湿式自动喷水灭火系统的布置优化

发表时间:2016/9/23   来源:《工程建设标准化》2016年8月总第213期   作者:郑连明
[导读] 为增加系统的可靠性,在工程实践中可参考英美的一些技术参数,从系统可靠性和技术经济综合因素比较来看。
(青海省公安消防总队,810007)
  【摘  要】消防工程是关系国计民生的大事,在应对火灾事故、保护居民的生命财产安全、维护社会稳定方面发挥着重要作用。自动喷水灭火系统是目前国际上公认的最为有效的自动灭火设施,在当今的建筑消防安全中发挥了极为重要的作用。其中湿式自动喷水灭火系统是目前最经济最有效的灭火设施,仅有少部分因怕水渍损失而考虑采用预作用系统。本文从该种类型的自动喷火系统的特点、适用范围等角度出发对其优化布置进行细节性论述,旨在为我国消防工程的发展提供一定的参考。
  【关键词】湿式自动喷水灭火系统消防系统喷头安全
  一、湿式自动喷水灭火系统简介
  湿式自动喷水灭火系统是充满水的管道系统上安装有自动喷水闭式喷头或者是指准工作状态时管道内充满有压水的自动喷水灭火系统,并至少与2个自动给水装置相连,当喷头受到来自火灾释放的热量驱动打开后,立即喷水灭火,同时发出火警信号。或者是指准工作状态时管道内充满有压水的自动喷水灭火系统。系统采用湿式报警阀,报警阀的前后管道(网)内均充满压力水。该系统由闭式喷头、水流指示器、湿式报警阀组、控制阀和至少2组自动供水系统,以及消防水泵接合器等组成。自动供水系统是指自动喷水灭火系统动作时水能自动满足系统设计的需水量,即通常指满足系统供水压力和水量的城市自来水、高位水塔(水箱)、气压水罐、水力自动校制的消防给水泵等,湿式自动喷水灭火系统见图1。
  
  图1湿式自动喷水灭火系统
  注释:1水池2水泵3闸门4止回阀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末端试水装置12配水支管13闭式洒水喷头14报警控制器15信号阀P压力表M驱动电机L水流指示器
  二、湿式自动喷水灭火系统控火灭火的特点
  2.1自动跟踪火源
  在着火点附近喷头的热敏元件首先受热,脱离喷头,喷头自动开启喷水,从而实现自动跟踪火源。喷头的开启与场所的火灾荷载、可燃物的堆放形式、燃烧速度、建筑物的空间结构和喷头布置有关,其中火灾荷载和燃烧速度是关键因素,也是系统选型的根本。对于轻中危险等级的场所,喷头最好选择快速反应喷头。而对于严重危险等级和仓库等高危险场所,除仓库采用ESFR为快速反应喷头外,不宜采用快速反应喷头。
  2.2自动启动系统
  开放一只喷头后自动启动系统,喷头的开放将驱动水流指水器和湿式报警阀组的压力开关和水力警铃,并由压力开关直接自动启动自动喷水灭火系统、消防给水泵。当系统无消防给水泵时,压力开关动作信号应传至消防控制中心报警,这样系统完成自动启动。即使在最不利喷头处的工作压力0.05MPa,此时系统一只喷头的流量为56.56L/min,也能满足开放一只喷头后启动系统的要求。水力警钟的作用是就地机械水力自动报警,提醒着火现场的人员尽快疏散离开火场,并通知消防人员。
  2.3系统作用面积和喷水强度
  燃烧4要素中切断其中任何一个要素、燃烧便会停止,连续燃烧还要增加一个团聚即是未受抑制的链式反应。自动喷水灭火系统的灭火原理是降低燃烧三要素中的热量或火场的温度,使其低于连续燃烧所必须的热量——即低于连续燃烧的点燃能量、燃烧会逐渐停止直至熄灭,从而达到灭火的目的。
  2.4灭火效率高
  湿式自动喷水灭火系统有着极强的灭火效率,美国消防协会统外资料表明,自动喷水灭火系统控火成功率为96.2%。美国纽约洲1969—1978年l0年间,自动喷水灭火系统灭火成功率为99.8%,澳大利亚和新西兰报道自动喷水灭火系统的灭火成功率为99.8%。NFPA的统计资料表明,湿式系统开启喷头数不大于2个的累积灭火成功率为65%,而干式系统开启喷头数不大于2个的累积灭火成功率为35%,这充分说明了湿式系统的灭火效率高。
  2.5使用范围广
  现在人类生活和工作的各种场所,除遇水起化学反应或爆炸的场所不得采用自动喷水灭火系统外,其他环境温度在4℃至70℃之间的场所绝大多数采用自动喷水灭火系统来进行人身和财产的保护。
  三、湿式自动喷水灭火系统的大小和服务面积
  湿式自动喷水灭火系统的大小各国规定不尽相同,“喷规”规定:一个报警阀控制的喷头数应符合下列规定:湿式、预作用系统不宜大于800只。英国规范对于湿式自动喷水灭火系统一个报管阀的服务喷头数有规定,轻危险等级500个喷头;中危险等级为1000个喷头,若多层建筑和高层建筑分区时,则每个区域为500个喷头;严重危险等级一个报警阀服务1000个喷头;当系统是保护生命安全时,一个报警服务的喷头数是200个,若系统分区时则每个分区的喷头数不超过200个;对于生命保护系统应采用湿式系统,对于高层建筑一个报警阀服务的最高和最低喷头之间的高差不大于45m。
  美国NFPAl3对湿式自动喷水灭火系统没有规定大小,仅规定任何一个自动喷水灭火系统的立管(即报警阀)保护任何一楼目的最大面积应如下:中、轻危险场所为483lm2;严重危险等级管道不进行水力计算,系统管道直径按照规范规定的管道表选择时为2332m2,如果进行管道水力计算则为3716m2。
  考虑到系统维修,以及同一层的可靠性,应从系统大小和保护楼层平面的最大面积来确定一个报警阀的服务喷头数,也可依据NFPAl3的规定一个报警阀在每一层的服务面积,这样可增加系统的可靠性。当为单层建筑且按美国规范规定设置报警阀时报警阀数量会增加。在工程设计中一个报警阀在一层的保护面积不宜大4000m2,且宜与防火分区协调一致。多层民用建筑一、二级耐火等级一个防火分区的面积为2500m2,设置自动喷水灭火系统时为5000m2,三级耐火等级一个防火分区的面积为1200m2,设置自动喷水灭火系统时为24000m2;高层民用建筑地下室500m2、二类建筑1500m2、一类建筑1000m2、当设置自动喷水灭火系统时防火分区的面积分别为1000m2、3000m2、2000m2。
  四、湿式自动喷水灭火系统的适用范围
  湿式自动喷水灭火系统适用于环境温度大于4℃和小于7℃的场所,当环境温度低于4℃时,亦可采用湿式自动喷水灭火系统,但报警阀后的管道应采取防冻措施,如报警阀后管道的水中应加入防冻液或采取电加热的防冻措施等,而环境温度大于70℃的场所不能采用湿式自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统不得用于扑救遇水发生化学反应造成燃烧、爆炸的火灾(场所中存在有金属钾、钠、碳化钙等遇水反应的金属物),以及水对保护对象造成严重破坏的火灾(场所中存在有化工设备)。怕水渍损失的场所(场所中存在电器设备、计算机设备、精密仪器)。湿式自动喷水灭火系统可采用任何型式的闭式喷头,以及快速反应喷头、ESFR喷头等。同时,值得注意的是NFPAl3规定ESFR喷头仅适用于湿式自动喷水灭火系统。原因是ESFR喷头为快速反应喷头,采用干式或预作用系统因管道系统要首先排气,导致喷水延迟,采用ESFR喷头就达不到快速喷水灭火的目的。
  结语:
  综上所述,为增加系统的可靠性,在工程实践中可参考英美的一些技术参数,从系统可靠性和技术经济综合因素比较来看。在建筑物要求自动喷水灭火系统可靠性较高时,可按英美等国的规定设置报警阀的数量。不难看出,如何合理的确定湿式自动喷水灭火系统的大小等问题还存在许多值得探讨的地方。
  参考文献:
  [1]史建峰.消防工程自动喷水灭火系统技术的应用与发展[J].价值工程,2016,06:188- 189.
  [2]苏伟宁.消防工程自动喷水灭火系统技术的应用研究[J].江西建材,2016,18:274.
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