自动喷水灭火装置（精选11篇）
自动喷水灭火装置 篇1
摘要：为了提高消防院校固定消防设施课程中自动喷水灭火系统等内容的教学效果,通过对毕业后在基层消防部队任职校友的调研,研制了移动式湿式自动喷水灭火系统教学演示装置。让学员在“眼看手摸”的实践教学中不但更好地学习了理论知识,更提高了他们在第一任职的执勤训练和灭火救援中正确操作使用自动喷水灭火系统的技能水平。
关键词：消防,教学装置,自动喷水灭火系统,湿式报警阀
固定消防设施课程中自动喷水灭火系统的教学,要求学员不但要掌握系统组成、工作原理等理论知识,更要求学员在执勤训练和建筑消防安全检查中会操作设施,会检查排除系统的故障问题,在灭火战斗中能应用该系统控制扑救火灾。为达到教学目标,昆明消防指挥学校固定消防设施教学组的教师们根据教学需要研制了移动式湿式自动喷水灭火系统教学演示装置。
1 研制教学演示装置的必要性
近年来,我国一些高等院校和消防部队培训基地也设计建设了自动喷水灭火系统的教学模型,中国人民武装警察部队学院建立了应用于消防工程专业技术人才培养和科学研究的自动喷水灭火系统的教学设施,部分消防总队为提高官兵使用自动喷水灭火系统的能力,建设了该系统的教学设施。许多民办的消防职业技能培训学校为提高消防控制室管理人员的技能水平,也建设了各种自动喷水灭火系统,突出培养消防从业人员操作应用和维护保养该系统的水平。上述单位所建设的教学设施占地面积较大,投资较大,系统启动后用水量较大,水喷溅范围较大。制约了消防院校在课堂教学中让更多的学员都能动手操作体会的教学实际。迫切需要研制一套能移动推放到教室,让更多的学员在理论学习的同时能通过眼看手摸的操作提高技能应用水平的教学演示装置。
2 研制教学演示装置的过程
昆明消防指挥学校承担着为全国消防部队培养基层指挥人才的重任,教学质量的高低,尤其是实践教学的开展情况更直接影响着基层指挥人才灭火救援指挥实战能力的强弱,适合于学员学习的教学演示装置是实施高效的实践教学的基础和条件。为此,根据人才培养目标和学员学习实际,研制移动式湿式自动喷水灭火系统教学演示装置按以下步骤分步实施。
(1)分析学员学习的需求。根据昆明消防指挥学校消防指挥专业专科人才培养目标和《固定消防设施》课程教学大纲的要求,教学组的教师们分析课堂教学演示装置应满足的学习需求包括以下几点:掌握湿式自动喷水灭火系统的构造组成;了解系统中各组成部件的作用;熟悉系统的工作原理;能实际操作使用系统;能对该系统中存在的故障问题进行消防安全检查。
(2)确定演示装置的功能。移动式湿式自动喷水灭火系统教学演示装置应满足以下功能:能方便地移动推放到电梯和各教室中;使用建筑中普遍敷设的220V电源;装置中自带水源并能循环使用水;不会在使用场所造成水污染;能完整地演示系统的工作过程;部分组件采用透明材料便于观察;能显示玻璃球闭式喷头升温情况;部分组件采用能快速更换的设计。
(3)确定演示装置的组成。应用于基层指挥人才培养的湿式自动喷水灭火系统教学演示装置,为满足理论学习和操作训练,应包含该系统的主要组件,如工作电源、闭式喷头、开式喷头、湿式报警阀组、管道系统、报警控制装置、消防水泵以及为达到教学演示功能而设计安装的其他组件,如循环水箱、集水箱、温度显示屏、控制盘等,使研发的演示装置能正常演示系统喷水灭火过程,满足演示教学和实际操作的需求。
(4)讨论完善演示装置的设计。经过课题组成员收集整理资料,对演示系统的各项功能要求进行认真研究,本着实用、经济、美观的原则,课题组提出移动式湿式自动喷水灭火系统教学演示装置设计方案,并先后经过多轮讨论修改,确定演示装置设计方案,如图1、图2所示。
(5)解决演示装置制作的技术关键问题。要满足演示装置能推放到教室开展教学,必须要求演示装置的宽度宜小于800mm才能进入教室的门,要求演示装置的自质量不能太大,要求演示装置的用水量不能太大。为此,课题组成员在保证系统功能的前提下,设计了如图2所示的推车和系统组件的布置。同时,课题组与消防产品生产厂家联系定制了80mm口径的湿式报警阀组,解决了演示系统湿式报警阀组及管道自质量大、启动用水量大等问题。为解决演示装置的视觉效果,在喷头下设计使用透明集水箱,方便学员对喷头喷水的观摩和系统循环水的收集。
图1 演示装置第一轮设计图
图2 演示装置第二轮设计图
(6)与具有制作生产能力的企业共同制作演示装置。确定演示装置设计方案后,课程组先后对多家相关企业考察,寻求具备实力的企业共同制作装置。综合比较后,但本着经济适用的原则,最终选择与昆明某公司合作制作移动式湿式自动喷水灭火系统教学演示装置。制作过程包括按图纸制作阶段、按工作流程操作测试阶段、根据操作问题改良阶段和课堂教学应用阶段。
3 教学演示装置的创新点
为实现能移动推放到每一间教室都能开展实践教学的需要,移动式湿式自动喷水灭火系统教学演示装置在研制时提出以下创新设计。
(1)更清晰地显示系统工作流程。课题组研制的移动式湿式自动喷水灭火系统教学演示装置要求能完整演示系统从喷头被加温,温度显示屏显示升温到喷头动作温度,喷头动作喷水到水泵启动对管网持续供水的过程,能通过演示过程学习系统工作原理、工作流程及系统各组件在系统中所起的作用。为取得最佳演示效果,需要对部分系统组件进行研究改进,在组件上局部使用透明材料。经过改进的组件在不影响系统功能的前提下,还需满足系统安全性、耐久性、耐压性、密封性等要求。
(2)能够移动到各楼层并进入各教室。为满足教学演示装置能在教学楼各楼层各教室间移动,装置的规模尺寸应便于在电梯、通道、教室顺畅通行,同时考虑不同的系统组件在装置车上的组合,把整套系统的组件按系统工作流程有序地组织在移动式小推车中,课题组与生产厂家联系,定制了80mm口径的湿式报警阀组,减轻了系统组件和管道的尺寸和自质量,教学演示装置移动到各教室变得可能,便于教学应用。
(3)使用220V电源的消防水泵。消防工程中使用的消防水泵都是380V的动力电源,但教学楼教室中普遍敷设220V电源线,为满足在教室中使用的要求,在市场中选择了不同流量和扬程的220V的水泵进行试验,满足系统供水的需要。
4 研制教学演示装置的积极意义
教学演示装置制作好以后,教学组的教师们在固定消防设施课程教学中通过演示系统运行和学员自己使用操作系统,提高了人才培养质量,也促进了教师的成长发展,其积极意义主要有以下方面。
(1)推动了教学小组教研活动的开展。为圆满完成移动式湿式自动喷水灭火系统教学演示装置的研制任务,固定消防设施教学组的教师们认真学习系统的相关知识,查阅该系统教学模型的国内外情况,考察选择更适合于教学演示的材料,讨论制作方案,提升了教学小组开展教研活动的积极性,推动了固定消防设施课程建设。
(2)促进了教师教学与科研能力的提升。在移动式湿式自动喷水灭火系统教学演示装置研制的各个过程中,课题组的教师们认真分析教学需求、广泛查阅文献资料,深入消防部队和消防技能培训学校开展调研,设计和制作符合教学需要的演示装置,整个过程极大地锻炼和提高了教师的教学与科研能力。
(3)促进了学员技能水平和任职能力的提升。在课堂中使用演示装置开展教学,学员能动手操作改变了教师空讲理论的教学方式,充分发挥了学员的主观能动性,调动了学习的积极性,提高了学习效果,促进了实践技能的提升,为胜任第一任职打下了更坚实的基础。
参考文献
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自动喷水灭火装置 篇2
2012/8/29
[在此处键入文档的摘要。摘要通常是对文档内容的简短总结。在此处键入文档的摘要。摘要通常是对文档内容的简短总结。] 自动喷水灭火系统应用技术探讨
自动喷水灭火系统具有很高的灭火、控火率，且不污染环境，与气体灭火系统相比较为经济，广泛应用于各类建筑的消防保护，其设置已经成为建筑等级的重要标志之一。新的世纪，我国经济和科技必定飞速发展，建筑火险隐患和危险性也将不断增大，这些对自动喷水灭火系统提出了新的要求，将促使其不断发展完善，开辟广阔的应用远景。
一、系统的应用发展
针对自动喷水灭火系统的应用，本人以为一是要适应各种保护对象的需要，二是在充分发挥其灭火、控火作用的同时，可相应开发出其它消防功能，使其在建筑消防安全中发挥更加积极有效的作用。
1、向综合性多功能方向发展
可通过实验研究，挖掘自动喷水灭火系统的潜能，使其向综合性多方向发展，不断扩展其应用范围。
2、代替火灾自动系统
提出这一题目主要考虑以下两点：一是目前我国设置自动喷水灭火系统的场所，往往同时设有火灾自动系统，这样同一保护场所就同时设置相互独立的、灭火两套消防系统。如能利用自动喷水灭火系统代替火灾自动系统，就可减少重复投进，降低消防工程总投资，这在经济上具有很现实的意义；二是在有些场所按规定仅设有火灾自动系统，发生火灾后只能报警,不能及时自动灭火，等消防来到后，形成较大火势，给后续灭火工作带来诸多不利。因此用自动喷水灭火系统代替火灾自动报警系统是非常有意义的。
自动喷水灭火系统本身具有报警功能，所以这样考虑是可行的。实现这一目的，笔者以为需要解决好两个题目：一是最大限度地避免误报，由于误报就有可能造成误喷，产生不必要的水渍损失；二是报警时间要短，符合火灾自动报警的要求。
3、辅助进行防排烟
利用自动喷水灭火系统辅助进行防排烟，配合现有的防排烟系统工作，可更好地取得防排烟效果。自动喷水灭火系统具有除烟效果，这是我们所熟知的，如何能充分发挥其这一特性，值得研究。由于发烟点往往是着火点，也是自动喷水灭火系统喷头开喷水的部位，用其进行防排烟应该说是可行的。美国消防协会近期已开始了水喷淋与透风排烟相互影响研究课题。①
4、增强系统的可靠实用性
由于自动喷水灭火系统应用越来越广泛，要求系统可靠实用是必然的，这也将有助于自动喷水灭火系统的进一步推广使用。
5、适于住宅的需要 随着我国经济的发展，住宅安装自动喷水灭火系统是必然的，为此需要开发适用住宅建筑的自动喷水灭火系统。关于这方面的研究，一些国家做了大量的工作，目前在发达国家已实现住宅用自动喷水灭火系统保护。住宅的自动喷水灭火系统就体现出了系统可靠实用且简单经济的综合性能：启动要快速，以便及时控制火势，住宅建筑层高低，火灾产生的烟很快向下沉积，妨碍人的视线和呼吸，快速启动喷水可以最大限度地保证人的生存环境；性能要可靠，以便有效防止误喷，避免不必要的损失；水量要小，以便减小系统规模，并尽量降低水渍危害；系统要简单经济，以便家庭能够负担的起；同时还要适应房间布局和装修材料的复杂性。
6、适于地下建筑的需要 由于地下建筑的特殊性，自动喷水灭火系统的设置更为重要。目前的题目是设置的自动喷水灭火系统如何适应地下建筑的特殊性，如目前使用的标准喷头灭地下建筑火灾的效果如何，设计喷水强度、设计作用面积的取值喷头的与布置形式，喷水延续时间就为多大等。我国已专门立项进行地下建筑自动喷水灭火系统的高新技术研究。
7、适于大空间建筑的需要
由于建筑功能需要，有些建筑究间大，单层高度超过8m，有的甚至达到30m以上。这些建筑的自动喷水灭火系统设置较困难，通过研究，开发专用的自动喷水灭火系统。大水滴喷头、ESFR喷头等的出现主要就是针对大空间火灾，只是目前缺乏基本设计，有大量的基础性工作需要做。现时针对高架仓库分层设置喷头的做法，有局限性且不尽公道，有待实验研究验证。关于大空间建筑自动喷水灭火系统高新技术的研究我国了已立项。
8、开发自动喷水―――泡沫联用灭火系统
普通的自动喷水灭火系统只能灭固体火灾，而对于诸如汽车库、停车场、飞机库、燃油锅炉炉房、柴油发电机房等场合，需要开发一种合适的灭火系统。自动喷水―――泡沫联用灭火系统就是用于上述可能发生液体火灾场合的一种新型系统。该系统是在普通动喷水灭火系统的基础上，增加一个泡沫液储罐和比例混合器，将水成膜泡沫液通过比例混合器加进到水中形成混合液，再通过闭式喷头或泡沫喷头喷出泡沫实施灭火。由于自动喷水―――泡沫联用灭火系统既可灭固体火灾，又可灭液体火灾，从而进步了自动喷水灭火系统的灭火性能，扩大了自动喷水灭火系统的应用范围。
9、开发超细水喷雾灭火系统 在开发研制卤代烷替换物时，水成为一种理想的选择对象，相应地就出现了超细水喷雾灭火系统，在某些场适用于代替卤代烷灭火系统，这为水喷淋系统灭火提出了一种新的灭火理论概念。这种系统灭火不仅是冷却，而且窒息起重要作用，具有灭火速度快、灭火剂用量省、水渍损失小等特点。从目前使用看，水喷雾系统主要用于设备的保护，水喷淋系统主要用于设置在建筑物内。从今后的发展看，就研究水喷雾灭火系统保护建筑物的效能，喷淋、喷雾相结合，以获得最大效益。
10、开发智能自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统能自动启动喷水灭火,这是我们所熟知的。但火灭以后，系统还要继续喷水，到消防水源的水被抽完或由人往封闭系统，这样会造成水的浪费和不应有的水渍损失，特别是在经常无人停留的场合更严重。为了克服这一缺点，就需要系统具有智能的特点，即一方面能够在火灾时自动开喷水，另一方面能够自动判定火灾已被扑灭停止喷水，以减少水量的浪费并减轻水渍损失。目条件出的循环喷水灭火系统就是其中的一种。随着材料、电子技术的发展，自动喷水灭火系统实现智能化是可能的。
二、喷头技术应用发展
喷头是自动喷水灭火系统的关键组件，喷头的每一革新，都带动了自动喷水灭火系统的发展。某些特殊喷头的研制成功，使得自动喷水灭火系统的性能有了很大的发展。
1、快速响应喷头
快速响应喷头的提出已有很多年，目前的研究已取得很大进展，已有相应的产品。这种喷头对湿度的感应比普通喷头快5－10倍，首先应用于住宅的自动喷水灭火系统。
2、大水滴喷头
大水滴喷头的研制，主要是为了克服普通喷头喷水穿透火焰能力差的缺点。这种喷头口径大，要求的压力较大，产生的水滴直径也较大，具有较强的穿透火焰能力，可有效扑灭较大火势的火灾。
3、自动起闭喷头 自动起闭喷头的特点是发生火灾时能自动开启喷水，而在火灾被扑灭后又能自动封闭，从而减少了水渍损失。它主要是通过感温元件的状态变化实现控制自动起闭，一般用于循环自动喷水灭火系统。
4、ESFR喷头
ESFR喷头的特点是反应快、水滴大、流量大、压力高，能快速压制火灾。它特别适应于大空间建筑和可能发生较大火势场所的火灾扑救。
5、气水喷头
气水喷头是将水喷洒至火灾区域内，从火中吸取热量，使水变成蒸汽，并能降低氧气含量，使火不能继续燃烧下往。此外，还能除往燃烧产生的粒子和烟雾,吸收有毒气体，以保证职员的疏散。可迅速扑灭木材、燃油、燃气等火灾。③
6、泡沫喷头
泡沫喷头用于开式自动喷水――泡沫联用灭火系统。这种喷头带有吸气装置，具有一定压力的混合液通过泡沫喷头后，可吸进空气产生泡沫，并将泡沫均匀喷酒实施灭火。
三、题目的探讨
自动喷水灭火系统在应用中有很多题目需要解决，笔者根据自己在教学中碰到的题目提出几点看法，仅供与广大的同行商讨。
1、有关系统设计的几个题目
自动喷水灭火系统不是预制系统，需根据建筑物的具体情况设计确定，因此其设计工作非常重要。根据建筑业及灭火技术近几年的发展情况，提出几点看法：
2、喷头的布置要灵活。在保证设计喷水强度的条件下，能否根据喷头的压力、喷头的类型计算确定其保护面积，以适应建筑物具体情况。如一个5mX5m的中危险级场所，布置四个标准喷头，明显过多，而若布置两个，有些地方保护不到。能否选择保护面积较大的一个非标准喷头？
水泵接合器的设置数目应有上限。目前按消防用水量确定水泵接合器数目，有些情况不适宜。如较大的水幕系统，消防用水量可达到时100L／S以上，按规定至少需设置7个水泵接合器，这样会带来一系列明显的题目，一是室外消火栓不能满足要求，二是这么多的水泵接合器怎样安装，更不用说以后如何操纵使用。
3、自动扶梯、共享空间等部位设置水幕系统，困难往往很大，亟等研究解决。目前采用加密闭式喷头代替水幕喷头的做法，是否合适，设计技术数据如何确定，都需要有明确规定。
4、消防给水的有些规定就与<<建规>><<高规>>相符合。如关于水箱、气压罐等的设置；善于水幕系统的供水延续时间是按Ih还是按分隔物的耐火极限？
5、应逐步体现出以“自”为主以“消”为辅。随着我国经济与技术的发展，建筑物灭火设备将以自动喷水灭火系统为主，与此相适应自动喷水灭火系统设计标准应高于消火栓给水系统。现行规范在一些方面，如管网布置答应报警阀后的管网采用枝状管网，这与消火栓系统要求室内消防给水管网均应布置成环状管网相比，存在着明显的安全度倒挂题目。
6、自动喷水灭火系统设计规范应向性能化设计和性能化规范的方向发展。只有这样，才能使设计更趋科学公道、更好地兼顾工程的安全性的经济性，同时能给设计职员提供高度的灵活性，同样了更有利于新技术、新产品的推广应用。
7、给水管材
塑料管材能否用于自动喷水灭火系统中，以代替传统的钢管。由于塑料管材具有材质轻、耐腐蚀、便于施工等优点，但了存在不耐高温、怕火烧、易老化等缺点，还有待解决。
8、系统的施工与安装
自动喷水灭火装置 篇3
关键词 自动喷水灭火系统；洒水喷头；洒水管网；火灾
中图分类号：X932 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2009）06-0094-02
1 前言
自动喷水灭火系统是一种能自动喷水灭火，同时发出火警信号的消防给水设备。该系统多设置在火灾危险性大、起火蔓延快的场所，或容易自燃而无人管理的仓库，以及对消防要求较高的建筑物或个别房间，如大型商场、高层商业楼、宾馆等。
2 自动喷水灭火系统的构成
自动喷水灭火系统可为单独的管道系统，也可和消火栓给水系统合并为一个系统，但不允许与生活给水系统相连接。自动喷水灭火系统主要由洒水喷头、洒水管网、控制信号阀和水源组成。
2.1 洒水喷头洒水喷头是自动喷水灭火系统的关键部件。当火灾发生时，自动打开封闭的喷头喷水灭火。目前我国生产的有易熔合金喷头和玻璃球喷头2种。当在喷头的保护区域内失火时，热气流上升，使布置在天花板下的喷头周围空气温度上升，当达到预定温度时，易熔合金锁片上的焊料熔化（或玻璃球内液体挥发，玻璃球破碎），锁片各自脱离，八角支撑失去拉力而分离，管网中的压力水冲开阀片，自喷口喷射在布水盘上，溅成一片花篮状的水幕淋下，扑灭火焰。从火灾开始到喷头打开的时间，与喷头的类型、喷头动作温度、喷头到火源的距离及火势大小、燃烧速度等有关，一般需要几分钟。我国生产的洒水喷头口径为12.7 mm，其感温级别有普通温级、中温级和高温级3种，动作温度分别为72 ℃、98 ℃、142 ℃。
2.2 洒水管网自动喷水灭火系统从水源到喷头的整个管网都是封闭的，平时即处于水源压力下的准备状态，因此要求管道材料及连接的严密性要好。根据地区气候条件和建筑物内是否有采暖的情况，自动喷水管网有3种类型。
1）湿式喷水灭火系统（充水系统）。系统内经常充满水，处于室外管网、高位水箱或气压装置的供水压力之下，适用于冬季室温高于4 ℃的房间内，这种系统使用简便、喷洒迅速。
2）干式喷水灭火系统（充气系统）。系统内管道平时充有低压压缩空气，使水源水不能进入管网，适用于冬季室温低于4 ℃的房间内，这种系统管理复杂，投资较大。
3）充水充气交替系统（干湿两用）。此种系统适用于采暖期在半年以内地区的不采暖建筑物，寒冷季节充气，温暖季节充水。自动洒水管网一般布置成枝状网。系统的管道及喷头应按对称原则布置，每个配水支管上喷头数目不超过6个。安装时，管道应有3‰的坡度坡向信号阀，并有排气设施及防晃设施。
2.3 控制信号阀控制信号阀的作用是当系统中闭式喷头自动开启后，此阀自动送水和报警。
控制信号阀可分为湿式系统报警阀（充水式报警阀）、干式系统报警阀（充气式报警阀）、干湿式系统报警阀（充水充气式报警阀）3种。
控制信号阀一般设置在靠近建筑物出入口或消防人员值班室中。对火灾危险性较大，或对消防要求较高的重要场所，应设感温、感烟、感光综合火灾报警器，在接受到任何一种（或2种、3种）探测信号，喷头打开之前发出警报，并显示着火部位，报警准确可靠。
2.4 水源与消火栓消防给水系统一样，自动喷水灭火系统最主要的必须要有充足的水源，可用室外给水管网、天然水源、消防水池、顶层水箱、专用水泵作为水源。要求水源安全可靠，并且有防冻设施，以便一旦发生火灾即可随时启用。
3 自动喷水灭火系统在灭火中的重要作用
自动喷水灭火系统的灭火、控火效能已被国内外多次火灾事故所证实。最有价值的例子是1991年美国费城子午广场1号高层办公楼发生的一起高层建筑历史上极为严重的火灾。38层大楼中有9层全部被烧毁，损失几百万美元，还有3名消防队员被烧死，24名受伤。该大楼是在1968～1969年根据1949年的费城建筑法规设计建造的，只在地下层和30、31、34和35层设置自动喷水灭火系统。根据该市新的建筑法规，本来已计划在1993年改造时全面设置自动喷水灭火系统，可是大火却在没有实施之前发生。起火是在第22层，晚上8点感烟报警器发出警报，传到楼内消防控制中心，但没有通知消防队。等到路上行人见到大楼冒烟报告消防队时，已经烧了20多分钟，消防队赶到后，发现消火栓出口水压不够，消火栓出水控制不住火势，主要是消火栓前减压用的压力调节阀设定错误。当压力调整到合适的压力时，火已烧到第25层和26层，大火已无法扑救。到第二天早晨7点，大火已烧了11小时，3名消防队员被烧死，24人受伤。为了防止坍塌再伤人员，消防队只好撤离，这时唯一的希望是依靠第30、3l层的自动喷水灭火系统。结果奇迹出现了，当烧到第30层时，其中9个水喷淋头发生作用，打开喷水，控制和扑灭火灾。在这次火灾中没有装设自动喷淋系统的楼层被烧9层，而装有自动喷水系统的30层只开启9个喷头却控制住火灾。因此，该市总结强调，任何时候都要记住这次火灾的教训，不管何时建造的高层建筑，都要有自动水喷淋系统的保护。
根据美国国家消防协会的统计资料，自动水喷淋设施的灭火、控火率达96.2%。澳大利亚和新西兰灭火成功率高达99.8%。我国从1978年才大量引进和普及设置自动喷水灭火系统，在扑救初期火灾中一般都发挥了很好的作用。
但由于供水不足，国内多次发生不该发生的损失惨重的大型火灾。如1991年5月28日，大连市7层高大连饭店发生特大火灾，烧死5人，伤7人，烧毁建筑2 200 m2，直接经济损失62万多元，是继哈尔滨天鹅饭店特大火灾之后又一起严重火灾事故。其原因也是由于消防设施不完善，防火措施不落实，扩大了人员伤亡和经济损失。该楼内设有自动喷水灭火系统，并开启喷水，但却因水泵房无人值班而断水，造成严重后果。前几年发生的北京某家具城大火也是由于消火栓中无水，使消防车不得不从几公里外取水，杯水车薪，造成该家具市场几乎全部烧毁。
美国德克萨斯州佩雷楼市消防体系中要求新建筑和改建建筑安装自动喷水灭火系统的成功例子，使该市获益不少。从15年中收集的数据表明，保护社会安全和经济免受大火影响的最有效方法就是安装自动喷水灭火系统。从火灾损失统计来看，有喷水系统保护面积超过1 292 m2建筑物的火灾损失降低97%以上，有喷水系统保护面积小于1 292 m2建筑物的火灾损失降低96%以上；在170起火灾中损失范围从不到5美元到350万美元，损失不到5美元的那起火灾发生在一个有喷水系统保护的建筑物内。当时，有一个喷头喷水并将火灾扑灭在着火点。与建筑物里的物品相比，这样的损失可以忽略不计。造成350万美元损失的那起火灾发生在没有喷水系统保护的建筑物中。
浅谈自动喷水灭火系统 篇4
关键词：建筑消防,自动喷水灭火系统,报警阀
1 建筑消防的主要措施
为了方便消防补救工作的顺利开展, 就需要把防火区根据专业的设计理念、建筑规范的要求分成不同的消防分区。为了更快地控制火势, 就需要在防火区各个分区进行防火墙、防火门和防火卷帘的设置, 这样能更好的把火势密封在局部的空间里, 防止火势向其他区域蔓延, 造成更大的险情的发生。从以上叙述的4项消防技术的建筑物上, 我们不难明白, 为了达到防火、报警和灭火的目的, 防火区的设备比较单一, 如防火区的火灾自动报警器系统只有报警功能, 防火分区的系统也只具备防火灾蔓延的功能, 为了能及时灭火, 就需要配备专业人员根据实际情况进行专业的设备划分, 而消火栓灭火系统由于受到人为因素的影响较大, 在灭火功能的设施中, 没有防火功能;而自动喷水灭火技术设施才是同时具备防火、控火和灭火功能的系统。所以建议每个区域都配有专业的自动喷水灭火系统、消火栓系统和火灾后自动报警系统等。
2 自动喷水灭火系统的分类和基本组成
自动喷水灭火系统自动设定的喷水强度的固定灭火系统在发生火灾时自动按下即可。而自动喷水灭火系统由洒水碰头、报警阀组、水流指示器、压力开关、末端试水装置等组件以及管道、增压供水设施等部分组成。自动喷水灭火系统按喷头的开闭形式分为两大类—闭式系统和开式系统。在火灾发生时, 自动设定的喷水强度的固定灭火系统自动按下朝着设定的参数向着火部位准确灭火。而闭式系统归类为湿式、干式、干湿式、预作用等系统;雨淋喷水灭火系统、水幕系统、水喷雾灭火系统等划分为开式系统。
3 简析自动喷水灭火系统
3.1 喷头和管网的布置
为了使喷水的热敏元件在最短时间内受到热动作, 这就要把喷头布置在顶板或吊顶下容易接触到火灾热气流的位置。等喷头的洒水分布均匀后, 覆盖部位没有出现空白, 这样也不会重复利用面积出现覆盖现象。在工程设计的过程中, 设计人员需要按照规范的正方形或者矩形来进行布置, 这样既能处理遮挡障碍物又能在满足不了障碍物之间的距离时, 增加喷头的需要, 以此增强在喷头受阻后洒水的灭火力量。现在为了水力计算的便捷一般采用支管配水, 因为配水管网的布置形状为支管配水和环管配水是自动喷水灭火系统的普遍设计。
3.2 报警阀
根据不同的系统, 可以将报警阀组分成三部分:湿式报警阀、干式报警阀和雨淋阀。而对系统的稳定性和成功灭火率有着至关重要作用的是报警阀。自动喷水灭火系统的关键组件之一是报警阀组, 为了能更好的启动系统, 就需要把报警阀的主要作用概括防止水流倒回供水源。就需要接通或切断水源, 输出报警信号。
3.3 末端试水装置
在报警阀压力开关动作直接启动消防泵以前, 自动喷水灭火系统的末端试水装置的功能会提前完成。消防给水系统的稳压装置在测得后对系统的影响和作用性能比较大。检验系统的可靠性, 是靠末端试水装置的功能, 而消防验收的过程, 也是验收人员通过检验系统的即时启动能力, 水流指示器、报警阀的压力开关和水力警铃能否正常作业等。工作人员为了提高系统的可靠性和稳定性, 以便能及时排除故障, 除了人工随时抽查系统是否处于工作状态, 就是要定期或者不定期的启动末端试水装置。
3.4 消防水箱及增压稳压装置
在结构上如果消防水箱的设置高度到达10m以上, 那么喷头的工作压力就会减小, 而湿式系统中的消防水箱的功能也只是维持管网平时的压力, 便于火灾时能迅速启动自动喷水灭火系统。一般火灾初期的时候最好的灭火距离是10min内, 但是为了满足压力的要求通常的做法就是在屋顶水箱内增设稳压装置, 以此满足屋顶水箱里的水量和水压系统。
3.5 自动喷水系统的减压措施
现在的高层消防建筑, 自动喷水灭火系统存在高低水压管道不平衡的问题, 由于同层保护面积较大, 同层中有利于面积内喷头的水压也有剩余, 而设计是按照最不利于工作面积计算后, 就需要连接有利工作面积的配水管予以减压, 这样能够保持压力平衡。而如今, 自动喷水灭火系统进行减压的主要措施是设置减压阀、减压孔等。在轻、中危险等级场所中配水管入口的压力均不宜超过0.4MPa, 而设置减压装置时, 配水管道的工作压力小于等于1.2MPa。
4 自动喷水灭火系统设计中常见的问题
4.1 屋顶水箱不经过报警阀直接接入系统给水管网
将屋顶水箱下的竖管连接到报警阀前部, 是为了在火灾发生时, 立刻将屋顶的水先行通过喷头洒水, 这样是较为正确的连接方式。这样在火灾发生时, 就不会出现无水可用的现象。而正确的安装就不会出现屋顶的水箱没有接入灭火系统就经过报警阀, 这样所设置的压力开关、水力警铃还有加压泵都能及时发出警铃和正常启动, 不会影响到系统正常的灭火工程。
4.2 报警阀前环状供水管道应能保证每个报警阀双向供水
消防系统设计环状供水管道的目的就是能有效提高自动喷水灭火系统的可靠性, 所以《自动喷水灭火系统设计规范》第10.1.4条规定:“当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时, 报警阀组前宜设环状供水管道。”这样即使某一管道出现损坏, 也可以保证其他的报警阀正常供水。但是, 当报警阀间的环管检修的时候, 就会失去环状的供水作用, 导致报警阀停止供水。为了在对某一环状供水管进行维修时, 只影响其中一组报警阀, 就需要把环状供水管用阀门分成独立段进行自动供水, 以此保证每组报警阀都能正常进行工作。而检修某一段时, 影响的只会是1~2组报警阀, 其他段的也会正常运行。
很多人认为现代最有效的自救灭火系统是自动喷水灭火系统, 其在火势初期的功效优于任何的消火栓系统。因为能否成功灭火与供水有着密不可分的关系, 所以对于供水的要求要高于消火栓系统。
5 小结
自动喷水灭火系统已经成为我国现如今消防体系中最主要的灭火设施, 也是未来灭火系统中的核心。随着我国经济实力的飞速发展, 人民群众对自动喷水灭火系统的深入了解和认识, 旧的消防栓灭火系统的主导地位将被新型的自动喷水灭火系统取代。
参考文献
[1]杨隽, 杜兰萍, 王瑛, 马良, 陈万才, 魏捍东.2001年火灾形势分析与防治对策[J].消防技术与产品信息, 2002 (06) .
[2]王铭娟.自动喷水灭火系统用管材的探讨[J].甘肃科技, 2007 (08) .
自动喷水灭火装置 篇5
仓库设置自动喷水灭火系统的应用探讨
摘要：分析了仓库火灾特点以及采用自动喷水灭火系统的必要性,结合国外标准和我国规范的`对比,分析了仓库建筑采用自动喷水灭火系统的一些设置要求,供设计人员及消防监督部门参考.作 者：宋波 杨丙杰 作者单位：公安部天津消防研究所,天津,300381 期 刊：消防科学与技术 ISTICPKU Journal：FIRE SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：, 27(7) 分类号：X924 TU89 TU249 关键词：仓库 自动喷水灭火系统 CMSA喷头 ESFR喷头
自动喷水灭火装置 篇6
提高消防水源的可靠性
对于自动喷水灭火系统来说，消防水源的可靠性是至关重要的，它可以直接地影响到自动喷水灭火系统的可靠性以及其灭火的效率。由此可见，对于消防水源和消防水池的合理设计是十分必要的。在我国，主要的消防水源有消防水池、消防水泵接合器以及高位消防水箱等。
消防水池是建筑物主要的消防出水设备，是消防水泵取水的源头，所以，要求它应该满足一个建筑物在一次火灾当中的所有消防用水。笔者建议，可以增设消防水池，已达到尽量多的蓄水的目的。作为自动喷水灭火系统的紧急接口，在危机的时候，消防车可以借助它向系统提供的水源，从而解决供水不足的困难。按要求来说，室内需要安装高位水箱，从而满足危难当中的供水需求。
当高位水箱满足火灾的初期用水以后，消防联动系统会向屋内的消防水泵发出启动的指令，当水泵启动以后，才能够用到消防水池里面的消防水源。因此，高位水箱和消防水池之间应该以串联的方式进行连接，再根据消防水泵接合器自身的特性，消防水泵接合器和消防水池之间应该以并联的方式进行连接，所以，三者之间的关系图应该如图1所示。
提高消防水泵的可靠性
造成自动喷水灭火系统消防水泵故障的原因基本上有工作叶轮磨损或破坏、转子零件磨损、轴磨损、轴承损坏、联轴器损坏等，在很大的程度上，摩擦同接触面的不平衡性、振动以及磨损都能关系到水泵的工作容量。
如果想要保证自动喷水灭火系统水泵的供水量和扬程有给定的概率，那么就需要提高水泵站的可靠性，具体可以采用改变服务工控和修正管线布置图等方法来实现。在高层建筑当中，其自动喷水灭火系统的泵房中可以采用无负荷的储备方法。水泵的连接方式可以有以下两种形式：
其水泵一用一备用，并联供水。通常情况下，自动喷水灭火系统的水泵都是采用的一用一备用的形式，两台水泵的型号和性能都是完全一样的。这样，其故障发生的概率和修复故障的时间大体上都相同。
其水泵两用一备用，并联供水。两台水泵一同工作可以提高自动喷水灭火系统对供水量的需求，而且如果当一台工作水泵发生故障的时候，还可以通过启动另一台备用水泵来继续工作，其连接方式如图2所示。
提高阀门和管道的可靠性
提高阀门的可靠性。为了使自动喷水灭火系统具有灵敏的报警系统，就需要在湿式的报警阀前面设置分隔阀门和环网。在对阀门进行设置的时候需要考虑到管道维修时候的关断，也要考虑到阀门维修时候的关断。而阀门设置的数量以及位置等，就需要根据现实的情况具体分析具体设置，要注意，在检修的时候，关闭掉的阀门不会影响到设备的自动报警，而且也不要设置的过多。
提高管道的可靠性。对于自动喷水灭火系统而言，其管道的布置形式一般来说有两种，一种是环状系统的布置方式，另一种是枝状系统的布置方式。环状的管道需要两条，分别同环网的不同段相连，在环网上要设置分割阀门，这样做可以方便检修，也有利于解决管道的局部失效等问题。环状管道可以实现双向供水，还有利于减少管径，在管道进行维修的时候，可以关闭一部分管道，其余的管道仍然可以通过双向供水，增加了可靠性。
关于电厂自动喷水灭火系统的探讨 篇7
关键词：自动喷水灭火系统,工作压力,管材耐压强度,水力性能
自动喷水灭火系统目前是世界上使用最广泛的固定式灭火系统。我国自动喷水灭火技术迅速发展, 应用越来越广泛。随着我国及地方对电厂消防的不断重视, 在电厂内自动喷水灭火系统的应用也越来越广泛。自动喷水灭火系统, 通常根据系统中所使用喷头的形式不同, 分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统两大类。
1 自动喷水灭火系统管网工作压力
我国《自动喷水灭火系统设计规范》第5.4.5条规定:管网内的工作压力不应大于117.7×104Pa (12kg/cm2) 。据规范编制说明介绍其理由是: (1) 我国《高层民用建筑设计防火规范》中规定, 消火栓最大静水压力约为23.5H2O和管网水头损失, 消火栓管道系统的工作压力就接近117.7×104Pa。 (2) 美国全国消防协会《自动喷水灭火系统安装标准》中规定:自动喷水灭火系统管道的工作压力按12.1bar设计, 接近117.7×104Pa。这样既符合我国国情, 又接近国际先进技术国家的水平。
我国自动喷水灭火系统管网工作压力不能等同消火栓系统管网工作压力, 亦不能和美国《自动喷水灭火系统安装标准》中规定的工作压力相等同, 对此条款有必要进行再商讨。
1.1 我国规范及国情
我国规范要求:喷水系统管材应用镀锌钢管或镀锌无缝钢管。根据我国目前情况, 镀锌无缝钢管没有专门厂家生产, 工程上应用只能借助于市售无缝钢管再次送入电镀厂电镀, 因而电镀质量较差, 且价格又贵。所以, 只能少量用于高层建筑中供水压力较高的配水钢管。国产镀锌钢管 (GB3091-87) 虽有加厚和普通之分, 但由于经济和市场供应原因, 工程中大量采用的为普通镀锌钢管。我国管材的规格和性能基本与日本、英国、前苏联相接近, 而比美国管材技术要求为低。因此, 在管网工作压力控制上不能同美国等同。
国产普通镀锌钢管的使用压力到底多少?在最近几年出版的给排水设计手册和资料中均未提及。在《管道工程安装手册》 (顾顺符等编) 一书中介绍, 我国管道公称压力和试验压力之关系 (GB1048-70) 表中, 两者比例关系在公称压力20.0MPa之下为1:1.5倍。按此规定, 管道公称压力为1MPa时, 表上试验压力为1.5MPa。反之推理, 若出厂试验压力为2.0MPa时, 则使用压力可达1.3MPa。这个数值在工程上使用可能偏高。因为管材出厂试验条件仅为几秒钟, 而工程上是在长期高压作用下, 用管道内水、内外锈蚀、施工安装时掏丝和外力作用都会影响到管道的强度, 影响到安全使用。考虑到喷水系统管网大、支管多、接头也多, 且一旦漏水, 损失又较大;火灾现场温度升高, 可能带来的管材耐压强度降低。并参照日本、前苏联、英国、澳大利亚等国管材使用压力规定和我国60年代出版的给排水设计资料介绍的镀锌钢管使用压力;普通镀锌钢管10kg/cm2 (1MPa) ;加厚镀锌钢管16k g/cm2 (1.6MPa) 等资料。建议在喷水系统中, 普通镀锌钢管的耐压不要超过1MPa, 并以此值来控制配水支管和配水管 (配水干管除外) 管网的压力。
1.2 用消火栓管网压力等同喷水管网压力问题
(1) 在喷水灭火系统设计规范中规定, 管材采用镀锌钢管和镀锌无缝钢管。实际上配水管网均采用普通镀锌钢管, 丝扣连接;而消火栓管网一般设计压力超过0.8~1.0MPa时, 就选用无缝钢管, 焊接连接。因而它的耐压强度比喷水管网为高。
(2) 消火栓管网平时最大静水压为80m H2O (约0.8MPa) , 消防时临时加压。而若按规范要求, 喷水灭火管网工作压力为117.1×104Pa (12kg/cm2) 时, 平时管网压力应在1.0MPa左右, 即其长期作用水压高于消火栓系统。
(3) 喷水系统管道分布广, 分支多, 丝扣接头也多, 因此对强度影响大, 漏水可能性也大。
根据上述三原因, 喷水管网工作条件比消火栓管网更差, 要求压力应比消火栓系统更低为好。
2 自动喷水灭火系统水力性能检验
保证自动喷水灭火系统有效灭火功能的最重要性能就是系统的水力性能, 即规范所规定的平均喷水强度、总喷水量、最不利点处喷头的压力和喷水均匀性。系统设计时, 为了保证这些基本功能要求, 必须进行管网水力计算。
可是, 一旦系统安装完毕, 一般情况下不可能使用最不利点附近作用面积内所有喷头都动作的办法对系统进行水力性能的检查。最为方便和可行的检查方法是人为地将最不利点处的一只喷头的玻璃球打破 (或将易熔合金片拆除) , 仅使一只喷头动作测量该处的压力。
由于每项工程的管网组成情况都不同, 所以仅用一只喷头动作时测得的数据来判断作用面积内所有喷头均动作时系统的实际工况就非常困难。不同的管网布置, 判定的数据标准亦不相同。如何通过最不利点处一只喷头动作时测得的值即可确定作用面积内所有喷头均动作时系统的各项水力性能参数是否满足规范要求是本文讨论的目的。
由于严重危险级采用雨淋系统, 不存在这一问题;而轻危险级系统目前国内还很少见, 故本文将针对应用最多的、布置成简单枝状管网的中危险级自动喷水灭火系统进行深入研究。
3 结语
3.1 对于管网压力
自动喷水灭火系统配水管和配水支管网内最高工作压力不应超过1MPa。配水干管内压力超过1MPa, 应采用镀锌无缝钢管。系统的管配件应满足上述工作压力需要。
由于临时高压制自动喷水系统管网压力是随着离心泵供水流量变化而变的, 用水力计算方法确定的管网供水压力, 最好称谓“设计工作压力”, 它是系统供水规模的反映, 是灭火所需的设计流量下的压力。而在离心水泵最高扬程时, 管网可能达到的最高压力称为“最大工作压力”。应用它来确定系统的试验压力 (最大工作压力+0.4MPa) 、高层建筑中的系统垂直分区和检查管网安全工作压力的依据。为了系统的安全, 离心水泵应有较平缓的特性曲线。在用水泵直接从城市管网取水的喷水系统, 管网最大工作压力应以城市管网最大工作压力加水泵最高扬程计。
3.2 对于已安装好的简单枝状管网中危险级自动喷水灭火系统
这一方法简更易行, 特别适用于消防监督部门对自动喷水灭火系统进行检收或防火检查时使用。
本方法仅适用于简单枝状管网, 复杂管网应用计算机软件进行计算。
总之, 掌握自动喷水系统管网压力设计及了解自动喷水灭火系统验收方法对于消防设计人员来说是十分重要的。
参考文献
[1]王致新.中危险级自动喷水灭火系统最佳管径组合及简化水力计算方法[J].给水排水, 1993, 12.
[2]中华人民共和国国家标准, “自动喷水灭火系统设计规范” (GBJ84-85) .
自动喷水灭火装置 篇8
一、工程概况
一个为纯地下建筑, 由A、B、C、D、E、F六个区组成, 除A、B区连为一体外, 各区之间均由下沉式广场及通道连接, 总面积约4万m2, 其中A、B区约10000m2, C区约10000m2, D区约8000m2, E区约为3000m2, F区约为9000m2, 其中汽车库约2.7万m2, 可停汽车约3 5 0辆, 1.3万m2为商业及通道, 包括沿通道布置的商铺。汽车库与商业通过防火墙隔开, 由于A、B、E区为原有建筑, 因此建成后成为通道交错, 功能复杂的地下室, 对消防设施布置特别是自动喷水灭火系统的设计带来了很大的困难, 经与有关部门协商, 每个区采用独立的闭式自动喷水-泡沫联用系统, 汽车库部分需满足自喷水至喷泡沫的时间要求外, 商业及通道部分按常规设置湿式自动喷水灭火系统。
2自动喷水灭火系统的选择与介绍
2.1自动喷水灭火系统的种类
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 (GB50067-97) (以下简称“规范1”) 第3.0.1条规定汽车库停车数量大于300辆为Ι类汽车库, 第7.2.1条规定停车数超过10辆的地下汽车库应设自动喷水灭火系统。第7.2.2条规定汽车库, 修车库自动喷水灭火系统的危险等级可按中危险级确定。《自动喷水灭火系统设计规范》 (GB50084-2001 2005年版) (以下简称“规范2”) 附录A中将汽车库划分为中危险Ⅱ级。“规范1”第7.3.1条规定Ⅰ类地下汽车库宜设置泡沫喷淋灭火系统。以上述规范的规定中我们可以得出, 对于大型地下停车库 (Ⅰ类) , 采用闭式自动喷水-泡沫联用系统是合适的, 系统在闭式自动喷水灭火系统中配置可供给泡沫混合液的设备组成, 也就是在普通湿式灭火系统中并联一个钢制带橡胶囊的泡沫罐, 橡胶囊内装轻水泡沫, 既可喷水又可喷泡沫的固定灭火系统。
2.2闭式自动喷水-泡沫联用系统的设置
发生火灾时, 温度达到喷头动作温度时, 闭式洒水喷头玻璃球破裂喷水, 水流指示器动作, 湿式报警阀开启, 压力水通过报警阀延迟器进入报警管道, 水力警铃开始报警, 压力开关动作, 消防泵启动。同时, 压力水经过压力泄放阀的供水阀打开压力泄放阀, 把控制管道中的压力水泄放掉, 使泡沫液控制阀自动开启, 泡沫罐橡胶囊内的水成膜泡沫液通过, 泡沫液控制阀, 泡沫液排放管道, 单向阀, 比例混合器的流量孔板后进入比例混合器的低压区, 和从主管道进入比例混合器的水混合成为泡沫混合液, 输向管网通过洒水喷头进行自动灭火。
“规范2”第5.0.1条规定中危险Ⅱ级的喷水强度为8L/min.m2, 作用面积160m2, 喷头工作压力为0.1Mpa;第5.0.8条规定闭式自动喷水-泡沫联用系统……
1) 湿式系统自喷水至泡沫的转换时间, 按4L/s流量计算, 不应大于3min;
2) 泡沫比例混合器应在流量等于和大于4 L/s时符合水与泡沫灭火剂的混合比确定;
3) 持续喷泡沫的时间不应小于10min。
第5.0.11条规定自动喷水灭火系统的持续喷水时间, 应按火灾持续时间不小于1 h确定。从以上几条可以看出, 闭式自动喷水-泡沫联用系统的作用前10min是喷泡沫, 后50min是喷水;同时也规定了泡沫液储罐 (比例混合器) 与最远喷头之间的管道长度。按此计算, 动作喷头 (最不利点喷头) 与泡沫液储罐 (比例混合器) 之间最大管道长度约为9 0 m (主管为DN100) 。基本上是每一分区设一套泡沫液储罐。
闭式自动喷水-泡沫联用灭火系统由于喷头采用洒水喷头, 泡沫浓缩液必须采用轻水泡沫, 它的灭火效能较普通蛋白泡沫或氟蛋白泡沫要高得多, 对可燃液体火灾的灭火能力强, 用量少。因为轻水泡沫除了能起到隔绝燃烧物附近的空气和降低燃烧物表面温度的作用外, 还能在油类的液面上生成具有特殊灭火效果的“水成薄膜”。它可以迅速地在燃烧液体表面扩散, 阻隔燃烧液体受热形成的易燃汽化物向外蒸发。虽然泡沫没有覆盖火灾表面, 而流动速度很快的水成膜已经覆盖到了可燃液体, 提前把水扑灭了。水成膜还有一种“自愈性”, 即使泡沫层遭到破坏, 水成膜也会很快愈合, 防止死火复燃。
目前美国3M公司生产的轻水泡沫有两种:一种是AFFF水成膜泡沫液, 用于油类及碳氢化合物 (汽油、甲苯等) 的火灾, 泡沫比例采用3%;一种是ATC抗溶性水成膜泡沫液, 用于扑灭极性溶剂, 水溶性和非水溶性碳水化合物 (甲醇、乙醇等) 的火灾, 泡沫比例采用6%。轻水泡沫无嗅、无毒、无腐蚀性, 保质期可超过15年, 由于泡沫浓缩液与水混合后的液体在流体力学特性上与普通自来水几乎相同, 因此闭式自动喷水-泡沫联用灭火系统的计算可与普通自来水一样。
泡沫液用量的计算:泡沫混合液最低喷射强度B≥6.5L/min.m2, 喷射时间C≥10min, 保护面积A≥160m2, 泡沫液用量E=A*B*C*3% (或6%) 。一般碳氢化合物火灾为3%, 极性溶剂火灾为6%, 考虑到目前汽车均要求使用无铅汽油, 因为泡沫液用量E=160×6.5×10×6%=624L, 泡沫罐容量一般V=1.5E=1.5×624=936L, 依此可根据生产厂的产品样本选择容积相近的泡沫罐。
闭式喷头是自动喷水灭火系统的关键组件。关于喷头布置方面的文章已有很多, 笔者在此不再赘述。
3结束语
自动喷水灭火装置 篇9
1 喷头布置间距的要求
喷头作为自动喷水灭火系统中的洒水部件, 其功能主要有两点, 即感温开放喷头和喷洒水量, 以达到控制初期火灾和灭火目的。故喷头的布置间距要求在作用面积内保证有足够的喷水强度, 同时做到喷头布置均匀。
事实上, 被保护场所的危险等级、喷头特性、建筑分隔及其它工种的管道设备、特别是系统中的压力等都是喷头布置间距的影响因素。这些因素最终影响着保护面积的喷水强度和水量。此外, 喷头的保护面积涉及到喷头特性、喷头压力、安装方式、喷头距被保护物的高度等等。正是由于多方面因素的影响, 喷头之间的布置间距总是不固定的。故有用任意四只喷头组成的保护面积来表示单只喷头的平均保护面积、平均喷水强度作为衡量喷头布置间距的重要指标。
总之, 喷头布置间距的最终目标是满足自动喷水灭火系统的饿基本设计数据要求, 即设计喷水强度、作用面积、喷头的最低工作压力三大要素。
2 喷头布置的一般原则
(1) 满足喷头的水力特性及布水特性的要求。
(2) 喷头应设在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流并有利于均匀喷洒水量的位置, 应防止障碍物屏障热气和破坏洒水分布。
(3) 喷头的布置应均匀洒水和满足设计喷水强度的要求。
(4) 喷头的布置应不超出其最大保护面积以及喷头最大和最小间距。其中喷规已对设计喷水强度以及喷头最大面积做出规定, 详见下表1、2:
注:系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。
注:仅在走道布置单排喷头的闭式系统, 其喷头间距应按走道不留漏喷空白点确定。
喷规用任意四只喷头组成的保护面积来表示单只喷头的平均保护面积、平均喷水强度作为衡量喷头布置间距的重要指标。
3 喷头布置的最大间距
在严重危险级中, 喷规要求做到:最不利点处作用面积内任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度不应低于表1的规定值。这样也就是要求每个被保护位置均应达到设计喷水强度和喷头工作压力的规定。最不利点喷头处的压力取P=0.1MPa时, 喷头的出水量undefined。现已知严重危险级规定的喷水强度最小为D1=12L/min·m2, 则喷头的保护面积S1=q/D1=80/12=6.67m2。如图1, 只有正方形四个圆相切时, 喷头所达到的保护面积最大。则有undefined, 即为满足喷水灭火设计系统的基本数据的喷头间距。
喷规用任意四只喷头组成的保护面积来表示单只喷头的平均保护面积、平均喷水强度作为衡量喷头布置间距的重要指标。
在中危险级和轻危险级中, 喷规要求做到:最不利点处作用面积内任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度不应低于表1规定值的85%。当设计喷水强度小于规范规定值的15%时, 此时喷头的布置间距应是最大。
中危险Ⅰ级时:D2=6L/min·m2, 则喷头的保护面积undefined, 取3.6m。
中危险Ⅱ级时:D3=8L/min·m2, 则喷头的保护面积undefined, 取3.0m。
轻危险级时:D4=4L/min·m2, 则喷头的保护面积undefined, 取4.4m。
通过以上推算分析可知, 以上喷头布置的最大间距是可行的, 见表2中的第2项。值得注意的是, 若在走道布置单排喷头的时侯还是简单按照此方法布置喷头就不能满足规范要求了。
4 喷头布置的最小间距
喷头布置间距的缩小, 可增加喷水强度, 有利于控制和扑灭火灾, 对于不同危险等级的消防给水系统其供水量不同。在同一危险级中, 喷头布置过密, 会造成火灾中开放喷头过多, 从而导致系统保护的作用面积内其余部分供水量不足, 不利于控制火灾的蔓延。另一方面, 相邻喷头间距过小易造成两喷头喷水交叉影响, 水滴的穿透性减弱;还会造成相邻喷头温度的降低而延迟喷头的开放时间。
从喷水强度的要求分析, 规范中对各危险等级的要求是不一样的。严重危险级对喷水强度的增加不限制, 而对中危险级和轻危险级布置中的任意四个喷头所组成的平均喷水强度不应大于规范规定值的20%。现可计算出喷水强度在最大时的喷头最小间距。如中危险Ⅰ级中, D2=6.0× (1+20%) =7.2L/ (min·m2) , 在P=0.1MPa, K=80时, S2=Q/D2=11.11m2。作为计算最小间距时, 为能确定实用的最小值, 单排布置以长方形考虑, 现在长边取喷头间的最大间距, 即L2max=4.0m, 则L2min=LS=11.1/4.0=2.8m。同理可计算出轻危险级时L3min =3.7m。
从喷头喷水的水流分布情况分析, 不同形式的喷头有不同的水流分布形式, 较难确切的描述喷头间距对各喷头喷水分布的影响范围。还有待于产品生产的试验积累。在美国消防协会的标准NFPA-13中规定, 凡喷头间距小于1.8m时, 均须安装挡水板以防止喷头启动时的淋水打湿相邻喷头延缓其正常启动。在我国规范中规定“喷头间距不应小于2.4m”。在缺少试验数据的情况下, 应仍按我国规范中喷头最小间距2.4m执行。
在某些特定情况下, 由于诸多因素造成喷头布置的距离小于最小间距时, 应采取相应的措施。例如在两喷头中间设置横向挡水板、把喷头装入装饰的凹槽形隔板内或采用隐蔽式喷头等方式。挡板可采用宽200mm×高150mm的金属板制成。
在喷头布置最小间距中, 还有一种情况是喷头设置在开口部位或作为防火分隔的保护使用。如建筑上空大空间、中庭等的加密喷头。这里的喷头与开式喷头有区别, 它的主要作用是控火。喷头距开口部位过远, 保护效果较差;喷头过近, 也不利于楼板或吊顶的集热, 影响感温元件的开启。我国目前没有这方面的规定, 在NFPA-13中有喷头远离开口 (具有开放空间的自动扶梯、楼板或类似的楼板孔洞) 一侧的间距为152～305mm, 对舞台口的开式喷头距离要求离舞台前口不超过0.9m。参照这种情况, 在实际工程设计中, 这种距离可控制在0.15～0.60m。
5 走道内布置单排喷头时的喷头间距探讨
《喷规》规定走道内喷头布置间距应按走道地面不留漏喷空白点确定。现引入设计半径R这一概念。R代表一个不出现覆盖空白和不出现过多覆盖面的经济数值, 这种R是指喷头喷水的设计有效半径, 它与实际喷水半径是不同的。
若中危险级在计算最大单排间距时, 取最不利点喷头压力P=0.1MPa, 设计喷水强度D=6.0L/min·m2, 则单只喷头的流量undefined, 单只喷头的保护面积undefined。现需要按设计半径考虑计算, undefined, 取R=2.0m。故喷头间距undefined。如果在走道只布置一排喷头, 根据《喷规》规定喷头间距最小不得小于2.4米, 所以当喷头间距取L1=2.4m时可以计算出此时的走道间距应为最大允许宽度。undefined, 此时喷头距端墙的距离undefined。
由此可以得出结论当走道宽度大于3.2米时在走道中间布置单排喷头是不能满足规范要求的。解决办法可以采用在走道增设一排喷头的做法。
6 结语
喷头布置间距影响因素除了以上基本参数外, 还有建筑构造和被保护物在水平或垂直高度上的影响、喷头附近的障碍物、风口气流或散热设备等等。
以上极限间距是从标准喷头在压力为0.10MPa时推出的。事实上, 除最不利情况其余喷头的实际工作压力均大于最不利点, 这个因素对灭火是有利的。规范上应是在特定情况下标准喷头的作用面积和间距。现在满足规范要求的前提下, 推出喷头布置的极限间距对工程设计喷头中喷头的合理布置有一定的实际意义。
参考文献
自动喷水灭火装置 篇10
自动喷水灭火系统是最经济的一种自动灭火系统, 国内外应用极为普遍, 其灭火成功率高, 安全经济, 管理方便, 是世界公认的一种自动灭火手段[1]。
自动喷水灭火系统在遇有火灾时可自动启动并喷水灭火,使火灾在初期就能够及时得以控制,从而最大限度地减少了火灾损失,而且该系统对环境无污染,灭火效率高,所以广泛应用于民用建筑中,特别是人员密集、不易疏散、外部灭火和救生比较困难的高层建筑。但是,如果自动喷水灭火系统设计、施工、维护不当,会直接影响灭火效果。因此有必要对自动喷水灭火系统的设计计算进行校核,从设计源头上把好关。
在自动喷水灭火系统的设计计算中,存在的主要问题是对管道水头损失计算方法的选取。现在普遍使用的管道水头损失的计算方法有两种,一是《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88)[2]中给出的舍维列夫式,即现行《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001,2005年版)[3](以下简称《喷规》)中使用的方法。舍维列夫式是1953 年舍维列夫根据其对旧铸铁管和旧钢管所进行的试验提出的经验式, 因此该式主要适用于旧铸铁管和旧钢管。二是欧美等国家标准以及我国《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)[4]和《室外给水设计规范》(GB50013-2006)[5]中使用的海登-威廉式。舍维列夫式的计算结果比海登-威廉式计算结果偏大,势必会造成不必要的浪费。而且,对于镀锌钢管、铜管、不锈钢管和PVC-C 管,在使用过程中内壁粗糙度增大的情况并不十分明显,也适宜使用海登-威廉式计算[6]。另外《自动喷水灭火系统设计规范》(2008年局部修订送审稿)里管道单位长度水头损失也是按海登-威廉式计算的。
本文以某高层综合楼的自动喷水灭火系统设计为例,采用海登-威廉式计算水头损失,重点对其水泵的扬程和流量进行校核、分析。
1 建设工程概况
该工程建筑高度为73.45 m,裙房四层,建筑高度为20.8 m。总建筑面积为53018.76 m2,地下建筑面积为15386.34 m2,地上建筑面积为37632.42 m2。该建筑地下2层、地上19层,其中,地下二层为汽车库、储藏室及设备用房,地下一层为汽车库、储藏室、设备用房及部分商场,地上一至四层为商场,五至十九层为单元式办公,设置湿式自动喷水灭火系统。
2 火灾危险等级
根据《喷规》附录A设置场所火灾危险等级举例,高层综合楼属于中危险级Ⅰ级场所。该建筑按中危险级II级(喷水强度为8.0 L/min·m2)设计,符合规范要求。
3 喷头的选型和布置
该建筑采用快速响应喷头,喷头流量特性系数为80,动作温度为68 ℃,符合《喷规》第6.1.2条的要求。共设有直立型喷头1876只,下垂型喷头4485只,共计6361只,直立型喷头有20只备用喷头,下垂型喷头有45只备用喷头,共计65只,符合《喷规》第6.1.9条的要求。
该建筑的裙房部分的喷头采用正方形布置,边长为2.8 m,小于3.4 m且大于2.4 m;其他部分的喷头采用矩形布置,长边最大为3.0 m,短边边长最小为2.4 m,均小于3.6 m,符合《喷规》第7.1.2条的要求。
4 报警阀组和管道
(1)该建筑内共有喷头6361只,设置10个湿式报警阀组,其对喷头的控制分布见表1。
由表1可知,每个湿式报警阀控制的喷头数小于800只,符合《喷规》第6.2.1条和第6.2.3条的要求。
(2)自喷系统中配水支管、配水管最大控制的喷头数分别为25mm的1支,32 mm的3支,50 mm的7支,65 mm的12支,80 mm的28支,100 mm的64支。符合《喷规》第8.0.7条的规定。
(3)短立管及末端试水装置的连接管管径为25mm,符合《喷规》第8.0.8条的规定。
5 水泵选型校核
5.1 基本设计数据
该建筑的自动喷水灭火系统的设计流量为8.0 L/min·m2,设计作用面积为160 m2。
最不利点处喷头的工作压力确定过程如下:
由《喷规》第5.0.1条中表5.0.1的注释规定和第9.1.1条的规定可以看出,系统最不利点处喷头的工作压力应计算确定,但同时不应低于0.05 MPa。因此,在具体校核时,应根据建筑工程实际情况进行计算。
根据《喷规》第9.1.1条的规定,喷头的流量应按式(1)计算:
式中:q是喷头流量,L/min;P是喷头工作压力,MPa;K是喷头流量系数,取80。
由此推导出喷头工作压力计算式为:
P=(q/K)2/10 (2)
由图1可知,最不利喷头位于十九层西南角。由于最不利喷头附近的喷头布置不均匀,所以实际选取的作用面积为162.84 m2,大于160 m2,作用面积内的喷头数为22只。单个喷头实际保护面积为7.4 m2,小于11.5 m2,符合《喷规》第7.1.2条的要求。一个喷头的流量为:
q=8×7.4=59.2(L/min)
由式(2)计算喷头工作压力为0.055 MPa,大于0.05 MPa,故该建筑最不利点处喷头的工作压力确定为P0=0.055 MPa。选取的最不利喷头作用面积如图1。
5.2 沿途计算法计算水泵的扬程和流量
根据《喷规》第9.2.4条的规定,水泵扬程或系统入口的供水压力应按式(3)计算:
H=∑h+P0+Z (3)
式中,H是水泵扬程或系统入口的供水压力,MPa;∑h是管道沿程和局部水头损失的累计值,MPa;P0是最不利点处喷头的工作压力,MPa;Z是最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中心线之间的高程差。
前面已确定P0=0.055(MPa),由图1知:
Z=73.3+9.0= 82.3(mH2O)= 0.823(MPa)。
管道水头损失的计算:
下面采用海登-威廉式来计算水失损失,即
hf=iL (4)
i=105C-1.85hd-4.87jq
该建筑内的喷淋系统所用管道采用内外壁热镀锌钢管,Ch取100。管道内径dj取值为《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T 3091-2008)[7]附录A表A.1中外径减两个标准壁厚。
作用面积内喷头的节点流量按式(1)计算,然后将计算结果代入式(4)和式(5)计算管道水头损失。
其中,除最不利支管外,其余支管均采用特性系数法[8]来计算水头损失。方法如下:
以支管4-5为例,把支管4-5作为一个喷头考虑,其流量与压力符合式(1),因此只要求出其管道特性系数Kg4-5,就可确定该支管的流量。计算支管4-5的特性系数Kg4-5的式如下:
式中,p4和q4是以支管4-5的尽端喷头5作为计算起点(P5=0.055 MPa),对该支管的喷头逐个进行计算得到的。
则支管4-5在水压P4作用下,其流量为:
根据式(6)和式(7)计算可得Kg4-5为144.38,Q4-5为2.08 L/s。
同理得Kg4-7=91.88,Kg19-a= Kg22-b= Kg25-c= Kg28-d=212.81,Kg16-d=730.42。按此方法计算其他各管段的流量和水头损失,计算结果见表2。
注:(1)①处有两个三通;②处有1个三通,1个90°弯头,以下计算相同;③处为实际流量,下同;④处共有3个90°弯头,4个三通,3个闸阀;⑤处共有2个三通,2个闸阀。(2)局部损失中,湿式报警阀取0.04 MPa,水流指示器取0.02 MPa。
由表2得最不利管路的水头损失为:
∑h=0.205-0.055+0.04+0.02=0.210(MPa)
5.3 水泵扬程复核
由式(3)计算水泵扬程为:
H=∑h+P0+Z=0.210+0.055+0.823=1.088(MPa)
5.4 水泵流量复核
由表2可得,水泵流量为27.02 L/s。
该建筑配置XBD12/30-125DX-II型喷淋泵2台,一用一备。该喷淋泵扬程为1.20MPa,流量为30L/s,均符合要求。
6 水泵接合器校核
该建筑自喷系统设计用水量为30 L/s,水泵接合器流量为15 L/s,则至少应设置2个水泵接合器。
该建筑室外设置DN150的地上式水泵接合器2个,符合《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95,2005年版)[9]第7.4.5条的要求。
7 结论
(1)通过计算校核可知,该建筑的自动喷水灭火系统的设置均符合相关规范的要求。
(2)在本文的水力计算中,只使用了海登-威廉式。虽然舍维列夫式用于计算旧铸铁管和旧钢管的水头损失比较准确,但据美国测试,自动喷水灭火系统的管道经过20至25年的使用,其实测水头损失与采用海登-威廉式设计计算结果相当,因此用该式计算旧管道的结果也是可信的。综上所述,海登-威廉式可以满足一般水头损失计算的要求。
(3)由上述水力计算过程可见,自喷系统的水力计算具有明显的规律性和重复性,因此可以编制计算机程序计算,或采用Excel电子表格计算,用于不同系统的水力计算时,只需调整管径、管长等原始数据,从而使得计算更加简便[10]。
摘要：自动喷水灭火系统以其灭火效率高,经济实用等优点,被广泛应用于各类建筑的消防设计中。以某高层综合楼的自动喷水灭火系统设计为例,分析了该系统各组成部分的设置情况,采用海登-威廉式计算管道水头损失,重点对其水泵的扬程和流量进行计算分析与校核。通过计算校核可知,该建筑的自动喷水灭火系统的设计符合相关规范的要求。在水力计算中,海登-威廉式不仅可以满足一般水头损失计算的要求,用该式计算旧管道的结果也是可信的。此结论为自动喷水灭火系统设计分析与计算校核提供参考。
关键词：自动喷水灭火系统,海登-威廉式,水力计算,水泵扬程
参考文献
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[6]杨丙杰.自动喷水灭火系统水力计算方法比较分析[J].给水排水,2009,36(12):80-83YANG Bing-jie.The comparison and analysis of themethodof hydraulic calculation of automatic fire sprinklersystems[J].Water&Wastewater Engineering,2009,36(12):80-83
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[8]王学谦.建筑防火设计手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2008
[9]GB50045-95.高层民用建筑设计防火规范[S].
自动喷水灭火装置 篇11
随着社会经济的发展,仓库在社会化物流中发挥着重要的作用,仓库的规模也越来越大,有的高架仓库建筑高度达到30多米。由于仓库内储存的可燃物品数量较多,储存场所空间大,燃烧特性良好,因此火灾危险性较高。尤其是当仓库内存放有大量诸如纸张、木材、可燃液体或塑料等易燃、可燃物品时,发生火灾后会因货物、货架、仓库三者之间通风条件良好,而导致火势迅速蔓延。试验表明,仓库发生火灾时火势可以在几秒内从地面上升到10多米高的屋顶,潜在的火灾热释放速率可能会达到85 MW,仓库在长时间承受这种热量下,有可能发生倒塌事故。
另外,仓库着火时,即使能早期发现火情,通常消防队员会在10～15 min后出动第一支水枪实施灭火,但此时火势已经覆盖了整个仓库。仓库的外围护结构通常门窗洞口小,内部烟气浓度大,此时消防人员很难进入仓库内部。当火势蔓延扩展到货架上部时,灭火也很困难,加之射进去的水流会被货架和货物阻挡而不能直接作用在燃烧的物品上,对于仓库火灾外部扑救设施很难发挥作用。因此,仓库火灾应立足于自救原则,充分发挥自动灭火设施的作用。欧洲一些国家已经建议修改相应的建筑规范,要求和鼓励大型仓库安装自动喷水灭火系统。我国《建筑设计防火规范》也规定了应设置自动喷水灭火系统的仓库和场所。
2 系统及喷头类型
2.1 系统类型
自动喷水灭火系统设计中,确定采用的系统类型是重要环节。目前仓库中应用最多的是湿式系统,也有一些仓库由于存在冰冻危险,内部无采暖设施而采用干式系统和预作用系统。采用干式系统时,在不改变喷水强度的情况下,系统的作用面积应增加30%。
英国规范BS EN 12845:2004《固定式灭火系统-自动喷水灭火系统-设计、安装和维护》中规定,对于高危险等级的仓库或者生产工艺场所,不宜采用干式系统和干湿式系统,在确需采用的情况下,系统的作用面积应增加25%。
防冻系统在我国的应用较少。国外有喷头生产厂商已研制出ESFR系统能够在冷库中使用。由于干式系统从喷头动作到出水需要60 s,ESFR系统需要快速响应而只能用于湿式系统。防冻系统使用添加防冻液(丙二醇)以防止水在管道中冰冻,由于丙二醇本身具有可燃性,因此它的含量被限制在50%以内,并且储存物品限制在NFPA规定的仓库危险级Ⅱ级或更低。
2.2 喷头类型
仓库自动喷水灭火系统的喷头选用主要由系统选型、仓库场所的火灾危险等级及储物的布置方式确定。对于最大净空高度不超过9 m的场所,目前应用较多的是流量系数K=80或K=115的标准洒水喷头。为降低系统工作压力,也可采用K=360的扩展覆盖喷头。
除上述喷头外,仓库场所最适宜采用大水滴喷头以及ESFR喷头,国外还有采用特殊应用控火型喷头(Control Mode Specific Application-CMSA)。其中,除ESFR为灭火型喷头外,其余均为控火型喷头。我国《自动喷水灭火系统设计规范》中对于喷头的使用规定较少,笔者主要讨论这几种喷头的应用要求。
2.2.1 大水滴喷头
大水滴喷头是一种专门为保护仓库而开发的洒水喷头,该喷头开发于20世纪70年代,其溅水盘的设计能够产生更多的大水滴,直径一般可达3 mm。大水滴喷头通过提高喷头下落过程中的冲力性能,增强渗透,穿过上升的火灾热气流,提高其灭火性能。
大水滴喷头流量系数K=161,系统设计只需15只洒水喷头动作就可达到设计要求,而且安全系数也大大提高,美国NFPA 13(2007年版)《自动喷水灭火系统安装标准》规定了大水滴喷头的设置要求及应用参数。通过大水滴喷头的研制,对于火灾危险等级较高的场所来说,衡量洒水喷头性能的是洒水喷头的口径尺寸和工作压力,而不是喷水强度和作用面积。
大水滴喷头的显著优点是该洒水喷头可以保护货架仓库而不需要货架内喷头,对于普通洒水喷头来说这是不可能的。因此,它适用于保护中等危险级别的货架储存物品火灾,与流量系数K=240喷头相比,使用更少的水量。
2.2.2 CMSA喷头
CMSA喷头是国外研发的一种针对仓库火灾保护的新型喷头,目前我国尚无该喷头的产品和应用标准。FM的标准规定,当仓库自动喷水灭火系统采用CMSA喷头时,屋顶钢结构构件可不需采用其他保护。NFPA 13中也规定了此类喷头的应用参数。在计算用水量时,按作用面积内开放的喷头为15个及相应的喷水时间确定。
根据国外研究机构所做的试验,CMSA喷头最大的优点就是大大降低了喷头的最低工作压力。与ESFR喷头相比,CMSA喷头可用于湿式、干式及预作用系统。CMSA喷头也属于快速响应喷头范畴,因此能够在较小的火灾规模下动作,并且水滴在下落过程中能够迅速穿透上升的火羽流,直至燃烧物表面。根据国外火灾试验,如果点火位置在喷头正下方,开放1只喷头即能有效控制火势,如果点火位置在2个喷头中间,则开放2只喷头即能控制火势,实施灭火。不像ESFR系统可以抑制或扑灭仓库火灾,CMSA系统被设计成控制火灾至适度的规模,但不能抑制火灾。因此,它需要的供水时间更长,一般为90～120 min(取决于储物的储存方式),与ESFR系统通常为60 min的火灾延续时间相比,需要更大的消防用水量,从而增加了系统投资,其造价较ESFR系统高。然而,CMSA系统可以用在ESFR系统不能使用的地方,如:
(1)建筑净空高度超过13.5 m或储存高度超过12.2 m;
(2)屋顶坡度超过1/6而不能采用ESFR系统;
(3)货架不允许水从顶部通过;
(4)仓库温度可能低于4 ℃。
2.2.3 ESFR喷头
20世纪80年代,随着FM开发出ESFR喷头,仓库保护又上升到一个新高度。ESFR喷头是为了保护火灾危险等级较高的高货架仓库,而又不需设置货架内喷头而特别开发出的喷头。由于其在扑救仓库火灾方面具有其他控火型喷头无可比拟的优势,其性能逐渐被人们认可。制造商已经通过增加K系数或增大口径开发出多种ESFR喷头,目前的ESFR喷头的K系数包括160、200、240、320和360。
发生火灾时第一只喷头动作后,通过对火灾的快速响应和释放大量的水,可以仅通过屋顶下安装的喷头扑灭货架内的火灾,而不必设置货架内喷头,以此来减少费用,鼓励建设单位安装此系统。
标准ESFR喷头(K=200)的使用范围较为广泛。K=240的ESFR喷头在火灾试验中证明同K=200喷头一样,除可燃液体和无包装的发泡塑料外,能保护同样的物品。相比之下,K=240较K=200需要更低的压力,从而给设计人员更大的灵活性,并因此可节省材料和安装费用。
虽然安装ESFR自动喷水灭火系统可以省却货架内喷头带来的麻烦,也不必担心货架内喷头会遭到损坏等,并且ESFR自动喷水灭火系统更能节省费用,安装便利,但往往忽视了更为严格的安装要求,因此而产生的诸多问题仍然还困扰着仓储行业。设计人员应清楚认识到ESFR喷头在设置方面的局限性。其中,最为重要的是在其洒水范围内不能受到障碍物的遮挡。国外大量的火灾试验已经得出了这些限制条件,并且如果不遵从这些限制,会导致系统灭火失败。根据NFPA 13的规定,ESFR喷头的设计要求如下:
(1)仅用于湿式系统;
(2)环境温度不应超过66 ℃;
(3)货架为板条或者格栅型隔板,且开口面积不小于50%;
(4)储物顶部不应敞开;
(5)屋顶坡度不应超过1/6;
(6)喷头洒水不应受到障碍物的影响。
3 美国NFPA 13和我国GB 50084中关于仓库自动喷水灭火系统的比较
3.1 NFPA 13的规定
NFPA 13在划分储物类别时,分为Ⅰ～Ⅳ级物品、橡胶轮胎、卷纸及特殊场所4类。在储存方式上,分为混杂储存、托盘、堆垛及货架储存。在喷头选型上,规定了仓库采用标准喷头、大水滴喷头、CMSA喷头及ESFR喷头的设计参数。其每个设计参数的规定,均是通过实体火灾试验得出的数据。
根据NFPA 13的规定,当采用控火型喷头时,不同于我国规范规定仓库采用闭式系统的最大安装高度为9 m的要求,NFPA 13没有规定最大安装高度。如对分类堆垛的塑料橡胶储物,最大净空高度可达10.5 m,并给出了相应的参数。如果设置货架内喷头,没有最大安装高度的限制。
系统采用灭火型的ESFR喷头时,规定其最大安装高度不应超过13.5 m。当超过13.5 m或者最大储物高度超过12 m时,不能采用直接在顶板下设置ESFR喷头的方式,标准规定可以采用顶板下布置喷头与货架内喷头相结合的方式,但此时系统的功能应定位为控火型。
3.2 GB 50084的规定
现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084-2001,2005年版)对于仓库设置自动喷水灭火系统的规定,是根据储物的不同火灾危险等级,在堆垛储存、货架储存和混杂物品储存三种布置方式下规定的设计参数(托盘储存视为堆垛储存)。较上一版相比,由原来的7组数据扩展为现在的7个数据表,细化了设置要求。对于储物高度不超过3.5 m的仓库,不按照仓库危险级设计,其设计参数等同于中危险级或者严重危险级。
规范第5.0.5条的6个表格没有规定所采用的喷头类型,可采用控火型的喷头。为降低系统工作压力,方便喷头布置,宜选用流量系数大的喷头。表5.0.6中采用ESFR喷头时的参数适用于储物在托盘及货架下的布置形式。
3.3 货架内喷头的设置
我国《自动喷水灭火系统设计规范》规定,货架储物仓库的最大净空高度超过规范规定时,应设货架内置喷头,宜在自地面起每4 m高度处设置一层货架内置喷头,并规定了采用不同类型的压力要求。此条规定为强制性条文。货架由于储存的物品不同,如果严格按照4 m布置一层的要求,会给外部操作及储物摆放带来一定的麻烦。设计人员可根据每层的货架高度灵活布置,但不应超过4 m的规定。
NFPA 13在规定货架内喷头有多种布置方式,如图1所示,图中每个立方体代表边长为1.2～1.5 m的储物,当A或B代表储物顶部时,可在1处布置一层喷头;当C或D代表储物顶部时,可在1和2处各布置一层喷头;当E代表储物顶部时,可在1和3处各设置一层喷头;同理,当F或G代表储物顶部时,则应在1和4处布置一层喷头;当储存物品高度超过G代表的高度时,应重复上述布置要求。
BS EN 12845规定,如果储物顶部与顶板的间距超过4 m,则应设置货架内喷头。在计算用水量时,按照每层各同时开放3个,最多不超过3层喷头考虑,并规定货架内喷头的最小工作压力不应小于0.2 MPa。
货架内喷头可以采用标准喷头,也可以采用快速响应喷头。
4 结 语
仓库由于本身建筑结构形式多种多样,储存物品的种类纷繁复杂,而且物品的储存方式也不尽相同,给自动喷水灭火系统的设计带来很大的难度,对于仓库这种高危险等级场所,系统投入使用后,应当按照设定的参数发挥其功能。因此,在进行仓库自动喷水灭火系统设计时,应注意以下几点:
(1)考虑到自动喷水灭火系统的功能是扑救初期火灾,在设置自动喷水灭火系统的仓库同时还应设有消火栓系统。在一些不宜用水扑救的仓库,还应考虑与高倍数泡沫灭火系统的联合应用。
(2)对于储存高度超过3.5 m的储物,顶板应尽量设置ESFR系统保护。当内部储存物品的火灾危险等级不一致时,应按照火灾危险等级较高的物品确定设计参数。
(3)规范中每个参数的确定都是通过实体火灾试验得出的数据。对于高度超过规范规定的最大允许安装高度或者不符合规范规定的储物类别,应通过实体火灾试验确定设计参数。
参考文献
[1]GB50084-2001(2005年版),自动喷水灭火系统设计规范[S].
[2]NFPA 13,Standard for the installation of sprinkler systems[S].
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