第三章自动喷水灭火系统学习要求通过本章学习,掌握自动喷水灭火系统的分类、组成与工作原理以及适用范围、选型原则,熟悉自动喷水灭火系统的组件及其设置要求,了解自动喷水灭火系统设置场所的火灾危险性等级分类和系统设计基本参数。第一节系统的分类与组成自动喷水灭火系统根据所使用喷头的型式,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;根据系统的用途和配置状况,自动喷水灭火系统又分为湿式系统、干式系统、雨淋系统、水幕系统、自动喷水—泡沫联用系统等。自动喷水灭火系统的分类见图3-3-1。图3-3-1自动喷水灭火系统分类图自动喷水灭火系统闭式系统开式系统湿式自动喷水灭火系统干式自动喷水灭火系统预作用自动喷水灭火系统自动喷水与泡沫联用系统雨淋系统水幕系统一、湿式自动喷水灭火系统湿式自动喷水灭火系统(以下简称湿式系统)由闭式喷头、湿式报警阀组、水流指示器或压力开关、供水与配水管道以及供水设施等组成,在准工作状态时管道内充满用于启动系统的有压水。湿式系统的组成如图3-3-2。图3-3-2湿式系统示意图1-消防水池2-水泵3-止回阀4-闸阀5-水泵接合器6-消防水箱7-湿式报警阀组8-配水干管9-水流指示器10-配水管11-闭式喷头12-配水支管13-末端试水装置14-报警控制器15-泄水阀16-压力开关17-信号阀18-驱动电机二、干式自动喷水灭火系统干式自动喷水灭火系统(以下简称干式系统)由闭式喷头、干式报警阀组、水流指示器或压力开关、供水与配水管道、充气设备以及供水设施等组成,在准工作状态时配水管道内充满用于启动系统的有压气体。干式系统的启动原理与湿式系统相似,只是将传输喷头开放信号的介质,由有压水改为有压气体。干式系统的组成如图3-3-3。图3-3-3干式系统示意图1-消防水池2-水泵3-止回阀4-闸阀5-水泵接合器6-消防水箱7-干式报警阀组8-配水干管9-配水管10-闭式喷头11-配水支管12-排气阀13-电动阀14-报警控制器15-泄水阀16-压力开关17-信号阀18-驱动电机三、预作用自动喷水灭火系统预作用自动喷水灭火系统(以下简称预作用系统)由闭式喷头、雨淋阀组、水流报警装置、供水与配水管道、充气设备和供水设施等组成,在准工作状态时配水管道内不充水,由火灾报警系统自动开启雨淋阀后,转换为湿式系统。预作用系统与湿式系统、干式系统的不同之处,在于系统采用雨淋阀,并配套设置火灾自动报警系统。预作用系统的组成如图3-3-4。图3-3-4预作用系统示意图1-消防水池2-水泵3-止回阀4-闸阀5-水泵接合器6-消防水箱7-预作用报警阀组8-配水干管9-水流指示器10-配水管11-闭式喷头12-配水支管13-末端试水装置14-排气阀15-电动阀16-报警控制器17-泄水阀18-压力开关19-电磁阀20-感温探测器21-感烟探测器22-信号阀23-驱动电机四、雨淋系统雨淋雨淋系统由开式喷头、雨淋阀组、水流报警装置、供水与配水管道以及供水设施等组成,与前几种系统的不同之处在于,雨淋系统采用开式喷头,由雨淋阀控制喷水范围,由配套的火灾自动报警系统或传动管系统启动雨淋阀。雨淋系统有电动系统和液动或气动系统两种常用的自动控制方式。雨淋系统的组成如图3-3-5和3-3-6。图3-3-5电动雨淋系统示意图1-消防水池2-水泵3-止回阀4-闸阀5-水泵接合器6-消防水箱7-雨淋报警阀组8-配水干管9-配水管10-闭式喷头11-配水支管12-报警控制器13-压力开关14-电磁阀15-感温探测器16-感烟探测器17-信号阀18-驱动电机图3-3-6液动雨淋系统示意图1-消防水池2-水泵3-止回阀4-闸阀5-水泵接合器6-消防水箱7-雨淋报警阀组8-配水干管9-配水管10-闭式喷头11-配水支管12-报警控制器13-压力开关14-开式喷头15-信号阀16-驱动电机五、水幕系统水幕系统由开式洒水喷头或水幕喷头、雨淋报警阀组或感温雨淋阀、供水与配水管道、控制阀以及水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组成,与前几种系统不同的是,水幕系统不具备直接灭火的能力,是用于挡烟阻火和冷却分隔物的防火系统。六、自动喷水—泡沫联用系统配置供给泡沫混合液的设备后,组成既可喷水又可以喷泡沫的自动喷水灭火系统。第二节系统的工作原理与适用范围一、湿式系统(一)工作原理湿式系统的工作原理如图3-3-7所示。图3-3-7湿式系统原理图发生火灾喷头动作水流指示器动作湿式报警阀动作报警阀压力开关动作水力警铃报警末端试水装置消防控制中心直接启动给水泵系统管网低压压力开关喷水灭火消防水泵接合器供水确认火灭人工停泵关闭控制阀(二)适用范围湿式系统是应用最为广泛的自动喷水灭火系统,适合在环境温度不低于4℃并不高于70℃的环境中使用。二、干式系统(一)工作原理干式系统在准工作状态时,由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持干式报警阀入口前管道内充水的压力,报警阀出口后的管道内充满有压气体(通常采用压缩空气),报警阀处于关闭状态。发生火灾时,在火灾温度的作用下,闭式喷头的热敏元件动作,闭式喷头开启,使干式阀出口压力下降,加速器动作后促使干式报警阀迅速开启,管道开始排气充水,剩余压缩空气从系统最高处的排气阀和开启的喷头处喷出,此时通向水力警铃和压力开关的通道被打开,水力警铃发出声响警报,压力开关动作并输出启泵信号,启动系统供水泵;管道完成排气充水过程后,开启的喷头开始喷水。干式系统的工作原理见图3-3-8。图3-3-8干式系统原理图发生火灾喷头动作加速排气阀动作干式报警阀动作报警阀压力开关动作直接自动给水泵喷水灭火确认灭火人工停泵关闭控制阀打开末端自动排气装置系统管网低压压力开关打开末端试水装置水力警铃动作报警消防控制中心消防水泵接合器供水(二)适用范围干式系统适用于环境温度低于4℃,或高于70℃的场所。三、预作用系统(一)工作原理系统处于准工作状态时,由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持雨淋阀入口前管道内充水的压力,雨淋阀后的管道内平时无水或充以有压气体。发生火灾时,由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀,配水管道开始排气充水,使系统在闭式喷头动作前转换成湿式系统,并在闭式喷头开启后立即喷水。预作用系统的工作原理见图3-3-9。图3-3-9预作用系统原理图发生火灾探测器动作手动打开与作用阀的附属电磁阀水力警铃动作报警排气阀开启系统管网低压压力开关排气阀关闭预作用阀打开报警阀压力开关动作直接启动给水泵系统充水变成湿式喷头爆破喷水确认灭火人工停泵关闭控制阀现场人员现场紧急启动阀预作阀门水流指示器动作消防控制中心消防水泵接合器供水(二)适用范围系统处于准工作状态时,严禁管道漏水,严禁系统误喷的忌水场所,应采用预作用系统。四、雨淋系统(一)工作原理系统处于准工作状态时,由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持雨淋阀入口前管道内充水的压力。发生火灾时,由火灾自动报警系统或传动管控制,自动开启雨淋报警阀和供水泵,向系统管网供水,由雨淋阀控制的开式喷头同时喷水。雨淋系统的工作原理见图3-3-10。图3-3-10雨淋系统原理图火灾发生火灾报警探测器动作打开电磁阀排水雨淋阀动作压力开关动作直接自动启动给水泵喷水灭火人工停泵关闭控制阀门确认灭火传导管系统闭式喷头开放排水打开现场紧急启动阀门手动水力警铃报警消防水泵接合器供水(二)适用范围雨淋系统主要适用于需大面积喷水、快速扑灭火灾的特别危险场所。火灾的水平蔓延速度快、闭式喷头的开放不能及时使喷水有效覆盖着火区域,或室内净空高度超过一定高度,且必须迅速扑救初期火灾的,或属于严重危险级Ⅱ级的场所,应采用雨淋系统。五、水幕系统第三节系统设计主要参数一、火灾危险等级自动喷水灭火系统设置场所的火灾危险等级,共分为4类8级,即轻危险级、中危险级(Ⅰ、Ⅱ级)、严重危险级(Ⅰ、Ⅱ级)和仓库危险级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级)。(一)轻危险级一般指可燃物品较少、火灾放热速率较低、外部增援和人员疏散较容易的场所。(二)中危险级一般指内部可燃物数量、火灾放热速率为中等,火灾初期不会引起剧烈燃烧的场所。大部分民用建筑和工业厂房划归中危险级。根据此类场所种类多、范围广的特点,划分为中Ⅰ级和中Ⅱ级。(三)严重危险级一般指火灾危险性大,且可燃物品数量多,火灾时容易引起猛烈燃烧并可能迅速蔓延的场所。(四)仓库火灾危险级根据仓库储存物品及其包装材料的火灾危险性,将仓库火灾危险等级划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。二、系统设计基本参数自动喷水灭火系统的设计参数应根据建筑物的不同用途、规模及其火灾危险等级等因数确定。(一)民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数在装有网格、栅板类通透性吊顶的场所,系统的喷水强度应按表3-3-2规定值的1.3倍确定;干式系统的作用面积按表3-3-2规定值的1.3倍确定。系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。(二)非仓库类高大净空场所系统设计基本参数对于非仓库类高大净空场所,湿式系统的设计基本参数应符合表3-3-3的要求。最大储物高度超过3.5m的自选商场应按16L/min﹒㎡确定喷水强度。(三)不同仓库内系统设计基本参数(四)局部应用系统设计基本参数室内最大净空高度不超过8m、且保护区域总建筑面积不超过1000㎡的民用建筑可采用局部应用湿式自动喷水灭火系统,但系统应采用快速响应喷头,喷水强度不应低于6L/min﹒㎡,持续喷水时间不应低于0.5h。(六)持续喷水时间除特殊规定外,系统的持续喷水时间,应按火灾延续时间不小于1.0h确定。第四节系统主要组件及设置要求自动喷水灭火系统主要由洒水喷头、报警阀组、水流指示器、压力开关、末端试水装置和管网等组件组成,本节主要介绍其结构组成和设置要求。一、洒水喷头根据结构组成和安装方式,洒水喷头分为不同的类型,其设置要求也有所区别。(一)喷头分类图3-3-11洒水喷头分类图洒水喷头按结构分闭式喷头开式喷头按安装方式分下垂型喷头直立型喷头直立式边墙型喷头水平式边墙型喷头吊顶隐蔽型喷头按热敏元件分玻璃泡喷头易熔合金喷头闭式喷头具有释放机构,由玻璃泡、易熔合金热敏感元件、密封件等零件组成。平时闭式喷头的出水口由释放机构封闭,达到公称动作温度时,玻璃泡破裂或易熔合金热敏感元件熔化,释放机构自动脱落,喷头开启喷水。闭式喷头具有定温探测器和定温阀及布水器的作用。开式喷头(包括水幕喷头)没有释放机构,喷口呈常开状态。各种喷头构造见图3-3-12、图3-3-13和图3-3-14。图3-3-12各种闭式喷头构造图3-3-13水幕喷头构造图3-3-14玻璃泡和易熔合金元件喷头构造1-溅水盘2-调整螺丝3-玻璃泡1-溅水盘2-调整螺丝3-悬臂支撑4-框架5-密封垫及封堵4-热敏感元件5-密封垫及封堵6-框架(二)喷头选型与设置要求1.喷头选型(1)对于湿式自动喷水灭火系统,在吊顶下布置喷头时,应采用下垂型或吊顶型喷头;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;易受碰撞的部位,应采用带保护罩的喷头或吊顶型喷头;在不设吊顶的场所内设置喷头,当配水支管布置在梁下时,应采用直立型喷头。(2)对于干式系统和预作用系统,应采用直立型喷头或干式下垂型喷头。(3)对于水幕系统,防火分隔水幕应采用开式洒水喷头或水幕喷头,防护冷却水幕应采用水幕喷头。(4)对于公共娱乐场所,中庭环廊,医院、疗养院的病房及治疗区域,老年、少儿、残疾人的集体活动场所,地下的商业及仓储用房,宜采用快速响应喷头。(5)闭式系统的喷头,其公称动作温度宜高于环境最高温度30℃。2.喷头布置直立型、下垂型标准喷头溅水盘与顶板的距离不应小于75mm、不应大于150mm。....................................................................75—150mm当在梁或其他障碍物的下方布置喷头时,喷头与顶板之间的距离不得大于300mm。梁和障碍物及密肋梁板下布置的喷头,溅水盘与梁等障碍物及密肋梁板底面的距离,不得小于25mm不得大于100mm。在梁间布置的喷头,在符合喷头与梁等障碍物之间距离规定的前提下,喷头溅水盘与顶板的