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什么是自动喷水灭火系统
RSS 打印 复制链接 发布时间:2012-04-25 17:39:31

自动喷水灭火系统,根据被保护建筑物的性质和火灾发生、发展特性的不同,可以有许多不同的系统形式。通常根据系统中所使用的喷头形式的不同,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。
    闭式自动喷水灭火系统采用闭式喷头,它是一种常闭喷头,喷头的感温、闭锁装置只有在预定的温度环境下,才会脱落,开启喷头。因此,在发生火灾时,这种喷水灭火系统只有处于火焰之中或临近火源的喷头才会开启灭火。
    开式自动喷水灭火系统采用的是开式喷头,开式喷头不带感温、闭锁装置,处于常开状态。发生火灾时,火灾所处的系统保护区域内的所有开式喷头一起出水灭火。
一、湿式自动喷水灭火系统 
    湿式自动喷水灭火系统,是世界上使用时间最长,应用最广泛,控火、灭火率最高的一种闭式自动喷水灭火系统,目前世界上已安装的自动喷水灭火系统中有70%以上采用了湿式自动喷水灭火系统。
(一)湿式系统的工作原理
    湿式自动喷水灭火系统,一般包括:闭式喷头、管道系统、湿式报警阀组和供水设备。湿式报警阀的上下管网内均充以压力水。当火灾发生时,火源周围环境温度上升,导致水源上方的喷头开启、出水、管网压力下降,报警阀阀后压力下降致使阀板开启,接通管网和水源,供水灭火。与此同时,部分水由阀座上的凹形槽经报警阀的信号管,带动水力警铃发出报警信号。如果管网中设有水流指示器,水流指示器感应到水流流动,也可发出电信号。如果管网中设有压力开关,当管网水压下降到一定值时,也可发出电信号,消防控制室接到信号,启动水泵供水。
(二)系统的适用范围和使用要求
    1.适应范围
    湿式自动喷水灭火系统在国内外安装使用已有100多年历史了,有较丰富的设计安装和管理经验,系统的可靠性好。
    在环境温度不低于4℃、不高于70℃的建筑物和场所(不能用水扑救的建筑物和场所除外)都可采用这种系统。
    2.系统特点
    湿式自动喷水灭火系统主要有以下一些特点:
    (1)结构简单,使用可靠
    湿式自动喷水灭火系统与其它自动喷水灭火系统比较,结构最简单,仅需湿式报警阀、喷头和必要的供水设施便可工作,系统充水后管理简单易行。


    (2)系统施工简单。
    湿式系统的喷头安装方向,可根据吊顶形式或美观、安全的要求,向上或向下安装,灵活方便。
    与其它系统比较,湿式喷水灭火系统的施工中,对其管道接头、敷设坡度等的要求都不像干式系统或充气预作用系统那样严格,因此施工比较简单。
    (3)灭火速度快、控火效率高。
    湿式系统由于管网经常充以有压水,一旦发生火灾,系统在喷头开启后,能迅速出水灭火,灭火、控火效果较干式系统要好。
    (4)系统投资省,比较经济。
    由于湿式系统简单,安装省工,管理方便,所以建设投资和经常性的管理费均比其它系统要少。
    (5)适用范围广。
    湿式自动喷水灭火系统能广泛应用于环境温度不低于4℃、不高于70℃的建筑物或场所。基于以上特点,湿式系统是目前世界上应用最广泛的一种系统。
(三)系统组件和使用要求
    湿式自动喷水灭火系统主要由喷头、湿式报警阀、管网、水流指示器等组成。这些组件除能用在湿式自动喷水灭火系统上外,还可分别使用在其它自动喷水灭火系统上。
    1.闭式喷头
    自动喷水灭火系统的主要部件是喷头。闭式喷头实际上是一种由感温元件控制开启的喷头,它在火灾的热气流中能自动启动,不能恢复原状,这也就是我们常说的感温释放器,它在预定的温度下使得喷头能自动开启、喷水、灭火。喷头的动作温度 以公称动作温度表示。根据建筑环境的不同要求,喷头的公称动作温度又分为几档,最常用的是68℃喷头。
    喷头由喷头本体、感温元件、溅水盘等组成。喷头本体可以是铸铜的、热压的或装配式的,用螺纹连接在配水支管上,喷口是一个一定口径的直型或锥形孔口,喷头本体的两根轭臂下端接溅水盘,感温元件在孔口和轭臂端之间,关闭喷口。当环境温度上升到足以引起感温元件动作时,感温元件失去支撑力,管网里的压力水冲开喷口的密封片,水束冲击到溅水盘上,形成抛物面状均匀洒水。
    (1)喷头的分类
    喷头的种类很多,可以根据感温元件、公称动作温度、溅水盘形式和喷头的结构形式对喷头进行分类。这里仅简介按公称动作温度分类的情况。


    (2)喷头的选择和设置
    喷头的选用,应根据被保护建筑物或场所的实际情况和要求来决定,如:安装地点的几何形状、结构特点、最高环境温度、腐蚀情况、美观要求等,来合理选择喷头。
    选择喷头时应注意下列情况:
    ①应严格按环境温度来选用喷头的温级,选和的喷头的公称动作温度应比安装环境的最高温度高30℃左右。对于安装在特殊场合如大型炊事设备及通风空调系统附近的喷头,应实测使用位置的最高环境温度,以选择合适的公称动作温度。
    在蒸气压力小于0.1MPa的散热器附近2m以内的空间,宜采用高温级喷头(121—149℃);2—6m以内采用高温级喷头(79—107℃)。
    在设有保温的蒸气管道上方0.76m和两侧0.3m以内的空间,应采用高温级喷头(121—149℃)
    在既无绝热措施(或隔热性能比较差),又无通风的木板或瓦楞铁皮房顶的闷顶、不通风的密闭空间、不通风的阁楼内以及受到日光曝晒的玻璃天窗下,应采用中温级喷头(79—107℃)
    在不通风的橱窗内,在顶棚处装有高功率的电气照明设备时,靠近顶棚处应装设中温级喷头。
    ②在设置喷头的场所应注意防止腐蚀性气体的腐蚀,对有腐蚀介质存在的场所,应对喷头进行防腐处理或选用耐腐蚀的喷头,或选用特殊的防腐喷头。
    ③应保护喷头不受外力撞击,在易于被碰撞的地方,可以选用直立型喷头,或设喷头防护罩等。
    ④有特殊要求的场合,应根据安装环境的特点,选用特殊喷头。如:燃烧比较猛烈的场所,可选大水滴喷头;有装饰要求的地方,可选吊顶型喷头、平齐型喷头等装饰性喷头;高架仓库或火灾对生命会产生严重威胁的场所,要求喷头快速动作的,可选用快速反应喷头;有冻结危险的场所,要求喷头向下安装时应选用干式下垂型喷头;走道、标准客房等狭长场所,可选用边墙型喷头;易被灰尘、纤维堆积的狭长气流区,应选用鹤嘴柱式喷头。
    2.湿式报警阀
    报警阀是自动喷水灭火系统的一个主要部件,它安装在总供水干管上,连接在供水设备和配水管网之间,是一种只允许水流单方向流人配水管网,并在规定流量下报警的止回型阀门。报警阀具有两个基本作用,首先,在系统动作前,它将管网与水流隔开,当系统开启时,报警阀打开,接通水拳和配水管;其次,在报警阀开启的同时,部分水流通过阀座上的环形槽,经信号管道送至水力警铃,发出音响报警信号。


    (1)湿式报警阀的构造
    湿式报警阀组是由一些相关部件组成的,主要有报警阀、总控制阀、测试阀、压力表、水力警铃等。
    导阀型湿式报警阀的主要特点是,除了主阀心外,还有一个弹簧承载式的导阀,此导阀在压力正常波动范围内都是关闭着的,在压力波动小时不致使水流人报警阀而产生误报警,只有在火灾时,管网压力迅速下降,水才能不断流人,使喷头出水并由水力警铃报警。
    1、隔板座圈型湿式报警阀的特点是主阀瓣铰接在阀体上,并借自重坐落在阀座上,当阀板上下产生很小的压力差时,阀板就不会开启,为了防止由于水源水压波动或管道渗漏而引起的隔板座圈型湿式报警阀的误动作,往往在报警阀和水力警铃之间的信号管道上设延迟器。延迟器是一个有一定容积的罐子,上部设有进水口和通往水力警铃的出水口,下部有—-—个口径较小的出水口,由报警阀来的水流流人延迟器,由于上部的进水口径大于下部的出水口径,于是部分水流聚集在延迟器中,只有当水流不断流入直到水能从顶部的出水口流到水力警铃时才开始报警。于是由于水压波动而暂时开启报警阀时,水力警铃就不会马上动作。延迟器的延迟时间一般为20—30s(当水压为0.05—0.2MPa)。
    在信号管道上,通常还设有压力开关,用来发出报警信号启动电动警铃或通知消防中控室。
    水力警铃、压力天关、延迟器等一般都连同报警阀组装一起由厂家配套出售。
    测试阀是用来模拟喷头的开启和检查系统的正常运行状态。排水阀用于系统关闭维修时,放空系统积水。
    (2)湿式报警阀的规格
    各国湿式报警阀系统规格和标准见表4—4—2。
    表4—4—2 湿式报警阀系列规格(单位:mm) 

 

 

 

(3)湿式报警阀控制喷头数
    自动喷水灭火系统由于种种原因,有时需要处于工作停止状态,如检修、维修等。如果一个报警阀所带的喷头过多,系统停止工作时的火灾危险性就增大。因此,为了不使停止工作时火灾危险性过大。各国在相关规范中对湿式报警阀所允许控制的喷头数都有限制。我国和其它国家对湿式报警阀所允许控制的喷头数一般为800
    (4)湿式报警阀的使用要求

    ①湿式报警阀组应包括控制阀、报警阀、水力警铃和系统试验装置。控制阀应设有开关指示装置,平时用皮带或阀门限位器锁住在常开状态。在报警阀前后系统试验装置上,应设压力表,水力警铃宜安装在报警阀附近。连接管道应采用镀锌钢管,长度不超过6m时,管径采用15mm;长度不超过20m时,采用20mm管道。连接水力警铃的信号管总长度不应超过20m。使用隔板座圈型报警阀时,应设置延迟器等防止误报警的设施。
    ②报警阀应设在距地面高度为0.8—1.5m的范围内,且没有冰冻危险、管理维护方便的房间里,在生产车间中的报警阀组,应设保护装置,防冲撞损坏和误操作。
    3.水流指示器
    水流指示器安装在管网中,当有大于预定流量的水流通过管道时,水流指示器能发出电信号,显示水的流动情况。通常水流指示器设在喷水灭火系统的分区配水管上,当喷头开启时,向消防中控室指示开启喷头所处的位置分区,有时也可设在水箱的出水管上,一旦系统开启,水箱水被动用,水流指示器可以发出电信号通过消防中控室或直接启动水泵供水灭火。
    (1)桨片式水流指示器
    桨片式水流指示器。当管道内有水流流动时,水流推动桨片,使常开触点接通,输出报警电信号。
    桨片式水流指示器,多用于湿式自动喷水灭火系统。不宜用于干式系统和预作用系统。
    因为在干式系统和预作用系统中,平时管道中没有水,火灾时,当报警阀自动开启后,由于管道中水流的突然冲击,有可能使桨片或其它机械部件遭到损坏。因此当湿式系统第一次充水或检修后重新充水时。都应该防止水流的突然冲击。
    为了防止因水压瞬时波动而引走经15—20s延时后才报警。
    (2)水流动作阀
    水流动作阀,当管道中有水流通过时,阀板摆动,阀的主轴随之旋转,由微型开关动作而发出电信号。水流动作阀可用于任何系统中,不会因水流冲击而造成损坏。
    (3)水流指示器的规格
    目前世界上使用最多的是桨片式水流指示器。
    我国生产的水流指示器公称直径为:50,70,80,100,125,150mm管道上使用的;英国生产的水流指示器公称直径为:50,65,75,125,150,200mm。

  有些厂家生产的水流指示器,可通过自行调节桨片的长度,来安装在不同公称直径管道上。
    水流指示器的工作电压一般为直流24V。
    (4)压力开关(压力继电器)
    压力开关是将水压波动转换成电信号,送至消防中控室,或直接发出电信号开启水泵或报警。压力开关可安装在报警信号管上或喷水系统管网中。
    压力开关通常安装在报警阀至水力警铃之间的信号管道上,实行电动报警和开启水泵。这种电动报警在系统中可作为辅助报警装置,但不能代替水力报警装置。又如:当系统采用稳压泵来保持系统管网水压时,压力开关还可安装在管网中,监视系统的水压状况,当水压低于某一设定值时,自动开启稳压泵;当水压高于某一设定值时,自动停泵;当有喷头出水,管网压力在稳压泵开启后仍然继续下降到某一设定压力,主泵自动启动,这时通常需要设置三个压力开关分别对稳压泵、主泵、备用泵的启动进行控制。
    (5)末端试水装置
    自动喷水灭火系统喷水管网的末端和每层的最不利点处均应设置末端试水装置。
    末端试水装置一般包括压力表、闸阀或电磁阀和试水孔口,孔口直径应与喷头相同。连接管道直径不小于20mm。
    末端试水装置是用在平时维护管理时,对系统进行定期检查,以确认系统能正常工作。
    末端测试阀可以采用手动阀或电磁阀。在设有消防中控室时,
    若采用电磁阀可以直接从中控室启动测试阀,方便检查测试。

 

二、干式自动喷水灭火系统 
    干式自动喷水灭火系统是除湿系统以外使用历史最长的一种闭式自动喷水灭火系统。干式自动喷水灭火系统主要是为了解决某些不适宜采用湿式系统的场所。虽然干系统灭火效率不如湿式系统,造价也高于湿式系统,但由于它的特殊用途,至今仍受到人们的重视。
(一)干式自动喷水灭火系统的组成和工作原理
    1.干式自动喷水灭火系统的组成
    干式系统主要由闭式喷头、管网、干式报警阀、充气设备、报警装置和供水设备组成。平时报警阀后管网充以有压气体,水源至报警阀前端的管段内充以有压水。
    干式自动喷水灭火系统,火灾发生时,火源处温度上升,使火源上方喷头开启,首先排出管网中的压缩空气,于是报警阀后管网压力下降,干式报警阀阀前压力大于阀后压力,干式报警阀开启,水流向配水管网,并通过已开启的喷头喷水灭火。

 干式系统平时报警阀上下阀板压力保持平衡,当系统管网有轻微漏气时,由空压机进行补气,安装在供气管道上的压力开关监视系统管网的气压变化状况。
    2.干式自动喷水灭火系统的适用范围和特点
    (1)系统的适用范围
    干式自动喷水灭火系统适用于环境温度低于4℃(或年采暖期超过240天的不采暖房间)和高于70℃的建筑物和场所,如不采暖的地下停车场、冷库等等。
    喷头应向上安装.或采用干式下垂喷头。
    (2)系统的主要特点
    ①干式自动喷水灭火系统,在报警阀后的管网内无水,故可避免冻结和水汽化的危险,不受环境温度的制约,可用于一些无法使用湿式系统的场所。
    ②比湿式系统投资高。因为需充气,增加了一套充气设备,因而提高了系统造价。
    ③干式系统的施工和维护管理较复杂,对管道的气密性有较严格要求,管道平时的气压应保持在一定范围,当气压下降到一定值时,就需进行充气。
    ④干式系统的喷水灭火速度不如湿式系统快,因为喷头受热开启后,首先要排除管道中的气体,然后才能出水,这就延误了灭火的时机。这也是干式系统不如湿式系统灭火率高的原因之一。
    由于上述缺点干式系统在国内外的应用不多。
    3.干式系统的组件和使用要求
    (1)干式报警阀
    干式报警阀主要用在干式自动喷水灭火系统和干湿式自动喷水灭火系统中。其作用是用来隔开喷水管网中的空气和供水管道中的压力水,使喷水管网始终保持干管状态,当喷头开启时,管网空气压力下降,干式阀阀瓣开启,水通过报警阀进人喷水管网,同时部分水流通过报警阀的环形槽进人信号设施进行报警。
    ①干式报警阀的构造
    干式报警阀的构造由阀体、差动双盘阀板、充气塞、信号管网、控制阀等组成。
    差动双盘阀板,下阀板的作用是阻止水从供水管进入喷水管网,上阀板的作用是承受喷水管网中空气的压力,保持干式报警阀处于关闭状态。上阀板的面积为下阀板的8倍,因此为了使上、下阀板上的作用力达到平衡而使阀保持关闭状态,就要求喷水管内的空气压力应大于水压的1/8,并应使空气压力保护恒定。     ②干式报警阀控制的最大喷头数
    我国和国外对于干式报警阀所能控制的最大喷头数的规定如表4—4—3所示。
    ③干式系统的使用要求
    干式系统应采用直立型喷头,以利于灭火后系统管网的排水,喷头也可采用干式下垂型嚅头。管道应以千分之二坡度敷设,坡向立管或排水管。
    表4—4—3 干式报警阀允许控制喷头数

 

 

 

 

 

由于干式系统管网有压缩空气,喷头出水前先得排气,因而干式系统灭火效率较低,为了提高干式系统出水的速度,可以在干式系统上加设快速排气装置。我国规范规定,干式自动喷水灭火系统管网容积不宜超过1500L,设有排气装置时,不宜超过3000L。因此,有排气装置的系统,干式报警阀允许控制喷头数可增大一倍。
    (2)空压机
    干式自动喷水灭火系统、干湿式自动喷水灭火系统和充气的预作用喷水灭火系统都要求管网内保持一定的压力,因此都需配备空压机等供气设施。压缩空气的供给,不仅要求在任何时刻气源可靠,而且压缩机的容量应保证在一定时间内恢复系统的正常气压,对于一般差动式干式报警阀,这一时间要求为30min。对于干式系统和干湿式系统,空压机的流量不应小于0.15m3/min。如果邻近的空气压缩站能保证不问断供气时,也允许由空气压缩站供气。
    空压机的充气管应接在干式报警阀的充气塞上,充气管径不应小于(1)15mm,空压机的供气压力应为系统给水最高水压的1/8倍加上1.4ks/cm2,但不应超过最高水位的1/4倍。
    (3)快速排气装置
    除了小型干式系统和干湿式系统外,干式系统和干湿式系统均应装设快速排气装置,目的在于增大作用在阀板上的上举力,以使系统能在火灾初期阶段出水灭火。
    快速排气装置主要有加速器和排气机两种。
    加速器连接干式报警阀上部充气管网和差动阀板的中间室,当系统管网气压下降时,加速器动作,使压缩空气从充气管网进入差动阀的中间室,致使上阀板下部水流以8倍于上侧压缩空气的压力举起阀板,使报警阀迅速开启,喷头出水灭火。这一过程在喷头开启后,只需要几秒种即可完成,而如果不设加速器,这一过程往往需要几分钟。


    排气机,是将空气直接从排气机出口排人大气,其效果相当于同时启开15个喷头排气,从而加快了干式报警阀的开启速度,缩短了喷头开启到出水的时间,提高了灭火效率。
    快速排气装置通常与干式报警阀一起由厂家配套出售。
    (4)其它组件
    干式自动喷水灭火系统中用到的其它组件:闭式喷头、压力开关、水流指示器、火力警铃、末端试水装置等。

 

三、干湿式自动喷水灭火系统 
    干湿式自动喷水灭火系统是交替使用干式系统和湿式系统的一种闭式自动喷水灭火系统。
(一)干湿式系统的工作原理
    干湿式系统的组成与干式系统大致相同,只是将干式报警阀改为干湿两用阀或干式报警阀与湿式报警阀组合阀。
    干湿式系统包括:闭式喷头、管道系统、干式报警阀、湿式报警阀或干湿两用阀、报警装置、充气设备、供水设备等。
    系统的工作原理
    干湿式系统在冬季,喷水管网中充以有压气体,其工作原理与干式系统相同。在温暖季节,管网改为充水,其工作原理与湿式系统相同。
(二)干湿式系统的适用范围和特点
    1.干湿式系统的适用范围
    干湿式喷水灭火系统的出现是在干式系统应用的基础上,为了克服干式系统控火灭火率较低的缺点而产生的一种交替式自动喷水灭火系统。它主要用于年采暖期少于100天的不采暖房间。在冬季,系统管网中充以有压气体,系统为干式系统。在温暖季节,管网中充以压力水,系统为湿式系统。
    为利于在湿式系统改为干式系统时放空管道积水,干湿式系统应采用直立型喷头或干式下垂型喷头。管道也应以一定坡度敷设,并应采取可行的放空管道积水的措施。
    2.干湿系统的特点
    (1)干湿式自动喷水灭火系统的报警阀是采用于式报警阀和湿式报警阀串联而成,也可采用干湿两用报警阀,系统可以交替作为干式系统和湿式系统使用,因此可以部分克服干式灭火系统效率低的问题。
    (2)由于干湿式系统管网内交替使用水和空气,管道易受腐蚀。系统每年都需随季节变化来变换系统型式,管理上比其它系统要繁琐些,但当气候条件允许时,可以常年改为湿式系统使用。

    (3)尾端干式和干湿式自动喷水灭火系统。
    对于环境温度小于4℃或大于70℃的小型区域,如建筑物中的局部小型冷藏室、温度超过70℃的烘房、蒸气管道等部位,当建筑物的其它部位采用了湿式自动喷水灭火系统时,在这种特殊小区域可以在湿式系统上接设尾端干式系统或干湿式系统,采用小型尾端干湿式系统或干式系统时,可以采用电磁阀代替干湿式报警阀和干式阀,同时还要设置可行的放空管道积水的设施。
(三)系统组件和使用要求
    1.干湿式报警阀
    干湿式自动喷水灭火系统的关键部件是干湿式报警阀,干湿式报警阀通常采用由湿式报警阀和干式报警阀依次串联而成,安装在供水管道上。
    当系统为干式系统时,干式报警阀起作用,干式报警阀上室以及喷水管网充满压缩空气,干式报警阀下室以及湿式报警阀全部充满压力水。当有喷头开启时,压缩空气从喷头喷出,管网压力下降,干式报警阀的差动阀板开启,接通水源和喷水管网,系统投入工作,喷头喷水灭火。同时部份水流经干式报警阀的中间室,通过信号管至水力警铃发出报警信号。
    当系统为湿式系统时,只有湿式报警阀起作用,干式报警阀的差动阀板从干式报警阀中取出,系统全部充满压力水,当喷头开启时,喷头出水,管网压力下降,湿式报警阀开启,水源供水灭火,同时部份水流经湿式报警阀阀座上的环形槽通过信号管由水力警铃发出报警信号。
    当系统变化系统型式时,要相应开关截止阀,以使信号管与起作用的报警阀接通。
    干湿式报警阀应设置在采暖房间,或温度不低于4℃、不高于70℃的环境中。
    干湿式报警阀允许控制的最大喷头数与干式系统相同。
    2.其它系统组件
    干湿式系统的组件大都与湿式系统和干式系统相同。详见湿式系统和干式系统部份。 
四、预作用自动喷水灭火系统 
(一)预作用自动喷水灭火系统的工作原理
    预作用自动喷水灭火系统主要由闭式喷头、管网系统、预作用阀组、充气设备、供水设备、火灾探测报警系统等组成。
    预作用系统,平时预作用阀后管网充以低压压缩空气或氮气(也可以是空管),火灾时,由火灾探测系统自动开启预作用阀,使管道充水呈临时湿式系统。因此要求火灾探测器的动作先于喷头的动作,而且应确保当闭式喷头受热开放时管道内已充满了压力水。从火灾探测器动作并开启预作用阀开始充水,到水流流到最远喷头的时间,应不超过3min,其时水流在配水支管中的流速不应小于2m/s,由此来确定预作用系统管网最长的保护距离。


    火灾发生时,由火灾探测器探测到火灾,通过火灾报警控制箱开启预作用阀,或手动开启预作用阀,向喷水管网充水,当火源处温度继续上升,喷头开启迅速出水灭火。
    如果发生火灾时,火灾探测器发生故障,没能发出报警信号启动预作用阀,而火源处温度继续上升,使得喷头开启,于是管网中的压缩空气气压迅速下降,由压力开关探测到管网压力骤降的情况,压力开关发出报警信号,通过火灾报警控制箱也可以启动预作用阀,供水灭火。
    因此,对于充气式预作用系统,即使火灾探测器发生故障,预作用系统仍能正常工作。
(二)预作用系统的适用范围和主要特点
    1.系统的适用范围
    预作用系统同时具备了干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统的特点,而且还克服了喷水灭火系统控火灭火率低,湿式系统易产生水渍的缺陷,可以代替干式系统提高灭火速度,也可代替湿式系统用于管道和喷头易于被损坏而产生喷水和漏水以致造成严重水渍的场所,还可用于对自动喷水灭火系统安全要求较高的建筑物中。
    因此,预作用系统可以用在干式系统、湿式系统和干湿式系统所能使用的任何场所,而且还能用于一些这三个系统都不适宜的场所。
    2.系统的主要特点
    (1)预作用系统将电子技术、自动化技术结合起来,集湿式系统和干式系统的优点于一体,克服了干式系统喷水迟缓和湿式系统由于误动作而造成水渍的缺点,应用范围广,能广泛用于干式系统和湿式系统适用的场所。
    (2)系统中火灾探测器的早期报警和系统的自动监测功能,能随时发现系统中的渗漏和损坏情况,从而提高了系统的安全可靠度。其灭火率也优于湿式自动喷水灭火系统。
    (3)预作用系统的系统组成较其它系统复杂,投资也要高于其它系统,因此预作用系统通常用于不能使用干式系统或湿式系统的场所,或对系统安全程度要求较高的一些场所。这也是预作用系统没能得到广泛应用的原因。
(三)预作用系统的组件和使用要求
    1.预作用阀
    预作用系统的关键组件是预作用阀,预作用阀安装在给水立管上,连接水源与喷水管网。预作用阀的主要作用是在平时保持喷水管网处于干管状态,预作用阀上部充满有压气体,下部充压力水,当火灾探测系统探测到火灾,开启预作用阀,在喷头开启前,使喷水管网充满压力水,一旦喷头开启,系统就能迅速出水灭火。

(1)预作用阀的构造
    预作用阀的构造。阀体的基本形式与湿式报警阀相同,不同的是阀板上设有一个控制阀板动作的制动器,制动器受连接在隔膜上的推杆的控制,推杆和隔膜的移动受隔膜室内气压的变化控制。预作用阀阀板事先灌人一定深度的水密封,上面接喷水管网中的有压气体。隔膜室内气体的泄压可由与之相连的两个电磁阀中的任一个来完成,该电磁阀平时为吸合的,只有当设在同一作用区的相邻两个烟感探测器动作时,电磁阀才动作,如果只有一个探测器动作,系统只给出报警信号,电磁阀不动作,隔膜室不泄压,预作用阀也就不会动作。喷水管网和隔膜室的气压都由空气压缩机来保持,用于启动预作用系统的探测器通常是采用离子感烟型的,其设计保护面积通常情况为一半。
    发生火灾时,由探测器探测到火灾,发出火灾信号,启动电磁阀,隔膜室压力下降,隔上的推杆在弹簧力的作用下向左移动,制动器作用在阀板上的力减弱,于是预作用阀阀板在水压的作用下开启,向喷水管网充水,系统呈湿式状态,火灾继续发展,致使喷头开启出水灭火。
    有一种预作用阀是由火灾探测器控制启动的,还有另外一种预作用阀,,可由信号管网中的气压的降低来启动。这种预作用阀是一种非电动型预作用阀,其构造形式与图4—4—9
    中的预作用阀略有不同。由信号管网中气压降低启动的预作用阀原理示意图
    平时预作用阀阀板由制动器定位在阀座上,将喷水管网中的有压气体和供水管网的压力水隔开,与阀板相连的制动器受两个相邻隔膜室控制,这两个各自独立的隔膜室分别与两个独立的充气管网相连,一个为探测信号管网,另一个为喷水管网,两管网布置在同一保护面积上,管网中的气压是由同一台空压机维持。喷水管网与预作用阀工作口相连。当发生火灾时,先是探测信号管网上的喷头开启放气,探测信号管网压力下降,导致左隔膜室压力下降,右隔膜室压力大于左隔膜室,隔膜连同推杆向左移动,预作用阀于是在供水压力作用下开启,向喷水管网供水,等候喷水管网喷头开启出水灭火。
    这种非电动型预作用阀的最大优点就是该阀的动作不受电器设备误动作或其它失误的影响。
    (2)预作用阀允许控制喷头数
    预作用阀允许控制的最大喷头数与湿式报警阀相同。

 (3)预作用阀的作用要求
    ①预作用阀后的喷水管网充气之前,宜先在预作用阀内阀板上用一定深度的水密封阀口,以防止气体渗漏,充气压力不宜大于0.3kS/cm2。
    ②预作用阀应设有能手动开启预作用阀的装置。
    ③预作用喷水灭火系统管线的最长距离,按系统充气不超过3min,流速不小于2n/s确定。
    ④目前我国尚无专用预作用阀的生产,通常是用雨淋阀来代替。对于空管预作用系统,直接采用雨淋阀;对于充气预作用系统,为了防止气体的渗漏,习惯作法是在雨淋阀后的管道内注入少量清水,以封闭阀门或采用隔膜式雨淋阀。
    2.火灾探测控制系统
    预作用系统中的火灾探测控制系统是用来控制开启预作用阀的一种信号系统。通常预作用系统中采用的火灾探测控制系统有两种:一种是使用火灾探测器的电动控制系统,另一种是带闭式喷头的信号管网系统。这两个系统都是和喷水管网布置在同一保护区域内。
    在预作用系统中使用的火灾探测器通常是离子型感烟火灾探测器,离子感烟探测器用在预作用系统中时,其保护面积为正常保护面积的一半。
    安装高度分另为4m、4—8m、8—4m、15—20m时。
    保护面积分别为 50m2 37m2 20m2 15m2。
    当采用带闭式喷头的信号管网系统时,闭式喷头主要用作探测火灾,其探测火灾的服务面积一般采用9m2。信号管的直径,采用15mm。
    3.其它组件
    预作用自动喷水灭火系统中的其它系统组件与湿式系统和干式系统相同。 
五、循环启闭自动喷水灭火系统 
    从湿式自动喷水灭火系统到预作用自动喷水灭火系统,闭式自动喷水灭火系统得到了很大的发展,功能日趋完善,应用范围也越来越广泛。在二十世纪70年代,在预作用系统的基础上,又发展了一种新的自动喷水灭火系统。这种系统不但能自动喷水灭火,而且当火被扑灭后又能自动关闭;当火灾再发生时,系统仍能重新启动喷水灭火,这就是循环启闭自动喷水灭火系统,循环启闭自动喷水灭火系统的组成和工作原理与预作用系统相似。
(一)水流控制阀的构造和系统的工作原理
    循环启闭喷水灭火系统的核心部份是一个水流控制阀,阀板是一个与橡皮隔膜膜圈相连的圆形阀,可以垂直上下移动,橡皮隔圈将供水与上室隔开。阀板下部的供水端和上室由一压力平衡管相连。当阀关闭时,上、下阀室的水压相等。阀板的上部面积大于下部面积,阀板上还设有小弹簧,加上阀板自重,使阀板闭合。只有当阀板上部水压降至下部水压的1/3时,阀板才会开启,当接在阀上部的排水阀开启排水,压力平衡管上由于装有限流孔板,补水有限,已不能维持两侧的压力平衡,此时阀板上升,供水进入喷水管网,一但喷头开启便能迅速出水灭火。水流控制阀上部接出的排水管上装有两个电磁阀,电磁阀的开启放水控制了水流控制阀的动作,电磁阀又是由设在被保护区域上方的、可重复使用的感温探测器控制的。当喷头开启控制扑灭火灾后,使环境温度下降到60℃,感温探测器复原,使得电磁阀关闭。于是随着压力平衡管的不断补水,水流控制阀上室的水压与供水侧达到平衡,阀板又落回到阀座上,关闭阀门。出于安全考虑,系统在电磁阀关闭后5min才关闭。如果火灾复燃增大到重新开启感温探测器,电磁阀重新开启放水,喷头重新喷水灭火。由于感温探测器比喷头更敏感,所以不大可能有更多的喷头开启,而且在火灾增大之前就能重新提供足够的流量。

(二)循环启闭喷水灭火系统特点
    1.循环启闭自动喷水灭火系统功能优于以往所有的喷水灭火系统,其应用范围不受控制。
    2.系统在灭火后能自动关闭,节省消防用水,最重要的是能将由于灭火而造成的水渍损失减轻到最低限度。
    3.火灾后喷头的替换,可以在不关闭系统,系统仍处于工作状态的情况下马上进行,平时喷头或管网的损坏也不会造成水渍破坏。
    4.系统断电时,能自动切换转用备用电池操作,如果电池在恢复供电前用完,电磁阀开启,系统转为湿式系统形式工作。
    5.循环启闭自动喷水灭火系统造价较高,一般只用在特殊场合。

 

 
六、雨淋系统 
    雨淋系统为开式自动喷水灭火系统的一种,系统所使用的喷头为开式喷头,发生火灾时,系统保护区域上的所有喷头一起喷水灭火。
(一)雨淋系统的组成和工作原理
    雨淋系统通常由三部分组成:(1)火灾探测传动控制系统;(2)自动控制成组作用阀门系统;(3)带开式喷头的自动喷水灭火系统。其中火灾探测传动控制系统可采用火探测器、传动管网或易熔合金锁封来启动成组作用阀。火灾探测器、传动管网、易熔锁封控制属自动控制手段。当采用自动手段时,还应设手动装置备用。自动控制成组作用阀门系统,可采用雨淋阀或雨淋阀加湿式报警阀。
    雨淋系统可分为空管式雨淋系统和充水式雨淋系统两大类型。充水式雨淋系统的灭火速度比空管式雨淋系统快,实际应用时,可根据保护对象的要求来选择合适的形式。
    在实际应用中,雨淋系统通常有以下几种组成形式:
    1.立式雨淋阀系统
    立式雨淋系统平时喷水管网为干管状态,属于空管雨淋系统,该系统结构较简单,但在水源压力不稳定时,易发生误动作。
    2.由湿式报警阀和雨淋阀组成的雨淋系统
    此系统平时喷水管网为干管状态,属于空管雨淋系统,该系统的报警阀组由湿式报警阀和雨淋阀组成,能有效地防止水源压力不稳定而造成系统的误动作,系统工作比较稳定。
    3.充水式雨淋系统
    此系统雨淋阀后管网内平时充以静压水,水面低于开式喷头的出口,并由溢流管保持恒定平面。雨淋管网中经常充满水,能有效地提高系统出水灭火的速度。所以充水式雨淋系统多用在对出水灭火速度要求较高、有火灾危险和爆炸危险的炸药类危险品加工中。

   以上三种类型雨淋系统都可根据被保护对象的要求,灵活选用火灾探测传动控制系统,即灵活选用火灾探测器、传动管网或易熔锁封等自动启动方式。根据启动的方式不同还可以衍生出许多实用的系统形式。
    在实际应用中,雨淋系统可能有许多不同的组成形式,但其工作原理大致相同。雨淋系统采用的是开式喷头,所以喷水是整个保护区域内同时进行的。发生火灾时,由火灾探测传动系统感知到火灾,雨淋系统通常由三部分组成:(1)火灾探测传动控制系统;(2)自动控制成组作用阀门系统;(3)带开式喷头的自动喷水灭火系统。其中火灾探测传动控制系统可采用火探测器、传动管网或易熔合金锁封来启动成组作用阀。火灾探测器、传动管网、易熔锁封控制属自动控制手段。当采用自动手段时,还应设手动装置备用。自动控制成组作用阀门系统,可采用雨淋阀或雨淋阀加湿式报警阀。
    雨淋系统可分为空管式雨淋系统和充水式雨淋系统两大类型。充水式雨淋系统的灭火速度比空管式雨淋系统快,实际应用时,可根据保护对象的要求来选择合适的形式。
    在实际应用中,雨淋系统通常有以下几种组成形式:
    1.立式雨淋阀系统
    立式雨淋系统平时喷水管网为干管状态,属于空管雨淋系统,该系统结构较简单,但在水源压力不稳定时,易发生误动作。
    2.由湿式报警阀和雨淋阀组成的雨淋系统
    此系统平时喷水管网为干管状态,属于空管雨淋系统,该系统的报警阀组由湿式报警阀和雨淋阀组成,能有效地防止水源压力不稳定而造成系统的误动作,系统工作比较稳定。
    3.充水式雨淋系统
    此系统雨淋阀后管网内平时充以静压水,水面低于开式喷头的出口,并由溢流管保持恒定平面。雨淋管网中经常充满水,能有效地提高系统出水灭火的速度。所以充水式雨淋系统多用在对出水灭火速度要求较高、有火灾危险和爆炸危险的炸药类危险品加工中。
    以上三种类型雨淋系统都可根据被保护对象的要求,灵活选用火灾探测传动控制系统,即灵活选用火灾探测器、传动管网或易熔锁封等自动启动方式。根据启动的方式不同还可以衍生出许多实用的系统形式。
    在实际应用中,雨淋系统可能有许多不同的组成形式,但其工作原理大致相同。雨淋系统采用的是开式喷头,所以喷水是整个保护区域内同时进行的。发生火灾时,由火灾探测传动系统感知到火灾,控制雨淋阀开启,接通水源和雨淋管网,喷头出水灭火。

(二)雨淋系统的适用范围和主要特点
    1.雨淋系统的适用范围
    雨淋系统适用于燃烧猛烈,蔓延迅速的严重危险建筑物或场所,如炸药厂、剧院舞台上部、大型演播室、电影摄影棚等等。如果在这些建筑物中采用闭式自动喷水灭火系统,发生火灾时,只有火焰直接影响到喷头才被开启喷水,且闭式喷头开启的速度慢于火势蔓延的速度,因此不能迅速出水控制火灾。
    2.雨淋系统的主要特点
    (1)雨淋系统反应快,它是采用火灾探测传动控制系统来开启系统的。
    由于火灾发生到火灾探测传动控制系统报警的时间短于闭式喷头开启的时间,所以雨淋系统的反应时间比闭式自动喷水灭火系统快得多。如果采用充水式雨淋系统,则其反应速度更快,更利于尽快出水灭火。
    (2)系统灭火控制面积大,用水量大。雨淋系统采用的是开式喷头,发生火灾时,系统保护区域上的所有喷头一起出水灭火,能有效地控制住火灾,防止火灾蔓延,初期灭火用水量就很大,有助于迅速(3)在实际应用中,系统形式的选择比较灵活。
(三)雨淋系统的主要组件和使用要求
    1.雨淋系统的主要组件
    (1)雨淋阀是雨淋系统的关键部件。雨淋阀种类很多,通常使用的有以下几种:
    双圆盘成组作用阀,由双圆盘将整个阀体分成A、B、C三室。双圆盘是由两个不同直径的圆盘组成,当成组作用阀关闭时,大圆盘紧贴在上阀座上,小圆盘则落在下阀座上拦住供水通往B室通道。平时A、B、C三室都充满水,其中A、C两室内充满具有相同压力的水,通过一根旁通管相连,以保证两室水压相等。同时旁通管上装有一个带有①3咖的小孔闸阀,用作限流用。B室可根据雨淋系统的类型和需要,充以一定高度的静压水,或保持空管状态。
    大圆盘的面积一般为小圆盘面积的二倍多,通常为2.7倍。所以作用在大圆盘上的压力为小圆盘2.7倍,这样保证了成组作用阀的严密性。
    C室与传动管网相连,当发生火灾时,传动管网由手动或自动释放造成C室内的压力骤然下降,虽然C室和供水端A室有一补水旁通管相通,但由于小孔闸阀的限流作用,不可能补充上传动管网排水所流出的水量,于是最后供水端小圆盘下部的压力大于大圆盘上部的压力,双圆盘向上移动,开启成组作用阀门,给水干管的水通过B室进入喷水管网出水灭火。

   双圆盘成组作用阀门的缺点是,在供水管网水压波动时,易造成误开启,造成雨淋系统的误动作;双圆盘成组作用阀中双圆盘阀板上阀座的密封垫厚薄不易掌握,因此大圆盘或小圆盘的密封性较差,易造成漏水;另外,双圆盘成组作用阀的复位操作麻烦,不能靠水力自动复位,每动作一次,必须关闭总进水阀门,卸开成组作用阀盖上的工作塞,后动将阀心顶至关闭状态,然后才能向传动管网充水复位。
    (2)隔膜式成组作用阀
    其构造与双圆盘成组作用阀基本相同,所不同的是上阀板是一个与阀体相连的夹布橡胶隔膜,隔膜将B、C两室完全隔开,即使在阀门开启时,B、C室也不相通。
    隔膜式成组作用阀是在双圆盘成组作用阀的基础上发展起来的,两者的作用过程和原理相同。
    隔膜式成组作用阀的特点是:隔膜式成组作用阀在供水水压波动时,也会发生误动作,但由于阀动作时,B、C两室不相通,A、C两室间旁通管上的①3mm小孔闸阀对C室的补水能在阀门短暂开启后,使隔膜自动复位,重新关闭阀门。因此隔膜式成组作用阀误动作所造成的水渍损失较双圆盘式成组作用阀要轻得多。另外隔膜式成组作用阀,在灭火工作完成后,能通过关闭通往传动管网的阀门手动复位,操作简单易行。同时由于隔膜式成组作用阀只需单盘封闭,阀板与阀座之间的封密性能好。
    隔膜式成组作用阀不仅应用于雨淋系统,还适用于预作用系统、水幕系统、水喷雾系统等。
    (3)杠杆式雨淋阀的构造。
    杠杆式雨淋阀是一种止回型阀门,阀板将A、B两室隔开,由一个制动器将阀板锁住在阀座上,制动器的推杆与C室的隔膜相连,隔膜的移动受C室水压的影响,并带动推杆移动和自动器的动作。A室和C室之间由带有止回阀的旁通管相连,供水压力作用在阀板下部的同时,也从旁通管进入C室而作用在隔膜和推杆上,由于着力点力臂的设计,使推杆产生力矩足以将阀板锁住落在阀座上,使A室的水不能进入B室。
    当发生火灾时,传动管网自动或手动泄压,使C室的压力水迅速排出,C室压力骤然下降,当C室压力降到进水压力的1/2时,进水压力作用在阀板上的力矩就会迅速超过推杆作用在制动器上的力矩,使阀板迅速开启,供水进入喷水管网出水灭火。
杠杆式雨淋阀的特点是:复位操作比较简单易行,阀体上设有复位旋钮,复位操作时,先关闭供水,打开放水阀,放空系统内积水,阀板自动复位,然后反时针旋转复位按钮,恢复密封位置。另外,杠杆式雨淋阀误动作少,连接A、C两室的旁通管上的止回阀,使得当供水管网压力突然下降时不致使C室水压降低而出现误动作,同时又能在供水压力突然上升或C室因渗漏而压力下降时,进行补水以保持锁紧制动器所需的压力。

(4)带热敏释放元件的雨淋阀
    带热敏释放元件的雨淋阀的构造。它主要由进水管接头、阀塞、膜片、阀轴、热敏释放元件和配水管接头组成。
    该雨淋阀安装在保护区域内与开式喷头相同的高度上,雨淋阀的热敏释放元件可以是玻璃球感温元件或易熔合金片,阀塞由热敏释放元件支撑,将水流封闭在进水管中。发生火灾时,玻璃球或易熔合金片受热释放,阀塞失去支撑,被进水压力顶开,进水管内的压力水进入配水管和配水支管,经开式喷头出水灭火。
    带热敏释放元件雨淋阀的特点是,系统简单可靠,不需另设一套火灾探测传动控制系统来开启雨淋阀,系统也不会因供水水压的波动而产生误动作。这种雨淋阀适于小型的雨淋系统,但这一系统的反应速度受玻璃球或易熔合金反应速度的制约。
    2.火灾探测传动控制系统
    雨淋系统中常用的探测传动控制系统主要有:带易熔锁封的钢丝绳传动控制系统,带闭式喷头的充气或充水的传动管网控制系统,感烟、感温、感光火灾探测器电动控制系统,还有手动控制系统等等。
    在实际应用中,采用何种火灾探测传动控制系统,或把哪几种系统联合使用,应视具体情况而定,但不论设置何种自动控制系统,都必须同时设置手动控制装置。
    (1)带易熔锁封的钢丝绳传动控制系统
    系统由传动管网、传动阀门、钢丝绳、易熔锁封、拉紧弹簧等组成。
    系统安装在保护房间的整个天花板面。平时,传动管内充以与供水管网相同压力的水用接紧弹簧和拉紧连接器使钢丝绳保持25kg的拉力,从而使传动的阀门保持密闭的状态。当有火灾发生时,室温上升,易熔锁封熔化断开,传动阀门开启放水,于是转动管网水压骤降,雨淋阀开启。
    易熔锁封的低熔点合金的熔化温度与安装环境最高环境温度的关系如表4—4—4所示。
    表4—4—4 易熔锁封熔化温度选择表 

 

 

 

钢丝绳的长度是标准的,一般采用1.0、1.5、2.0和2.5m数种尺寸,拉紧弹簧和拉紧连接器的作用是保证钢丝绳具有20—25kg的拉力,从而使传动阀门上的压杆被钢丝绳拉紧,使传动阀门关闭,系统处于准备状态。
    传动的钢丝绳与易熔锁封之间的水平距离:在有爆炸危险的场所,不超过2.5m;在无爆炸危险的场合,不超过3.0m。充水的传动管应以不小于0.005的向上坡度坡向放气阀,以防止传动管中积有空气,延误传动阀门的动作时间。为了承受易熔锁封的拉力,传动管一般都沿墙固定。

  易熔锁封距天花板的垂直距离不应大于400mm,但当建筑物又高又大时,由于室内气流晃动,在高处的易熔锁封不易被熔断,会影响雨淋系统的启动时间,所以在高大厂房安装这种感温探测器时,应采取相应措施,如在天花板下,设置垂直气流挡板。当可燃物固定在室内局部场所加工或存放时,在不妨碍操作及交通的情况下,易熔锁封也可直接设在可燃物的上面不太高的地方。
    带易熔锁封的传动控制系统,安装维护比较困难,日久天长还有松脱可能,而且易熔锁封等的腐蚀性也比较差。对于燃烧迅速的场所,这种传动控制系统还不够灵敏。
    (2)带闭式喷头的传动控制系统
    带闭式喷头的传动控制系统是采用带易熔元件或玻璃球感温元件的闭式喷头作为感温的火灾探测器来启动的传动管网。这种传动控制系统,在保护区域发生火灾时,随室温上升闭式喷头感温自动开启,放水泄压,使得传动管网的水压降低,从而开启雨淋阀。在保护区域内任何一个喷头的开启,都能自动开启雨淋阀。
    系统主要由闭式喷头和传动管网等组成。
    作为火灾探测器的闭式喷头,其探测火灾的服务面积,在无爆炸危险的房间里采用9m2,在有爆炸危险的房间里采用6m2。传动管网的管径,当传动管充气时,一律采用15mm;当传动管网充水时,一律采用25mm。喷头宜向上安装,喷头溅水盘距天花板的距离不应大于150mm。传动管应有不小于0.005的坡度坡向雨淋阀,充水的传动管最高点设放气阀门。
    传动管网应高于雨淋阀,为防止静水压对雨淋阀缓开的影响,此静水压不应超过雨淋阀前供水压力的1/4。当供水压力不能满足传动管网相对雨淋阀水平高度4倍的要求时,可将传动管网充以压缩空气来代替充水。
    使用闭式喷头的传动控制系统的灵敏度与易熔锁封式的相似,安装位置也一样,但使用闭式喷头时,系统安装维护管理比较方便,投资也较易熔锁封式的节省50%左右。
    (3)感温、感烟、感光火灾探测器电动控制系统
    这种电动传动控制系统,是依靠火灾探测器的电信号,通过继电器,直接开启传动管上的电磁阀,使传动管泄压,雨淋阀开启。
    使用这种传动控制系统时,由于火灾探测器的误报会造成系统误喷水而带来很大损失,因此合理的选择火灾探测器非常重要。

   感烟、感温、感光火灾探测器,应根据保护区域的火灾特性来选择。对于火灾时只有光而无烟的场所,如无烟火药失火,可采用感光火灾探测器;对于失火时首先产生大量烟雾的火灾,应选用感烟探测器。为了提高电动探测系统的可靠性,传动系统应由两个独立设置的火灾探测器同时进行控制。
    感烟火灾探测器的保护面积为60m2至80m2,感温探测器的保护面积为20m2至30m2。感烟、感温、感光火灾探测器的具体设计和布置详见《火灾自动报警系统设计规范》。
    对于能使用充水、充气式传动管网控制系统的场所,应优先选用传动管网控制系统。
    (4)手动控制系统
    发生火灾时,如果在其它火灾探测传动控制系统动作前,有人发现了火灾,可手动开启旋塞,使传动管网放水泄压开启雨淋阀。
    手动旋塞开关,旋转900Bp可放水泄压,因而可以快速放水启动雨淋系统灭火。
    3.开式洒水喷头
    开式洒水喷头是开式喷头的一种,开式喷头是指不带热敏元件闭锁装置的喷头。开式喷头分三种类型:开式洒水喷头、水幕喷头、水雾喷头。它们分别使用在雨淋系统、水幕系统和水喷雾系统中。
    开式洒水喷头的构造与去掉热敏元件和闭锁装置的闭式喷头一样。有时为了减少喷头轭臂对喷头的影响,将开式洒水喷头改为单轭臂支撑,其它构造要求仍与闭式喷头相同。
(四)雨淋系统的使用要求
    1.喷头和管网的布置要求
    (1)雨淋系统适用于严重危险场合,其基本参数按严重危险建筑的要求考虑,即喷水强度不小于10—15L/min,作用面积不小于300m2,最不利点喷头出口压力不小于5mH20。当被保护面积大于300m2时,对于没有爆炸危险的场所,为了减少消防用水量和相应的设备容量,可分区设置若干雨淋系统。
    喷头的布置:在空管式雨淋系统中,喷头可向上或向下安装,在充水式雨淋系统中,喷头应向上安装并应安装在同一标高上。每根配水支管上装设的喷头不宜超过6个,每根配水干管上所接的配水支管数也不应多于6根,以免影响配水的均匀性。
    当喷水管下方有较大平台、风管、设备时,应在它们的下部增设喷头,如方形风管宽度大于0.8m,圆形风管直径大于1m时,应在风管下增设喷头。

  雨淋系统相邻保护区域边缘喷头的布置应有效地扑灭分界区的火灾。
    (2)雨淋系统的布置要求。
    ①雨淋系统的雨淋阀组应设置在环境温度大于4℃的场所,对于充水式雨淋系统,要求保护区域的环境温度也应大于4℃。
    ②传动管上的电磁阀应尽量靠近雨淋阀,在有防爆要求的场所,应采用防爆电磁阀。设置电磁阀的环境相对湿度应不大于80%。
    ③雨淋阀可以并联设置,当单个雨淋阀的供水能力不能满足系统要求时,可将几个雨淋阀并联安装来满足要求。

 

七、水幕系统 
    水幕系统是开式自动喷水灭火系统的一种。水幕系统喷头成1—3排排列,将水喷洒成水幕状,具有阻火、隔火作用,能阻火焰穿过开口部位,防止火势蔓延,冷却防火隔绝物,增强其耐火性能,并能扑灭局部火灾。
(一)水幕系统的组成和工作原理
    1.水幕系统的组成
    水幕系统的组成与雨淋系统一样,水幕系统主要由三部分组成:火灾探测传动控制系统、控制阀门系统、带水幕喷头的自动喷水灭火系统。
    水幕系统可分为充水式水幕系统和空管式水幕系统两种。
    简单的水幕系统通常只包括:水幕喷头、管网和手动闸阀。在无人看管和易燃易爆场合,应采用自动开启系统,如有相应的火灾探测器联动电磁阀开启系统,同时还应设置手动开启装置。
    2.水幕系统的工作原理
    水幕系统的作用方式和工作原理与雨淋系统相同,当发生火灾时,由火灾探测器或人发现火灾,电动或手动开启控制阀,然后系统通过水幕喷头喷水,进行阻火、隔火或冷却防火隔断物。控制阀可以是雨淋
(二)水幕系统的适用范围和主要特点:
    水幕系统是自动喷水灭火系统中唯一的一种不以灭火为主要目的系统。
    水幕系统可安装在舞台口、门窗、孔洞口用来阻火、隔断火源,使火灾不致通过这些通道蔓延。水幕系统还可以配合防火卷帘、防火幕等一起使用,用来冷却这些防火隔断物,以增加它们的耐火性能。水幕系统还可用为防火分区的手段,在建筑面积超过防火分区的规定要求,而工艺要求又不允许设防火隔断物时,可采用水幕系统来代替防火隔断设施。

   在下列建筑物中应设水幕系统
    1.超过1500个座位的剧院和超过2000个座位的会堂、礼堂的舞台口,以及与舞台相连的侧台、后台的门窗洞口。
    2.防火卷帘和防火幕的上部。
    3.应设防火墙、防火门等隔断物,而又无法设置的开口部位。相邻建筑之间的防火间距不能满足要求时,面向相邻建筑物的门、窗、孔洞口处,以及可燃的屋檐下。
(三)水幕系统的组件和使用要求
    1.水幕系统的组件
    水幕系统的组件主要有:水幕喷头、控制阀、报警联动装置等。
    (1)水幕喷头
    水幕喷头为开式喷头的一种。按其构造和用途的不同又可分为幕帘式、窗口式和檐口式三种水幕喷头。
幕帘式水幕喷头
    幕帘式喷头有缝隙式和雨淋式两种。
    缝隙式水幕喷头能形成带状水幕,起隔火阻火作用。例如设在舞台口,分隔舞台与观众厅,以防止舞台的火灾向观众厅蔓延;设在露天生产设备区,将露天生产设备分成数个防火分区,或保护个别建筑物避开相邻设备火灾的威胁,或保护设备免遭相邻设备火灾的危害等。
    雨淋喷头用于布置形成防火水幕带,可代替防火墙、防火幕等,起防火分隔区的作用,例如商场和其它公共场合的自动扶梯、连通上下层的开口部位,或工厂等由于工艺要求而存在的较大开口部位,用一般的水幕难以阻止火势扩大和火灾蔓延的场所,可采用雨淋喷头形成水幕带。
    (2)窗口水幕喷头
    窗口水幕喷头的构造。窗口水幕喷头用在保护并防止火灾穿过窗、门、防火卷帘等部位,并增强它们的耐火性能。
常用的窗口水幕喷头有6、8、10、12.7、16mm几种规格。
    (3)檐口水幕喷头
    檐口水喷头的构造。檐口水幕喷头用在保护上方平面,如屋檐和吊顶等。以防止邻近建筑物火灾的威胁,增强其耐火性能。
    消防水幕系统的控制阀可采用雨淋阀、电磁阀或手动闸阀。
    雨淋阀和电磁阀的动作可以用保护区域内设置的火灾探测器或闭式自动喷水灭火系统联动。如:设有闭式自动喷水灭火系统的建筑物中,水幕系统可由闭式喷头的开启来联动,或由水流指示器、压力开关的信号来启动水幕系统;保护防火卷帘和防火水幕的水幕系统的控制阀,亦可与防火卷帘和防火幕的动作联锁,用同一个信号来启动;感烟、感温火灾探测器也可作为启动水幕系统控制阀的措施。

  3.水幕系统的使用要求
    根据被保护建筑要求的不同,水幕系统所起的作用也有所不同,为保护水幕系统能有效工作,水幕系统可分三类区别对待。
    (1)冷却作用的水幕系统
    窗口、檐口、防火卷帘、防火幕上配备的水幕系统,主要是起冷却被保护物,增强其耐火性能的作用,配合这些被保护物,以防止火灾蔓延扩大。
    在这种情况下,水幕喷头通常呈单排布置,系统的供水强度不小于0.51/s.m。
    (2)局部阻火的水幕系统
    建筑物中,存在一些孔洞和开口部件,本应设置防火分隔物进行防火分区,但由于工艺要求,难以采用防火门窗或防火卷帘进行分隔,如皮带廊内,可能采用局部阻火水幕系统。
    局部阻火水幕系统可用来保护门窗孔洞等面积不超过3m2的开口部位。系统可采用雨淋喷头,缝隙式、窗口式水幕喷头,成一排或两排布置。
    系统供水强度不小于ll/s.m。
    (3)水幕带
    建筑物中,依据规范需要进行防火分区,但由于工艺要求无法设置硬性的防火分隔物的部位,开口部位的面积大于3m2,可设水幕带代替防火墙等。如剧院的舞台口,或有不同生产工艺要求部位的厂房等。
    舞台口的水幕系统可采用雨淋式水幕喷头或缝隙式水幕喷头,一般应布置成两排,两排喷头间距0.6至0.8m。
    用作防火分区的水幕带,如用在车间内的吊车行车道,地下铁道,地下隧道等,可采用雨淋式水幕喷头,喷头至少应布置成三排,相邻两排喷头的距离不小于2.5m。
    水幕带的供水强度不小于21/s.m。
    水幕系统的使用要求:
    ①每组水幕系统安装的喷头数不应超过72个。水管布置,以保证系统布水均匀。
    ②在同一配水支管上应布置相同规格的喷头。并应对称于配
    ③采用自动开启方式的水幕系统必须同时设置手动开启装置,而且要设置在火灾时人们容易发现或接近的部位。
    ④同一配水管上喷头的布置间距由下式计算。喷出,雾状水粒的平均粒径一般在100—700um之间。水雾喷向燃烧物,通过冷却、窒息、稀释等作用扑灭火灾。

水喷雾灭火系统属于开式自动喷水灭火系统的一种。
(一)水喷雾灭火系统的工作原理
    水喷雾灭火系统根据需要可设计成固定式或移动式两种,移动式是从消火栓或消防水泵上接出水带,安装喷雾水枪,移动式可作为固定式水喷雾系统的辅助系统。
    固定式水喷雾灭火系统的组成。系统一般由水喷雾喷头、管网、高压水供水设备、控制阀,火灾探测自动控制系统等组成。
    水喷雾灭火系统,平时管网里充以低压水,火灾发生时,由火灾探测器探测到火灾,通过控制箱,电动开启着火区域的控制阀,或由火灾探测传动系统自动开启着火区域的控制阀和消防水泵,管网水压增大,当水压大于一定值时,水喷雾头上的压力起动帽脱落,喷头一起喷水灭火。
(二)水喷雾系统的适用范围和特点
    水喷雾系统主要用于扑救贮存易燃液体场所贮罐的火灾,也可用于有火灾危险的工业装置,有粉尘火灾(爆炸)危险的车间,以及电气、橡胶等特殊可燃物的火灾危险场所。
    使用水喷雾系统时,应综合考虑保护对象性质和可燃物的火灾特性,以及周围环境等因素。
    下列情况不应使用水喷雾灭火系统:
    1.与水混合起剧烈反应的物质,与水反应后发生危险的物质。
    2.没有适当的溢流设备,没有排水设施的无盖容器。
    3.装有加热运转温度120℃以上的可燃性液压无盖容器。
    4.高温物质和蒸馏时容易蒸发的物质,其沸腾后溢流出来的物质造成危险情况时。
    5.对于运行时表面温度在260℃以上的设备,当直接喷射会引起严重损坏设备的情况时。
(三)水喷雾灭火系统的主要特点
    水喷雾系统的主要特点是:水压高,喷射出来的水滴小,分布均匀,水雾绝缘性好,在灭火时能产生大量的水蒸气。具有以下几种灭火作用:
    1.冷却灭火作用
    火灾发生时,可燃物的表面在火焰温度下,不断产生能够燃烧的热分解生成物,使燃烧持续进行。当喷雾水接触到燃烧物的表面时,由于水温低于可燃物着火点温度,水滴起到冷却燃烧物的作用。当燃烧物的表面温度冷却到低于它的热分解温度时,燃烧就停止。
    2.窒息灭火作用

  氧气是燃烧得以产生和持续的三个必要条件之一。水汽化时,体积要膨胀1700倍。发生火灾时,环境温度不断上升,水滴遇到高温,很快汽化,产生大量蒸气,导致火场空气中氧气的浓度降低,最终导致可燃物因缺氧而中断燃烧。
    对于放热量大的可燃物,水雾汽化快,窒息灭火效果好。
    3.乳化灭火作用
    水喷雾灭火系统在扑灭油类等非水溶性可燃液体火灾时,由于水喷雾的喷射冲力作用,使喷射到可燃液体上的一部分水流扩散到非水溶性可燃液体的表层,形成一层由水滴和非水溶性可燃液体组成的乳化混合物,这种乳化物是不燃烧的,覆盖在可燃液体表层,使可燃液体难以继续燃烧。
    对于轻油类物质,这种阻止燃烧的效果极其短暂,一般只是在喷射水雾时存在;对粘度大的可燃液体,这种阻止燃烧的效果比较好,阻燃时间长,能防止复燃。因此,水喷雾灭火系统对轻质油品类灭火的效果差,对重质油品类则有很好的灭火效果。
    4.稀释灭火作用
    着火的水溶性可燃液体,可用喷雾水来稀释,当可燃物被稀释到一定程度时,就不能燃烧了。
    当然水喷雾灭火不是某单一因素的作用,而是上述诸因素的综合作用。
(四)水喷雾系统的组件和使用要求
    1.系统组件
    水喷雾灭火系统不同于其它用水灭火的自动喷水灭火系统。水喷雾灭火系统中的水是在高压状态下工作,其主要组件与其它自动喷水灭火系统的组件在功能要求上有许多差异。
    水喷雾灭火系统的主要组件是喷头,喷头的作用是,水在高压作用下通过喷头,由于喷雾喷头的特殊构造,使水流之间以及水流与喷头本体之间产生急剧的碰撞,将水击碎呈雾状喷出。雾状水滴的平均粒径一般在100—700um之间。
    水的雾化质量的好坏与喷头的构造性能和水压有关,水压增高,雾状水流的水粒变细,有效射程也增大。不同的保护对象,不同的保护作用与目的,要求喷雾喷头喷射不同粒径的水滴。此外,还要求喷头与保护对象之间保持一定的喷射角和距离,以达到最佳的冷却和灭火效果。
    (1)水喷雾喷头的构造
    水喷雾喷头的构造不同,则喷射的水粒直径和喷射角管都不相同。水喷雾喷头的类型很多,有双级切向孔式、单级涡流式、双级离心式、双级切向混流式、双级切向离心式、螺旋式等等。

  双级水雾喷头的构造。喷头由喷头本体和型芯两部分组成,所以喷头本体都标有不变的型号,型芯也标有喷射角及型号,型芯型号可多于一个,即一个型芯可用在不同型号的喷头本体上,型芯射角为300、60、90、120、140度等。
    喷头还配有两个不同用途的帽子,一个是“压力起动帽”,它能附在喷头上,使管网在喷头动作前充满低压水,避免着火时管网临时充水而延迟喷水时间。压力起动帽能承受0。2Mh的压力。火灾时,高压供水设备起动供水,管内水压大于此压力时,压力起动帽被冲开,喷头喷水灭火。另一个是“喷嘴防护帽”,主要用来防止外部灰尘从喷嘴开口端进入喷头,一旦喷头开启,喷嘴防护帽就会脱落,实际应用中,为了使喷雾喷头喷出的水雾均匀,能全部覆盖保护对像的表面和整个保护区域,除尽可能采用喷射角度大的喷头外,还应选用多种口径的喷头进行组合使用,以便相互补充。
    2.系统的使用要求
    水喷雾灭火系统的组成与其它自动喷水灭火系统大致相同,包括喷头、管网、控制阀等,但由于喷雾灭火的特性和保护对象的特殊要求,在设计使用水喷雾灭火系统时,应注意以下几点:
    (1)用于扑灭易燃液体火灾
    易燃液体可分为三类:非水溶性高闪点易燃液体(如闪点在45℃以上),如:柴油、汽油、润滑油、煤油、地沥青、沥青、人造沥青、变压器油、重油、植物油和甘油等;非水溶性低闪点易燃液体(闪点在45cC以下),如:白节油、溶剂石脑油、石油、苯、甲苯、混合二甲苯等;各种闪点的水溶性易燃液体,如甲醇、乙醇、丙醇、醋酸、威士忌等。
    这三类易燃液体灭火时对水喷雾系统的要求:
    ①非水溶性高闪点液体灭火(如闪点高于120℃的液体),要求水喷雾系统的供水强度为13L/m2.min,水喷雾水滴直径为400—800mm,火灾探测报警系统应能迅速报警启动系统,并在易燃液体形成热区(15—30min)以前扑灭火灾。
    ②非水溶性低闪点液体的灭火要求,喷雾水滴直径不应大于300vsn。
    ③水溶性易燃液体的灭火,喷雾水滴直径不应大于400~an。
    ④用水喷雾系统防护来自邻近火灾热辐射灾危险时,如保护暴露的油冷却设备和贮槽、石油库、原油、精制酒精等大型贮罐的防护,对暴露表面用6-9L/min?m2的洒水强度。

   ⑤对室外油变压器,喷射时间采用24rain。
    (2)系统的布置要求
    ①管网布置应避免跨越电气设备,以防结露或漏水,并应注意不影响设备的正常运行;配水管不应穿越其它防护区域的上部,不宜布置在易受爆炸损害的地方。管网应考虑不小于0。5%的排水坡度和相应的排水设施。
    ②水喷雾喷头,管网及管夹均应接地,接地电阻应在16 欧以下。
    喷头及管道与高压电气设备的安全距离应满足国家相关规范要求。
    ③系统控制阀距保护物水平距离应大于5m,且应布置在安全、火灾时易于接近的场所,安装高度在0.8—1.5m范围内,还应有明显的启闭指示控制方式,可根据保护对象的危险性质,采用自动加手动控制或单独手动控制。
    ④直接取用地表水为消防水源时,为防止喷头的堵塞,应在控制阀后增设过滤器,过滤器孔眼直径应小于喷头口径的1/2,滤网的孔隙系数应大于0.8。
    ⑤移动式喷雾灭火系统,一般使用组合喷雾水枪或多用水枪,接移动喷雾喷头的接口,应多于两个,接口与保护对象的水平距离应大于15m。
    移动水喷雾系统应配备两组或两组以上,喷水量大于6.5L/s,喷水压力为0。35—1MPa的喷头。

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