自动喷水灭火系统是当今世界上比较普遍使用的固定灭火系统。随着我国经济的发展和国际交流与合作的日益增多，在高层建筑等火灾危险性较大的建筑物中，自动喷水灭火系统的应用也越来越多。
一、自动喷水灭火系统的分类及组成
1.自动喷水灭火系统的分类
自动喷水灭火系统根据系统中所使用喷头的形式不同，可分为闭式和开式自动喷水灭火系统两大类。在闭式系统中又可根据系统内是否有水分为湿式系统、干式系统、干式-湿式系统等。
随着自动喷水灭火系统应用的日益广泛及被保护建筑物要求的提高，该系统也会不断发展，其形式也会不断增多。
2.自动喷水灭火系统的组成
自动喷水灭火系统由加压、贮水设备、喷头、管网和报警装置等组成。
（1）喷头：喷头分为闭式喷头和开式喷头，两种喷头的特点如下：
1）闭式喷头上有定温装置将喷口封闭，当环境温度达到其动作温度时，该装置可自动开启，一般定温装置采用易熔合金和玻璃球形等两种形式，为防误动作，选择喷头时，要求喷头的公称动作温度比使用环境的最高温度高30℃。喷头在动作喷水后需更换定温装置。现在已有双金属围片式和活塞式自动启闭喷头产品。喷头在灭火后可自行关闭，动作灵敏、抗外界干扰，但结构复杂。
一般喷头的流量特性系数K=80，但现在也有大口径的大流量大水滴喷头，其流量特性系数K=115～160，主要用于燃烧较猛烈的大空间场所，大水滴可有效穿透火焰直接触及火场，有效降低着火点的表面温度。
2）开式喷头不带热敏感元件，其形式有开式洒水喷头、水幕喷头和水喷雾喷头等，分别用于雨淋系统、水幕系统和水喷雾系统。开式洒水喷头是不安装感温元件的闭式喷头。水幕喷头可喷出一定形状的幕帘以起到阻隔火焰穿透、吸热和隔烟等作用，不直接用于灭火。水雾喷头可使一定压力的水经过喷头后，形成雾状水滴并按一定的雾化角度喷向设定的保护对象以达到冷却、抑制、灭火等目的，常见两种撞击式和离心式水雾喷头的规格及性能见表13-13。
（2）报警阀：报警阀的作用是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。分为湿式、干式、干-湿式和雨淋式等4种类型。
（3）水流报警装置：水流报警装置有水力警铃、水流指示器和压力开关等形式。
（4）延迟器：延迟器为罐式容器，安装于报警阀与水力警铃（或压力开关）之间，其作用是防止误报警，一般延迟时间在30s左右。
表13-13 水雾喷头规格及性能
（5）火灾探测器：火灾探测器是自动喷水灭火系统的重要组成部分，有感烟型、感温型、感光型等多种形式，电动的火灾探测器由电气自控专业设计。
（6）管道：自动喷水灭火系统的管材应使用热镀锌钢管或钢塑复合管。
（7）其他组件：自动喷水灭火系统中还应根据需要设置安全信号阀、节流装置、阀门等组件。
二、湿式喷水灭火系统
自动喷水灭火系统中约有70%是湿式自动喷水灭火系统。
1.消防用水量和水压要求
湿式自动喷水灭火系统的消防用水量和水压要求见表13-14（表中的规定值也适用于干式、预作用式灭火系统）。
水幕喷水系统作为保护设施或配合防火幕和防火卷帘进行防火隔断时，其用水量不应小于0.5L/（s·m），当用于舞台口、面积超过3m2的洞口以及防火水幕带的水幕用水量不宜小于2L/（s·m）。开式自动喷水灭火系统中雨淋喷水灭火系统的消防用水量及水压应按严重危险级的标准确定。设计流量应为理论流量的1.15～1.30倍。
2.喷头的保护面积和布置间距
注系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。
普通标准喷头的保护面积和间距要求见表13-15。
边墙型喷头的保护面积和间距要求见表13-16。
表13-15 普通标准喷头的保护面积和间距要求
注1.仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定。
2.货架内喷头的间距不应小于2m，并应不大于3m。
表13-16 边墙型喷头的保护面积和间距要求
注1.两排相对喷头应交错布置。
2.室内跨度大于两排相对喷头的最大保护跨度时，应在两排相对喷头中间增设一排喷头。
3.管网水力计算方法
水力计算目的在于确定管网各管段的管径及系统所需水压力，目前自动喷水灭火系统管道水力计算方法有两种。
（1）特性系数法：当喷头的形式及口径等确定以后，即可从系统最不利点喷头开始，沿水流方向计算各喷头压力、喷水量和管段的累积流量、水头损失，直至某管段累积流量达到设计流量为止。此后的管段中流量不再变化，仅需计算其水头损失。最不利点处喷头的工作水压一般为0.10MPa，最小不应小于0.05MPa。
1）喷头出流量和管段水头损失：
a.喷头出流量计算公式为
式中：q0为喷头出水量，L/min；P为喷头处水压，MPa；K为喷头流量特性系数，当喷头直径为15mm时，K=80（不同形式的喷头，K值不同，应根据厂家提供的资料选取）。
b.管道单位长度水头损失计算公式为
式中：i为管道的水力坡降，MPa/m；v为管道内平均水流速率，m/s；dj为管道计算内径，m，其值应按管道的内径减1mm确定。
2）局部水头损失：局部水头损失宜采用管（配）件当量长度法计算，见表13-17。如该资料不足时，可按管网沿程水头损失值的20%计算。
表13-17 管（配）件当量长度表
注1.过滤器当量长度的取值，由生产厂提供。
2.当异径接头的出口直径不变而入口直径提高1级时，其当量长度应增大0.5倍；提高2级或2级以上时，其当量长度应增大1.0倍。
（2）简化计算方法--作用面积法：特性系数法是逐点计算，除最不利点喷头以外的其他喷头的出水量均超过设计要求，系统设计偏于安全，该方法适用于燃烧物量大、火灾危险严重的场所的管道计算及开式雨淋系统、水幕系统的管道水力计算，但该方法计算量大，比较繁琐，因此对轻危级和中危级系统，计算可采用按作用面积法的简化方法。
作用面积法的计算前提是先根据配水管上安装喷头数量定出管径，然后再确定最不利作用面积（以F表示）在管网中的位置，作用面积应设计成正方形或长方形。如为长方形，其长边应平行于配水支管，长度宜为1.2F1/2。
计算喷头出水量时，仅包括选定的作用面积范围以内的喷头，且认为每个喷头出水量相等，但作用面积内的平均喷水强度不应小于表13-15中的规定值，且在作用面积内任选4个相邻喷头组成的保护面积内平均喷水强度的偏差应在规定值的±20%范围以内。
当作用面积选定后，即可从最不利点喷头开始依次计算各管段的流量和沿程水头损失，直至作用面积内最末一个喷头为止。以后管段的流量不再增加，仅计算管道的水头损失。(www.xing528.com)
三、其他自动喷水灭火系统
1.自动水喷雾灭火系统
（1）自动水喷雾灭火系统的适用条件：自动水喷雾灭火系统是在自动喷水灭火系统的基础上发展起来的，该系统的关键是采用特殊专用水雾喷头，可将水流分散为细小的水雾滴来灭火。其特点是水的利用率极大提高，细小的水雾滴几乎可完全汽化使冷却效果非常好，产生膨胀约1680倍的水蒸气可形成窒息的环境条件。电气绝缘性好，不仅可以扑救一般固体火灾、可燃液体火灾，还可扑救电气火灾。并且可用于可燃气体和甲、乙两类液体的生产、储存装置或装卸设施的防护冷却。
但是水喷雾灭火系统不能用于扑救遇水发生化学反应造成燃烧、爆炸的火灾及水雾会对保护对象造成严重破坏的火灾。
（2）自动水喷雾系统的组成：自动水喷雾灭火系统根据需要，有固定式和移动式两种。移动式喷头可作为固定式装置的辅助喷头。固定式水喷雾灭火系统一般由火灾探测自控系统、高压给水设备、控制阀门、水雾喷头及管网等组成，见图13-5。
图13-5 自动水喷雾灭火系统
1）火灾探测自控系统：灭火系统应有自动控制、手动遥控和应急操作等3种控制方式。火灾探测器常用的有缆式线型定温探测器、感光探测器、可燃气体浓度探测器等。
2）控制阀门：控制阀门分为雨淋阀和电动球阀。
a.雨淋阀：雨淋阀的原理是雨淋阀上带有电磁阀、手动球阀、压力开关、水力警铃，可接闭式喷头用作传动控制系统的传动管接口等。且通过压力开关可自动启动供水泵等装置。
b.电动球阀：可自动接通管路，但需注意防爆问题。
3）水雾喷头：专用的水雾喷头由锡青铜或不锈钢制成，在高压水的作用下可使水产生雾化，一般雾滴直径在0.2～0.8mm范围内，喷出的雾滴应能在2～3s内完全汽化。
4）管道及附件：水喷雾灭火系统中在地上的管道应采用内外镀锌钢管、镀锌无缝钢管或钢塑复合管，宜采用丝扣连接。室内水喷雾系统管材也有采用氧化聚氨乙烯管道（CPVC）。主管道和通向每个防护区的管道均应设管道过滤器和过滤器冲洗接头，雨淋阀、电磁阀之前也应设过滤器，过滤器滤网的孔径应小于喷头最小水流孔道的1/2。在必要的地方设减压孔板和节流管。
（3）喷头布置：喷头可呈矩形或菱形布置。按矩形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1.4倍水雾喷头的水雾锥底圆半径；按菱形布置时，喷头间距不应大于1.7倍水雾喷头的水雾锥底圆半径。
（4）管道水头损失：包括沿程水头损失和局部水头损失。
1）沿程水头损失计算方法同湿式自动喷水灭火系统计算。
2）局部水头损失宜采用当量长度法，或按管道沿程水头损失的20%～30%计算。
2.蒸汽灭火系统
蒸汽灭火的原理是将惰性气体蒸汽施放到燃烧区后，使燃烧区内的含氧量降低，当降低至一定浓度以下时，燃烧不能继续而被熄灭。饱和蒸汽的灭火效果优于过热蒸汽，尤其在扑灭高温设备的油气火灾时，不仅能迅速扑灭泄漏处火灾，而且不会引起设备的损坏。该方法在石油化工企业中，以及有蒸汽源的燃油锅炉房、油泵房、重油储罐区、火灾危险性较大的石油化工露天生产装置等场所，得到了广泛使用。
（1）适用范围及特点：
1）适用范围：
a.操作温度等于或高于易燃及可燃液体闪点的泵房（体积一般不大于500m3），操作温度接近或高于自燃点的热油泵、燃油或燃气的工业锅炉房。
b.单台锅炉蒸发量超过2L/h的燃油、燃气锅炉房。
c.火柴厂的火柴生产联合机部位。
d.污水处理厂的隔油池。
e.使用蒸汽的甲、乙类厂房和操作温度等于或超过本身自燃点的丙类液体厂房。
2）特点：设备简单，安装方便，使用灵活，维修容易并较经济。但不能用于遇水蒸气发生剧烈化学反应和爆炸等的生产工艺装置和设备，冷却作用不大，不适用于体积大、面积大的火灾，且不宜用于扑救电气设备、精密仪表、文物档案及贵重物品火灾。
（2）蒸汽灭火系统的类型与组成：蒸汽灭火系统可分为固定式和半固定式两种。
1）固定式蒸汽灭火系统：固定式蒸汽灭火系统一般由蒸汽源、输汽管网、配汽管、蒸汽幕管等组成，见图13-6。
2）半固定式蒸汽灭火系统：用于扑救局部火灾，一般由蒸汽源、输汽管网、支管接口短管、蒸汽喷枪等组成，见图13-7。
（3）其他要求：
图13-6 固定式蒸汽灭火系统
1-蒸汽锅炉房；2-生活蒸汽管线；3-生产蒸汽管线；4-输汽干管；5-配汽支管；6-配汽管；7-蒸汽幕（管道钻孔）
图13-7 半固定式蒸汽灭火系统
1-蒸汽锅炉房；2-生活蒸汽管线；3-生产蒸汽管线；4-输汽干管；5-配汽支管；6-配汽管；7-接口短管（接金属软管及蒸汽喷嘴）
图13-8 循环自动喷水灭火系统
1-高位水箱；2-水力警铃；3-水流控制阀；4-水泵接合器；5-安全指示阀；6-空压机；7-消防水泵；8-进水管；9-排水管；10-末端试水装置；11-闭式喷头；12-水流指示器；13-贮水池；14-压力开关；15-探测器；16-控制箱；17-电磁阀；18-安全阀；19-压力表；20-排水漏斗；21-电铃；22-过滤器；23-水表；24-排气阀；25-排水阀；26-节流孔板
1）蒸汽源可以是蒸汽锅炉，也可以是蒸汽分配箱，其压力不应小于0.6MPa。
2）输汽干管与配汽支管的长度不应超过60m，如超过60m时，宜分设灭火蒸汽分配箱，以保证蒸汽的灭火效果。
3）蒸汽管道应有不小于0.003的坡度，在管道低处设放水阀。
4）配汽管距地高度一般为200～300mm，配汽管上的排气孔直径为3～5mm，孔中心距为30～80mm。
3.循环自动喷水灭火系统
循环自动喷水灭火系统是在预作用系统的基础上发展起来的。循环自动喷水灭火系统可用于生产车间、电缆间、集控室、计算机房、配电间、电缆隧道等地方，在灭火过程中可尽量减少水的破坏力。
（1）循环喷水灭火系统的特点：系统在灭火后能自动关闭，节省消防用水量，降低水渍损失；火灾后在系统处于工作状态下就可更换喷头；系统在备用电池用完之前，可自动转为湿式系统形式，应用范围更广泛；但造价较高，目前只用于特殊场合。
图13-9 水流控制阀工作原理
（2）循环喷水灭火系统的组成及工作原理：循环喷水灭火系统不但能自动喷水灭火，而且当火灾扑灭后系统还能自动关闭。当火灾再次发生时，系统又能重新启动喷水灭火。
1）循环喷水灭火系统的组成：主要由火灾探测报警系统、供水设备、空气设备、水流控制阀、管阀、闭式喷头等组成，见图13-8。
2）循环喷水灭火系统的工作原理：核心部分是水流控制阀（见图13-9）。阀板是一个与橡皮隔膜圈相连的圆形阀，可以垂直上下移动，橡皮隔膜圈将供水与上室隔开。在阀板的下部供水端和阀板上室之间有一根管称为压力平衡管，将上、下阀室连通起来，当阀处于关闭状态时，使上、下阀室的水压相等。阀板的上部面积大于下部面积，阀板上室内还有一个小弹簧，加上阀板自重，只有当阀板上部水压降至下部水压的1/3时，阀板才会开启。
感温探测器在喷头开启之前先感应到火情后自动报警打开电磁阀，使水流控制阀上室外的水外排，由于压力平衡管上装有限流孔板，补水量有限，不能维持阀上、下两侧的压力平衡，阀板上升，供水进入喷水管网，喷水管网的充水时间一般不应超过3min，当喷头开启时便可迅速出水灭火；当火灾被扑灭后，环境温度下降到60℃时，感温探测器复位，使电磁阀关闭，喷头的配水支管电磁阀关闭，供水从压力平衡管进入阀上室，当水流控制阀上、阀下两室的压力相等后，阀板又回到阀座上，关闭阀门。如果火灾复燃，感温控制器会再感应并报警、打开电磁阀放水，喷头重新喷水灭火。
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