摘要:高層建筑自動噴淋系統在高層建筑的消防安全中發揮著至關重要的作用。通過闡述系統工作原理,梳理噴頭、管網、報警閥組協同運作及感溫元件啟動滅火過程,分析不同火災場景響應差異。明確標準檢查流程、技術指標參數和結果評估方法,從系統選型、施工安裝、維護檢測、人員培訓及故障應對等多方面提出實施策略,為高層建筑消防安全提供有力支撐。
關鍵詞:高層建筑;自動噴淋系統;監督檢查;消防安全
中圖分類號:TU976.5" " " 文獻標識碼:A" " " "文章編號:2096-1227(2024)12-0025-03
高層建筑由于樓層高、人員密集、功能復雜等特點,一旦發生火災,火勢蔓延迅速,疏散救援難度較大,極易造成嚴重的人員傷亡和財產損失。自動噴淋系統作為高層建筑消防安全的重要防線,能在火災初期迅速響應并滅火,有效控制火勢蔓延。但目前部分系統存在運行不穩定、檢查維護不到位等問題。因此,深入研究其監督檢查技術標準與實施策略,對提升高層建筑消防安全水平具有重大現實意義。
1 高層建筑自動噴淋系統工作原理
1.1" 噴頭、管網與報警閥組協同運作
自動噴淋系統工藝流程見圖1。噴頭作為系統的終端組件,按照一定的間距和布局規則分布在建筑的各個區域,當火災發生時,噴頭能夠及時感知周圍環境溫度的變化。管網負責將壓力水輸送到每個噴頭處[1]。管網的設計需要充分考慮建筑的布局和水流阻力,確保在火災發生時,水能均勻、快速地到達各個噴頭。
報警閥組是系統的關鍵控制部件,它主要起到開啟和關閉水流、傳遞報警信號的作用。當噴頭響應火災并噴水時,管網內的水壓會發生變化,報警閥組會感應到這一壓力變化,從而自動開啟,使水流持續進入管網并通過噴頭噴出滅火。同時,報警閥組還會觸發相應的水力警鈴和壓力開關,將火災報警信號傳輸至消防控制中心,以便提醒相關人員及時采取應對措施。
1.2" 感溫元件啟動及噴水滅火全過程
自動噴淋系統的噴頭內置有感溫元件,常見的感溫元件有玻璃球和易熔合金片兩種類型。當火災發生時,隨著周圍環境溫度的不斷升高,當溫度達到感溫元件的動作溫度時,玻璃球內的液體受熱膨脹,導致玻璃球破裂;易熔合金片則會因受熱熔化。這兩種情況都會導致噴頭的密封組件被釋放,噴頭開啟。
噴頭開啟后,管網內的壓力水在壓力差的作用下迅速噴出。噴出的水呈霧狀或柱狀,覆蓋在火源周圍,通過冷卻、窒息等作用抑制火災的發展。隨著噴頭持續噴水,管網內的水壓會逐漸降低,此時消防水泵會根據壓力信號自動啟動,向管網補充壓力水,確保系統能夠持續穩定地進行滅火工作。
1.3" 不同火災場景下的系統響應差異
不同火災場景下,自動噴淋系統響應有別。A類火災,如木材、紙張等固體物質的燃燒,發展與升溫過程相對緩慢,噴頭能依設計的動作溫度依次開啟,有效控火滅火。B類火災,如油類液體燃燒,火勢猛、蔓延快,還可能有流淌火,系統需要更快響應,噴頭開啟,形成大面積水幕覆蓋冷卻,阻止火勢蔓延[2]。C類火災涉及可燃氣體燃燒,發生突然且可能爆炸,自動噴淋系統不僅要及時噴水,還需與可燃氣體報警等設施聯動,迅速切斷氣源,避免火災擴大。
2 自動噴淋系統監督檢查技術標準
2.1" 標準檢查流程梳理
檢查前,檢查人員要全面了解系統相關資料,不僅要熟悉設計圖紙、歷史檢查報告,還需掌握最新的消防規范,如《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》等。應準備好高精度的檢測工具,如精度達到0.01MPa的數字壓力表,用于精準測量管網壓力;便攜式超聲波流量計,能夠在不破壞管道的前提下測量流量。
進入現場,噴頭檢查是基礎環節。除查看外觀有無損壞、變形外,還要用專業工具測量噴頭濺水盤與頂板之間的距離是否符合標準。通常,直立型、下垂型噴頭的濺水盤與頂板距離不應小于75mm,且不大于150mm。借助激光測距儀,能快速、準確地測量間距,確保噴頭分布均勻,覆蓋無死角。
管網檢查時,除了肉眼觀察有無裂縫、銹蝕,對于隱蔽工程部分,如埋地管道,可利用地下管線探測儀定位后,再通過超聲波探傷儀檢測內部缺陷。手動操作報警閥的啟動裝置,觀察閥門開啟是否順暢,使用密封性檢測設備,如密封測試儀,檢測閥門密封性能。利用壓力測試設備,精準測量啟動壓力,記錄動作時間。同時,使用聲級計檢測水力警鈴的音量,確保在3m遠處聲強不低于70dB;通過信號檢測儀,驗證壓力開關信號傳輸的準確性[3]。
消防水泵和穩壓裝置檢查時,運行水泵一段時間,利用振動測試儀檢測振動幅度,用噪聲檢測儀測量噪聲,確保符合設備運行標準。模擬不同火災場景,調整水泵工況,利用流量監測裝置和壓力傳感器,檢測流量和揚程是否達標。對于穩壓裝置,連續檢測管網壓力變化,觀察穩壓泵啟停是否及時、壓力波動是否在允許范圍內。
2.2" 技術指標參數設定
噴頭方面,動作溫度需依環境謹慎選擇。對于廚房等高溫場所,應選用93℃及以上溫度的噴頭以防止誤動作,在普通辦公、住宅中,通常選擇68℃的噴頭。流量系數K值按噴頭類型與系統設計確定,標準噴頭K值為80,大流量噴頭超200,還需結合建筑的危險等級等因素。
管網參數的設定要兼顧供水效率與安全。工作壓力控制在設計范圍內,確保系統最不利點的壓力不低于0.05MPa。流速控制在1.5~3m/s,特殊情況不超過5m/s,防止水錘破壞。
報警閥組的參數關乎系統的響應速度。濕式報警閥的啟動壓力范圍為0.05~0.15MPa,動作時間不超過15s,既保證在火災時及時啟動,又避免因輕微壓力波動而導致誤動作。干式報警閥因氣水轉換,啟動壓力范圍為0.14~0.15MPa,動作時間不超過60s。
消防水泵的參數依據建筑的消防用水量和高度確定。水泵的流量應滿足火災延續時間的最大用水量,如大型商場火災延續時間為3h,水泵流量需保障持續供水。揚程要克服管網阻力、高度差和水頭損失,使水到達最高處噴頭。功率結合流量、揚程與水泵的效率曲線進行計算,保證高效運行,降低能耗。
2.3" 檢查結果評估方法
嚴格劃分缺陷類別。嚴重缺陷項直接威脅系統滅火功能,這類缺陷包括消防水泵無法啟動、報警閥組嚴重漏水、系統管網大面積破裂、噴頭大面積損壞且無法修復等情況,一旦出現,系統立即判定不合格,必須馬上停止使用,組織專業力量進行搶修,修復后重新進行全面檢測。一般缺陷項雖不立即導致系統失效,但長期存在會影響性能[4]。如管網局部銹蝕深度超過壁厚10%,或部分噴頭動作溫度偏差超出允許范圍,需根據缺陷的數量和嚴重程度量化扣分。
輕微缺陷項對系統性能的影響較小,如噴頭表面有輕微灰塵、個別支吊架螺絲松動等。雖不直接影響系統運行,但反映出日常維護不到位,這些缺陷同樣記錄在案,并要求在一周內完成整改。綜合評估時,設定總分100分,嚴重缺陷項直接扣20分以上,一般缺陷項按上述標準扣分,輕微缺陷項累計扣分不超過5分。得分80分及以上為合格,60~80分為基本合格,限期整改;60分以下為不合格,需進行全面整改后重新檢測。
3 高層建筑自動噴淋系統實施策略
3.1" 系統選型與合理布局
高層建筑的自動噴淋系統選型需要充分考慮建筑的使用功能、環境條件等因素。濕式系統憑借其滅火效率高、結構簡單的優勢,在溫度適宜的場所,如普通寫字樓、居民住宅等得到廣泛應用。這類場所的環境溫度通常保持在4~70℃之間,濕式系統能夠迅速響應火災,噴頭受熱開啟后,管網內的壓力水即刻噴出滅火。
干式系統適用于一些特殊環境,像冷庫這類溫度長期低于4℃的區域。干式系統在噴頭動作前,管網內充滿的是壓縮空氣,當噴頭開啟后,先排出空氣,再引入壓力水滅火。這種系統能夠有效避免因低溫導致管道內水結冰而損壞管道的問題。在布局方面,要依據建筑功能分區進行科學規劃。
3.2" 施工安裝質量把控要點
在管道鋪設前,對管材的質量檢查必不可少。每一批次的管材都應進行嚴格的外觀檢查,查看是否存在裂縫、砂眼、變形等缺陷。同時,要對管材的壁厚、管徑等尺寸進行測量,確保符合設計要求。管道連接方式直接影響系統的密封性和穩定性。采用焊接連接時,要嚴格控制焊接工藝參數,確保焊縫飽滿、無虛焊、氣孔等問題。溝槽連接時則要注意密封橡膠圈的質量和安裝位置,安裝完成后,通過水壓試驗進行密封性檢測,試驗壓力為系統工作壓力的1.5倍,穩壓30min,無滲漏、無變形為合格。
噴頭安裝高度需嚴格按照設計要求執行,誤差應控制在±5mm以內。在安裝過程中,使用專業的測量工具,如激光測距儀,確保噴頭的安裝高度準確無誤。同時,要注意噴頭的安裝方向,直立型噴頭和下垂型噴頭的濺水盤應與頂板平行,且距離頂板的距離應符合規范要求,一般為75~150mm。每完成一段管道或一批噴頭安裝,都要進行質量抽檢。施工結束后,依據《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》等相關標準進行全面驗收,對系統的各項性能指標進行測試,如管網壓力、噴頭流量、報警閥組功能等,確保系統安裝質量完全達標。
3.3" 定期維護與檢測策略
季度維護主要側重于外觀檢查和日常保養。檢查管網外觀時,要仔細查看管道表面是否有銹蝕、變形、油漆脫落等情況。對于輕微銹蝕的部位,應及時進行除銹和防腐處理;對于變形嚴重的管道,要分析原因并進行修復或更換。對噴頭進行清潔時,使用專用的清潔工具,去除噴頭表面的灰塵、油污等雜質,防止噴頭堵塞影響噴水效果。同時,檢查噴頭的外觀是否有損壞、變形,如有問題及時更換。
年度維護則更為全面和深入。利用專業的壓力測試設備,如高精度數字壓力表,對管網壓力進行檢測。在系統最不利點,如高層建筑的頂層末端試水裝置處,需分別測量管網的靜壓和動壓,確保靜壓不低于0.05MPa,動壓在火災工況下滿足設計流量要求。使用流量檢測裝置,如超聲波流量計,檢測噴頭的實際流量,與設計流量進行對比,偏差應控制在±5%以內。如果發現流量異常,要及時排查原因,可能是噴頭堵塞、管網局部阻力增大或水泵性能下降等問題。
對報警閥組進行功能性測試時,手動啟動報警閥的啟動裝置,觀察閥門的開啟和關閉是否順暢,有無卡阻現象。同時,檢查報警閥的密封性,通過關閉閥門后觀察管網壓力是否下降來判斷。利用聲級計檢測水力警鈴的音量,確保在3m遠處聲強不低于70dB;使用信號檢測儀,驗證壓力開關的信號傳輸是否準確、及時,確保報警功能正常。
4 結束語
從嚴格的監督檢查技術標準,涵蓋流程梳理、指標設定與結果評估,到全方位的實施策略,包括選型布局、施工質量把控、維護檢測、人員培訓及故障應對等,每一環都緊密相連。只有切實落實這些標準與策略,才能確保系統在關鍵時刻發揮應有的效能。未來,隨著建筑技術的發展,還需不斷優化和完善相關標準與策略,為高層建筑的消防安全持續保駕護航。
參考文獻
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[2]陳劍.高層建筑自動噴水滅火系統設計及可靠性分析[J].江西建材,2022(11):102-103+106.
[3]馮丹,李東東,李蕓菲.自動噴水滅火系統在高層建筑火災防控中的應用分析[J].科技視界,2021(32):176-177.
[4]戎鳳儀,田立偉,陳紅光,等.自動噴水滅火系統典型故障智能化預警方法探討[J].今日消防,2023,8(6):8-10.