给排水基础知识 第六章 自动喷水灭火系统

第六章自动喷水灭火系统6－1概述自动喷水灭火系统是一种能自动作用喷水灭火，同时发出火警信号的消防给水系统。自动喷水灭火系统多设在火灾危险性较大，起火蔓延很快的场所，以及对消防要求较高的建筑物或个别房间，如商场、高层建筑等和大剧院舞台等部位。一般由消防供水水源、消防供水设备、喷头、消防管网、报警阀、火灾控制器及火灾探测报警控制系统组成。按喷头平时开阀情况分为闭式和开式两类。属于闭式的有湿式系统、干式系统、预作用式系统、快速反应系统及自动循环启闭系统等。属于开式的有水幕系统和雨淋系统。6－2闭式自动喷水灭火系统工作原理及主要组成一、闭式自动喷水灭火系统工作原理1、湿式自动喷水灭火系统通常由闭式喷头、湿式报警阀、管网供水设备及供水水源等组成，其系统在报警阀前后管道内始终充满压力水。适用于布置在温度不低于4℃和不高于70℃的建筑物内，喷头向上向下安装均可。2、干式自动喷水灭系统由闭式喷头、管道系统、干式报警阀、干式报警控制装置、充气装置、排气设备及供水设施等组成。适用于布置在环境温度低于低于4℃和高于70℃的建筑物、构筑物内。喷头宜向上设置。如果在干式报警阀处的降压过程，使之快速启动，缩短排气时间。干式自动喷水灭火系统为喷头常闭的灭火系统。管网中平时不充水，充满有空气或氮气。当建筑物发生火灾点火温度达到开启闭式喷头时，喷头开启，排气、充水、灭火。该系统灭火时，需先排气故喷头出水灭火不如湿式系统及时。但管网中平时不充水，对建筑物装饰无影响，对环境温度也无要求，适用于采暖期长而建筑内无采暖的场所。3、预作用自动喷水灭火系统由闭式喷头、预作用阀门、管网、报警装置、供水设施、火灾控制器及控制系统组成。该系统中，干式报警阀之后的管道平时充满压缩气体（即平时为干式），当发生火灾时，与喷头安装在一起的火灾控制器，首先探出火灾并发出声响报警信号，控制器再将报警信号作声光显示的同时，开启报警阀，使消防水进入管网，并在不大于3min的时间内完成管网充水过程（即变为湿式），同时进行火灾初期报警。系统由干式转为湿式的过程，含有预备动作的功能，因而得名。适用于冬季结冰和不能采暖的建筑物内，或者平时不允许有水渍损失的建筑物和构筑物内。二、闭式自动喷水灭火系统主要组件1、闭式喷头喷头分闭式和开式两种，普遍采用闭式喷头。闭式喷头是指带有热敏感元件的喷头，其喷口由热敏感元件组成的释放机构封闭。担负着探测火灾、启动系统和喷水灭火的任务，是系统中的关键组件。⑴类型按热敏元件的不同分为玻璃球洒水喷头和易熔元件洒水喷头；按溅水盘的形式和安装方式分直立型、下垂型、边墙型、普通型、吊顶型和干式下垂型等。常用闭式喷头的性能喷头类别适用场所溅水盘朝向喷水量分配玻璃球洒水喷头宾馆等美观要求较高或具有腐蚀性场所；环境温度高于－10℃易熔元件洒水喷头外观要求不高或腐蚀性不大的工厂、仓库或民用建筑直立型洒水喷头在管路下经常有移动物体的场所或尘埃较多的场所向上安装向下喷水量占60~80%下垂型洒水喷头管路要求隐蔽的各种保护场所向下安装全部水量洒向地面边墙型洒水喷头安装空间狭窄、走廊或通道状建筑，以及需靠墙壁安装的场所向上或水平安装水量的85%喷向喷头前方，15%喷在后方吊顶型喷头装饰型喷头，可安装于旅馆、客房、餐厅、办公厅室等建筑向下安装普通型洒水喷头可直立或下垂安装，适用于可燃吊顶的房间向上或向下皆可水量的40~60%向地面喷洒，还将部分水量喷向顶棚干式下垂洒水喷头专用于干式喷水灭火系统的下垂型喷头向下安装全部水量洒向地面严格按照环境最高温度来选用喷头温级。在不同的环境温度场所内设置喷头时，喷头公称动作温度宜比环境最高温度高30℃。如玻璃球喷头的公称动作温度57（橙色）、68（红色）、79（黄色）、93（绿色）在装设有喷头的场所，应注意防止腐蚀性气体的侵蚀，不得受外力的撞击，经常清除喷头上的尘土。2、报警阀在自动喷水灭火系统中，报警阀起到接通或切断水源、启动系统及水力警铃报警的作用。平时处于关闭状态，只有火灾时打开，是系统中至关重要的组件。⑴类型：湿式、干式、干湿式报警阀（干、湿交替式喷水灭火系统，在温暖季节用湿式装置，在寒冷季节则用干式装置），公称直径有50~250㎜8个规格。湿式报警阀：当喷头开启喷水时，管路水流自动打开报警阀，并使水流入水力警铃，发出报警信号。常用有座圈型、导阀型、蝶阀型三种。干式报警阀：最常用的是差动型干式阀。它的阀瓣将阀门分成两部分：出口侧与系统管路和喷头相连，内充压缩空气或氮气；进口侧与水源相连，一般气压为水压的1/4。为使比较低的气压将供水总管的水挡在供水侧，差动型的阀门中气阀座面积大于水阀座面积，以便形成较大的差动比。当喷头开启时，空气压力聚降，作用在差动阀板圆盘上的压力降低，阀板被举起，报警阀打开，通水报警。⑵设计要求报警阀宜设在明显而易于操作的地点，且距地面高度宜为1.2m，报警阀处的地面应有排水措施。报警阀应设在单独的阀室内，阀室一般设在建筑物底层或地下靠近水源以及供水管网的部位。阀室内温度应在4℃以上。采用闭式喷头的自动喷水灭火系统的每个报警阀控制喷头数量不宜超过下列规定：a.湿式和预作用喷水灭火系统为800个；b.有排气装置的干式喷水灭火系统为500个；无排气装置的干式喷水灭火系统为250。3、水流报警装置⑴水流指示器：通常安装在系统各分区的配水干管上，可将水流动信号转换为电信号。浆片式水流指示器只适用于湿式系统，且应水平安装。其作用在于，当喷头开启喷水灭火或者管道发生泄漏故障时，有水流通过装有水流指示器的管道，则将输出信号送至报警控制器或控制中心，可以显示喷头喷水的区域，起辅助报警使用。⑵水力警铃：主要用于湿式系统，是利用水流的冲击力发出声响的报警装置，一般安装在报警阀附近。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。与报警阀的连接管道应采用镀锌钢管，长度不大于6m，管径为15㎜，大于6m，管径为20㎜，但最大长度不应大于20m。水力警铃不得安装在受雨淋、曝晒的场所，以免影响其性能。⑶压力开关：安装在延迟器上部，可将管内水压的变化转化成电信号，以实现电动警铃报警。压力开关一般安装在其他有水压的管网或系统终端、控制接触器、启动系统的消防水泵上。压力开关垂直安装于延迟器和水力警铃之间的管道上。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。⑷延迟器：主要用于湿式喷水灭火系统，安装在湿式报警阀与水力警铃〔或压力开关〕之间，其作用是防止发生误报警。实际上是一个罐式容器，当湿式报警阀因压力波动瞬间开启时，水首先进入延迟器，这时因水量很少，会很快由延迟器底部泄水孔排出而不进入水力警铃，避免发生误报，只有当水连续通过湿式报警阀，使其完全开启时，水才能很快充满延迟器，并由顶部流向水力警铃，发出报警。⑸火灾探测器：是自动喷水灭火系统的重要组成部分，一般布置在房间和走廊的天花板下，每若干面积设一个，其功能是及早探测火灾并通过电气自动控制进行报警。探测器种类：定湿式、差湿式、复合式及离子式。目前常用的有感烟、感温探测器。感烟探测器是利用火灾发生地点的烟雾浓度进行探测；感温探测器是通过火灾引起的温升进行探测。以上属于报警控制装置，在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。探测器的设置注意问题：①当探测器安装在梁上时，探测器的下端到天花板安装面的距离应小于0.3m。②在有空调的房间内，控制器距送风口要大于1.5m。安装感烟控制器时要靠近回风口。③探测器的安装角度不能大于45°，否则采用填块找平。④感烟探测器距墙壁或梁的距离应大于0.6m。⑤房间高度小于2.5m或面积小于40m2的居室，感烟探测器应安装在门口附近。⑥在走廊、通道等处安装感烟探测器时，间隔按步行距离30m计算，10m以下可以不装。⑦楼梯间以垂直距离计算，每15m以内装一个感烟探测器，且避免在倾斜部位安装。⑧在电梯、管道等竖井内，感烟探测器要安装在竖井的顶部。如竖井上部有机房，且机房地面不能水平分隔时，则在机房中安装探测器。⑨下列场所不宜安装感烟探测器：尘埃粉末和水蒸汽大量滞留的地方；有可能产生腐蚀性气体的场所；厨房及其他在正常情况下有烟停留的场所；显著高温的地方；通风速度大于5m/s。⑩下列场所不宜安装感温探测器：安装高度超过20m的地方；吊顶与上层楼板之间的距离小于0.5m的顶棚空间内；天窗及其他因外部气流通过，在火灾发生后，探测器不能有效探测的地方；厕所、浴室及其他类似的场所。6－3闭式自动喷水灭火系统设计建、构筑物危险等级：严重危险级、中危险级、轻危险级。一、喷头的布置1、布置形式：正方形布置、长方形布置、菱形布置。2、喷头溅水盘与吊顶、楼板、屋面板的距离不宜小于7.5㎝，且不大于15㎝。当楼板、屋面板为耐火极限等于或大于0.50h的非燃烧体时，其距离不宜大于30㎝。3、布置在有坡度的屋面板、吊顶下面的喷头应垂直于斜面，其间距按水平投影计算。4、喷水溅水盘布置在梁侧附近时，喷头与梁边的距离，应按不影响喷洒面积的要求确定。5、在门窗洞口处设置喷头时，喷头距洞口上表面的距离不应大于15㎝；距墙面的距离不宜小于7.5㎝，且不宜大于15㎝。6、边墙型喷头的布置要求：⑴在吊顶、屋面板、楼板下安装边墙型喷头时，其两侧1m范围内和墙面垂直方向2m范围内，均不应设有障碍物。⑵喷头距吊顶、楼板、屋面板的距离，不应小于10㎝，且不应大于15㎝，距边墙的距离不应小于5㎝，且不应大于10㎝。⑶边墙型喷头的布置，在宽度不大于3.6m的房间，可沿房间长向布置一排喷头；宽度介于3.6~7.5m的房间，应沿房间长向的两侧各布置一排边墙型喷头；宽度大于7.2m的房间，除两侧各布置一排边墙型喷头外，还应按头条规定在房间中间布置标准喷头。二、管道的布置管道布置要求：1、自动喷水灭火系统报警阀后的管道上不应设置其他用水设施，并应采用镀锌钢管或镀锌无缝钢管。2、每根配水支管或配水管的直径不应小于25㎜。3、每侧每根配水支管设置的喷头数应符合下列要求：⑴轻危险级、中危险级建筑物、构筑物均不应多于8个。当同一配水支管的吊顶上下布置喷头时，其上下侧的喷头数各不多于8个；⑵严重危险级的建筑物不应多于6个。4、自动喷水灭火系统应设泄水装置。管道应设0.003的坡度，坡向报警阀排水管，以便系统放空，并且在管网末端设有充水的排气装置。5、自动喷水灭火系统管网的工作压力不应大于1.2MPa。三、报警阀的布置1、报警阀应设在距地面高度0.8~1.5m范围内，没有冰冻，易于排水，管理维护方便而明显的地点。2、分隔阀门应设在便于维修的地方。分隔阀门应经常处于开启状态，一般用锁链锁住。分隔阀门最好采用明杆阀门。3、水力警铃宜装在报警阀附近，与报警阀门的连接管应采用镀锌钢管。长度不大于6m时，管径为15㎜；大于6m时为20m，但最大长度不应大于20m。4、自动喷水灭火系统报警阀后的管网与室内消火栓给水管网应分开独立设置。5、自动喷水灭火系统报警阀后的管道上不应设置其他用水设施。6、每个自动喷水灭火系统应设有报警阀、控制阀、水力警铃系统检验装置、压力表，控制阀上应设有启闭指示装置。7、自动喷水灭火系统，宜设水流指示器、压力开关等辅助电动报警装置。8、闭式自动喷水灭火系统的每个报警阀控制的喷头数：⑴湿式和预作用喷水灭火系统为800个；⑵有排气装置的干式喷水灭火系统为500个，无排气装置的为250个。系统应设置水泵结合器，其数量应根据系统用水量确定，但不允许少于2个，每个水泵结合器流量按10~15L/s计算。四、自动喷水灭火系统水力计算1、基本设计数据设计应保证被保护建筑物最不利点的喷头具有足够的喷水强度，以有效地扑灭火灾。水幕喷水系统的消防用水量，当用于起隔断作用时，应不小于0.5L/（s·m）；当用于舞台或大于3m2的孔洞部位进，用水量应不小于20/（s·m）。最不利喷头处工作压力应不小于98kPa，一般为100kPa。标准喷头直径为15㎜。水幕系统最不利点喷头工作压力应不小于29.4~49kPa。设置自动喷水灭火系统的建筑物，同时必须设置消火栓