实务 第三篇 第三章自动喷水灭火系统

第三篇 建筑消防设施主讲人：刘双跃建筑消防设施第一章 概述第二章 室内外消防给水系统第三章 自动喷水灭火系统第四章 水喷雾灭火系统第五章 细水雾灭火系统第六章 气体灭火系统第七章 泡沫灭火系统第八章 干粉灭火系统第九章 火灾自动报警系统第十章 防烟排烟系统第十一章 消防应急照明和疏散指示系统第十二章 城市消防远程监控系统第十三章 建筑灭火器配置第十四章 消防供配电第三章 自动喷水灭火系统学习要求通过本章学习，掌握自动喷水灭火系统的分类、组成与工作原理以及适用范围、选型原则，熟悉自动喷水灭火系统的组件及其设置要求，了解自动喷水灭火系统设置场所的火灾危险性等级分类和系统设计基本参数。自动喷水灭火系统是由洒水喷头、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、供水设施组成，并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。第三章 自动喷水灭火系统第一节 系统的分类与组成第二节 系统的工作原理与适用范围第三节 系统设计主要参数第四节 系统主要组件及设置要求第一节 系统的分类与组成自动喷水灭火系统根据所使用喷头的型式，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；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系统、干式系统、雨淋系统、水幕系统、自动喷水泡沫联用系统等。自动喷水灭火系统的分类见图3-3-1。自动喷水灭火系统闭式系统开式系统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自动喷水与泡沫联用系统雨淋系统水幕系统图3-3-1 自动喷水灭火系统分类图第一节 系统的分类与组成一、湿式自动喷水灭火系统二、干式自动喷水灭火系统三、预作用自动喷水灭火系统四、雨淋系统五、水幕系统六、自动喷水泡沫联用系统一、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3-3-2。一、湿式自动喷水灭火系统图3-3-2 湿式系统示意图一、湿式自动喷水灭火系统1消防水池2水泵 3止回阀 4闸阀 5水泵接合器 6消防水箱7湿式报警阀组 8配水干管 9水流指示器 10配水管 11闭式喷头12配水支管 13末端试水装置 14报警控制器 15泄水阀 16压力开关17信号阀 18驱动电机二、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。干式系统的组成如图3-3-3。二、干式自动喷水灭火系统图3-3-3 干式系统示意图二、干式自动喷水灭火系统1消防水池2水泵 3止回阀 4闸阀 5水泵接合器 6消防水箱7干式报警阀组 8配水干管 9配水管 10闭式喷头 11配水支管12排气阀 13电动阀 14报警控制器 15泄水阀 16压力开关17信号阀 18驱动电机三、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、雨淋阀组、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，由火灾报警系统自动开启雨淋阀后，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，在于系统采用雨淋阀，并配套设置火灾自动报警系统。预作用系统的组成如图3-3-4。三、预作用自动喷水灭火系统图3-3-4预作用系统示意图三、预作用自动喷水灭火系统1消防水池2水泵 3止回阀 4闸阀 5水泵接合器 6消防水箱 7预作用报警阀组 8配水干管 9水流指示器 10配水管 11闭式喷头 12配水支管 13末端试水装置 14排气阀 15电动阀 16报警控制器 17泄水阀 18压力开关 19电磁阀 20感温探测器 21感烟探测器 22信号阀 23驱动电机四、雨淋系统雨淋雨淋系统由开式喷头、雨淋阀组、水流报警装置、供水与配水管道以及供水设施等组成，与前几种系统的不同之处在于，雨淋系统采用开式喷头，由雨淋阀控制喷水范围，由配套的火灾自动报警系统或传动管系统启动雨淋阀。雨淋系统有电动系统和液动或气动系统两种常用的自动控制方式。雨淋系统的组成如图3-3-5和3-3-6。四、雨淋系统图3-3-5 电动雨淋系统示意图四、雨淋系统1消防水池2水泵 3止回阀 4闸阀 5水泵接合器 6消防水箱7雨淋报警阀组 8配水干管 9配水管 10闭式喷头 11配水支管12报警控制器 13压力开关 14电磁阀 15感温探测器 16感烟探测器 17信号阀 18驱动电机四、雨淋系统图3-3-6 液动雨淋系统示意图四、雨淋系统1消防水池2水泵 3止回阀 4闸阀 5水泵接合器 6消防水箱7雨淋报警阀组 8配水干管 9配水管 10闭式喷头 11配水支管12报警控制器 13压力开关 14开式喷头 15信号阀 16驱动电机五、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阀、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，与前几种系统不同的是，水幕系统不具备直接灭火的能力，是用于挡烟阻火和冷却分隔物的防火系统。六、自动喷水泡沫联用系统配置供给泡沫混合液的设备后，组成既可喷水又可以喷泡沫的自动喷水灭火系统。第二节 系统的工作原理与适用范围不同类型的自动喷水灭火系统，其工作原理、控火效果等均有差异。因此，应根据设置场所的火灾特点、环境条件来确定自动喷水灭火系统的选型。第二节 系统的工作原理与适用范围一、湿式系统二、干式系统三、预作用系统四、雨淋系统五、水幕系统一、湿式系统（一）工作原理湿式系统在准工作状态时，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充水的压力。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，喷头开启并开始喷水。此时，管网中的水由静止变为流动，水流指示器动作送出电信号，在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，压力开关动作并输出启动供水泵的信号。供水泵投入运行后，完成系统的启动过程。湿式系统的工作原理如图3-3-7所示。一、湿式系统图3-3-7 湿式系统原理图一、湿式系统（二）适用范围湿式系统是应用最为广泛的自动喷水灭火系统，适合在环境温度不低于4并不高于70的环境中使用。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；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升高而破坏管道的危险。二、干式系统（一）工作原理干式系统在准工作状态时，由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持干式报警阀入口前管道内充水的压力，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，使干式阀出口压力下降，加速器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，压力开关动作并输出启泵信号，启动系统供水泵；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，由消防水箱、气压给水设备或稳压泵等供水设施为系统的配水管道充水。干式系统的工作原理见图3-3-8。二、干式系统图3-3-8 干式系统原理图二、干式系统（二）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一个管道排气充水的过程，因此会出现滞后喷水现象，不利于系统及时控火灭火。三、预作用系统（一）工作原理系统处于准工作状态时，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入口前管道内充水的压力，雨淋阀后的管道内平时无水或充以有压气体。发生火灾时，由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀，配水管道开始排气充水，使系统在闭式喷头动作前转换成湿式系统，并在闭式喷头开启后立即喷水。预作用系统的工作原理见图3-3-9。三、预作用系统图3-3-9预作用系统原理图三、预作用系统（二）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，因此预作用系统可在低温和高温环境中替代干式系统。系统处于准工作状态时，严禁管道漏水，严禁系统误喷的忌水场所，应采用预作用系统。四、雨淋系统（一）工作原理系统处于准工作状态时，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入口前管道内充水的压力。发生火灾时，由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀和供水泵，向系统管网供水，由雨淋阀控制的开式喷头同时喷水。雨淋系统的工作原理见图3-3-10。四、雨淋系统图3-3-10 雨淋系统原理图四、雨淋系统（二）适用范围雨淋系统的喷水范围由雨淋阀控制，因此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、快速扑灭火灾的特别危险场所。火灾的水平蔓延速度快、闭式喷头的开放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，且必须迅速扑救初期火灾的，或属于严重危险级级的场所，应采用雨淋系统。五、水幕系统（一）工作原理系统处于准工作状态时，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充水的压力。发生火灾时，由火灾自动报警系统联动开启雨淋报警阀组和供水泵，向系统管网和喷头供水。五、水幕系统（二）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，阻挡火灾和烟气的蔓延，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。第三节 系统设计主要参数自动喷水灭火系统的设计应以自动喷水灭火系统设计规范GB50084等国家现行规范和标准为依据，根据设置场所和保护对象特点，确定火灾危险等级、防护目的和设计基本参数。第三节 系统设计主要参数一、火灾危险等级二、系统设计基本参数一、火灾危险等级自动喷水灭火系统设置场所的火灾危险等级，共分为4类8级，即轻危险级、中危险级(、级)、严重危险级(、级)和仓库危险级(、级)。一、火灾危险等级（一）轻危险级一般指可燃物品较少、火灾放热速率较低、外部增援和人员疏散较容易的场所。一、火灾危险等级（二）中危险级一般指内部可燃物数量、火灾放热速率为中等，火灾初期不会引起剧烈燃烧的场所。大部分民用建筑和工业厂房划归中危险级。根据此类场所种类多、范围广的特点，划分为中级和中级。一、火灾危险等级（三）严重危险级一般指火灾危险性大，且可燃物品数量多，火灾时容易引起猛烈燃烧并可能迅速蔓延的场所。一、火灾危险等级（四）仓库火灾危险级根据仓库储存物品及其包装材料的火灾危险性，将仓库火灾危险等级划分为、级。仓库火灾危险级一般是指储存食品、烟酒以及用木箱、纸箱包装的不燃难燃物品的场所；仓库火灾危险级一般是指储存木材、纸、皮革等物品和用各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的场所；仓库火灾危险级一般是指储存A组塑料与橡胶及其制品等物品的场所。常见自动喷水灭火系统设置场所火灾危险等级划分举例见表3-3-1。一、火灾危险等级表3-3-1 自动喷水灭火系统设置场所火灾危险等级举例火灾危险等级设置场所轻危险级建筑高度为24m及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统的建筑等中危险级级（1）高层民用建筑：旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调度楼、广播电视楼(塔)等（2）公共建筑(含单多高层)：医院、疗养院；图书馆(书库除外)、档案馆、展览馆(厅)；影剧院、音乐厅和礼堂(舞台除外)及其他娱乐场所；火车站和飞机场及码头的建筑；总建筑面积小于5000的商场、总建筑面积小于1000的地下商场等（3）文化遗产建筑：木结构古建筑、国家文物保护单位等（4）工业建筑：食品、家用电器、玻璃制品等工厂的备料与生产车间等；冷藏库、钢屋架等建筑构件级（1）民用建筑：书库、舞台(葡萄架除外)、汽车停车场、总建筑面积5000及以上的商场、总建筑面积1000及以上的地下商场、净空高度不超过8m、物品高度不超过3.5m的自选商场等（2）工业建筑：棉毛麻丝及化纤的纺织、织物及制品、木材木器及胶合板谷物加工、烟草及制品、饮用酒(啤酒除外)、皮革及制品、造纸及纸制品、制药等工厂的备料与生产车间一、火灾危险等级表3-3-1 自动喷水灭火系统设置场所火灾危险等级举例（续）严重危险级级印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的备料与车间、净空高度不超过8m、物品高度超过3.5m的自选商场等级易燃液体喷雾操作区域、固体易燃物品、可燃的气溶胶制品、溶剂清洗、喷涂油漆、沥青制品等工厂的备料及生产车间、摄影棚、舞台葡萄架下部仓库危险级级食品、烟酒；木箱、纸箱包装的不燃难燃物品等级木材、纸、皮革、谷物及制品、棉毛麻丝化纤及制品、家用电器、电缆、B组塑料与橡胶及其制品、钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的仓库等级A组塑料与橡胶及其制品；沥青制品等备注A组塑料、橡胶：丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、缩醛(聚甲醛)、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃纤维增强聚酯(FRP)、热塑性聚酯(PET)、聚丁二烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、高增塑聚氯乙烯(PVC，如人造革、胶片等)、苯乙烯丙烯腈(SAN)等。丁基橡胶、乙丙橡胶(EPDM)、发泡类天然橡胶、腈橡胶(丁腈橡胶)、聚酯合成橡胶、丁苯橡胶(SBR)等。B组塑料、橡胶：醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素、氟塑料、锦纶(锦纶6、锦纶6/6)、三聚氰胺甲醛、酚醛塑料、硬聚氯乙烯(PVC，如管道、管件等)、聚偏二氟乙烯(PVDC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、脲甲醛等。氯丁橡胶、不发泡类天然橡胶、硅橡胶等。粉末、颗粒、压片状的A组塑料。二、系统设计基本参数自动喷水灭火系统的设计参数应根据建筑物的不同用途、规模及其火灾危险等级等因数确定。二、系统设计基本参数（一）民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数对于民用建筑和工业厂房，系统设计基本参数应符合表3-3-2的要求。仅在走道设置单排闭式喷头的闭式系统，其作用面积应按最大疏散距离所对应的走道面积确定；在装有网格、栅板类通透性吊顶的场所，系统的喷水强度应按表3-3-2规定值的1.3倍确定；干式系统的作用面积按表3-3-2规定值的1.3倍确定。系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。二、系统设计基本参数表3-3-2民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数火灾危险等级净空高度(m)喷水强度(Lmin)作用面积()轻危险级84160中危险级级6160级8严重危险级级12260级16二、系统设计基本参数（二）非仓库类高大净空场所系统设计基本参数对于非仓库类高大净空场所，湿式系统的设计基本参数应符合表3-3-3的要求。最大储物高度超过3.5m的自选商场应按16L/min确定喷水强度。表3-3-3 非仓库类高大净空场所的系统设计基本参数适用场所净空高度(m)喷水强度(L/min)作用面积()喷头选型喷头最大间距(m)中庭、影剧院、音乐厅、单一功能体育馆等8126260K=803会展中心、多功能体育馆、自选商场等81212300K=115注：表中“”两侧的数据，左侧为“大于”、右侧为“不大于”。二、系统设计基本参数（三）不同仓库内系统设计基本参数对于不同的仓库，系统的设计基本参数应根据仓库内物质的性质、储存的方式，以及系统所选用的喷头类型，按照自动喷水灭火系统设计规范的有关规定确定。1堆垛储物仓库级、级堆垛储物仓库和级分类堆垛储物仓库的系统设计基本参数分别不应低于表3-3-4和表3-3-5的规定。二、系统设计基本参数表3-3-4 I级、II级堆垛储物仓库的系统设计基本参数火灾危险等级储物高度(m)喷水强度(L/min)作用面积()持续喷水时间(h)仓库危险级级3.03.581601.03.54.582001.54.56.0106.07.514仓库危险级级3.03.5102002.03.54.5124.56.0166.07.522注：本表适用于室内最大净空高度不超过9.0m的仓库。二、系统设计基本参数表3-3-5 III级分类堆垛储物仓库的系统设计基本参数最大储物高度（m）最大净空高度（m）喷水强度(L/min)作用面积（）持续喷水时间（h）袋装与无包装发泡塑料、橡胶箱装发泡塑料、橡胶箱装与袋装不发泡塑料、橡胶无包装不发泡塑料、橡胶1.57.58.024013.54.516.016.012.012.06.024.522.020.516.59.532.528.524.518.54.56.020.518.516.512.07.532.528.524.518.56.07.524.522.518.514.59.036.534.528.522.57.59.030.528.522.518.5二、系统设计基本参数2货架储物仓库I级、II级仓库危险级的货架储物仓库，系统的设计基本参数应符合表3-3-6的要求。二、系统设计基本参数表3-3-6 I级、II级货架储物仓库的系统设计基本参数火灾危险等级储物高度（m）喷水强度（Lminm 2）作用面积（m 2）持续喷水时间（h）单排、双排货架仓库危险级级3.03.582001.53.54.5124.56.018仓库危险级级3.03.5122401.53.54.5152802.0多排货架仓库危险级级3.54.5122001.54.56.0186.07.512+1J仓库危险级级3.03.5123.54.5184.56.012+1J6.07.512+2J二、系统设计基本参数3混储仓库当级、级仓库危险级的仓库中混杂储存有级仓库危险级的货品时，系统的设计基本参数应符合表3-3-7的要求。二、系统设计基本参数表3-3-7混储仓库的系统设计基本参数储存货品类 别储存方式储物高度（m）最大净空高度（m）喷水强度(L/min)作用面积（）持续喷水时间（h）储物中包括沥青制品或者箱装A组塑料、橡胶堆垛/货架1.59.081601.51.53.04.5122402.01.53.06.0162402.03.03.55.0堆垛3.03.58.0162402.0货架1.53.59.08+1J1602.0储物中包括袋装A组塑料、橡胶堆垛/货架1.59.081601.51.53.04.5162402.03.03.55.0堆垛1.52.59.0162402.0储物中包括袋装不发泡A组塑料、橡胶堆垛/货架1.53.060162402.0储物中包括袋装发泡A组塑料、橡胶货架1.53.06.08+1J1602.0储物中包括轮胎或纸卷堆垛/货架1.53.59.0122402.0注：1无包装的塑料橡胶视同纸袋、塑料袋包装。2货架内置喷头应采用与顶板下喷头相同的喷水强度，用水量应按开放6只喷头确定。二、系统设计基本参数4、采用早期抑制快速响应喷头的仓库采用早期抑制快速响应喷头的仓库，其系统设计基本参数不应低于表3-3-8的规定。二、系统设计基本参数表3-3-8采用早期抑制快速响应喷头仓库系统设计基本参数储物类别最大净空高度(m)最大储物高度(m)喷头流量系数K喷头最大间距(m)作用面积内开放的喷头数喷头最低工作压力(MPa)级、级、沥青制品、箱装不发泡塑料9.07.52003.7120.353600.1010.59.02003.0120.503600.1512.010.5200120.503600.2013.512.0360120.30袋装不发泡塑料9.07.52003.7120.352400.259.57.5200120.402400.3012.010.52003.0120.502400.35箱装发泡塑料9.07.52003.7120.359.57.5200120.402400.30注：早期抑制快速响应喷头在保护最大高度范围内，如有货架应为通透性层板。二、系统设计基本参数（四）局部应用系统设计基本参数室内最大净空高度不超过8m、且保护区域总建筑面积不超过1000的民用建筑可采用局部应用湿式自动喷水灭火系统，但系统应采用快速响应喷头，喷水强度不应低于6L/min，持续喷水时间不应低于0.5h。喷头的选型、布置和作用面积（按开放喷头数确定），应符合下列要求：1采用K80快速响应喷头的系统采用流量系数K80快速响应喷头的系统，喷头的布置应符合中危险级级场所的有关规定，作用面积应符合表3-3-9的规定。二、系统设计基本参数表3-3-9局部应用系统采用流量系数K80快速响应喷头时的作用面积保护区域总建筑面积和最大厅室建筑面积开放喷头数保护区域总建筑面积超过300或最大厅室建筑面积超过20010只保护区域总建筑面积不超过300最大厅室建筑面积不超过200 8只最大厅室内喷头少于6只大于最大厅室内喷头数2只最大厅室内喷头少于3只5只2采用K115快速响应扩展覆盖喷头的系统采用K115快速响应扩展覆盖喷头的系统，同一配水支管上喷头的最大间距和相邻配水支管的最大间距，正方形布置时不应大于4.4m，矩形布置时长边不应大于4.6m，喷头至墙的距离不应大于2.2m，作用面积应按开放喷头数不少于6只确定。二、系统设计基本参数（五）水幕系统设计基本参数水幕系统的设计基本参数应符合表3-3-10的要求。表3-3-10水幕系统设计基本参数水幕类别喷水点高度(m)喷水强度（L/s.m）喷头工作压力(MPa)防火分隔水幕1220.1防护冷却水幕40.5注：防护冷却水幕的喷水点高度每增加1m,喷水强度应增加0.1L/s.m，但超过9 m时喷水强度仍采用1.0L/s.m。二、系统设计基本参数（六）持续喷水时间除特殊规定外，系统的持续喷水时间，应按火灾延续时间不小于1.0h确定。第四节 系统主要组件及设置要求自动喷水灭火系统主要由洒水喷头、报警阀组、水流指示器、压力开关、末端试水装置和管网等组件组成，本节主要介绍其结构组成和设置要求。第四节 系统主要组件及设置要求一、洒水喷头二、报警阀组三、水流指示器四、压力开关五、末端试水装置六、管道一、洒水喷头根据结构组成和安装方式，洒水喷头分为不同的类型，其设置要求也有所区别。一、洒水喷头（一）喷头分类洒水喷头按结构分按热敏元件分闭式喷头下垂型喷头直立式边墙型喷头水平式边墙型喷头玻璃泡喷头易熔合金喷头按安装方式分开式喷头直立型喷头吊顶隐蔽型喷头图3-3-11 洒水喷头分类图一、洒水喷头图3-3-12 各种闭式喷头构造图3-3-13 水幕喷头构造一、洒水喷头图3-3-14 玻璃泡和易熔合金元件喷头构造1-溅水盘 2-调整螺丝 3-玻璃泡 1-溅水盘 2-调整螺丝 3-悬臂支撑4-框架 5-密封垫及封堵 4-热敏感元件 5-密封垫及封堵 6-框架一、洒水喷头根据喷头的热敏性能指标，喷头分为早期抑制快速响应（ESFR）喷头、快速响应喷头和标准响应喷头。早期抑制快速响应（ESFR）喷头的响应时间指数为RTI28(ms)0.5；快速响应喷头的响应时间指数为RTI50(ms)0.5；标准响应喷头的响应时间指数为RTI80(ms)0.5。根据国家标准自动喷水灭火系统第1部分：洒水喷头GB5135.1，玻璃泡洒水喷头的公称动作温度分成13个温度等级，易熔合金元件喷头分成7个温度等级。为了区分不同公称动作温度的喷头，将感温玻璃泡中的液体和易熔合金喷头的轭臂标识不同的颜色，见表3-3-11。一、洒水喷头表3-3-11 闭式喷头的公称动作温度和色标玻璃泡喷头易熔合金喷头公称动作温度()工作液色标公称动作温度()轭臂色标57橙5777本色68红80107白79黄121149蓝93绿163191红100灰204246绿121天蓝260302橙141蓝320343橙163淡紫182紫红204黑227黑260黑343黑一、洒水喷头（二）喷头选型与设置要求1喷头选型（1）对于湿式自动喷水灭火系统，在吊顶下布置喷头时，应采用下垂型或吊顶型喷头；顶板为水平面的轻危险级、中危险级I级居室和办公室，可采用边墙型喷头；易受碰撞的部位，应采用带保护罩的喷头或吊顶型喷头；在不设吊顶的场所内设置喷头，当配水支管布置在梁下时，应采用直立型喷头。（2）对于干式系统和预作用系统，应采用直立型喷头或干式下垂型喷头。（3）对于水幕系统，防火分隔水幕应采用开式洒水喷头或水幕喷头，防护冷却水幕应采用水幕喷头。（4）对于公共娱乐场所，中庭环廊，医院、疗养院的病房及治疗区域，老年、少儿、残疾人的集体活动场所，地下的商业及仓储用房，宜采用快速响应喷头。（5）闭式系统的喷头，其公称动作温度宜高于环境最高温度30。一、洒水喷头2喷头布置同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定，并应符合表3-3-12的要求。表3-3-12 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距喷水强度(L/min)正方形布置的边长（m）矩形或平行四边形布置的长边边长（m）一只喷头的最大保护面积（）喷头与端墙的最大距离（m）44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.7123.03.69.01.5一、洒水喷头同一场所内的喷头应布置在同一个平面上，并应贴近顶板安装，使闭式喷头处于有利于接触火灾烟气的位置。直立型、下垂型标准喷头溅水盘与顶板的距离不应小于75mm、不应大于150mm。当在梁或其他障碍物的下方布置喷头时，喷头与顶板之间的距离不得大于300mm。梁和障碍物及密肋梁板下布置的喷头，溅水盘与梁等障碍物及密肋梁板底面的距离，不得小于25mm不得大于100mm。在梁间布置的喷头，在符合喷头与梁等障碍物之间距离规定的前提下，喷头溅水盘与顶板的距离不应大于550mm，以避免洒水遭受阻挡。仍不能达到上述要求时应在梁底面下方增设喷头。净空高度不超过8m的场所，间距不超过44（m）的十字梁，可在梁间布置1只喷头，其保护范围内的喷水强度应采取提高喷头工作压力或采用大流量喷头的方法予以保证。一、洒水喷头边墙型喷头的最大保护跨度和间距应符合表3-3-13的规定。表3-3-13 边墙型标准喷头的最大保护跨度和间距（m）设置场所火灾危险等级轻危险级中危险级级配水支管上喷头的最大间距3.63.0单排喷头的最大保护跨度3.63.0两排相对喷头的最大保护跨度7.26.0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。一、洒水喷头边墙型喷头的两侧1m和前方2m范围内，以及顶板或吊顶下不得有阻挡喷水的障碍物。边墙型标准喷头溅水盘与顶板的距离应符合表3-3-14的规定。表3-3-14 边墙型标准喷头布置要求（mm）边墙型喷头型式溅水盘与顶板的距离溅水盘与背墙的距离直立式10015050100水平式150300可小于100早期抑制快速响应（ESFR）喷头的布置应符合表3-3-15的要求。表3-3-15 ESFR喷头溅水盘与顶板的距离（mm）喷头安装方式直立型下垂型不应小于不应大于不应小于不应大于溅水盘与顶板的距离100150150360二、报警阀组自动喷水灭火系统根据不同的系统，选用不同的报警阀组。二、报警阀组（一）报警阀组分类及其组成报警阀组分为湿式报警阀组、干式报警阀组、雨淋报警阀组和预作用报警装置。1.湿式报警阀组（1）报警阀组的组成。湿式报警阀是湿式系统的专用阀门，只允许水流入系统并在规定压力、流量下驱动配套部件报警的一种单向阀。湿式报警阀组结构为止回阀，开启条件与入口压力及出口流量有关，与延迟器、水力警铃、压力开关、控制阀等组成报警阀组，如图3-3-15所示。二、报警阀组图3-3-15湿式报警阀组1-水力警铃 2-延迟器 3-过滤器 4-试验球阀 5-水源控制阀6-进水侧压力表 7-出水侧压力表 8-排水球阀 9-报警阀 10-压力开关二、报警阀组图3-3-16 隔板座圈型湿式报警阀（2）报警阀工作原理。湿式报警阀组中报警阀的结构有两种，即隔板座圈型和导阀型。隔板座圈型湿式报警阀的结构见图3-3-16。1-阀体 2-报警口 3-阀瓣 4-补水单向阀 5-测试口6-检修口 7-阀盖 8-座圈 9-支架二、报警阀组隔板座圈型湿式报警阀上设有进水口、报警口、测试口、检修口和出水口，阀内部设有阀瓣、阀座等组件，是控制水流方向的主要可动密封件。在准工作状态，阀瓣上下充满水，水压强近似相等。由于阀瓣上面与水接触的面积大于下面的水接触面积，阀瓣受到的水压合力向下。在水压力及自重的作用下，阀瓣坐落在阀座上，处于关闭状态。当水源压力出现波动或冲击时，通过补偿器(或补水单向阀)使上下腔压力保持一致，水力警铃不发生报警，压力开关不接通，阀瓣仍处于准工作状态。补偿器具有防止误报或误动作功能。闭式喷头喷水灭火时，补偿器来不及补水，阀瓣上面的水压下降，当下降到使下腔的水压足以开启阀瓣时，下腔的水便向洒水管网及动作喷头供水，同时水沿着报警阀的环形槽进入报警口，流向延迟器、水力警铃，警铃发出声响报警，压力开关开启，给出电接点信号报警并启动自动喷水灭火系统给水泵。二、报警阀组（3）延迟器工作原理。延迟器是一个罐式容器，见图3-3-17,入口与报警阀的报警水流通道连接，出口与压力开关和水力警铃连接，延迟器入口前安装过滤器。在准工作状态下可防止因压力波动而误报警。当配水管道发生渗漏时，有可能引起湿式报警阀阀瓣的微小开启，使水进入延迟器。但是，由于流量小，进入延迟器的水量会从延迟器底部的节流孔排出，使延迟器无法充满水，更不能从出口流向压力开关和水力警铃。只有当湿式报警阀开启，经报警通道进入延迟器水流将延迟器注满并由出口溢出，才能驱动水力警铃和压力开关。二、报警阀组图3-3-17 延迟器二、报警阀组（4）水力警铃工作原理。水力警铃是一种靠水力驱动的机械警铃，安装在报警阀组的报警管道上。报警阀开启后，水流进入水力警铃并形成一股高速射流，冲击水轮带动铃锤快速旋转，敲击铃盖发出声响警报。水力警铃的构造见图3-3-18。图3-3-18 水力警铃构造图二、报警阀组2.干式报警阀组（1）干式报警阀组的组成。干式报警阀组主要由干式报警阀、水力警铃、压力开关、空压机、安全阀、控制阀等组成，如图3-3-19所示。报警阀的阀瓣将阀门分成两部分，出口侧与系统管路相连，内充压缩空气，进口侧与水源相连，配水管道中的气压抵住阀瓣，使配水管道始终保持干管状态，通过两侧气压和水压的压力变化控制阀瓣的封闭和开启。喷头开启后，干式报警阀自动开启，其后续的一系列动作类似于湿式报警阀组。二、报警阀组A-报警阀出口 B-充气口 C-注水排水口 D-主排水口 E-试警铃口 F-供水口 G-信号报警口 1-报警阀 2-水源控制阀 3-主排水阀 4-排水阀 5-注水阀 6-试警铃阀 7-止回阀 8-小孔阀 9-压力开关 10-警铃 11-低压压力开关 12-安全阀 13-压力表 14-止回阀图3-3-19干式报警阀组二、报警阀组（2）干式报警阀工作原理。干式报警阀的构造见图3-3-20。其中的阀瓣、水密封阀座、气密封阀座组成隔断水、气的可动密封件。在准工作状态，报警阀处于关闭位置，橡胶面的阀瓣紧紧地合于两个同心的水、气密封阀座上，内侧为水密封圈，外侧为气密封圈，内外侧之间的环形隔离室与大气相通，大气由报警接口配管通向平时开启的自动滴水球阀。在注水口加水，加到打开注水排水阀有水流出为止，然后关闭注水口。注水是为了使气垫圈起密封作用，防止系统中的空气泄漏到隔离室或大气中。只要管道的气压保持在适当值，阀瓣就始终处于关闭状态。二、报警阀组1-阀体 2-差动双盘阀板 3-充气塞 4-阀前压力表 5-阀后压力表 6-角阀7-止回阀 8-信号管 9-截止阀 10-截止阀 11-截止阀 12-小孔阀 13-总闸阀图3-3-20 干式报警阀构造图二、报警阀组3.雨淋报警阀组（1）雨淋报警阀组的组成。雨淋报警阀是通过电动、机械或其它方法开启，使水能够自动流入喷水灭火系统同时进行报警的一种单向阀。按照其结构可分为隔膜式、推杆式、活塞式、蝶阀式雨淋报警阀。雨淋报警阀广泛应用于雨淋系统、水幕系统、水雾系统、泡沫系统等各类开式自动喷水灭火系统中。雨淋报警阀组的组成见图3-3-21。二、报警阀组1-雨淋阀 2-自动滴水阀 3-排水球阀 4-供水控制阀 5-隔膜室压力表6-供水压力表 7-紧急手动控制装置 8-阀碟复位轴 9-节流阀图3-3-21雨淋报警阀组二、报警阀组（2）雨淋阀工作原理。雨淋阀是水流控制阀，可以通过电动、液动、气动及机械方式开启，其构造见图3-3-22。图3-3-22 雨淋阀构造示意图1-驱动杆总成 2-侧腔 3-固锥弹簧 4-节流孔 5-锁止机构 6-复位手轮7-上腔 8-检修盖板 9-阀瓣总成 10-阀体总成 11-复位扭簧 12-下腔二、报警阀组雨淋阀的阀腔分成上腔、下腔和控制腔三部分。控制腔与供水管道连通，中间设限流传压的孔板。供水管道中的压力水推动控制腔中的膜片、进而推动驱动杆顶紧阀瓣锁定杆，锁定杆产生力矩，把阀瓣锁定在阀座上。阀瓣使下腔的压力水不能进入上腔。控制腔泄压时，使驱动杆作用在阀瓣锁定杆上的力矩低于供水压力作用在阀瓣上的力矩，于是阀瓣开启，供水进入配水管道。二、报警阀组4.预作用报警装置预作用报警装置由预作用报警阀组、控制盘、气压维持装置和空气供给装置等组成，通过电动、气动、机械或者其他方式控制报警阀组开启，使水能够单向流入喷水灭火系统的同时进行报警的一种单向阀组装置。其结构如图3-3-23所示。二、报警阀组图3-3-23预作用报警装置示意图二、报警阀组1、启动电磁阀，2、远程引导启动方式接口，3、紧急启动盒，4、隔膜室压力表，5、补水压力表，6、隔离单向阀，7、底水漏斗，8、加底水阀，9、试验排水阀，10、压力开关，11、压缩空气接口，12、排多余底水阀，13、水力警铃，14、警铃排水口，15、报警通道过滤器，16、雨淋报警阀，17、报警试验阀，18、滴水阀，19、报警试验阀，20、排水阀，21、报警试验排水口，22、进水蝶阀，23、补水软管，24、紧急启动排水口，25、补水通道过滤器，26、补水阀，27、紧急启动阀，28、补水隔离单向阀。二、报警阀组（二）报警阀组设置要求自动喷水灭火系统应根据不同的系统型式设置相应的报警阀组。保护室内钢屋架等建筑构件的闭式系统，应设置独立的报警阀组。水幕系统应设置独立的报警阀组或感温雨淋阀.报警阀组宜设在安全及易于操作、检修的地点，环境温度不低于4且不高于70，距地面的距离宜为1.2m。水力警铃应设置在有人值班的地点附近，其与报警阀连接的管道直径应为20mm，总长度不宜大于20m；水力警铃的工作压力不应大于0.05MPa。一个报警阀组控制的喷头数，对于湿式系统、预作用系统不宜超过800只，对于干式系统不宜超过500只。串联接入湿式系统配水干管的其他自动喷水灭火系统，应分别设置独立的报警阀组，其控制的喷头数计入湿式阀组控制的喷头总数。每个报警阀组供水的最高和最低位置喷头的高程差不宜大于50m。控制阀安装在报警阀的入口处，用于系统检修时关闭系统。控制阀应保持常开位置，保证系统时刻处于警戒状态。使用信号阀时，其启闭状态的信号反馈到消防控制中心；使用常规阀门时，必须用锁具锁定阀板位置。三、水流指示器（一）水流指示器的组成水流指示器是用于自动喷水灭火系统中将水流信号转换成电信号的一种水流报警装置，一般用于湿式、干式、预作用、循环启闭式、自动喷水-泡沫联用系统中。水流指示器的叶片与水流方向垂直，喷头开启后引起管道中的水流动，当浆片或膜片感知水流的作用力时带动传动轴动作，接通延时线路，延时器开始计时。到达延时设定时间后叶片仍向水流方向偏转无法回位，电触点闭合输出信号。当水流停止时，叶片和动作杆复位，触点断开，信号消除。水流指示器的结构见图3-3-24。三、水流指示器图3-3-24螺纹式和法兰式水流指示器三、水流指示器（二）水流指示器设置要求水流指示器的功能是及时报告发生火灾的部位。设置闭式自动喷水灭火系统的建筑内，每个防火分区和每个楼层均应设置水流指示器。当水流指示器前端设置控制阀时，应采用信号阀。仓库内顶板下喷头与货架内喷头应分别设置水流指示器。四、压力开关（一）压力开关组成压力开关是一种压力传感器，是自动喷水灭火系统中的一个部件，其作用是将系统的压力信号转化为电信号，报警阀开启后，报警管道充水，压力开关受到水压的作用后接通电触点，输出报警阀开启及启动供水泵的信号，报警阀关闭时电触点断开。压力开关构造见图3-3-25。图3-3-25压力开关四、压力开关（二）压力开关设置要求压力开关安装在延迟器出口后的报警管道上。自动喷水灭火系统应采用压力开关控制稳压泵，并应能调节启停稳压泵的压力。雨淋系统和防火分隔水幕，其水流报警装置宜采用压力开关。五、末端试水装置（一）装置组成末端试水装置由试水阀、压力表以及试水接头等组成，其作用是检验系统的可靠性，测试干式系统和预作用系统的管道充水时间。末端试水装置构造见图3-3-26。五、末端试水装置1-截止阀 2-压力表 3-试水接头 4-排水漏斗 5-最不利点处喷头图3-3-26 末端试水装置五、末端试水装置（二）设置要求每个报警阀组控制的最不利点喷头处应设置末端试水装置，其他防火分区和楼层应设置直径为25mm的试水阀。末端试水装置和试水阀应设在便于操作的部位，且应有足够排水能力的排水设施。末端试水装置应由试水阀、压力表以及试水接头组成。末端试水装置出水口的流量系数K，应与系统同楼层或同防火分区选用的喷头相等。末端试水装置的出水，应采取孔口出流的方式排入排水管道。六、管道配水管道应采用内外壁热镀锌钢管或铜管、涂覆钢管和不锈钢管，其工作压力不应大于1.20MPa。系统管道的连接应采用沟槽式连接件（卡箍），或丝扣、法兰连接。配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数，轻、中危险级场所不应超过8只，同时在吊顶上下安装喷头的配水支管，上下侧均不超过8只。严重危险级和仓库危险级场所不应超过6只。短立管及末端试水装置的连接管，其管径不应小于25mm。思考题1、自动喷水灭火系统如何分类？2、自动喷水灭火系统的适用范围有哪些？3、湿式、干式、预作用自动喷水灭火系统的主要区别在哪里？4、湿式自动喷水灭火系统有哪些主要部件组成？5、干式自动灭火系统的工作原理？6、预作用自动喷水灭火系统的工作原理？参考文献1GB50084-2001.自动喷水灭火系统设计规范S.2GB50261-2005.自动喷水灭火系统施工及验收规范S.3中国消防手册第六卷.上海科技出版社.2007.