自动喷水灭火系统的分类及组成
自动喷水灭火系统由喷水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)、管道系统、供水设施等组成。
自动喷水灭火系统根据所保护建筑的性质和火灾发生、发展的特点,可以有多种不同的系统形式。通常根据系统采用的喷水喷头形式的不同,分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统两大类。
闭式自动喷水灭火系统包括湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、干湿交替式自动喷水灭火系统、预作用自动喷水灭火系统和重复启闭式预作用自动喷水灭火系统。
开放式自动喷水灭火系统包括雨淋灭火系统、水幕灭火系统、水喷雾灭火系统。
闭式自动喷水灭火系统采用的是闭式喷头,即常闭式喷头,喷头的感温锁紧装置只有在预定的温度环境下才会脱落和开启喷头,因此,一旦发生火灾,只有喷头处于火焰中或靠近火源时,该类喷水灭火系统才会开启灭火。
敞开式自动喷水灭火系统采用敞开式喷头,不设感温、闭锁装置,处于常开状态,当火灾发生时,火灾所在的系统防护区域内所有敞开式喷头均会喷水灭火。
1.湿式自动喷水灭火系统
湿式自动喷水灭火系统是世界上使用时间最长、应用范围最广、使用频率最高的消防灭火闭式自动喷水灭火系统。目前,世界上已安装的自动喷水灭火系统中70%以上采用湿式自动喷水灭火系统。
①系统组成及工作原理
湿式自动喷水灭火系统一般包括:闭式喷头、管道系统、湿式报警阀和供水设备等。湿式报警阀的上下管网内充满有压力的水。火灾发生时,火源周围环境温度升高,使火源上方的喷头开启,水流出,管网内压力下降。报警阀后压力下降使阀板打开,连通管网与水源,供水灭火。同时,一部分水从阀座上的凹槽经报警阀的信号管流出,驱动水力报警器发出报警信号。如果管网中设有水流指示器,水流指示器感应到水流时也能发出电信号。如果管网中设有压力开关,当管网中的水压下降到一定值时,也能发出电信号,启动水泵供水。
②制度的适用范围
湿式自动喷水灭火系统可用于环境温度不低于4℃、不高于70℃的建筑和场所(不能使用水灭火的建筑和场所除外)。
2.干式自动喷水灭火系统
干式自动喷水灭火系统主要用于解决一些湿式系统不适用的场所,虽然干式系统的灭火效率不如湿式系统,造价也高于湿式系统,但由于它的特殊用途,仍然受到人们的重视。
(1)系统组成及工作原理
干式系统主要由闭式喷头、管网、干式报警阀、充气设备、报警装置、供水设备等组成。正常情况下,报警阀后的管网内充满有压力的气体,水源到报警阀前端的管段内充满有压力的水。
干式自动喷水灭火系统发生火灾时,火源处温度升高,使火源上方的喷头开启,先将管网中的压缩空气排出。这样一来,报警阀后管网内的压力下降,干式报警阀前的压力大于阀后的压力。干式报警阀开启,水流向给水管网,通过开启的喷头喷水灭火。
在干式系统中,报警阀上、下阀板压力保持平衡,当系统管网出现轻微漏气时,空压机进行补气,安装在供气管路上的压力开关监测系统管网气压变化。
(二)制度的适用范围
干式自动喷水灭火系统适用于环境温度低于4℃、高于70℃的建筑和场所,如无暖气的地下停车场、冷库等。喷头应向上安装,或采用干式下垂型喷头。
3.干湿交替自动喷水灭火系统
干湿交替自动喷水灭火系统是一种交替使用干式系统和湿式系统的闭式自动喷水灭火系统。报警阀为干湿两用报警阀或干式报警阀与湿式报警阀组合而成。其工作原理与干湿式系统相同。
4.预作用自动喷水灭火系统
(1)系统组成及工作原理
预作用自动喷水灭火系统主要由闭式喷头、管网系统、预作用阀组充气设备、供水设备、火灾探测报警系统等组成。
预作用系统中,预作用阀后的管网通常充有低压压缩空气或氮气(也可以是空管)。一旦发生火灾,火灾探测系统自动打开预作用阀,使管道内充满水,形成暂时的湿式系统。因此要求火灾探测器的动作要先于喷水喷头的动作,并应保证在关闭的喷水喷头加热开启时,管道内充满有压力的水。从火灾探测器动作、预作用阀打开开始注水到水流到最远的喷水喷头为止的时间不应超过3分钟,配水支管内水的流速不应大于2m/s,以此来确定预作用系统管网的最长防护距离。
当发生火灾时,火灾探测器探测到火灾,通过火灾报警控制箱开启预作用阀,或手动开启预作用阀,使喷水管网充满水。当火源处温度继续升高时,喷水头开启,迅速出水灭火。若发生火灾,火灾探测器发生故障,未能发出报警信号启动预作用阀,火源处温度继续升高,导致喷水头开启,使管网内压缩空气压力迅速下降,压力开关探测到管网压力突然下降,压力开关发出报警信号。也可通过火灾报警控制箱启动预作用阀,开始灭火。因此,对于充气式预作用系统,即使火灾探测器发生故障,预作用系统仍能正常工作。
(2)适用范围
预作用系统兼有干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统的特点,克服了干式喷水灭火系统灭火速度低和湿式系统易产生水渍的缺陷。因此,凡是能采用干式系统、湿式系统和干湿两用系统的场所,都可以采用预作用系统,也可以在一些不宜采用这三种系统的场所采用预作用系统。
5.预作用自动喷水灭火系统反复启闭
从湿式自动喷水灭火系统到预作用自动喷水灭火系统,闭式自动喷水灭火系统得到了很大的发展,其功能也日趋完善。20世纪70年代,又发展了一种新型的自动喷水灭火系统。这种系统不仅能自动喷水灭火,而且在灭火后能自动关闭;当再次发生火灾时,系统还能重新启动喷水灭火。这就是预作用自动喷水灭火系统的反复启闭。
重复启闭式自动喷水灭火系统的组成及工作原理与预作用系统类似。重复启闭式预作用自动喷水灭火系统的特点:
(1)其功能比以前所有的喷水灭火系统都要优越,且使用范围不受控制。
(2)火灾扑灭后系统能自动关闭,节省消防用水,最重要的是最大限度的减少因灭火造成的水害。
(3)火灾发生后,可在系统仍在工作的情况下立即更换喷头,而不必关闭系统。喷头或管道损坏不会造成水灾。
(4)当系统断电时,能自动切换到备用电池工作,若在来电前电池电量耗尽,电磁阀打开,系统切换到湿式系统。
(5)重复启闭预作用自动喷水灭火系统价格较贵,一般只在特殊场合采用。
6.喷水灭火系统
雨淋系统是开放式自动喷水灭火系统的一种,该系统采用的喷头为开放式喷头,当火灾发生时,系统防护区域内所有喷头一起喷水灭火。
(1)系统组成
雨淋系统通常由三部分组成:火灾探测传动控制系统;自动控制群动阀门系统;开启式喷头自动喷水灭火系统。火灾探测传动控制系统可采用火灾探测器、传输管网或易熔合金锁封启动群动阀门。火灾探测器、传输管网、易熔合金锁封控制为自动控制手段。采用自动手段时,还应设手动装置作为备用。自动控制群动阀门系统可采用雨淋阀或雨淋阀加湿报警阀。
自动喷水灭火系统可分为空管喷水灭火系统和充水式喷水灭火系统两种,充水式喷水灭火系统灭火速度比空管喷水灭火系统快,实际应用中可根据保护对象的要求选择合适的形式。
在实际应用中,雨淋系统可能存在多种不同的形式,但它们的工作原理大致相同。雨淋系统采用开放式喷头,因此喷水是在整个保护区内同时进行的。当发生火灾时,火灾探测系统感知到火灾,控制雨淋阀打开,接通水源和雨淋管网,喷头出水灭火。
(2)适用范围
自动喷水灭火系统适用于燃烧剧烈、蔓延迅速的严重危险建筑,如剧场舞台上部、大型演播室、电影制片厂等。这些建筑若采用闭式自动喷水灭火系统,当发生火灾时,只有当火焰直接影响到喷头时,喷头才会开启喷水,而闭式喷头开启的速度慢于火势蔓延的速度,因此不能迅速出水控制火势。
(3)喷水灭火系统主要特点:
①雨淋系统反应速度快,采用火灾探测传输控制系统开启系统。由于从火灾发生到火灾探测传输控制系统报警的时间比闭式喷头开启的时间要短,所以雨淋系统的响应时间比闭式自动喷水灭火系统要快得多。如果采用充水式雨淋系统,其响应速度更快,更有利于尽快出水灭火。
②该系统灭火控制面积大,耗水量大。喷水灭火系统采用开放式喷头,当火灾发生时,系统保护区域内所有喷头都会喷水灭火,可以有效控制火势,防止火势蔓延。灭火前期耗水量很大,有助于快速扑灭火灾。
7.水幕系统
水幕系统是一种敞开式自动水喷水灭火系统。水幕系统喷头排列1至3排,以水幕状喷水,具有阻火、隔火作用,可阻止火焰通过开口,阻止火势蔓延,冷却防火隔热层,增强其耐火性能,并可扑灭局部火灾。
(1)系统组成及工作原理
水幕系统的组成与雨淋系统相同,主要由火灾探测传输控制系统、控制阀门系统、带水幕喷头的自动喷水灭火系统三部分组成。
水幕系统的作用和工作原理与雨淋系统相同,当火灾发生时,火灾探测器或人员发现火灾,电动或手动打开控制阀,系统通过水幕喷嘴喷水,起到阻火、隔离火灾或冷却防火分区的作用。控制阀可以是雨淋阀、电磁阀和手动闸阀。
(2)主要特点
水幕系统是自动喷水灭火系统中唯一不以灭火为主的系统。在舞台入口、门、窗、洞口等处均可安装水幕系统,起到阻火、切断火源的作用,使火势不会通过这些通道蔓延。水幕系统还可以与防火卷帘、防火帘等配合使用,给这些防火隔断降温,增强其耐火性能。水幕系统也可作为防火分区的一种手段。当建筑面积超过防火分区的要求,工艺要求又不允许安装防火隔断时,可以用水幕系统来代替防火隔断设施。
(3)水幕系统适用范围
①1500个座位以上的剧场和2000个座位以上的厅堂或礼堂的舞台入口,以及与舞台相连的侧台、后台的门窗洞口。
②防火卷帘、防火帘的上部。
③应设置防火墙、防火门等隔断,但不得设置洞口。当相邻建筑之间的防火间距不能满足要求时,不得设置面向相邻建筑的门、窗、洞口及可燃性屋檐。
8.水喷雾灭火系统
水喷雾灭火系统是通过专门构造的细水雾喷嘴将高压水以雾状喷射,雾状水滴的平均粒径一般在100~700μm之间,通过冷却、窒息、稀释等作用将水雾喷射到燃烧物体上灭火。
水喷雾灭火系统是一种敞开式自动喷水灭火系统。
(1)组成及工作原理
水喷雾灭火系统可根据需要设计为固定式或移动式,移动式是接驳消防栓或消防泵的水带,并安装喷枪,移动式可作为固定式水喷雾系统的辅助系统。
固定水喷雾灭火系统一般由水喷雾喷头、管网、高压供水设备、控制阀门、火灾探测自动控制系统等组成。
工作原理:水喷雾灭火系统,通常管网内充满低压水。当发生火灾时,火灾探测器探测到火灾,通过控制箱电动开启火灾区域控制阀,或由火灾探测传输系统自动开启火灾区域控制阀及消防水泵。管网内水压增大,当水压大于一定值时,水喷雾头上的压力启动帽脱落,喷头一起喷水灭火。
(二)适用范围及主要特点
水喷雾系统主要用于扑灭储存易燃液体的储罐火灾,也可用于存在火灾危险的工业设施、存在粉尘火灾(爆炸)危险的车间以及存在电气、橡胶材料等特殊可燃物的火灾危险场所。
采用水喷雾系统时,应综合考虑保护对象的性质、可燃物的火灾特性以及周围环境。
下列情况不宜使用水喷雾灭火系统:
① 与水混合时发生剧烈反应的物质,或与水发生反应后变得危险的物质;
②无盖容器,且无适当的溢流设备和排水设施;
③装有加热工作温度超过126℃的可燃性液压无盖容器;
④蒸馏过程中高温物质及易蒸发的物质沸腾后溢出造成危险情况时;
⑤对于运行过程中表面温度超过260℃的设备,当直接喷射时可能会对设备造成严重的损坏。
水喷淋系统的主要特点是:水压高、水滴细小且分布均匀,水雾隔热性好,灭火时能产生大量水蒸气,起到冷却、窒息灭火的作用。
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