消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

湯小亞

摘 要：消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該提高自身對(duì)系統(tǒng)的理解，認(rèn)清系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的不足之處，通過改進(jìn)設(shè)計(jì)方法，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，提高系統(tǒng)控火、滅火的能力。結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，分析了消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的常見設(shè)計(jì)問題，并探討了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的消防給水、主要組件設(shè)計(jì)和水力計(jì)算，以供參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)；噴頭布置；水力計(jì)算；基本參數(shù)

中圖分類號(hào)：TU892 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.069

消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)集報(bào)警、滅火為一體，具有反應(yīng)迅速、控制及時(shí)、滅火效率高等特點(diǎn)，因而在消防設(shè)計(jì)中得到了廣泛的運(yùn)用。目前，在消防噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還存在一些設(shè)計(jì)缺陷，只有研究、分析這些缺陷，完善設(shè)計(jì)中的不足之處，才能確保真正發(fā)揮消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的作用。

1 消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)常見設(shè)計(jì)問題

1.1 設(shè)計(jì)基本參數(shù)選擇不準(zhǔn)確

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的兩項(xiàng)基本參數(shù)分別是系統(tǒng)作用面積和噴水強(qiáng)度，基本參數(shù)由場(chǎng)所危險(xiǎn)性等級(jí)決定。但在設(shè)計(jì)中存在參數(shù)選擇不準(zhǔn)確的情況，比如將公共娛樂場(chǎng)所視為輕危險(xiǎn)等級(jí)場(chǎng)所，由于危險(xiǎn)等級(jí)不高，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)降低，系統(tǒng)迅速撲救初期火災(zāi)的能力不強(qiáng)，導(dǎo)致初期火災(zāi)進(jìn)一步擴(kuò)大和蔓延。

1.2 噴頭選型不當(dāng)

噴頭的選型、布置會(huì)對(duì)噴頭的動(dòng)作與布水效果造成直接影響。很多時(shí)候，設(shè)計(jì)人員在選擇噴頭時(shí)未考慮到建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，普遍采用普通型噴頭，這樣對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的撲救效果影響很大。

1.3 水泵設(shè)置不當(dāng)

水泵是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的重要組成部分，只有合理設(shè)置水泵，才能保證整個(gè)系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。目前，很多系統(tǒng)所設(shè)計(jì)、選擇的水泵在其揚(yáng)程達(dá)到最大值后，流量卻無法同時(shí)滿足要求，或者是流量達(dá)到最大值后，其揚(yáng)程無法同時(shí)滿足要求。一些設(shè)計(jì)人員沒有嚴(yán)格按照規(guī)范要求將穩(wěn)壓泵和供水泵設(shè)計(jì)為自罐式水泵，只要出現(xiàn)火災(zāi)，啟泵將延遲啟動(dòng)，甚至不能啟動(dòng)。

2 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的消防給水

2.1 要有可靠的供水源

消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)如果以江河、湖泊、水庫(kù)等天然水源為消防用水時(shí)，由于水量與水位變化很大，因此要保證枯水期最低水位的消防用水量；如果以河塘等地表水為水源時(shí)，要將濾水器加設(shè)在吸水管上，避免系統(tǒng)內(nèi)吸入河塘中的雜物，保持系統(tǒng)內(nèi)水流暢通。

2.2 設(shè)計(jì)必須處理的問題

2.2.1 合理選擇噴水滅火系統(tǒng)

目前，濕式噴水滅火系統(tǒng)最為常見。為避免因凍結(jié)而出現(xiàn)

供水中斷等問題，室內(nèi)溫度在4～70 ℃范圍內(nèi)的建、構(gòu)筑物應(yīng)選擇濕式噴水滅火系統(tǒng)；而室內(nèi)溫度在4～70 ℃范圍外的建、構(gòu)筑物應(yīng)選擇干式噴水滅火系統(tǒng)。

2.2.2 嚴(yán)格設(shè)置監(jiān)控裝置

嚴(yán)格設(shè)置監(jiān)控裝置，監(jiān)控系統(tǒng)控制開啟狀態(tài)、消防水泵電源供應(yīng)情況、干式噴水滅火系統(tǒng)氣溫變化、水池和水位箱水位狀況、水流指示器和報(bào)警閥動(dòng)作情況等，確保能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并處理，使系統(tǒng)保持正常的運(yùn)行狀態(tài)。

2.2.3 設(shè)置水泵接合器

為避免自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)與室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)用水相互影響，要分開設(shè)置兩個(gè)系統(tǒng)的管網(wǎng)和水泵接合器。

3 消防自動(dòng)噴水系統(tǒng)的主要組件設(shè)計(jì)

3.1 噴頭

3.1.1 噴頭布置要求

噴頭的布置需滿足以下幾點(diǎn)要求：①滿足作用面積內(nèi)的噴水強(qiáng)度、均勻性、受熱條件和開放時(shí)間；②在噴水半徑內(nèi)靈活布置噴頭，保證全面覆蓋，當(dāng)然，重復(fù)覆蓋面積也不能太大；③要噴濕墻根和一定面積的墻面；④噴頭間不能相互影響；⑤處理好障礙物，留足調(diào)整的余地；⑥考慮煙羽流對(duì)噴頭動(dòng)作帶來的影響。

3.1.2 噴水半徑與噴頭布置方式

在消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)建筑平面布置噴頭，在噴水半徑范圍內(nèi)以平行四邊形、矩形、正方形為主。噴水半徑與噴頭計(jì)算半徑不同，是以計(jì)算的半徑為前提，按照規(guī)定范圍得出數(shù)值，具體如表1所示。由于噴頭的布置受諸多因素的影響，因此在實(shí)際的噴頭布置中，一定要按照固定距離布置。

3.2 報(bào)警控制裝置

報(bào)警控制裝置的主要作用為探測(cè)火警、啟動(dòng)裝置、發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)還能夠?qū)ψ詣?dòng)噴水滅火系統(tǒng)的故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)，降低失效率，提高系統(tǒng)控火、滅火的能力。

3.3 其他配件

3.3.1 延遲器

延遲器一般適用于濕式噴水滅火系統(tǒng)，主要目的為避免出現(xiàn)誤報(bào)警。

3.3.2 快開裝置

快開裝置一般適用于容積較大的干式噴水滅火系統(tǒng)。如果系統(tǒng)容積超過189 L或者噴頭數(shù)超過400個(gè)，則需要安裝快開裝置。這樣能夠提高干式閥啟動(dòng)速度，減少水流到噴頭的時(shí)間，讓滅火效果更好。

3.4 報(bào)警閥應(yīng)控制的噴頭數(shù)

在消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中，如果噴頭數(shù)量過多，保護(hù)面積過大，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，會(huì)直接影響到滅火、控火的效果。根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》，濕式和預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)中噴頭數(shù)量為800個(gè)；在干式噴水滅火系統(tǒng)中，有排氣裝置時(shí)噴頭為500個(gè)，否則為250個(gè)。

4 消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水力計(jì)算

4.1 管道水力計(jì)算方法

4.1.1 沿途計(jì)算法

根據(jù)管道布置形式，從最不利噴頭開始，逐個(gè)開放沿途噴頭，計(jì)算30 L/s流量需要的管徑及系統(tǒng)的水頭損失值。噴頭流量根據(jù)以下公式計(jì)算：

第一個(gè)噴頭流量：

q1=BH1. （1）

式（1）中：B為廠家給定的噴頭特性系數(shù)，取值0.184 L/（s·m）；H1為第一個(gè)噴頭處的壓力。

第二個(gè)噴頭流量：

q2=BH2. （2）

式（2）中：B為廠家給定的噴頭特性系數(shù)，取值0.184 L/（s·m）；H2為第二個(gè)噴頭處的壓力，即第一個(gè)噴頭至第二個(gè)噴頭管段的水頭損失與噴頭壓力之和，以下各噴頭的流量均依次疊加計(jì)算。

4.1.2 面積計(jì)算法

首先確定最不利位置的作用面積，假設(shè)該位置形狀為長(zhǎng)方形或正方形。如果為長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)邊與配水支管平行，此時(shí)，僅計(jì)算在工作面積內(nèi)噴頭的噴水量。

4.2 管道內(nèi)水流速度的確定

由《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》可知，系統(tǒng)管道內(nèi)水流速度通常小于5 m/s，特殊情況下，配水支管內(nèi)水流速度可超過10 m/s。在排水設(shè)計(jì)管內(nèi)允許流速中，鋼管水流速度通常小于5 m/s，鑄鐵管水流速度小于3 m/s。

4.3 單位長(zhǎng)度的水頭損失計(jì)算公式選用

消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管道單位長(zhǎng)度的水頭損失采用的計(jì)算公式為：

. （3）

式（3）中：i為管道單位長(zhǎng)度的水頭損失；v為管道內(nèi)的平均水流速度；dj為管道計(jì)算內(nèi)徑。

4.4 管道局部水頭損失計(jì)算

根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算和估算是兩種主要的計(jì)算方式。在《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中，以估算法為主，也就是生活生產(chǎn)、消防公用的給水管道，其局部水頭損失按當(dāng)量管道長(zhǎng)度計(jì)算或按管道沿途水頭損失值的20%計(jì)算。

5 結(jié)束語

總之，隨著我國(guó)新的《建筑防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》的實(shí)施，消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)得到了更加廣泛的運(yùn)用，在減少火災(zāi)危害、保護(hù)人們生命財(cái)產(chǎn)安全、維護(hù)社會(huì)和諧穩(wěn)定等方面有著重要意義。因此，作為技術(shù)設(shè)計(jì)人員，要充分了解目前消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的缺陷，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)思路，確保真正發(fā)揮消防自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的作用。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕