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建筑消防自喷系统功能分析

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:湿式系统的功能包括防止轰燃、灭火、防火等。当ESFR湿式系统的喷水能够实现ADD≥RDD时,可判定为具有“抑火”功能。常规湿式系统的功能被定位为“控火”。湿式系统实现预期功能和灭火效能的关键是保障系统启动的可靠性和系统喷水的有效性。综上所述,包括自喷系统在内的任何一种自动灭火系统,均应具有明确的系统功能,并且系统功能必须具备可靠的技术支撑。

建筑消防自喷系统功能分析

湿式系统的功能应是指其所能实现的最低限度的预期效果。湿式系统的持续喷水,具有冷却燃烧、淋湿尚未点燃的物品、降低火场空间温度、洗涤火场空间、降低烟气毒性、维持视野等扑救火灾、降低烟气危害、改善疏散条件等作用。

湿式系统的功能包括防止轰燃、灭火、防火等。

温度达到500~600℃的火灾烟气层沉降到地面附近时,可将地面附近可燃物的全表面在瞬间同时点燃的现象,称为轰燃。室内起火6~7 min后便有可能发生轰燃。此外,当封闭空间的门窗玻璃被火灾烟气加热破碎后,新鲜空气将对流进入室内,火灾的燃烧速度将迅速增长。闭式喷头动作后的喷水,可有效防止轰燃的发生,防止玻璃破碎。

狭义的“灭火”(Fire Extinguishment)功能,其概念应是“抑制燃烧至起火物终止燃烧”。

广义的“灭火”功能还包括抑火(Fire Suppression)和控火(Fire Control)。

狭义的“防火”功能包括防火分隔、防护冷却和降低火场温度等。

采用ESFR喷头的湿式系统,其功能被相关标准定位为“抑火”,其概念为:以直接和充足的供水,使喷水通过火灾烟羽到达燃烧物品表面,迅速减弱火灾放热速率并防止其反弹。因此,ESFR湿式系统在火场中应能实现的最低限度的预期效果是在开放少数喷头的情况下,将火势抑制到可被接受的仅有“残余小火和阴燃火”的状态。

通过比较“送达的灭火水量”(Actual Delivered Density,ADD)与“需要的灭火水量”(Required Delivered Density,RDD),可判定ESFR湿式系统能否实现“抑火”功能。

ADD是指系统的喷水在消耗掉被吹离下落轨迹和被加热汽化的损失水量后,实际送达燃烧物表面直接参与冷却燃烧的水量。ADD与喷水时的火灾放热速率及喷水点的高度等因素有关。

RDD则为直接施加到燃烧物表面并能通过冷却作用终止燃烧所需要的水量。RDD与喷水时的火灾放热速率有关。

当ESFR湿式系统的喷水能够实现ADD≥RDD时,可判定为具有“抑火”功能。ESFR湿式系统的应用场所主要为仓库。仓库内的堆垛和货架,在火场环境中会成为遮挡喷水的障碍物,使存在遮挡喷水现象的部位不能保证ADD≥RDD,只能依靠流淌到位的水量抑制燃烧,与狭义的“灭火”功能有所不同。

常规湿式系统的功能被定位为“控火”。“控火”功能的概念是:依靠喷水降低火灾放热速率、淋湿邻近火灾的可燃物、控制顶板下空间的温度,以达到限制火灾规模、保护建筑结构免受火灾损伤的目的。“控火”功能不应单纯地理解为仅仅是“控制火势”,应该理解为具有“控制火势”和“淋湿邻近火灾的可燃物”双重作用,并在上述双重作用下,限制火灾的规模与范围。具有“抑火”和“控火”功能的湿式系统,只要具备保证足够喷水强度、足够喷水面积和足够持续喷水时间的能力,最终均能实现将火灾限制在一定范围内的目的。

湿式系统实现预期功能和灭火效能的关键是保障系统启动的可靠性和系统喷水的有效性。系统启动的可靠性是指系统的启动应及时,并且启动过程应连续、完整。系统喷水的有效性是指系统自开始启动即应按预定的强度喷水,并应在设定的时间与范围内始终保持预定的喷水强度。(www.xing528.com)

由《自喷系统设计规范》命名的“局部应用系统”是指“在既有建筑中针对局部场所追加设置的湿式系统”。此类系统遵循“在消防队投入增援灭火之前,应按保证足够喷水强度、保证足够喷水面积条件下持续喷水”的原则设计,其特点如下:

(1)消防给水系统应具备初期供水和消防供水泵衔接供水的能力,后期供水交付增援的消防队负责,相当于“半程湿式系统”;

(2)用消防队接力供水的方式,保障系统的灭火能力与预期功能;

(3)受既有建筑现实条件的限制,允许此类系统的构成可较标准配置的湿式系统有所简化。

采用家用型喷头的住宅系统,其功能与前面所述的系统有所不同,住宅系统应在火场中实现的最低限度的预期目标是通过控制火场温度,使身处火灾现场的人员“增大成功逃生的机会”,因此是典型的控制火场温度的湿式系统。

保证住宅系统实现预期功能的条件:

(1)配套的供水系统应满足2只家用型喷头的用水需求;

(2)开启2只家用型喷头时,最不利点家用型喷头的工作压力不得低于0.05 MPa,开启2只家用型喷头后的总喷水量不得低于单只家用型喷头在0.05 MPa工作压力下流量的140%~200%;

(3)在开启的家用型喷头喷水期间,距地面1.6 m高度处的最高温度不得超过93℃,其中温度不超过54℃的时间应至少连续2 min;

(4)顶板下表面背后6 mm处的温度不得超过260℃。

距离地面1.6 m的高度通常是人体头部所在位置,而头部是人体最脆弱的部位,忍耐火灾伤害的条件最差。以1只家用型喷头最小流量140%~200%的水量,控制火场中人体头部位置所处高度的空间温度最高不得超过93℃,而且不超过54℃的时间至少要维持2 min,这是住宅系统改善疏散条件、争取疏散时间、实现“增大逃生机会”功能的关键指标。

综上所述,包括自喷系统在内的任何一种自动灭火系统,均应具有明确的系统功能,并且系统功能必须具备可靠的技术支撑。

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