自動噴水滅火安全系統適應性標準探討

張 鋒，高關勝

(云南能源職業技術學院，云南 曲靖 655000)

0 引 言

隨著經濟的發展和科技的進步，建筑業發展迅速且智能化程度越來越高，為人們提供了安全、舒適的生活環境。同時現代建筑內各種用電系統繁多，由于電氣故障引起的火災幾率較大，火災成了建筑面臨的主要安全問題。建筑消防安全受到社會各界的重視，自動噴水滅火系統是目前國內外公認應用最廣泛、滅火最有效、滅火成功率最高的水滅火系統，該系統具有自動報警、自動滅火的功能，平時處于準工作狀態，發生火災時系統噴水滅火，達到延緩火勢和撲滅火災的目的。隨著自動噴水滅火系統的功能越來越完善、效率越來越高，在全世界的使用越來越普遍。筆者就目前幾種自動噴水滅火系統的適應性標準進行了分析。

1 自動噴水滅火系統類型

自動噴水滅火系統分為閉式系統和開式系統，閉式采用閉式噴頭，準工作狀態下管網系統密閉不與大氣連通，開式系統采用開式噴頭，準工作狀態下管網系統和大氣相通，根據系統工作原理、報警閥類型等，可進一步細分為水幕系統、雨淋系統、預作用系統、濕式系統、干式系統等，見圖1。各系統的特點、控制要求不一樣，火災時投入滅火的主要任務也不一樣。

圖1 自動噴水滅火系統的分類Fig.1 Classification of an autonomic sprinkler system

2 自動噴水滅火系統的適應性標準研究

2.1 濕式自動噴水滅火系統

濕式系統的組成見圖2，在準工作狀態時管道內充滿水，系統采用濕式報警閥、閉式噴頭，不與大氣連通，火災時系統由閉式噴頭啟動。

1.消防水池；2.水泵；3.止回閥；4.閘閥；5.水泵接合器；6.消防水箱；7.濕式報警閥組；8.配水干管；9.水流指示器；10.配水管；11.閉式噴頭；12.配水支管；13.末端試水裝置；14.報警控制器；15.泄水閥；16.壓力開關；17.信號箱；18.驅動電動機圖2 濕式系統組成Fig.2 Parts of the wet system

濕式報警閥在規定壓力、流量下驅動配套部件報警，靠閥瓣前后的壓力差開啟，見圖3，準工作狀態下閥瓣前后水壓相等處于關閉狀態，發生火災時噴頭噴水使出口側壓力下降，閥瓣開啟高位水箱向管網供水滅火，同時水沿著報警環路流向延遲器、水力警鈴，當延遲器水集滿后水流進入警鈴，帶動鈴錘敲擊鈴蓋，發出聲響報警，同時壓力開關輸出反饋信號啟動水泵。

圖3 濕式報警閥結構Fig.3 Structure of the wet alarm valve

如圖4所示，發生火災時溫度上升到噴頭動作溫度，閉式噴頭爆裂噴水，管網中的水流動，通過水流指示器向控制器報警。噴頭繼續噴水閥瓣上側水壓下降低于下測水壓，在壓差的作用下濕式報警閥被迫開啟，高位水箱的水流向噴頭噴灑滅火，閥瓣開啟水流同時流向報警閥報警管路，當延遲器充滿水后水力警鈴報警，高位消防水箱出水管處流量開關、水泵出水干管壓力開關、報警閥處壓力開關輸出信號可直接啟動供水泵，管網中的水改為消防水泵供水。

圖4 濕式系統工作示意圖Fig.4 Working diagram of the wet system

由于濕式系統在準工作狀態下管網中充滿有壓水，在較低溫度下存在著系統管道和組件內充水冰凍的危險，在高溫度環境下系統管道和組件內可能水蒸汽壓升高壓力增大破壞管道，故濕式系統適合在環境溫度≥4 ℃且≤70 ℃的場所使用，但在環境振動大導致管網連接處不緊密易泄露的場所，層高較高的大空間火災時溫度難以及時達到噴頭動作溫度的場所，對滅火后水漬可能會帶來其他損失的場所不建議使用。

2.2 干式自動噴水滅火系統

干式系統與濕式系統相似，將濕式報警閥換為干式報警閥，噴頭由管道中的有壓氣體啟動，見圖5。

1.消防水池；2.水泵；3.止回閥；4.閘閥；5.水泵接合器；6.消防水箱；7.干式報警閥組；8.配水干管；9.配水管；10.閉式噴頭；11.配水支管；12.排氣閥；13.電動閥；14.報警控制器；15.泄水閥；16.壓力開關；17.信號箱；18.驅動電動機圖5 干式系統組成Fig.5 Parts of the dry system

干式報警閥上部與系統管路相連內充滿壓縮空氣，下部與水源相連，閥瓣上下壓力平衡使閥瓣始終處于關閉狀態，通過閥瓣兩側的壓力變化控制閥瓣的開啟和關閉，見圖6。

圖6 干式報警閥結構Fig.6 Structure of the dry alarm valve

火災時環境溫度達到噴頭動作溫度時，噴頭爆裂排氣，使得報警閥閥瓣上側壓力小于下側壓力，報警閥自動開啟，高位消防水箱處的水進入供水管道，壓縮管道剩余空氣從系統立管頂端或橫干管最高處排氣閥排出。報警閥閥瓣開啟同時水流也進入報警管路，水充滿延遲器后達到水力警鈴和壓力開關，水力警鈴發出警報聲響，壓力開關反饋信號，高位消防水箱流量開關、水泵出水干管處壓力開關、報警閥壓力開關輸出信號可直接啟動水泵。見圖7。

圖7 干式系統工作圖Fig.7 Working diagram of the dry system

干式系統彌補了濕式系統不適用于高、低溫環境場所的缺點，故主要用于環境溫度>70 ℃或<4 ℃的地方，但在應用時要注意由于干式系統準工作狀態時管道內沒有充水，火災時噴頭爆裂系統啟動時管道先排氣再充水，噴水會滯后不利于及時滅火，對于有大量可燃物存在初期火災燃燒迅速的場所，或是由于建筑結構等原因火災產生后蔓延極快的場所不建議選擇。

2.3 預作用自動噴水滅火系統

預作用系統和干式、濕式系統組成差不多，組成見圖8，不同的地方是預作用系統采用的是預作用報警閥。準工作狀態時管道內無水，火災發生時提前將管道的氣體排出，在火災溫度達到噴頭爆裂溫度前，系統已完成排氣沖水轉換為濕式系統。

1.消防水池；2.水泵；3.止回閥；4.閘閥；5.水泵接合器；6.消防水箱；7.干式報警閥組；8.配水干管；9.配水管；10.閉式噴頭；11.配水支管；12.排氣閥；13.電動閥；14.報警控制器；15.泄水閥；16.壓力開關；17.信號箱；18.驅動電動機圖8 預作用系統組成Fig.8 Part of the pre-action system

預作用報警閥其實是一種雨淋閥，見圖9，通過電動、氣動、機械或其它方式可以控制該閥的開啟。

圖9 雨淋閥結構Fig.9 Structure of the deluge valve

發生火災時探測器報警確認火警后，控制器控制打開電磁排氣閥和預作用閥組，配水管道排氣充水，在火災區域溫度達到閉式噴頭動作溫度前系統轉換成濕式系統。如果發生火災時，探測器故障沒有啟動雨淋閥和電磁閥，火災區域溫度繼續上升噴頭爆裂開啟排氣，管網中壓力下降，安裝在管道中的壓力開關發出信號，控制器開啟雨淋閥供水滅火，見圖10。

圖10 預作用系統工作圖Fig.10 Working diagram of the pre-action system

預作用系統克服了濕式系統和干式系統的缺點，可在低溫或高溫環境中替代干式系統，可用在平時不允許管道泄漏、系統誤啟動造成誤噴產生水漬污染的場所。

2.4 重復啟閉預作用系統

重復啟閉預作用系統報警閥是能控制重復啟動和關閉的雨淋閥，在撲滅火災后自動關閉報警閥停止噴水；當火災復燃時自動開啟報警閥恢復噴水；該系統采用的感溫探測器可以在發生火災時發出信號報警，火災撲滅后環境恢復常溫時發出信號關停系統，這樣根據現場火災情況重復啟動、關閉水泵和具有復位功能的雨淋閥，直至徹底滅火。重復啟閉預作用系統用于不能因為過度噴水產生大量損失，滅火結束后要立即停止噴水的場所，如集控計算機房、電纜間、配電間和電纜隧道等。

2.5 雨淋系統

與前幾種系統不同，雨淋系統采用開式噴頭和雨淋閥報警閥，由火災自動報警系統控制(電動控制)或傳動管控制(液動控制)啟動，見圖11。系統一啟動就會立即大面積噴水，初期用水量較多。適用于可燃物較多，發生火災時火勢蔓延速度特別快，需要立即大面積噴水、快速滅火、快速控火的特別危險場所；或者室內層高較高采用閉式系統的話由于火災前期噴水不及時導致火勢難于控制，為防止火勢蔓延必須迅速撲救初期火災的嚴重危險級Ⅱ級場所。

1.消防水池；2.水泵；3.止回閥；4.閘閥；5.水泵接合器；6.消防水箱；7.雨淋報警閥組；8.配水干管；9.配水管；10.開式噴頭；11.配水支管；12.報警控制器；13.壓力開關；14.電磁閥；15.感溫探測器；16.感煙探測器；17.信號箱；18.驅動電動機(a)電動機雨淋系統示意圖1.消防水池；2.水泵；3.止回閥；4.閘閥；5.水泵接合器；6.消防水箱；7.雨淋報警閥組；8.配水干管；9.配水管；10.開式噴頭；11.配水支管；12.報警控制器；13.壓力開關；14.開式噴頭；15.信號箱；16.驅動電動機(b)液動雨淋系統示意圖圖11 雨淋系統組成Fig.11 Parts of the deluge system

2.6 水幕系統

水幕系統的組成和工作原理與雨淋系統一樣，采用開式噴頭和雨淋閥。不同點在于雨淋系統的主要任務是迅速撲滅初期火災，防止火勢失去控制；水幕系統的主要任務是控制火勢不擴散到其他防火分區。水幕系統可分為防火分隔水幕和防護冷卻水幕，前者在防火隔斷處設置多排開式噴頭，利用噴灑形成的水簾阻擋火災和煙氣向其他場所擴散，將火勢控制在火災區域；后者主要是發生火災時噴水在防火分隔設施(如防火卷簾、防火門)表面進行降溫，使其耐火完整性和耐火隔熱性免遭破壞。適用于設置防火卷簾或防火幕的上部；不能設置防火分隔的地方，如舞臺口等；建筑物的門窗洞口等防火間距不滿足要求的地方；石油化工企業防火分區處或防火分隔處等水幕保護或分隔的場所。

3 結 語

自動噴水滅火系統滅火成功率高、應用安全可靠、運行維護成本低，是建筑消防滅火系統的首選水滅火系統，在進行自動噴水滅火系統的系統類型選項設計時，要根據建筑物的不同用途、規模、火災危險等級，設置場所的火災特點及環境條件，結合各類系統的工作原理、控制方式及管網充水情況，綜合選擇最合適的系統類型。