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【摘 要】随着经济的发展和人们消防意识的提高,人们对自动喷水灭火系统认识的深入,自动喷水灭火系统将逐渐取代消火栓灭火系统的主导地位,成为我国消防体系中最主要的灭火设施。其灭火、控火率很高,且不污染环境,与气体灭火系统相比,较为经济,适用于各类建筑的消防保护,该设施已经成为建筑等级的重要标志之一。与此同时,建筑火险隐患和危险性也不断增大,这都对自动喷水灭火系统提出了新的要求,促使其不断发展完善。
【关键词】自动喷水;灭火系统;喷头
1.自动喷水灭火系统的发展及应用19世纪50年代,西方就有人在火灾危险和人员不易到的地方,采用穿孔管灭火,每根穿孔管设一个阀门,将阀门设置在人容易操作的专门房间内,以便控制各穿孔管喷水灭火。这可看作自动喷水灭火系统的雏形。经过一百多年的发展,自动喷水灭火系统的技术已达到很高的水平,在喷头、阀门、系统监督、管网设计等方面进行的大量研制工作,使产品达到标准化、系列化、多样化,产品质量越来越好,安全性大大提高。我国从上世纪30年代起,在我国城市的建筑中,已应用从国外引进的自动喷水灭火系统。从上世纪50年代起至今,已有几十年的设计、安装、调试、管理等方面经验,目前在设计技术、配套产品国产化、控制技术自动化、程序化等方面都积累了相当丰富的经验。我国已有多起由自动喷水灭火系统有效阻止火灾蔓延的案例。如商场、酒店等的火灾,都是自动先开启闭式喷头来扑灭火灾的。系统的给水方式明确了稳高压给水系统,并采取了保证给水可靠的相关措施。对于自动喷水灭火系统消防泵的启动控制,除了由单一的压力开关控制外,还有两组压力开关控制方式。在每个报警阀组的给水最不利点,均设末端试水装置,以利于系统的检测,加强了系统平时的维护管理。
2.自动喷水灭火系统的分类、原理及结构2.1自动喷水控制原理自动喷水灭火系统,按喷头的开闭形式,分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统2大类。前者包括湿式、干式、干湿式、预作用系统、重复启闭预作用系统等,后者包括雨淋喷水灭火系统、水幕系统、水喷雾灭火系统、细水雾灭火技术等。目前我国普遍使用湿式系统、干式系统、预作用系统以及雨淋系统和水幕系统。在报警阀的上下管道内经常充满压力水,在火灾发生时,由于火场环境温度的升高,闭式喷头玻璃球内液体膨胀,玻璃球炸裂,喷头打开喷水,即开始灭火。管网中的水由静止变为流动,水流指示器被流动的水感应后动作把水流信号转变为开关量报警信号,送入控制器,在报警控制器上指示某一区域已在喷水。喷头持续喷水造成报警阀上部水压低于下部水压,这种压力差达到一定值时,原来处于关闭状态的阀片自动开启,压力水通过报警阀流向喷水系统的干管和配水管,同时通过专用细管进入延时器,经延时确认,进入水力警铃和压力开关,发出声音报警信号,同时压力开关动作,将压力下降的信号变为开关量报警信号,送入报警控制器。每个楼层有一个水流指示器,每个水流指示器有一个输入模块,当输入模块接收到水流指示器的动作信号后,通过总线信号输送到报警控制器;压力开关的动作信号也通过输入模块输送到报警控制器。两路信号通过主机逻辑编程,指令相应输出模块启动喷淋泵加压,使管网持续保持一定的压力,启泵电信号通过输入模块回馈到报警控制器并有显示。2.2系统主要组件及作用由联动型火灾报警控制器、手动紧急启停控制盘、水流指示器、压力开关、报警阀、延时器、喷头、管路、供水设施等组成。2.2.1联动型火灾报警控制器联动型火灾报警控制器是一种能为探测器供电、接受、显示和传递火灾报警信号,并能对自动消防装置发出控制信号的装置。2.2.2手动紧急启停控制盘用于手动控制重要联动设备的启动或停止。当火灾事故发生后,根据实际需要,手动操作控制盘上的按钮,将现场的喷淋泵、消防泵启动或停止,并能显示其启动以及停止状态。设置在一层警卫室,紧靠报警控制器。2.2.3喷头自动喷水灭火系统的喷头担负着探测火灾、启动系统和喷水灭火的任务,是系统的关键组件之一。根据结构和用途的不同有多种形式,常用的为玻璃球洒水喷头,由喷水口、玻璃球、框架、溅水盘、密封垫组成。2.2.4报警阀报警阀也是自动喷水灭火系统中的重要组件,平时始终处于关闭状态,只有火灾时才打开。主要作用是接通和切断水源、启动系统、启动水力警铃和压力开关报警。该装置设置在展示厅地下室的消防泵房。2.2.5喷淋水泵及水泵接合器喷淋水泵是自动喷水灭火系统主要的供水设备,由主泵和备用泵两组组成,采用的是自灌式离心泵,以满足自动启动的要求。消防水泵接合器是自动喷水灭火系统的临时供水设备,共两个,每个水泵接合器的流量为10~15L/s,设置在展示厅方便消防车连接的位置。2.2.6报警控制装置报警控制装置在自动喷水灭火系统中担负着探测火情、发出警报、启动系统和对系统工作状态监控的作用,主要由水流指示器、压力开关、水力警铃、延时器和火警按钮组成。其中水流指示器安装在展示厅每层的配水干管上,共3个。压力开关、水力警铃、延时器均在地下室的消防泵房。火警按钮安装在每层东西两侧楼梯旁、一层大厅显著位置及地下室。
3.自动喷水灭火系统的优势3.1技术可行性3.1.1自动喷水,及时灭火自动喷水灭火系统靠喷头喷水灭火。喷头集火情探测和喷水灭火于一身,着火点产生的热量使其上方的喷头感温元件(玻璃球或易熔金属)启动,喷头立即喷水灭火。其控火保证率可达95%以上。3.1.2同步报替,及时疏散系统喷头喷水灭火的同时,水流指示器向消防控制中心报替,并显示着火地点。报警阀的压力开关也向消防控制中心报警并启动消防水泵,水力瞥铃同时发出报警声音,可使消防控制中心通过喇叭及时疏散人员。因此自动喷水灭火系统兼有报警和灭火的双重功能。3.1.3有效分割,有效控火只要自动喷水灭火系统(含火灾自动报警)还能正常运转,喷头的自动动作也会将火灾控制在一定区域内,至少起到了建筑防火分割的作用。3.1.4自动灭火,保证安全自动喷水灭火系统的自动化灭火方式,可把大量人工从这个危险的行业中解放出来,并且自动跟踪火势,形成对火势的包围分隔,充分利用消防原理中的时间因素,快速反应实施灭火,把火灾消灭在萌芽状态,这是其他系统无法比拟的。3.2灭火的有效性3.2.1灭火有效率消火栓是我国目前最基本的灭火设施,原理是人工开启水枪,通过喷水而达到灭火的目的。在多数情况下,人们看到起火后常以报警为主要措施。从接到火警到消防队到现场(含准备)至少需要10min,往往失去了灭火的最佳时机。外加灭火过程的人工化,极易造成对消防队员的伤害。其控火保证率没有超过86%。自动喷水灭火系统则具有相当的优越性;喷水灭火自动化,不需要人工灭火;喷水灭火的时间早,火灾损失小;控火保证率高达95%以上。3.2.2防火有效性
自动喷水灭火系统阻隔火势蔓延的效率大大高于建筑防火分区系统。一旦火灾发生,着火点上方及其周围的温度就会上升,当喷头处的感应温度达到标准设定值时,便会自动喷水灭火。由于传热速度比燃烧速度快,故启动喷头的服务面积远远高于燃烧面积。由于喷水范围比燃烧面积大,故能有效地将火灾控制在一个远小于正常设置的防火分区内。综上所述,从自动喷水灭火系统的造价和灭火性能方面看,这种系统的确是一种经济合理,安全可行的固定式灭火系统,它具有很高的实用价值。因而必将拥有美好的发展前景。
【参考文献】
[1]郭树林,石敝炜.火灾报警、灭火系统设计与审核细节100[M].北京:化学工业出版社,2009.
[2]中国建筑设计研究院.建筑给水排水设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[3]GB50261-96自动喷水灭火系统施工及验收规范(2003年版) [S].北京:中国计划出版社,2003.
[4]GB500842001自动喷水灭火系统设计规范(2005年版)[S].北京:中国计划出版社,2005.
[5]GB50045-95.高层民用建筑设计防火规范(2001年版)[S].北京: 中国计划出版社,2001.
【关键词】自动喷水;灭火系统;喷头
1.自动喷水灭火系统的发展及应用19世纪50年代,西方就有人在火灾危险和人员不易到的地方,采用穿孔管灭火,每根穿孔管设一个阀门,将阀门设置在人容易操作的专门房间内,以便控制各穿孔管喷水灭火。这可看作自动喷水灭火系统的雏形。经过一百多年的发展,自动喷水灭火系统的技术已达到很高的水平,在喷头、阀门、系统监督、管网设计等方面进行的大量研制工作,使产品达到标准化、系列化、多样化,产品质量越来越好,安全性大大提高。我国从上世纪30年代起,在我国城市的建筑中,已应用从国外引进的自动喷水灭火系统。从上世纪50年代起至今,已有几十年的设计、安装、调试、管理等方面经验,目前在设计技术、配套产品国产化、控制技术自动化、程序化等方面都积累了相当丰富的经验。我国已有多起由自动喷水灭火系统有效阻止火灾蔓延的案例。如商场、酒店等的火灾,都是自动先开启闭式喷头来扑灭火灾的。系统的给水方式明确了稳高压给水系统,并采取了保证给水可靠的相关措施。对于自动喷水灭火系统消防泵的启动控制,除了由单一的压力开关控制外,还有两组压力开关控制方式。在每个报警阀组的给水最不利点,均设末端试水装置,以利于系统的检测,加强了系统平时的维护管理。
2.自动喷水灭火系统的分类、原理及结构2.1自动喷水控制原理自动喷水灭火系统,按喷头的开闭形式,分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统2大类。前者包括湿式、干式、干湿式、预作用系统、重复启闭预作用系统等,后者包括雨淋喷水灭火系统、水幕系统、水喷雾灭火系统、细水雾灭火技术等。目前我国普遍使用湿式系统、干式系统、预作用系统以及雨淋系统和水幕系统。在报警阀的上下管道内经常充满压力水,在火灾发生时,由于火场环境温度的升高,闭式喷头玻璃球内液体膨胀,玻璃球炸裂,喷头打开喷水,即开始灭火。管网中的水由静止变为流动,水流指示器被流动的水感应后动作把水流信号转变为开关量报警信号,送入控制器,在报警控制器上指示某一区域已在喷水。喷头持续喷水造成报警阀上部水压低于下部水压,这种压力差达到一定值时,原来处于关闭状态的阀片自动开启,压力水通过报警阀流向喷水系统的干管和配水管,同时通过专用细管进入延时器,经延时确认,进入水力警铃和压力开关,发出声音报警信号,同时压力开关动作,将压力下降的信号变为开关量报警信号,送入报警控制器。每个楼层有一个水流指示器,每个水流指示器有一个输入模块,当输入模块接收到水流指示器的动作信号后,通过总线信号输送到报警控制器;压力开关的动作信号也通过输入模块输送到报警控制器。两路信号通过主机逻辑编程,指令相应输出模块启动喷淋泵加压,使管网持续保持一定的压力,启泵电信号通过输入模块回馈到报警控制器并有显示。2.2系统主要组件及作用由联动型火灾报警控制器、手动紧急启停控制盘、水流指示器、压力开关、报警阀、延时器、喷头、管路、供水设施等组成。2.2.1联动型火灾报警控制器联动型火灾报警控制器是一种能为探测器供电、接受、显示和传递火灾报警信号,并能对自动消防装置发出控制信号的装置。2.2.2手动紧急启停控制盘用于手动控制重要联动设备的启动或停止。当火灾事故发生后,根据实际需要,手动操作控制盘上的按钮,将现场的喷淋泵、消防泵启动或停止,并能显示其启动以及停止状态。设置在一层警卫室,紧靠报警控制器。2.2.3喷头自动喷水灭火系统的喷头担负着探测火灾、启动系统和喷水灭火的任务,是系统的关键组件之一。根据结构和用途的不同有多种形式,常用的为玻璃球洒水喷头,由喷水口、玻璃球、框架、溅水盘、密封垫组成。2.2.4报警阀报警阀也是自动喷水灭火系统中的重要组件,平时始终处于关闭状态,只有火灾时才打开。主要作用是接通和切断水源、启动系统、启动水力警铃和压力开关报警。该装置设置在展示厅地下室的消防泵房。2.2.5喷淋水泵及水泵接合器喷淋水泵是自动喷水灭火系统主要的供水设备,由主泵和备用泵两组组成,采用的是自灌式离心泵,以满足自动启动的要求。消防水泵接合器是自动喷水灭火系统的临时供水设备,共两个,每个水泵接合器的流量为10~15L/s,设置在展示厅方便消防车连接的位置。2.2.6报警控制装置报警控制装置在自动喷水灭火系统中担负着探测火情、发出警报、启动系统和对系统工作状态监控的作用,主要由水流指示器、压力开关、水力警铃、延时器和火警按钮组成。其中水流指示器安装在展示厅每层的配水干管上,共3个。压力开关、水力警铃、延时器均在地下室的消防泵房。火警按钮安装在每层东西两侧楼梯旁、一层大厅显著位置及地下室。
3.自动喷水灭火系统的优势3.1技术可行性3.1.1自动喷水,及时灭火自动喷水灭火系统靠喷头喷水灭火。喷头集火情探测和喷水灭火于一身,着火点产生的热量使其上方的喷头感温元件(玻璃球或易熔金属)启动,喷头立即喷水灭火。其控火保证率可达95%以上。3.1.2同步报替,及时疏散系统喷头喷水灭火的同时,水流指示器向消防控制中心报替,并显示着火地点。报警阀的压力开关也向消防控制中心报警并启动消防水泵,水力瞥铃同时发出报警声音,可使消防控制中心通过喇叭及时疏散人员。因此自动喷水灭火系统兼有报警和灭火的双重功能。3.1.3有效分割,有效控火只要自动喷水灭火系统(含火灾自动报警)还能正常运转,喷头的自动动作也会将火灾控制在一定区域内,至少起到了建筑防火分割的作用。3.1.4自动灭火,保证安全自动喷水灭火系统的自动化灭火方式,可把大量人工从这个危险的行业中解放出来,并且自动跟踪火势,形成对火势的包围分隔,充分利用消防原理中的时间因素,快速反应实施灭火,把火灾消灭在萌芽状态,这是其他系统无法比拟的。3.2灭火的有效性3.2.1灭火有效率消火栓是我国目前最基本的灭火设施,原理是人工开启水枪,通过喷水而达到灭火的目的。在多数情况下,人们看到起火后常以报警为主要措施。从接到火警到消防队到现场(含准备)至少需要10min,往往失去了灭火的最佳时机。外加灭火过程的人工化,极易造成对消防队员的伤害。其控火保证率没有超过86%。自动喷水灭火系统则具有相当的优越性;喷水灭火自动化,不需要人工灭火;喷水灭火的时间早,火灾损失小;控火保证率高达95%以上。3.2.2防火有效性
自动喷水灭火系统阻隔火势蔓延的效率大大高于建筑防火分区系统。一旦火灾发生,着火点上方及其周围的温度就会上升,当喷头处的感应温度达到标准设定值时,便会自动喷水灭火。由于传热速度比燃烧速度快,故启动喷头的服务面积远远高于燃烧面积。由于喷水范围比燃烧面积大,故能有效地将火灾控制在一个远小于正常设置的防火分区内。综上所述,从自动喷水灭火系统的造价和灭火性能方面看,这种系统的确是一种经济合理,安全可行的固定式灭火系统,它具有很高的实用价值。因而必将拥有美好的发展前景。
【参考文献】
[1]郭树林,石敝炜.火灾报警、灭火系统设计与审核细节100[M].北京:化学工业出版社,2009.
[2]中国建筑设计研究院.建筑给水排水设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[3]GB50261-96自动喷水灭火系统施工及验收规范(2003年版) [S].北京:中国计划出版社,2003.
[4]GB500842001自动喷水灭火系统设计规范(2005年版)[S].北京:中国计划出版社,2005.
[5]GB50045-95.高层民用建筑设计防火规范(2001年版)[S].北京: 中国计划出版社,2001.