度当做喷头的最大保护跨度来校核喷头的保护跨度是错误的。
3、喷头保护面积内喷水强度不足《喷规》表7.1.12中的数据，是标准喷头K=80,在O.IMPa的工作压力下，在喷头前喷水量占流量的70%〜80%，喷向背墙的水量占20%〜30%流量的原则下，符合喷水强度要求计算出来的。
如果选用标准边墙型喷头，且喷头的工作压力是0.1MPa可以直接套用表中的数据。
边墙型喷头
边墙型扩展覆盖喷头一一流量系数K：115的边墙型快速响应喷头。
边墙型喷头沿墙布置，与顶板下布置的顶喷喷头比较，最不利起火点与喷头的距离大，因此感温条件差，而扩展覆盖喷头则更为明显。
为了补偿此类闭式喷感温条件较差的弱点，确定应采用“快速响应”类喷头。
令狐采学快速响应早期抑制喷头(ESFR)一一ESFR为early suppressionfast response sprinkler的英文缩写，响应时间指数RTI≤28±8(m·s)o·5。
用于保护高堆垛与高货架仓库的大流量特种洒水喷头。
仓库中物品的堆积高度大，火灾的竖向蔓延速度快，火灾放热速率的增长速度快，火头的位置不断提高。
此类火灾虽能较为迅速地驱动喷头，但灭火的难度大,堆垛和货架对喷水的遮挡作用大。
此种喷头的特点是，RTI数值小、动作灵敏，工作压力高、喷水的动量大、穿透力强，可增大实际送达燃烧面的灭火水量，使控灭火效果明显增强。
会展中心等物品堆积高度较低的其他类型高大空间场所，由于火焰高度低、烟气上升至顶板的距离大，致使流经喷头的烟气温度低、流速慢，烟气驱动喷头的条件差，而导致喷头动作缓慢。
因此，达到一定高度后，将难以保证喷头的开放时间，以及下喷水量能够有效覆盖火灾区域。
闭式喷头在初期火灾阶段开放，开放喷头的下喷水量有效覆盖起火范围；且送达物品燃烧面的水量大于冷却燃烧面灭火所需求的水量，是闭式系统成功控灭火的三个要素。
闭式喷头能够及时动作并有效覆盖起火范围的场所，其室内净空高度，据国外资料介绍为8～25ft(2．4～7．5m)。
此外，我国(火灾自动报警系统设计规范)规定感温探测器的最大安装高度为8m、感烟探测器的最大安装高度为12m。
为了保证湿式系统的有效性，应控制其应用场所的最大净空高度。
采用湿式系统的场所，其室内最大净空高度不应大于表5的规定。
仅用于保护室内钢屋架等建筑构件、和设置货架内喷头的闭式系统，不受此表规定的限制。
(整理)边墙型扩展覆盖喷头技术探讨
1、边墙型扩展覆盖喷头应布置在水平、光滑、平坦的建筑屋面下。
2、边墙型扩展覆盖喷头不应布置在有障碍物的房间，应防止障碍物屏蔽热气流和破坏洒水分布。当有障碍物时喷头应经过特殊认证并符合一定要求。
3、设计边墙型扩展覆盖喷头时，应以其所需要最低工作压力来选择配水支管管径。
某高层旅馆（四星级酒店）标准客房的净尺寸为7.0m×4.0m。由于建筑专业室内不设吊顶，因美观需要，只能采用边墙型喷头。根据我国《喷规》附录A，该旅馆客房属中危险级Ⅰ级。
方案一：该客房内喷头采用边墙型标准喷头(K=80)，根据《喷规》表7.1.12边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距（m）
设置场所火灾危险等级
确定了高层旅馆客房采用边墙型扩展覆盖喷头的可行性，笔者发现如何确定其设计参数也是个难题。可喜的是，2001版《喷规》新增了7.1.13条“边墙型扩展覆盖喷头的最大保护跨度，配水支管上的喷头间距，喷头与两侧端墙的距离，应按喷头工作压力下能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度下的墙面确定，且保护面积内的喷水强度应符合本规范表5.0.1的规定。”因此设计中采用此种喷头时，要求按本条规定并根据生产厂家提供的喷头流量特性洒水分布和喷湿墙面范围等资料，确定喷水强度和喷头的布置。
快速
4.9×7.3
151
1.72
100~300
57
3.1
依据上表，要保证该喷头的覆盖面积4.9×7.3m，必须使该喷头的最小流量取为151LPM（2.52L/S）,最小压力1.72BAR(0.172Mpa)。本工程客房净面积28㎡，按照《喷规》表5.0.1喷水强度须为6L/min·㎡，则该喷头最小流量为168LPM（2.8L/S），最小压力2.13BAR（0.213Mpa）。因此，整个自动喷水灭火系统的设计流量，喷淋泵的选型都要综合考虑。
边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距
【边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距】01、引言在建筑物的防火系统中，喷头是至关重要的一部分。
边墙型标准喷头作为常见的一种喷头类型，在建筑物的边墙上发挥着重要的作用。
而边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距则是设计和安装喷头时需要重点考虑的问题。
本文将围绕这一主题展开深入探讨。
02、边墙型标准喷头边墙型标准喷头是一种特殊设计的喷头，其喷水范围主要集中在建筑物的边墙区域。
在火灾发生时，它能够迅速将水雾喷洒到边墙附近，以起到灭火和防火的作用。
边墙型标准喷头的设计和安装至关重要。
03、最大保护跨度与间距的定义最大保护跨度指的是边墙型标准喷头在水平方向上能够有效覆盖到的最大距离。
而间距则是指喷头之间的距离。
这两个参数的合理设置对于喷头的灭火效果和整体系统的性能非常重要。
04、最大保护跨度的影响因素边墙型标准喷头的最大保护跨度受到多种因素的影响。
首先是水压和喷头的设计参数，包括出水口的尺寸和喷头的角度等。
其次是喷头安装的高度、角度和位置，及喷水的流量等。
这些因素共同影响着最大保护跨度的确定。
05、间距的影响因素喷头间距的设置也是至关重要的。
过大的间距会导致喷水范围的空隙，影响喷洒的均匀性和覆盖面积；而过小的间距则会造成资源的浪费和系统的不稳定。
合理设置喷头间距对于保证整个喷水系统的有效性至关重要。
06、个人观点和理解在设计和安装边墙型标准喷头时，我认为需要考虑的因素非常多。
需要充分考虑建筑物的结构、火灾风险、水压情况、喷头品质等多个方面的因素。
而合理设置最大保护跨度和间距，则需要根据实际情况进行综合考量和实地测试，以确保系统的稳定性和可靠性。
07、总结在本文中，我们探讨了边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距这一重要主题。
我们了解到了这两个参数对喷头系统的重要意义，以及影响因素和个人观点。
通过对这一主题的深入探讨，相信读者能够对边墙型标准喷头有更深入的了解，并在实际工程中能够更好地应用和调整喷头系统，以确保建筑物的防火安全。
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Icix浅谈边墙型喷头的设计
浙江晟元建筑设计有限公司王忠举
边墙型喷头的优点安装简便，在一些不考虑吊顶的房间，如办公室、客房，边墙型喷头安装比较隐蔽，与风口、灯具互不干扰，较受欢迎;边墙扩展型喷头由于保护面积大，保护跨度大，更是受到设计者的青睐。
但由于边墙型喷头与普通喷头有着不同的特点，设计时往往会出现一些问题。
1、不分场合，随意设计
边墙型喷头的缺点是：与室内最不利处起火点的距离较远,影响喷头的受热，造成灭火延误，影响灭火效果。
因此国内外规范对此种喷头的使用条件要求较严，对边墙型扩展覆盖喷头使用更是有着很大限制。
我国《喷规》6．1．3条规定:顶板为水平面的轻危险级、中危险级I 级居室和办公室，可采用边墙型喷头.美国NFPA-13（2002年版）标准规定:边墙型喷头仅能在轻危险级场所中使用,只有在经过特别认证后，才允许在中危险级场所按经过特别认证的条件使用.有些设计者不论场合，为了美观,随意应用的做法是错误的。
2、喷头保护跨度超过喷头的最大保护跨度
边墙型喷头靠边墙安装，水是喷向其正前方的,受重力影响水流最终以抛物线状落地如图所示:
从喷头至水流落地点的水平距离叫喷头的射水跨度，因其不满足“能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1。
2m高度以下的墙面”的要求,因此不能叫保护跨度。
因为从落地点至溅水盘1.2米高度以下的那段抛物线的水量，在保护区地面上的喷水强度不能满足标准要求，不能起到保护作用。
按照标准要求只取喷头至距喷头溅水盘1.2米高度处之间布水线,这段布水抛物线的水平投影叫最大保护跨度。
设计时有人误将喷头的射水跨度当做喷头的最大保护跨度来校核喷头的保护跨度是错误的.
3、喷头保护面积内喷水强度不足
《喷规》表7．1．12中的数据，是标准喷头K=80，在0.1MPa的工作压力下,在喷头前喷水量占流量的70％～80％，喷向背墙的水量占20%~30％流量的原则下，符合喷水强度要求计算出来的。
如果选用标准边墙型喷头，且喷头的工作压力是0.1MPa，可以直接套用表中的数据。
如果喷头的工作压力不是0。
1MPa,或者选用非标准边墙型喷头，则要按下面两个原则就行设计计算：
1）按喷头工作压力查喷水曲线，计算出喷头的最大保护跨度和喷头的最大间距.喷头的最大保护跨度和喷头的最大间距都应该满足“能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面"的要求。
按喷头的最大保护跨度和喷头的最大间距布置喷头.
2）计算喷头的喷水强度是否满足要求.
不少设计者只注意到第一点，却忽视了第二点，往往造成喷头保护面积内喷水强度不足。
例如办公室，净宽4。
26米，净长6.06米，按中危险I级设计自喷系统，选用K=115边墙扩展型喷头，工作压力0。
2MPa.查喷头在0.2MPa时的喷水曲线,得最大保护跨度为6。
2米，最大间距为2。
55x2=5。
1米。
保护跨度6。
06米＜最大保护跨度为6.2米，符合要求。
喷头流量q=115x(10x0。
2）0。
5=162。
6（L/min)
=80%x162。
6=130。
1（L/min)
喷头有效喷水量q
u
喷头喷水强度Q=130。
1/（6.2x5。
1)=4.10(L/min。
m2）
这里的“喷头喷水强度”是指单个喷头在有效保护面积内的平均喷水强度，是采用喷头最大有效保护面积内喷头喷水量占喷头喷水量的70~80%计算出来的。
笔者也曾经这样计算过K=115边墙扩展型喷头，工作压力0.1MPa时的喷水强度：把全部喷向地面的喷水的湿水边线（曲线），用二次抛物线Y=0。
536X2
-6。
2量化，再用微积分计算出地面湿水面积约为28m2，平均喷水强度为115/28=4。
1（L/min.m2)。
这个结果和用前面的计算方法得到的结果基本一致。
这个方法比较麻烦，但可以证明采用“喷头最大有效保护面积内喷头喷水量占喷头喷水量的70~80％”计算喷头喷水强度是可行的。
从计算结果可以看出，K=115边墙扩展型喷头，工作压力0。
2MPa时最大保护面积6。
2x5。
1=31.6m2，虽然大于该办公室面积只有4.26x6.06=25。
8m2,但布置一个喷头不能满足喷水强度要求。
应该在该办公室布置2个喷头。
单排布置可以符合要求，当然，双排布置灭火效果会更好。
这时,保护面积内的喷水强度为8。
2L/min。
m2,高于要求喷水强度6L/min.m2
的1.3倍以上，可以考虑减少喷头工作压力。
下表是该办公室布置2个K=115边墙扩展型喷头的计算结果:
工作压力最大保
护跨度
最大间距射水跨度喷头喷水强度
（L/min.m2）
单排布置双排布置
0。
2MPa 6.2m 5。
1m 8。
0m 4。
10 满足要求满足要求0.15MPa 5。
3m 4.8m 7。
2m 4。
43 不满足要求满足要求0。
10MPa 4.5m 4。
4m 6。
2 4。
65 不满足要求满足要求
综上所述,该办公室可以单侧布置两个K=115边墙扩展型喷头，工作压力0.2MPa;也可以双排布置两个K=115边墙扩展型喷头，工作压力0.1MPa。
从上表也可以看出,单个K=115边墙扩展型喷头边的喷水强度在4。
10~4。
65L/min。
m2范围内，单个喷头只能满足轻危险级场所喷水强度要求，喷头单排或双排布置，如果喷头布置恰当,可以满足中危险I级场所喷水强度要求。
这样，从另外一个方面，也就不难理解为什么规定边墙型喷头只能用在轻危险级、中危险级I级场所了。
有人这样计算:：
K=115边墙扩展型喷头，工作压力0。
2MPa，
喷头流量q=115x（10x0。
2）0.5=162。
6（L/min）,
=70%x162.6=113。
8(L/min）,
喷头有效喷水量q
u
轻危险级最大保护面积=113。
8/4=28.5（m2），
中危险I级最大保护面积=113。
8/6=19.0(m2）。
计算结果：该办公室按中危险I级应设两个喷头。
虽然计算的结果和前面计算结果一样，但概念却是错误的.轻危险级场所保护面积28.5m2无疑是正确的，因为只要在喷头最大保护范围内，其喷水强度达到了轻危险级场所喷水强度4L/min.m2的要求;中危险I级场所,即使房间面积小于上述计算结果“中危险I级最大保护面积19。
0m2",如果只设一个喷头，其喷水强度为4.10L/min。
m2，还是达不到中危险I级场所喷水强度6L/min。
m2的要求,设置两个喷头才可以满足要求.如果我们把单个喷头最大有效保护面积内喷水强度看作一致的话，喷头的喷水强度是不会随着房间面积的大小而变化的，因为喷到墙上的水量对地面来说是无效的水量（这句话有些争议，请读者发表意见)。
也就是说,我们不能简单的计算出一个喷头的最大保护面积，用它去核算房间的保护面积就了事。
4、喷头溅水盘距顶板的距离太大
规范对边墙型喷头溅水盘距顶板的距离有严格限制，许多设计往往忽略这一点.《喷规》7．1．14规定：直立式边墙型喷头,其溅水盘与顶板的距离不应小于100mm，且不宜大于150mm，与背墙的距离不应小于50mm，并不应大于100mm.水平式边墙型喷头溅水盘与顶板的距离不应小于150mm，且不应大于300mm。
但是一般装有边墙型喷头的位置往往有梁，要保证规范要求的距离就必须将支管外露
,有些设计，为了美观就将喷头就装在梁底，这严重影响喷头的感温效果，喷头得不到及时开放，延误灭火时机。
参考文献：
1李念慈，万月明.建筑想法给水系统的设计施工监理.北京：中国建材工业出版社,2002。
7
2黄晓家，姜文源。
自动喷水灭火系统设计手册.北京:中国建筑工业出版社，2002
3中华人民共和国公安部.自动喷水灭火系统设计规范。
GB50084—2001。
北京：中国计划出版社，2005。