自动喷水灭火系统在消防工程制图与识图中的应用

自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组件以及管道、供水设施等组成,是能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。自动喷水灭火系统在保护人身和财产安全方面具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点,广泛应用于工业建筑和民用建筑。

1)自动喷水灭火系统的分类和组成

根据所使用喷头的型式,自动喷水灭火系统可分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统;根据系统的用途和配置状况,自动喷水灭火系统又分为湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统、预作用自动喷水灭火系统、防护冷却系统、雨淋系统、水幕系统(防火分隔水幕和冷却水幕)、自动喷水—泡沫联用系统等。自动喷水灭火系统的分类如图3.4所示。

图3.4　自动喷水灭火系统的分类

(1)湿式自动喷水灭火系统

湿式自动喷水灭火系统(以下简称“湿式系统”)由闭式喷头、湿式报警阀组、水流指示器或压力开关、供水与配水管道以及供水设施等组成,在准工作状态时,配水管道内充满用于启动系统的有压水。湿式系统的组成如图3.5 所示。

图3.5　湿式自动喷水灭火系统

1—消防水池;2—消防泵;3—管网;4—控制阀;5—压力表;6—湿式报警阀;7—泄放试验阀;8—水流指示器;9—喷头;10—高位水箱、稳压泵或气压给水设备;11—延迟器;12—过滤器;13—水力警铃;14—压力开关;15—报警控制器;16—联动控制器;17—水泵控制箱;18—探测器

(2)干式自动喷水灭火系统

干式自动喷水灭火系统(以下简称“干式系统”)由闭式喷头、干式报警阀组、水流指示器或压力开关、供水与配水管道、充气设备以及供水设施等组成,在准工作状态时,配水管道内充满用于启动系统的有压气体。干式自动喷水灭火系统的启动原理与湿式系统相似,只是将传输喷头开放信号的介质由有压水改为有压气体。干式自动喷水灭火系统示意图如图3.6 所示。

(3)预作用自动喷水灭火系统

预作用自动喷水灭火系统(以下简称“预作用系统”)由闭式喷头、预作用装置、水流报警装置、供水与配水管道、充气设备和供水设施等组成。在准工作状态时,配水管道内不充水,发生火灾时,由火灾报警系统、充气管道上的压力开关连锁控制预作用装置和启动消防水泵,并转换为湿式系统。预作用系统与湿式系统、干式系统的不同之处在于,系统采用预作用装置,并配套设置火灾自动报警系统。预作用系统示意图如图3.7 所示。

(4)雨淋系统

雨淋系统由开式喷头、雨淋报警阀组、水流报警装置、供水与配水管道以及供水设施等组成。与前几种系统不同之处在于,雨淋系统采用开式喷头,由雨淋报警阀控制喷水范围,由配套的火灾自动报警系统或传动管控制,自动启动雨淋报警阀组和启动消防水泵。雨淋系统有电动、液动和气动控制方式,雨淋系统的组成如图3.8 所示。

图3.6　干式自动喷水灭火系统

1—供水管;2—闸阀;3—干式阀;4—压力表;5,6—截止阀;7—过滤器;8—压力开关;9—水力警铃;10—空压机;11—止回阀;12—压力表;13—安全阀;14—压力开关;15—火灾报警控制箱;16—水流指示器;17—闭式喷头;18—火灾探测器

图3.7　预作用式自动喷水灭火系统

1—供水闸阀;2—预作用阀;3—出水闸阀;4—压力表;5—过滤器;6—试水阀;7—截止阀;8—电磁阀;9—压力开关;10—水力警铃;11—空压机开关信号;12—低气压报警信号开关;13—止回阀;14—压力表;15—空压机;16—火灾报警控制器;17—水流指示器;18—火灾探测器;19—闭式喷头

图3.8　雨淋式自动喷水灭火系统

1—水池;2—水泵;3—闸阀;4—止回阀;5—水泵接合器;6—消防水箱;7—雨淋报警阀;8—压力开关;9—配水干管;10—配水管;11—配水支管;12—开式喷头;13—末端试水装置;14—感烟探测器;15—感温探测器;16—报警控制器

(5)水幕系统

水幕系统由开式洒水喷头或水幕喷头、雨淋报警阀组或感温雨淋报警阀组、供水与配水管道、控制阀以及水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组成。与前几种系统的不同之处在于,水幕系统不具备直接灭火能力,而是用于防火分隔和冷却保护分隔物。水幕系统的组成如图3.9 所示。

图3.9　水幕系统

1—水池;2—水泵;3—闸阀;4—雨淋阀;5—止回阀;6—压力表;7—电磁阀;8—按钮;9—试警铃阀;10—警铃管阀;11—放水阀;12—过滤器;13—压力开关;14—水力警铃;15—末端试水装置;16—水箱

(6)防护冷却系统

防护冷却系统由闭式洒水喷头、湿式报警阀组等组成,发生火灾时用于冷却防火卷帘、防火玻璃墙等防火分隔设施的闭式系统。

2)自动喷水灭火系统的工作原理与适用范围

自动喷水灭火系统的类型不同,工作原理、控火效果等均有差异。因此,应根据设置场所的建筑特征、火灾特点、环境条件等来选型。

(1)湿式系统

①工作原理。

在准工作状态时,湿式系统由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持管道内的充水压力。发生火灾时,在火灾温度的作用下,闭式喷头的热敏元件动作,喷头开启并喷水。此时,管网中的水由静止变为流动,水流指示器送出电信号,在火灾报警控制器上显示某一区域喷水的信息。由于持续喷水泄压造成湿式报警阀的上部水压低于下部水压,在压力差的作用下,原来处于关闭状态的湿式报警阀自动开启。此时,压力水通过湿式报警阀流向管网,同时打开通向水力警铃的通道,延迟器充满水后,水力警铃发出声响警报,高位消防水箱流量开关或系统管网压力开关动作并输出信号直接启动供水泵。供水泵投入运行后,系统的启动过程完成。湿式系统的工作原理如图3.10 所示。

图3.10　湿式系统的工作原理

②适用范围。

湿式系统是应用较为广泛的自动喷水灭火系统之一,适合在温度不低于4 ℃且不高于70 ℃的环境中使用。在温度低于4 ℃的场所使用湿式系统,存在系统管道和组件内充水冰冻的危险;在温度高于70 ℃的场所采用湿式系统,存在系统管道和组件内充水蒸气压力升高而破坏管道的危险。

(2)干式系统

①工作原理。

在准工作状态时,干式系统干式报警阀入口前管道内的充水压力由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持,报警阀出口后的管道内充满有压气体(通常采用压缩空气),报警阀处于关闭状态。发生火灾时,在火灾温度的作用下,闭式喷头的热敏元件动作,闭式喷头开启,干式阀的出口压力下降,加速排气阀动作后促使干式报警阀迅速开启,管道开始排气充水,剩余压缩空气从系统最高处的排气阀和开启的喷头处喷出。此时,通向水力警铃和压力开关的通道被打开,水力警铃发出声响警报,高位消防水箱流量开关或系统管网压力开关动作并输出启泵信号,系统供水泵启动;管道完成排气充水过程后,开启的喷头开始喷水。从闭式喷头开启至供水泵投入运行前,系统的配水管道由消防水箱、气压给水设备或稳压泵等供水设施充水。干式系统的工作原理如图3.11 所示。

图3.11　干式系统的工作原理

②适用范围。

干式系统适用于环境温度低于4 ℃或高于70 ℃的场所。干式系统虽然解决了湿式系统不适用于高、低温环境场所的问题,但由于准工作状态时配水管道内没有水,喷头动作、系统启动时必须经过管道排气、充水的过程,因此会滞后喷水,不利于系统及时控火灭火。

(3)预作用系统

①工作原理。

系统处于准工作状态时,雨淋阀入口前管道内的充水压力由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持,雨淋阀后的管道内平时无水或充以有压气体。发生火灾时,火灾自动报警系统开启预作用报警阀的电磁阀,配水管道排气充水,系统在闭式喷头动作前转换成湿式系统,系统管网压力开关或高位消防水箱流量开关直接启动消防水泵并在闭式喷头开启后立即喷水。预作用系统的工作原理如图3.12 所示。

图3.12　预作用系统的工作原理

②适用范围。

预作用系统可消除干式系统在喷头开放后延迟喷水的弊病,因此其在低温和高温环境中可替代干式系统。系统处于准工作状态时,严禁管道充水。严禁系统误喷的忌水场所应采用预作用系统。

(4)雨淋系统

①工作原理。

系统处于准工作状态时,雨淋阀入口前管道内的充水压力由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持。发生火灾时,火灾自动报警系统或传动管自动控制开启雨淋阀和供水泵,向系统管网供水,由雨淋阀控制的开式喷头喷水。雨淋系统的工作原理如图3.13 所示。

②适用范围。(www.xing528.com)

雨淋系统的喷水范围由雨淋阀控制,在系统启动后立即大面积喷水。因此,雨淋系统主要适用于需大面积喷水以快速扑灭火灾的特别危险场所。火灾水平蔓延的速度快、闭式喷头不能及时使喷水有效覆盖着火区域,或室内净空高度超过一定高度且必须迅速扑救初起火灾,或火灾危险等级属于严重危险级Ⅱ级的场所,应采用雨淋系统。

(5)水幕系统

①工作原理。

系统处于准工作状态时,管道内的充水压力由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持。发生火灾时,火灾自动报警系统联动开启雨淋报警阀组,系统管网压力开关启动供水泵,向系统管网和喷头供水。

图3.13　雨淋系统的工作原理

②适用范围。

防火分隔水幕系统利用密集喷洒形成的水墙或多层水帘,可封堵防火分区处的孔洞,阻挡火灾和烟气蔓延,因此,适用于局部防火分隔处。防护冷却水幕系统则利用喷水在物体表面形成的水膜,控制防火分区处分隔物的温度,使分隔物的完整性和隔热性免遭火灾破坏,因此,适用于对防火卷帘、防火玻璃墙等防火分隔设施的冷却保护。

3)自动喷水灭火系统施工图识读

(1)自动喷水灭火系统施工图的识读方法

自动喷水灭火系统施工图的识读按水流方向先整体后局部、先粗看后细究、先文字说明后图样、先基本图样后详图、先图形后尺寸,仔细阅读,并应注意平面系统、各专业图样之间的联系。

①阅读设计施工说明。读工程概况、设计依据、设计范围、布线及管道敷设等基本内容,重点把握设计意图。

②阅读平面图。读自喷管道规格、走向、坡度、读喷头等设备布置位置、设备型号、大小,读主要阀门附件规格、型号、布置位置。在识读过程中,将平面图与系统图对照,重点把握系统的工作状态及连接方式。同时,应判断各配水管控制的喷头数、喷头的设置数量和布置位置是否符合《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084—2017)中的规定。轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数不应超过表3.2 中规定的数量。

③阅读系统图。读自喷系统管网布置方式、立管编号、规格、走向、位置,读阀门附件布置、设备布置、排水方式等所有内容,重点与平面图对照把握整体布置情况。

④阅读局部平面放大图、剖面图。将图纸内容进一步细化,直至读懂消防管道布置、设备的安装方式、位置及连接方式等。

表3.2　轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数

(2)自动喷水灭火系统施工图识读举例

①设计施工说明。

A.建筑概况。

本建筑为多层建筑,地上有五层,地下有一层。地上建筑耐火等级为一级,地下建筑耐火等级为一级。

B.设计依据。

a.建设单位提供的本工程有关资料和设计任务书。

b.建筑和有关工种提供的作业图和有关资料。

c.国家现行有关给水、排水、消防和卫生等设计规范及规程。

d.《建筑设计防火规范(2018年版)》(GB 50016—2014)。

e.《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2019)。

f.《建筑灭火器配置设计规范》(GB 50140—2005)。

g.《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084—2017)。

h.《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974—2014)。

C.自动喷水灭火系统。

a.本工程无自动喷水灭火系统。按轻危险级设计,喷水强度为4 L/min·m2,作用面积为160 m2,火灾延续时间为1 h,灭火用水量为30 L/s。消防储水为108 m3。

b.在车库设消防泵房(供全小区使用)﹐内设自动喷水泵2 台,一用一备。该泵运行情况应显示在消防中心和水泵房的控制盘上。

c.自动喷水系统平时管网压力由屋顶稳压设备维持;火灾时,喷头动作,水流指示器动作向消防中心显示着火区域位置。此时,湿式报警阀处的压力开关动作,喷水泵自动启动,并向消防中心报警。除厨房为93 ℃外,其余喷头公称动作温度均为68 ℃。

d.无吊顶的房间采用ZST-15 直立型玻璃球喷头,有吊顶的房间宜采用ZST-15 装饰型普通玻璃球喷头。

e.湿式报警阀设置在水泵房内。本工程自喷系统设了SQS150-A 型地上式消防水泵接合器(工作压力1.6 MPa)3 套,消防水泵接合的器做法见国标图99S203。

f.末端试水装置安装详见国家标准O4S206 第76 页。

D.自动喷水灭火系统设施。

a.各种喷头备用数不小于总安装数的1%,且每种型号备用数均不小于10。

b.自动喷水系统管道变径时宜采用异径接头,在管道弯头处不得采用补心;系统施工安装应不妨碍喷头的喷水效果。

c.管道支架、吊架与喷头的距离不宜小于300 mm,距末端喷头的距离不应大于750 mm。

d.配水支管上每一直线段相邻两喷头之间的管段设置的吊架均不宜少于1 个;当喷头之间的距离小于1.8 m 时,可隔段设吊架,但吊架的间距不应大于3.60 m。

e.当管道的公称直径等于或大于50 mm 时,每段配水干管或配水支管设置防晃支架不应少于1 个,当管道改变方向时,应增设防晃支架。

E.消防蓄水池及水泵房。

a.消防水泵房及消防水池设在地下车库内。

b.消防蓄水池容积储有室内外消火栓系统及自喷系统消防水量之和,即720 m3。

c.室内消火栓泵设计流量为40 L/s,扬程为130 m;室外消火栓泵设计流量为40 L/s,扬程为50 m;自喷泵设计流量为40 L/s,扬程为130 m。

F.图例符号。

详见消火栓系统施工图图例。

②自动喷水灭火系统系统图和平面图。

图3.14 是某办公建筑的自动喷水灭火系统系统图,图3.15 是某办公建筑自动喷水灭火系统平面图。

图3.14　某办公建筑的自动喷水灭火系统系统图

从图3.14 中可以看出,自动喷水灭火系统呈枝状布置,供水管道接自车库自喷管道,供水在地下一层分成两路:一路沿ZPL-1a 供给1 层,管径为DN100;另一路沿ZPL-1 供给2 ~5 层,管径为DN150。1 层自喷系统配水管道与立管连接处设置信号阀和水流指示器各1 个,在配水管道末端设置截止阀和试水装置各1 个,试水装置通过FL-1 将水排至室外地坪;2 ~4 层自喷系统配水管道与立管连接处均设置信号阀和水流指示器各1 个,在配水管道末端均设置截止阀和试水装置各1 个,试水装置直接将水排至卫生间拖布池;5 层自喷系统配水管道与立管连接处设置信号阀和水流指示器各1 个,在配水管道末端设置截止阀2 个、压力表1 个、试水装置1 个,试水装置直接将水排至卫生间拖布池。在5 层自喷管道末端和立管屋顶处设置截止阀和自动排气阀各1 个。系统图中,未绘制出所有洒水喷头,省略部分用打断符号代替。

从图3.15 中可以看出,5 层自喷系统采用侧边末端型给水方式,立管设置在水井内,配水管起始端设置信号阀和水流指示器,末端设有试水装置,试水装置布置在女卫生间拖布池上方,与系统图相对应。配水管的管径分别为DN15,DN100,DN80,DN65,DN50,DN32 和DN25,管径沿水流方向依次递减。平面布置39 个喷头,各配水管控制的喷头数、喷头的设置数量和布置位置应符合《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084—2017)中的规定。

【技能训练】

1.识读图3.16 某办公建筑消火栓系统平面图。

2.识读图3.17 某办公建筑自动喷水灭火系统平面图。