濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)灑水噴頭堵塞問題分析及對(duì)策

摘要：在了解灑水噴頭的工作原理及安裝規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)實(shí)案例，采用調(diào)查法和試驗(yàn)法，分析噴頭內(nèi)部被堵塞的原因及影響后果，并提出在施工、調(diào)試、驗(yàn)收和日常維護(hù)管理階段的對(duì)策建議，有助于啟發(fā)同行及早發(fā)現(xiàn)并解決潛在的噴頭堵塞問題，保障濕式消防系統(tǒng)的可用性，最大限度降低火災(zāi)發(fā)生時(shí)因噴頭堵塞而造成的損失和風(fēng)險(xiǎn)，提升社會(huì)整體消防安全水平。

關(guān)鍵詞：消防管理；消防安全隱患；自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)；灑水噴頭堵塞

中圖分類號(hào)：TU892 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-1227（2024）06-0025-04

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在我國(guó)民用住宅和商業(yè)建筑中的應(yīng)用非常廣泛。閉式灑水噴頭作為濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，內(nèi)部一旦堵塞，將直接影響消防系統(tǒng)的可用性，使火災(zāi)失去控制，嚴(yán)重情況下將導(dǎo)致重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

1 灑水噴頭概述

1.1 灑水噴頭與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的關(guān)系

灑水噴頭與管道系統(tǒng)、報(bào)警閥組、水流指示器、壓力開關(guān)、供水設(shè)備等共同構(gòu)成自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)[1]。根據(jù)滅火方式不同，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分為濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)等。濕式系統(tǒng)以其滅火速度快、控火效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工便捷、維護(hù)方便、使用可靠等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于環(huán)境溫度在4℃～70℃之間的住宅、商場(chǎng)、地下停車場(chǎng)等場(chǎng)所。據(jù)統(tǒng)計(jì)，濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)撲滅初期火災(zāi)的效率在97%以上[2]。

1.2 灑水噴頭的類型

灑水噴頭根據(jù)熱敏元件可分為易熔合金型和玻璃球型，其中玻璃球噴頭按照公稱溫度又可分為57℃、68℃、79℃、93℃、100℃、121℃等；根據(jù)安裝位置可分為邊墻型、下垂型、直立型；根據(jù)靈敏度可分為快速響應(yīng)、特殊響應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)型；根據(jù)噴頭結(jié)構(gòu)可分為閉式、開式和其他類型。其中，68℃玻璃球型閉式灑水噴頭應(yīng)用最為廣泛，它主要由噴頭主體框架、濺水盤、感溫玻璃球及密封座等構(gòu)件組成[3]。

1.3 灑水噴頭的工作原理

以玻璃球型閉式灑水噴頭為例，在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)管道內(nèi)充滿用于啟動(dòng)系統(tǒng)的帶壓水，火災(zāi)情況下火焰或高溫?zé)煔馍仙?，通過(guò)熱交換使得玻璃球內(nèi)充裝的液體受熱膨脹，當(dāng)溫度持續(xù)升高到玻璃球的臨界溫度時(shí)，密封液體因過(guò)度膨脹致使玻璃球破碎，灑水噴頭內(nèi)密封件受壓沖開，消防管道內(nèi)帶壓水自動(dòng)噴出，通過(guò)濺水盤擴(kuò)散后實(shí)現(xiàn)對(duì)火勢(shì)的有效抑制[4]，其工作原理見圖1。易熔元件型閉式灑水噴頭與玻璃球型閉式灑水噴頭工作原理上的區(qū)別主要在于釋壓方式不同，高溫?zé)煔馐沟靡兹酆辖鹗軣崛刍鴨?dòng)系統(tǒng)，易熔元件型噴頭主要用于環(huán)境溫度較低或易被碰撞的場(chǎng)所，是對(duì)玻璃球型灑水噴頭適用環(huán)境的補(bǔ)充。

1.4 灑水噴頭的安裝規(guī)范

根據(jù)GB50261—2017《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定，為避免管道安裝期間產(chǎn)生的內(nèi)部雜物堵塞噴頭，影響灑水噴頭的啟動(dòng)和噴水滅火效果，在系統(tǒng)試壓和管道沖洗合格后方可安裝噴頭。為避免影響噴頭的感溫動(dòng)作性能，降低反應(yīng)靈敏度，嚴(yán)禁給灑水噴頭附加任何裝飾性涂層。為防止灑水噴頭在安裝時(shí)遭受損傷，應(yīng)使用廠家提供的專用扳手。為增強(qiáng)噴頭和管件螺紋連接處的密閉性，可使用聚四氟乙烯生料帶進(jìn)行纏繞。安裝完成后，工作人員應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，加強(qiáng)成品保護(hù)，嚴(yán)禁私自拆裝改動(dòng)[5]。

2 噴頭堵塞問題分析

2.1 發(fā)現(xiàn)噴頭堵塞的問題

某小區(qū)安全管理人員在巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)，一個(gè)下垂型68℃玻璃球型閉式灑水噴頭被撞壞，其框架和濺水盤被明顯撞歪，紅色玻璃球已破損，但是管道內(nèi)沒有水噴出，消防監(jiān)控中心也未出現(xiàn)任何報(bào)警，若未開展本次現(xiàn)場(chǎng)巡檢，該噴頭的異常情況將無(wú)法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

安全管理人員分析的原因主要為消防管道內(nèi)無(wú)水或噴頭內(nèi)部堵塞，于是采取措施逐一排除可能出現(xiàn)故障的原因。在打開所在區(qū)域的末端試水裝置后，管道內(nèi)帶壓水迅速噴出，排除消防管網(wǎng)內(nèi)無(wú)水的可能性。為判斷噴頭內(nèi)部是否堵塞，安全管理人員在采取臨時(shí)消防措施后，關(guān)閉上游管道閥門，排出局部管網(wǎng)內(nèi)的消防水，將損壞的噴頭拆下，發(fā)現(xiàn)噴頭內(nèi)部被不明物質(zhì)充實(shí)，證實(shí)帶壓消防水未噴出的原因?yàn)閲婎^內(nèi)部堵塞。

為檢查是否存在共性問題，工作人員在同層管網(wǎng)隨機(jī)拆除10個(gè)噴頭，發(fā)現(xiàn)5個(gè)下垂型噴頭存在被堵塞的情形，另外5個(gè)直立型噴頭未被堵塞。考慮到問題的嚴(yán)重性，于是擴(kuò)大排查區(qū)域，發(fā)現(xiàn)其他區(qū)域存在多個(gè)下垂型噴頭被堵塞的現(xiàn)象，但是直立型噴頭全都正常。經(jīng)初步梳理，該小區(qū)直立型噴頭共10200個(gè)，下垂型噴頭6300個(gè)，下垂型噴頭主要位于發(fā)生火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較大的地下停車場(chǎng)及電梯廳，受影響的防火區(qū)域分布較廣。內(nèi)部被堵塞的下垂型灑水噴頭照片見圖2。

2.2 分析導(dǎo)致噴頭堵塞的原因

為找出噴頭堵塞的原因，需首先確定堵塞物的成分。安全管理人員使用工具取出堵塞物，見圖3。堵塞物呈棕色，質(zhì)輕、較硬、略透明，表面具有玻璃光澤，碎片具有一定韌性，最底部的形狀與密封座完全契合，初步判斷堵塞物為凝固結(jié)塊的液態(tài)膠水。

查閱資料得知，該小區(qū)消防系統(tǒng)自正式投運(yùn)以來(lái)，管網(wǎng)內(nèi)持續(xù)充滿著帶壓水，未發(fā)現(xiàn)維修、更換噴頭的記錄，分析堵塞物來(lái)自噴頭安裝期間。經(jīng)調(diào)查，獲悉原安裝作業(yè)班組為了避免安裝后噴頭與管件連接處漏水，確保噴頭安裝的合格率，作業(yè)人員先在螺紋接管處涂刷膠水，再在其表面纏繞生料帶。部分工人為了提高工作效率，直接到膠水桶蘸取膠水，而不是將膠水刷在噴頭螺紋表面。

采用此種安裝工藝，噴頭螺紋處黏連較多膠水。在纏繞生料帶后，部分膠水被擠壓到螺紋端面，甚至直接進(jìn)入噴頭內(nèi)部。膠水未凝固之前具有一定流動(dòng)性，當(dāng)噴頭的螺紋端口朝下方時(shí)，膠水受重力作用發(fā)生集聚，在表面張力影響下集中在螺紋接管處的端面附近。對(duì)于下垂型噴頭，因端口朝上、濺水盤朝下，在安裝過(guò)程中，膠水很可能進(jìn)入噴頭內(nèi)部，并在管道進(jìn)水之前凝固。而對(duì)于直立型噴頭，因端口朝下、濺水盤朝上，在噴頭與管件連接后，膠水受重力作用會(huì)沿著消防軟管內(nèi)壁流動(dòng)攤開，不會(huì)在噴頭內(nèi)部凝固。

調(diào)查過(guò)程中未能準(zhǔn)確了解到當(dāng)時(shí)使用何種品牌及型號(hào)的膠水，安裝作業(yè)人員反饋可能使用環(huán)氧樹脂膠水。以常見的環(huán)氧樹脂膠水為例，在24℃左右的環(huán)境下，膠水完全固化時(shí)間需要24h，達(dá)到最高強(qiáng)度需要3～5天，隨著環(huán)境溫度升高其固化時(shí)間也隨之縮短。在一般情況下，灑水噴頭安裝完成距離管網(wǎng)充水時(shí)間大于3天。因此，在消防管網(wǎng)充水之前，液態(tài)膠水已經(jīng)完全固化，下垂型噴頭內(nèi)部已被堵塞。

為了進(jìn)一步證實(shí)分析結(jié)果，安全管理人員準(zhǔn)備6個(gè)新的同一品牌的灑水噴頭和一份環(huán)氧樹脂AB型膠水，并將噴頭分成2組開展模擬試驗(yàn)。為了接近真實(shí)工作時(shí)膠水的黏稠度，在混合膠水并充分?jǐn)嚢韬?，靜置2h后再使用。安全管理人員先在所有噴頭螺紋處充分蘸取膠水，再在其表面纏繞生料帶，一組保持螺紋端面朝上，另一組保持螺紋端面朝下，在室溫環(huán)境下靜置24h，觀察膠水凝固和噴頭堵塞情況。試驗(yàn)結(jié)果顯示，3個(gè)螺紋端面朝上的同組噴頭內(nèi)部均被凝固的膠水堵塞，另外3個(gè)螺紋端面朝下的噴頭內(nèi)部未有膠水進(jìn)入。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析和試驗(yàn)，確定堵塞物為凝固的液態(tài)膠水，直接原因?yàn)樽鳂I(yè)人員安裝噴頭時(shí)違規(guī)使用膠水。在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，一部分膠水可能通過(guò)外部進(jìn)入主體框架與密封座的縫隙，導(dǎo)致密封座被固定住，尤其對(duì)于直立型噴頭，屆時(shí)帶壓水可能無(wú)法沖開密封座，導(dǎo)致滅火功能失效。

2.3 噴頭堵塞可能導(dǎo)致的后果

形成重大火災(zāi)事故隱患。重大火災(zāi)隱患是指違反消防法律法規(guī)、不符合消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可能導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生或火災(zāi)危害增大，并由此造成重大、特別重大火災(zāi)事故或嚴(yán)重社會(huì)影響的各類潛在不安全因素[6]。當(dāng)灑水噴頭大量堵塞后，將導(dǎo)致該區(qū)域的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在火災(zāi)情況下不能正常啟動(dòng)。根據(jù)GB35181—2017《重大火災(zāi)隱患判定方法》第7.4.6條，“已設(shè)置的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或其他固定滅火設(shè)施不能正常使用或運(yùn)行”，結(jié)合其他判定要素后可能被判定為重大火災(zāi)隱患。根據(jù)《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》第七十四條規(guī)定，“因安全生產(chǎn)違法行為造成重大事故隱患或者導(dǎo)致重大事故，致使國(guó)家利益或者社會(huì)公共利益受到侵害的，人民檢察院可以根據(jù)民事訴訟法、行政訴訟法的相關(guān)規(guī)定提起公益訴訟?！币虼?，噴頭堵塞可能會(huì)形成重大火災(zāi)事故隱患，并涉嫌違反民法和行政法。

延誤火災(zāi)報(bào)警和人員疏散?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，在高溫火焰或煙氣的作用下，閉式灑水噴頭的熱敏感元件感溫玻璃球溫度達(dá)到預(yù)定動(dòng)作溫度后，噴頭玻璃球爆裂，管網(wǎng)內(nèi)帶壓水噴出。管網(wǎng)中的水由靜止變?yōu)榱鲃?dòng)，水流指示器動(dòng)作后送出電信號(hào)，將在報(bào)警控制器上顯示發(fā)生火災(zāi)的防火分區(qū)信息，引導(dǎo)消防控制室值班人員立即前往現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)火情。當(dāng)濕式報(bào)警閥自動(dòng)開啟后，一部分帶壓水流向報(bào)警管路，在延遲器充滿水后水力警鈴將持續(xù)發(fā)出警報(bào)，提醒其他安全管理人員緊急處置，督促無(wú)關(guān)人員迅速撤離。當(dāng)噴頭堵塞后，管道內(nèi)帶壓水無(wú)法排出，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的后續(xù)動(dòng)作將不會(huì)產(chǎn)生，嚴(yán)重影響火災(zāi)早期處置和疏散逃生。

造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。當(dāng)消防系統(tǒng)壓力開關(guān)動(dòng)作后，將連鎖啟動(dòng)噴淋泵，持續(xù)給噴淋系統(tǒng)供水。一旦噴頭被堵塞，因管網(wǎng)水壓未發(fā)生變化，濕式系統(tǒng)將無(wú)法自動(dòng)啟動(dòng)。若噴頭出現(xiàn)少量堵塞，即使噴頭未堵塞的區(qū)域消防系統(tǒng)正常動(dòng)作，但噴淋范圍將無(wú)法覆蓋到堵塞噴頭對(duì)應(yīng)的防火區(qū)域，導(dǎo)致火勢(shì)不能得到全面控制；若噴頭出現(xiàn)大量堵塞，則可能導(dǎo)致一定防火分區(qū)內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)功能失效，延誤安全管理人員早期處置和無(wú)關(guān)人員緊急疏散，可能導(dǎo)致重大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。

3 建議對(duì)策

3.1 強(qiáng)化工藝控制，提升安裝質(zhì)量

據(jù)調(diào)查了解，在消防工程安裝施工過(guò)程中，作業(yè)人員存在操作不規(guī)范的行為，從而引發(fā)消防工程隱患[7]。在該企業(yè)舉一反三開展內(nèi)部隱患排查時(shí)，安全管理人員在一座已建成三十余年的某商業(yè)地下停車場(chǎng)發(fā)現(xiàn)個(gè)別下垂型噴頭內(nèi)部被膠水堵塞?？梢?，作業(yè)人員安裝噴頭時(shí)使用膠水并非個(gè)別現(xiàn)象，也不是近期才興起的新工藝。

為確保噴頭安裝質(zhì)量，應(yīng)明令嚴(yán)禁使用液態(tài)膠水，并在各環(huán)節(jié)加強(qiáng)檢查核對(duì)，把好安裝關(guān)。在安裝準(zhǔn)備階段，管理人員要核驗(yàn)噴頭的質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告，確保取得國(guó)家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書；抽查噴頭外觀是否完好，標(biāo)志是否齊全，品牌、型號(hào)、規(guī)格是否與檢驗(yàn)報(bào)告一致；審查作業(yè)人員消防安裝資質(zhì)證書，確保人證合一，防止無(wú)證作業(yè)。在正式安裝前，管理人員要加強(qiáng)作業(yè)前技術(shù)交底，嚴(yán)格執(zhí)行安裝工序，開展作業(yè)規(guī)范培訓(xùn)，有條件時(shí)對(duì)作業(yè)人員簡(jiǎn)要講解噴頭的結(jié)構(gòu)原理、工作性能和噴頭被膠水堵塞后的嚴(yán)重后果，使作業(yè)人員熟悉安裝工藝的技術(shù)要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)范，提升安裝質(zhì)量意識(shí)。在安裝作業(yè)期間，管理人員要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和制止不規(guī)范的行為，如不規(guī)范纏繞生料帶、違規(guī)使用膠水、不使用專用扳手、在噴頭表面附加裝飾性涂層等，杜絕因無(wú)證施工、違規(guī)施工、野蠻施工等原因造成質(zhì)量隱患。還要完善合同條款，明確在消防系統(tǒng)安裝期間發(fā)現(xiàn)不規(guī)范行為的懲罰條款，提升作業(yè)班組的自我管理意識(shí)。

3.2 優(yōu)化調(diào)試環(huán)節(jié)，把控驗(yàn)收質(zhì)量

一般情況下，安裝單位在開展?jié)袷较到y(tǒng)聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)期間，通常采用從末端試水裝置處放水而不是采用啟動(dòng)噴頭的方式啟動(dòng)消防系統(tǒng)，通過(guò)檢驗(yàn)水流指示器、報(bào)警閥、壓力開關(guān)、水力警鈴和消防水泵的動(dòng)作及信號(hào)反饋情況，來(lái)判斷消防系統(tǒng)功能是否正常。灑水噴頭是濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中使用數(shù)量較多的重要小部件，如在安裝期間因操作不規(guī)范導(dǎo)致噴頭內(nèi)部被膠水堵塞，一旦安裝完成后將很難被發(fā)現(xiàn)。為了彌補(bǔ)通過(guò)末端試水裝置調(diào)試的不足，建議在系統(tǒng)調(diào)試環(huán)節(jié)，強(qiáng)制在重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域內(nèi)至少隨機(jī)啟動(dòng)一只噴頭，檢驗(yàn)噴頭動(dòng)作后是否能啟動(dòng)消防系統(tǒng)；在系統(tǒng)驗(yàn)收時(shí)，監(jiān)理單位要重點(diǎn)查驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)試記錄中是否啟動(dòng)過(guò)一定數(shù)量的消防噴頭；必要時(shí)，可以聘請(qǐng)第三方消防技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)參與系統(tǒng)驗(yàn)收。通過(guò)以上措施，督促施工單位在安裝期間杜絕使用膠水、在調(diào)試期間真實(shí)啟動(dòng)噴頭，并盡可能在系統(tǒng)正式投運(yùn)前及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除噴頭內(nèi)部被堵塞的情形，確保消防系統(tǒng)功能完好可用。

3.3 細(xì)化排查測(cè)試，確保維保質(zhì)量

在消防噴淋系統(tǒng)正式投運(yùn)后，定期維護(hù)管理是確保自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)正常發(fā)揮作用的關(guān)鍵。維護(hù)管理單位每月應(yīng)對(duì)噴頭進(jìn)行一次外觀及備用數(shù)量檢查，發(fā)現(xiàn)不正常或損壞的噴頭應(yīng)及時(shí)更換，噴頭上有異物或任何裝飾性涂層時(shí)應(yīng)及時(shí)清除。據(jù)了解，國(guó)內(nèi)某核電站采用預(yù)防性維修的措施，對(duì)投用超過(guò)15年的灑水噴頭進(jìn)行強(qiáng)制性更換。因噴頭是濕式系統(tǒng)中數(shù)量較多的部件，如此安排相對(duì)而言成本較高。對(duì)于絕大多數(shù)民用建筑，安裝時(shí)噴頭內(nèi)部一旦堵塞，在未發(fā)生火災(zāi)的情況下將很難被發(fā)現(xiàn)，消防噴淋系統(tǒng)成了實(shí)質(zhì)上的擺設(shè)，建議維保單位結(jié)合消防系統(tǒng)每季度進(jìn)行放水試驗(yàn)或定期進(jìn)行消防專項(xiàng)應(yīng)急演練，在采取臨時(shí)消防措施后，在合適的區(qū)域至少選擇一只噴頭來(lái)啟動(dòng)消防系統(tǒng)，驗(yàn)證噴頭內(nèi)部是否堵塞。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合現(xiàn)實(shí)案例，分析得出作業(yè)人員在噴頭安裝期間，存在因違規(guī)使用膠水導(dǎo)致噴頭內(nèi)部堵塞的情形，影響了濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)投運(yùn)后的正常功能，并分析了問題原因及可能后果。對(duì)于老舊小區(qū)、大型商場(chǎng)等人員密集場(chǎng)所，可能同樣存在灑水噴頭被堵塞的情況而不自知，可適時(shí)引導(dǎo)物業(yè)管理單位開展自查自糾。根據(jù)本文的研究結(jié)果，可以優(yōu)化噴頭在安裝、調(diào)試、驗(yàn)收和維護(hù)管理等環(huán)節(jié)的防范措施，為完善《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)提供了參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]GB 50084—2017 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]楊寶坤.地下車庫(kù)濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)問題分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2021（7）：65-66.

[3]GB 5135.1—2019 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第1部分：灑水噴頭[S].

[4]歐陽(yáng)知，李湘念，潘力濤.消防閉式玻璃球?yàn)⑺畤婎^自動(dòng)感溫性能研究[J].今日消防，2022，7（12）：11-14.

[5]GB 50261—2017 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[6]GB 35181—2017 重大火災(zāi)隱患判定方法[S].

[7]趙云.建筑機(jī)電消防工程安裝施工調(diào)試與管理探析[J].居舍，2021（21）：170-171.