新型建筑噴淋系統(tǒng)研究

張冠軍

（四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽 618000）

一、研究現(xiàn)狀

目前的建筑防火通常會在建筑內(nèi)部鋪設(shè)消防設(shè)施以作應(yīng)急。目前有兩種體系較為常見，干式噴水器系統(tǒng)和濕式管道噴水系統(tǒng)。

干式噴水器系統(tǒng)(Dry sprinkler system)在本領(lǐng)域中是眾所周知的。干式噴水器系統(tǒng)包括具有多個噴水器頭的噴水器網(wǎng)格(grid)。該噴水器網(wǎng)格經(jīng)由包含空氣或其他氣體的流體流動管路(fluid flow line)連接。該流體流動管路被耦合到主水供給閥，主水供給閥可以包括諸如本領(lǐng)域中公知的空氣-水比值閥(air-to-water ratio valve)、雨淋閥(deluge valve)或預(yù)作用閥。噴水器頭通常包括常閉溫度響應(yīng)閥。當(dāng)被諸如火等熱源充分地加熱或觸發(fā)時，噴水器頭的常閉閥打開。打開的噴水器頭，單獨地或與煙或火指示器結(jié)合起來，使得主水供給閥打開，從而允許常用水流入到干式管道噴水網(wǎng)格的流體流動管路中(取代其中的空氣)，并且穿過打開的噴水器頭來控制火勢，減小煙源和最小化由此造成的任何損失。水流經(jīng)該系統(tǒng)并且從打開的噴水器頭(以及隨后打開的任何其他 噴水器頭)流出，直到噴水器頭自動關(guān)閉為止(前提是自動復(fù)位)，或直到水供給被關(guān)閉為止。相反地，濕式管道噴水系統(tǒng)具有預(yù)先裝滿水的流體流動管路。由噴水器頭中的閥使水保存在噴水器網(wǎng)格中。噴水器頭一打開，噴水器網(wǎng)格中的水就立即從噴水器頭中流出。另外，濕式噴水器系統(tǒng)中的主水閥是主截止閥，主截止閥處于常開狀態(tài)。

但是，在管道中，殘留的水分則會出現(xiàn)較多的問題。特別是在冬季，氣溫較低時，管道中的殘留水分容易凝固，堵塞管道，導(dǎo)致滅火的水無法噴出，進(jìn)而延誤滅火時間。此外，現(xiàn)有的消防水管均集中在室內(nèi)，只能用于室內(nèi)滅火，沒有對建筑物的消防水系統(tǒng)進(jìn)行充分的利用。

二、新建筑噴淋系統(tǒng)技術(shù)簡介

為了解決上述技術(shù)問題，我們對現(xiàn)有建筑噴淋系統(tǒng)進(jìn)行了改造，在管道系統(tǒng)除設(shè)置了水源，還接有惰性氣體源，氣體通道和水通道共用主要管路，利用氣體快速排出和吹干管道中的主要的積水，清空管道，避免積水結(jié)冰堵塞。此外，設(shè)置了便于打濕外墻體的灑水噴淋裝置，可以在炎熱天氣下對樓體降溫。

新噴淋系統(tǒng)包括建筑外墻，連接件，輸水管道，三通管，輸送水源的第一段，水源，第一段上的第一開關(guān)，輸送惰性氣體源的第二段，惰性氣體源，第二段上的第二開關(guān)，主管道，主開關(guān)，噴淋機(jī)構(gòu)。噴淋機(jī)構(gòu)包括：殼體，噴水孔，內(nèi)腔，錐形孔，防水膠，溫度傳感器，數(shù)據(jù)線。

該新型建筑噴淋系統(tǒng)包括輸水管道和噴淋機(jī)構(gòu)，輸水管道和噴淋機(jī)構(gòu)與建筑墻體連接，噴淋機(jī)構(gòu)與輸水管道連通，輸水管道包括主管道、連接水源的第一段和連接惰性氣體源的第二段。主管道、第一段和第二段通過三通管連通，第一段的路徑上設(shè)置有第一開關(guān)，所述第二段的路徑上設(shè)置有第二開關(guān)；噴淋機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在建筑室內(nèi)的消防噴淋裝置和設(shè)置于室外的灑水噴淋裝置，灑水噴淋裝置包括殼體和噴水孔，殼體的內(nèi)腔與主管道連通，殼體伸出建筑墻體，噴水孔一端與內(nèi)腔連通，一端指向建筑物所在的方向。進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括警示系統(tǒng)，警示系統(tǒng)包括控制器和溫度傳感器，溫度傳感器固定在殼體內(nèi)，溫度傳感器通過數(shù)據(jù)線與控制器連接以傳遞數(shù)據(jù)。

灑水噴淋裝置的殼體內(nèi)設(shè)置有一個錐形孔，錐形孔靠內(nèi)腔的孔徑大于其靠近外壁的孔徑，溫度傳感器設(shè)置在所述錐形孔，數(shù)據(jù)線通過錐形孔引出，錐形孔內(nèi)填充防水膠。

三、新型建筑噴淋系統(tǒng)實施注意事項

新系統(tǒng)的可以是自來水廠的水管或者消防水箱。供水水管是通過水壓運輸水，消防水箱是通過水的重力勢能運輸水。新系統(tǒng)為減少切換水汽過程中的相互影響，水汽段的開關(guān)均設(shè)置在靠近三通管的位置。系統(tǒng)使用三通管而沒有使用三通閥門，其一是為了控制成本，其二在維修更換時，水汽段必然要設(shè)置開關(guān)以關(guān)閉管路，因此可以不依賴于三通閥的控制。

新系統(tǒng)使用的惰性氣體源可以是儲氣瓶等物品。氣體優(yōu)選為惰性氣體，更加安全。處于成本考慮，也可以在條件允許的情況下使用空氣。新系統(tǒng)中室內(nèi)的部分即消防噴淋裝置可采用與現(xiàn)有消防噴頭一樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，而結(jié)構(gòu)改進(jìn)的室外灑水噴淋裝置，包括殼體和噴水孔，殼體的內(nèi)腔與主管道連通，殼體伸出建筑外墻，噴水孔一端與內(nèi)腔連通，一端指向建筑物所在的方向。

新系統(tǒng)中的警示系統(tǒng)是一個軟硬結(jié)合的系統(tǒng)，控制器是簡單的單片機(jī)，也可以是電腦，適配溫度傳感器。警示系統(tǒng)需有配套的完整電路，包括電源等。溫度傳感器用于檢測灑水噴淋裝置的實際溫度。因為灑水噴淋裝置設(shè)置在室外，大部分情況下，建筑物自帶一些保暖效果，建筑內(nèi)的人類活動也會產(chǎn)生一些熱量，使得建筑室內(nèi)的溫度會略高與室外。因此，容易結(jié)冰的位置也正是此處，當(dāng)內(nèi)腔溫度處于較低值時，監(jiān)管人員可推認(rèn)為有堵塞風(fēng)險，進(jìn)而決定是否進(jìn)行預(yù)排水。新系統(tǒng)也可以采用全自動控制的電磁閥，以適應(yīng)全天候監(jiān)控。

溫度傳感器通過殼體上的錐形孔和防水膠固定，錐形孔靠內(nèi)腔的孔徑大于其靠近外壁的孔徑。該結(jié)構(gòu)凝固的防水膠會在結(jié)構(gòu)的作用力下抵住錐形孔壁，不會松動，從而確保溫度傳感器的連接位置穩(wěn)定。防水膠固定溫度傳感器，同時填充錐形孔，避免漏水，硬化后的防水膠利用其粘附力和形狀，在通水和通氣狀態(tài)下都能將溫度傳感器固定在錐形孔內(nèi)，保障溫度傳感器能準(zhǔn)確測量殼體的溫度。

此外，新系統(tǒng)可按照建筑的樓層分層設(shè)計，每層樓各自有控制開關(guān)。主開關(guān)也可以分為兩個，一個控制室內(nèi)的消防噴淋裝置，一個控制室外的灑水噴淋裝置，實現(xiàn)更精細(xì)的控制。

四、結(jié)言

該新型建筑噴淋系統(tǒng)具有多種功能，通過改造的管路系統(tǒng)可以選擇通氣或者通水，利用惰性氣體安全快速的把管道內(nèi)的積水排掉，避免氣溫低時積水成冰堵塞管道，影響滅火。此外本方案的噴淋設(shè)施分為室外和室內(nèi)，室外的噴淋既可以輔助降低火勢蔓延的速度，還能在炎熱時節(jié)對房屋輔助降溫。