第3章自动喷水灭火系统

3.3自动喷水灭火系统重点：熟悉“自动喷水灭火系统设计规范”的有关条文，掌握其灭火原理、组成、使用、布置原则及设计计算方法。自动喷水灭火系统定义:是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施。自动喷水灭火系统特征：通过加压设备将水送入管网至带有热敏元件的喷头处，喷头在火灾的热环境中自动开启洒水灭火。通常喷头下方的覆盖面积大约为12m2。自动喷水灭火系统扑灭初期火灾的效率在97%以上。自动喷水灭火系统是无人职守的、全天候的、自动跟踪的、可围绕着火点依次打开喷头灭火、从火灾内部喷水直接有效地喷洒到着火点的燃烧物表面、淋湿着火点附近的可燃物。自动喷水灭火系统能在热气流的作用下及时打开系统，有效地控制火灾，使损失降低到最低。采用快速响应喷头，自动喷水灭火系统会在发生火灾1min或不到1min就动作，快速降低火场的热量，减缓燃烧速度，并尽快把火扑灭，从而有效地降低火灾中人员和财产损失。大量资料表明，自动喷水灭火系统灭火成功率为96%以上.大量的火灾案例证明自动喷水灭火系统在火灾初期打开6个喷头的灭火成功率高达90%以上。而快速反应喷头打开1个喷头或2个喷头就可以把火扑灭，在说明自动喷水灭火系统能把火灾有效控制在轰然阶段以前就扑灭火灾。从而有效地控制了热量和毒气的产生，实现其初期灭火的功能。由于其造价低、系统维护简单，又有着高效率，致使其他系统不可替代。自动喷水灭火系统的优点1.减少人员伤亡，保护生命安全。与未设自动喷水灭火系统的建筑物相比可以减少火灾中人员伤亡的1/3到2/3，美国每年约有8千人死于火灾，但在安装了自动喷水灭火系统以后，建筑物内没有发生过死1人以上的火灾，多数在消防队员到火场以前就把火扑灭了。2.降低火灾危险，减少经济损失。自动喷水灭火系统因能扑灭、控制初期火灾，一般可减少财产损失1/2到2/3。自动喷水灭火系统的优点3.降低保险费，补偿因建设自动喷水灭火系统而增加的投资。保险公司对按有关标准设置自动喷水灭火系统的建筑物，最多可少收5%的保险费，企业职工的工伤保险可以减少60%。4.设置自动喷水灭火系统的建筑物可以放宽其他方面的要求，满足因工艺和设备的要求而使建筑空间增大。如防火分区、建筑结构、高度、面积、建筑材料、内部装饰、安全疏散距离、火灾报警系统等方面都可以降低要求。自动喷水灭火系统的优点5.安装自动喷水灭火系统的建筑物能应付各种情况危险的火灾，安全可靠，提高了建筑物的整体防火水平和能力，可以吸引更多的商业用户。6.经济。在英国住宅的自动喷水灭火系统投资为0.75~1英镑/ft2，而美国在老建筑物内增设自动喷水灭火系统的投资为1.75~4美元/ft2，我国投资为40~80元/m2。3.3.1自动喷水灭火系统的分类分类自动喷水灭火系统闭式自动喷水灭火系统开式自动喷水灭火系统湿式自动喷水灭火系统干式自动喷水灭火系统干湿式自动喷水灭火系统预作用自动喷水灭火系统重复启闭预作用灭火系统自动喷水—泡沫连用灭火系统闭式自动喷水灭火系统雨淋系统水幕系统水喷雾灭火系统开式自动喷水灭火系统第三节闭式自动喷水灭火系统3.3.1系统的组成、工作原理和适用范围1.湿式自动喷水灭火系统(掌握)由闭式喷头、水流指示器、湿式报警阀、管网、末端试水装置及供水设施组成。工作原理：火灾发生初期，室内温度随之上升，当温度上升到足以使闭式喷头的感温元件爆破或融化脱落时，喷头即自动喷水灭火。Flash格式演示动画在这里单击鼠标左键播放火灾发生喷头开启水力警铃动作水流指示器动作报警阀动作末端试验阀开启高位水箱供水水泵接合器供水压力开关动作消防中心控制室水泵开启供水喷头正常喷水灭火报告发出指令喷头开启火灾发生末端试验阀开启水力警铃动作水泵开启供水报告发出指令压力开关动作消防中心控制室水流指示器动作喷头正常喷水灭火报警阀动作高位水箱供水水泵接合器供水1.湿式自动喷水灭火系统工作原理：管网中的水由静止变为流动，水流指示器被感应送出电信号。持续的喷水造成报警阀的上部水压低于下部水压。当压力差达到一定值时，报警阀自动开启，大部分水流向喷头灭火，一小部分水沿着报警阀的环行槽进入延迟器、压力开关及水力警铃发出火警信号。水流指示器和压力开关的信号通过控制器自动启动消防水泵，持续向管网供水。特点及适用场所：优点：灭火及时扑救效率高。缺点：由于管网中充有有压水，当渗漏时会损毁建筑装饰和影响建筑的使用。该系统只适用于环境温度4°Ct70°C的建筑物。2.干式自动喷水灭火系统(掌握)适用场所：温度低于4度或高于70度能用水灭火的建筑。特点：不怕冻、不怕环境温度高。比湿式系统多增设一套充气设备，排气设备。灭火速度较慢。与湿式系统类似，但控制信号阀的结构和作用原理不同。管网中平时充满有压气体，火灾时，喷头先喷出气体。火灾发生水力警铃动作水流指示器动作高位水箱气压罐供水水流进入喷水管网消防中心控制室水泵开启供水喷头正常喷水灭火火灾发生水力警铃动作水泵开启供水消防中心控制室水流指示器动作喷头正常喷水灭火高位水箱气压罐供水水流进入喷水管网喷头或排气阀开启放气干式报警阀开启干式报警阀开启压力开关动作压力开关动作喷头或排气阀开启放气3.预作用自动喷水灭火系统(掌握)由预作用阀、闭式喷头、管网、报警装置、供水设施以及探测和控制系统组成。特点：综合了火灾探测控制技术和自动喷水灭火技术，兼容了湿式和干式系统的特点，可代替干式系统，提高灭火速度和效率，也可代替湿式系统用与害怕管道和喷头故障而产生漏水或误喷的场所。用于对自动喷水灭火系统安全要求高的建筑物。冬季结冰和不能采暖的建筑物。3.3.2喷头及控制组件1.普通喷头按感温元件分；玻璃球喷头和易熔合金喷头按安装形式、布水形状分为：直立型、下垂型、边墙型、吊顶型普通型和干式下垂型等。性能见91页表3-12。按工作温度分：见教材93页表3-132.特殊喷头有自动启闭喷头、快速反应喷头、大水滴喷头、大水量喷头（扩大覆盖面积喷头和扩大喷水强度喷头）2.报警阀：分为湿式、干式和雨淋阀湿式报警阀：用于湿式系统，安装在立管上干式报警阀：用于干式系统，安装在立管上3.水流报警装置主要有水力警铃、水流指示器和压力开关4.延迟器防止误喷误报。3.3.2喷头及控制组件湿式报警阀雨淋报警阀3.水流报警装置水流报警装置主要有：水力警铃、水流指示器和压力开关。水力警铃水流指示器压力开关(1)水力警铃主要用于湿式喷水灭火系统，宜装在报警阀附近(连接管不宜超过6m)。作用原理:当报警阀打开消防水源后，具有一定压力的水流冲动叶轮打铃报警。水力警铃不得由电动报警装置取代。(2)水流指示器作用步骤:某个喷头开启喷水或管网发生水量泄漏时，管道中的水产生流动；引起水流指示器中桨片随水流而动作；接通延时电路后，继电器触电吸合发出区域水流电信号，送至消防控制室。(3)压力开关作用原理：在水力警铃报警的同时，依靠警铃管内水压的升高自动接通电触点，完成电动警铃报警，向消防控制室传送电信号或启动消防水泵。(4)延迟器定义：是一个罐式容器，安装于报警阀与水力警铃(或压力开关)之间。用途：防止由于水压波动原因引起报警阀开启而导致的误报。报警阀开启后，水流需经30s左右充满延迟器后方可冲打水力警铃。3.4自动喷水灭火系统水力计算一、设置场所的危险等级轻危险级，一般是指下述情况的设置场所，即可燃物品较少、可燃性低和火灾发热量较低、外部增援和疏散人员较容易。严重危险级，一般是指火灾危险性大，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。除摄影棚、舞台“葡萄架”下部外，包括存在较多数量易燃固体、液体物品工厂的备料和生产车间。中危险级，一般是指下列情况的设置场所，即内部可燃物数量为中等，可燃性也为中等，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，划分中Ⅰ级和中Ⅱ级，并在本规范附录A中举例予以说明。商场内物品密集、人员密集，发生火灾的频率较高．容易酿成大火造成群死群伤和高额财产损失的严重后果．因此将大规模商场列入中Ⅱ级。二、设置场所自动喷水灭火系统应在人员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生较困难的性质重要或火灾危险性较大的场所中设置。自动喷水灭火系统不适用于存在较多下列物品的场所：1遇水发生爆炸或加速燃烧的物品；2遇水发生剧烈化学反应或产生有毒有害物质的物品；3洒水将导致喷溅或沸溢的液体。了解设置范围见教材86-87页表3-11闭式自动喷水灭火系统分区1.平面分区原则与防火分区一致，尽量做到区界内不出现2个以上系统的交叉。在同层平面上的2个系统相邻处边缘的喷头间距不应超过0.5m，以加强喷水强度，加强2个区之间的阻火能力。2.竖向分区原则配水管道的工作压力不应大于1.20MPa。3.3.3喷头及管网布置(掌握)喷头间距不应大于教材427页附表3-2的规定，并不宜小于2.4m。闭式系统的最大净空高度民用建筑和工业厂房为8m，仓库为9m，采用快速响应早期抑制喷头的仓库为12m。其他规定见428页附表3-4喷头正方形布置X=B=2Rcos45oXXXX/2B/2BR喷头长方形布置AAAA/2B/2B喷头长方形布置A2+B2≤4R2B=2Rcos30ocos30o喷头菱形布置A=4Rcos30osin30oAAAA/2B/3BB3.管道和组件的布置(掌握)轻危险等级和中危险等级配水支管上的喷头个数不超过8个严重危险等级配水支管上的喷头个数不超过6个湿式和预作用系统报警阀控制的喷头数不超过800个，有排气装置的干式系统不超过500个，无排气的式系统不超过250个。4.管道充气与排气对于干式及干湿式可用空气压缩机充气，其给气量不小于0.15m3/min，在配水管的顶端宜设自动排气阀3.4闭式自动喷水系统水力计算(熟悉)确定管径（按102页表3-17估算）计算系统供水压力确定消防水箱的设置高度和选择消防水泵两种计算方法特性系数法作用面积法3.4.1用水量及水压1.基本设计指标、参数见教材85页表3-14，3-15(弄清喷水强度及作用面积等概念)喷水强度：单位L/min.m2作用面积：一次火灾中系统按喷水强度保护的最大面积。两种计算方法(掌握)特性系数法:自动喷水灭火系统中，利用喷头特性系数与管系特性系数计算所需流量与水压的方法。自最不利喷头处开始，逐段的计算直至累计流量达到规定值后，仅计算水头损失值作用面积法：按闭式自动喷水灭火系统的设计作用面积内喷头出水量计算管系所需流量与水压的方法。火灾发生时，由于是自火源点呈辐射状向四周扩散蔓延。特性系数法喷头1在工作水头H作用下出流量为喷头2的工作压力为H2=H1+h1-2喷头2的出流量为喷头3的出流量为喷头4的出流量为管段4-5的流量为q4-5=q1+q2+q3+q4管段4-5的特性系数为B4-5=q4-52/H5BHq1)(21122hHBBHq33BHq44BHq特性系数法节点6的水压为H6=H5+h5-6管段d-6的流量需要修正（假设管段1-5与管段a-6上喷头数量、喷头间距完全一致，可利用管段1-5的特性系数计算流量为管段6-7的流量为q6-7=q5-6+qd-6累计流量为Qs=（1.15~1.30）QL时流量不再增加。5654654666HHqHBHBqdd特性系数法H=H1+H2+H3+H4H1为最不利喷头与水池最低水位差H2为管路水头损失H3为报警阀损失见99页H4为最不利喷头工作压力abcd123456HH'66H5压力线支管Ⅰ支管Ⅱ作用面积法按闭式自动喷水灭火系统的设计作用面积内喷头出水量计算管系所需流量和水压的方法。火灾发生时由于火焰是自火源点呈辐射状向四周扩散蔓延。故计算时假定1）作用面积为正方形或长方形2）其范围内上方的喷头全部开放喷水3）每个喷头喷水量相同这个面积内有15个喷头,总流量为满足要求mFL2.151602.12.1mLFB6