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1、第六章 自动喷水灭火系统,一、 概述 （一） 自动喷水灭火系统的历史 自动喷水灭火系统:在火灾情况下，能自动喷水灭火，以保障人身和财产安全的一种灭火系统。 特征：通过加压设备将水送人管网至带有热敏元件的喷头处，喷头在火灾的热环境中自动开启喷水灭火。 自动喷水灭火系统发展迄今已有100多年的历史，最早是以“钻孔管式喷水灭火系统”的形式出现。 自动喷水灭火系统在我国应用已有70多年的历史。,（二）喷头及控制配件,1. 喷头 a. 闭式喷头：喷口用由热敏元件组成的释放机构封闭，当达到一定温度时能自动开启，如玻璃球爆炸、易熔 合金脱离。其构造按溅水盘的形式和安装位置有直立 型、下垂型、边墙型、普通型、
2、吊顶型和干式下垂型 洒水喷头之分。 b. 开式喷头：根据用途分为开启式、水幕式、喷雾式。,2. 报警阀 作用：开启和关闭管网的水流，传递控制信号至控制系统并启动水力警铃直接报警。有湿式、 干式、干湿式和雨淋式4种类型。 a. 湿式报警阀： 用于湿式自动喷水灭火系统；,湿式报警阀,b. 干式报警阀： 用于干式自动喷水灭火系统，由湿式、干式报警阀依次连接而成，在温暖季节用湿式装置，在寒冷季节则用干式装置； c. 雨淋阀： 用于雨淋、预作用、水幕、水喷雾自动喷水灭火系统。,雨淋报警阀,(1)水力警铃 主要用于湿式喷水灭火系统，宜装在报警阀附近 (连接管不宜超过6m)。 作用原理: 当报警阀打开消防水
3、源后，具有一定压力的水流冲 动叶轮打铃报警。水力警铃不得由电动报警装置取代。,(2) 水流指示器 作用步骤: 某个喷头开启喷水或管网发生水量泄漏时，管道 中的水产生流动；引起水流指示器中桨片随水流而动 作；接通延时电路后，继电器触电吸合发出区域水流 电信号，送至消防控制室。,(3)压力开关 作用原理： 在水力警铃报警的同时，依靠警铃管内水压的升高自 动接通电触点，完成电动警铃报警，向消防控制室传送电 信号或启动消防水泵。,(4) 延迟器 定义：是一个罐式容器， 安装于报警阀与水力警铃 (或压力开关)之间。 用途：防止由于水压波动原因引起报警阀开启而导致的 误报。报警阀开启后，水流需经30s左右
4、充满延迟器后方 可冲打水力警铃。,5. 火灾探测器 是自动喷水灭火系统的重要组成部分。目前常用的有感烟、感温探测器。 a. 感烟探测器: 利用火灾发生地点的烟雾浓度进行探测； b. 感温探测器： 通过火灾引起的温升进行探测。 火灾探测器布置在房间或走道的天花板下面，其数量应根据探测器的保护面积和探测区面积计算而定。,二、自动喷水灭火系统的选择,根据被保护建筑物的性质和火灾发生、发展特性的不同，自动喷水灭火系统可以有许多不同的系统形式。通常根据系统中所使用的喷头形式的不同，分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统2大类。,表6-2 自动喷水灭火系统使用场所及特殊技术要求,2、闭式自动喷水灭
5、火系统的种类,（1）湿式自动喷水灭火系统 湿式自动喷水灭火系统是目前使用最为广泛的一种固定喷水灭火系统，它具有自动检测报警和自动喷水灭火的功能。系统由湿式报警阀、水力警铃、延迟器、压力开关、水流指示器、供水管网、闭式洒水喷头、报警控制装置和信号蝶阀等部件组成，详见图6-1和图6-2。该系统管网内充满压力水，长期处于伺应工作状态，适用于4-7环境温度中使用，报警阀阀体应垂直方向安装。当保护区某处发生火灾时，环境温度升高，闭式喷头的维护敏感元件（玻璃球）破裂，压力水从喷孔口喷出并自动启动报警阀将水直接喷向火灾发生区域，同事，部分水流由阀座上的凹形槽经报警阀的信号阀，延时器延时5-20秒后发出报警信
6、号，带动警铃以达到报警、灭火的目的。湿式报警装置最大的工作压力是1.2MPa。,（2）干式自动喷水灭火系统,干式喷水灭火系统一般是由闭式喷头、管道系统、干式报警阀、报警装置、充气设备、排气设备和供水设备等组成。干式自动喷水灭火系统的组成如下图6-3所示： 干式自动喷水灭火系统，处于戒备状态时配水管道内充有压气体，该系统适用于有冰冻危险与环境温度有可能超过70、使管道内的充水汽化升压的场所。闭式喷头开放后，配水管道有一个排气充水过程。系统开始喷水的时间，将因排气充水过程而产生滞后，因此削弱了系统的灭火能力，这一点是干式系统的固有缺陷。,湿式报警阀,（3）干湿式自动喷水灭火系统,干湿式自动喷水灭火
7、系统与干式系统大致相同，只是使用了干式报警阀和湿式报警阀串联而成的组合阀来替换干式系统中的报警阀。因此该系统可作为干式系统和湿式系统交替使用。当气温较高，系统管网中可充以压力水，作为湿式系统使用。当冬季气温较低时，在管网中充以有压气体，作为干式系统使用。干湿式自动喷水灭火系统的最大工作压力不得超过1.6MPa，喷水管网的容积不宜超过3000L。,（4）预作用自动喷水灭火系统,预作用自动喷水灭火系统主要由火灾探测系统、闭式喷头、预作用组阀、充气设备、供水设备等组成，如图所示。预作用系统采用了预作用报警阀组，并由火灾自动报警系统启动，系统的配水管道内平时不充水，发生火灾时，由比闭式喷头更灵敏的火灾
8、报警系统联动雨淋阀和供水泵，在闭式喷头开放前完成管道充水过程，转换为湿式系统，使喷头能在开放后立即喷水。 一般情况下，预作用系统要求火灾探测器的动作先于喷头动作，而且应确保当闭式喷头受热时开放式管道内已经充满了压力水。从火灾探测器动作到水流流到最远喷头的时间不应超过3min。同时，水流在水管中的流速不应小于2m/s，由此也可以确定预作用系统管网的最长保护距离。,四、开式自动喷水灭火系统,1、开式自动喷水灭火系统的分类 （1）雨淋灭火系统 雨淋喷水灭火系统为开式自动喷水系统的一种，该系统由开式喷头、管道系统、雨淋阀、火灾探测器、报警控制组件和供水设施等组成。系统工作时所有喷头同时喷水，好似倾盆大
9、雨，故称为雨淋系统或洪水系统。,雨淋喷水灭火系统适用于需要大面积喷水、快速灭火的特殊场所，该系统雨淋阀之后管道平时为空管，发生火灾时，火灾探测器将信号送至火灾报警控制器，控制器输出信号打开雨淋阀，使整个保护区内的开式喷头喷水灭火。同时启动水泵保证供水，压力开关、水力警铃一起报警。 火灾水平蔓延速度快的场所和室内净空高度过高、不适合采用闭式系统；室内物品顶面与顶板或吊顶的距离加大，使闭式喷头在火场中的开放时间推迟，喷头动作时间的滞后使火灾得以继续蔓延，而使开放喷头的喷水难以有效覆盖火灾范围，上述情况使闭式系统的控火能力下降，而采用雨淋系统则可消除上述不利影响。雨淋系统启动后立即大面积喷水，遏制和
10、扑救火灾的效果更好，但水渍损失大于闭式系统。适用场所包括舞台葡萄架下部、电影摄影棚等。,雨淋报警阀,（2）水幕系统,水幕系统的工作原理与雨淋系统基本相同，所不同的是水幕系统喷出的水为水幕状，而雨淋系统喷出的水为开花射流。由于水幕喷出的水为水帘状，因此它不是直接用来扑灭火灾的，而是用作防火隔断或进行防火分区及局部降温保护，防止火势扩大和蔓延。一般情况下，水幕系统常与防火幕或防火卷帘配合使用。 水幕系统是由水幕喷头、管道系统、控制阀等组成。其中控制阀可为雨淋阀、干式报警阀、电磁阀、手动阀球或蝶阀。水幕系统的开启装置可采用自动或手动两种方式，采用自动开启装置时应同时设有手动开启装置。,（3）水喷雾灭
11、火系统,用水雾喷头代替雨淋喷水灭火系统中的开式洒水喷头，即是水喷雾灭火系统。水喷雾灭火系统由喷雾喷头、管道、控制装置等组成，常用来保护可燃液体、气体储罐及油浸电力变压器等。它能控制和扑灭上述对象发生的火灾，也能阻止邻近的火灾蔓延危及保护对象。 它的组成和工作原理与雨淋系统基本一致。其区别主要在于喷头的结构和性能不同：雨淋系统采用标准开式喷头，而它则采用中速或高速喷雾喷头。水喷雾的形成是使水在喷头内经历撞击、回旋、搅拌后喷射出来，形成细微水滴。在灭火时，水喷雾喷头的工作压力高，喷出的水雾液滴粒径小，呈现不连续间断状态，因此有较好的冷却、窒息与电绝缘效果。,五、喷头及管网布置,喷头的布置间距要求：
12、在所保护的区域内任何部位发生火灾都能得到一定强度的水量。 喷头的布置应根据天花板、吊顶的装修要求布置成正方形、长方形 和 菱形三种形式。,五、喷头及管网布置,喷头的布置间距要求：在所保护的区域内任何部位发生火灾都能得到一定强度的水量。 喷头的布置应根据天花板、吊顶的装修要求布置成正方形、长方形 和 菱形三种形式。,喷头正方形布置 X=B=2Rcos45o,X,X,X,X/2,B/2,B,R,闭式自动喷水灭火系统的消防用水量和水压应按下表确定,六、 消防用水量及水压,六、 管网水力计算,管网水力计算目的： 确定管网各管段管径、计算管网所需的供水压力、确定高位水箱的设置高度和选择消防水泵。 对于燃
13、烧物热量大、火灾危险严重场所的管道计 算及开式雨淋(水幕)系统的管道水力计算，可采用逐点计算法。 对于轻级和中级危险系统的计算，可采用作用面积计算法简化计算过程。,1、管道流速,闭式自动喷水灭火系统的流速一般不应大于5m/s，特殊情况下不应超过10m/s。流速允许值用以下公式计算。 式中：v管道内的流速，m/s； K0流速系数，m/L； Q管道流量，L/s。 为了计算方便，可根据预选管径，由下表查出流速系数，并以流速系数与流量相乘，即可校对流速是否超过允许值。如果计算的到得流速大于规定值，应重新选择管径。,表6-20 流速系数K0值,2、管道的水头损失,每米管道的水头损失应按下式计算： 式中：
14、i每米管道的水头损失(MPa/m)； V管道内水的平均流速(m/s)； dj管道的计算内径(m)，取值应按管道的内径减1mm确定。,3、管道的局部水头损失,管道的局部水头损失，宜采用当量长度法计算。当量长度见下表,4、水泵扬程或系统入口的供水压力,水泵扬程或系统入口的供水压力应按下式计算： 式中：H 水泵扬程或系统入口的供水压力(MPa)； h 管道沿程和局部水头损失的累计值(MPa)，湿式报警阀取值0.04MPa或按检测数据确定、水流指示器取值0.02Mpa、雨淋阀取值0.07Mpa； P0最不利点处喷头的工作压力(MPa)； Z最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中心线之间的高程差，当系统入口管或消防水池最低水位高于最不利点处喷头时，Z应取负值(MPa)。,