安全工程畢業(yè)論文-- 建筑消防中自動噴水滅火系統(tǒng)及其水利計算分析

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文)</p><p>　　專 業(yè) 安全工程 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號

2、 </p><p>　　課 題 建筑消防中自動噴水滅火系統(tǒng)及 </p><p>　　其水利計算分析 </p><p>　　指導(dǎo)教師 教授 </p><p>　　2013 年 6 月 13 日</p><

3、;p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文)</p><p>　　論文題目：建筑消防中自動噴水滅火系統(tǒng)及</p><p><b>　　其水力計算分析 </b></p><p><b>　　專業(yè)班級：</b></p><p><b>　　作者姓名：</b></p>&

4、lt;p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p><b>　　完成時間：</b></p><p>　　Anhui Jianzhu University</p><p>　　A Dissertation for Bachelor’s Degree</p><p>　　Studies on

5、 the Building Fire Automatic Sprinkler System</p><p>　　And Hydraulic Calculation</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國近幾年來的重大火災(zāi)的時常發(fā)生，造成很嚴(yán)重的經(jīng)損失和人員傷亡，消費問題越來越收到普通老百姓的關(guān)注。當(dāng)今消防問題

6、已經(jīng)成為民生問題，越來越多的人都開始關(guān)注消防，從最近幾年的消防事故中我們可以看出，其實消防與我們每個人密切相關(guān)。而動噴水滅火系統(tǒng)是滅火效率高又經(jīng)濟(jì)的一種滅火系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)正廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中，是自動撲滅初期火災(zāi)的最好措施，可將火災(zāi)損失減少到最低限度。自動噴水滅火系統(tǒng)是目前世界上最可靠、最經(jīng)濟(jì)的建筑防火措施，在歐洲和美國、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家，它已經(jīng)成為了建筑防火措施中最重要的一環(huán)。</p><p>　　本

7、文就火災(zāi)的特點和災(zāi)造成的損失開始，簡單的說明現(xiàn)行我國的目前多采用的消防措施。重點說明自動噴水滅火系統(tǒng)，對自動噴水滅火系統(tǒng)組成進(jìn)行簡單介紹，通過對自動噴水滅火系統(tǒng)基本的水力計算方法及我國現(xiàn)行主要的計算方法的詳細(xì)分析，根據(jù)水力學(xué)原理和水利計算公式，對某建筑進(jìn)行水利計算和消防設(shè)計的分析。</p><p>　　關(guān)鍵字：建筑火災(zāi) ；自動噴水滅火系統(tǒng)；水力計算；工程實例 </p><p><b&

8、gt;　　Abstract</b></p><p>　　With the serious fire in recent years in our country frequently，Caused serious the damage and casualties，The consumption problem has received more and more ordinary people

9、9;s attention。The fire has become the people's livelihood, more and more people are beginning to pay attention to the fire，In recent years the fire accident, we can see that, in fact, fire and we are closely related

10、to each person。Along with reform and open policy penetrating with our country national strength enhancement, the a</p><p>　　In this paper, the features and the disaster loss caused by the fire started, The p

11、resent of our country at present the fire fighting measures simple Focusing on the automatic sprinkler system After analyzing the basic hydraulic calculation methods of automatic sprinkler system and the current hydrauli

12、c calculation methods of china in detail， According to hydraulics principle and hydraulic calculation formula, and theoretically deducing the discharge relation between sprayers on branch lines, Hy</p><p>　　

13、Key word: Building fire , The sprinkler system , Hydraulic calculation , The project instance</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　Abstract

14、II</p><p>　　第一章 緒 論1</p><p>　　1. 1 概述1</p><p>　　1.1.1 我國火災(zāi)現(xiàn)狀與特點1</p><p>　　1.1.2 目前建筑消防的主要措施2</p><p>　　1.1.3 自動噴水滅火系統(tǒng)與消火栓滅火系統(tǒng)的比較3</p><

15、;p>　　1.2 課題的提出及研究意義3</p><p>　　1.3 我國自噴系統(tǒng)與國外先進(jìn)國家的差距4</p><p>　　1.3.1 技術(shù)方面的差距4</p><p>　　1.3.2 應(yīng)用范圍6</p><p>　　1.3.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀6</p><p>　　1.4 自動噴水滅火系

16、統(tǒng)的發(fā)展前景8</p><p>　　1.5 本文主要研究內(nèi)容8</p><p>　　第二章自動噴水滅火系統(tǒng)分析9</p><p>　　2.1 自動噴水滅火系統(tǒng)的分類9</p><p>　　2.1.1 濕式自噴系統(tǒng)9</p><p>　　2.2.2 干式自噴系統(tǒng)10</p><p&

17、gt;　　2.2.3 預(yù)作用自噴系統(tǒng)10</p><p>　　2.2 自動噴水滅火系統(tǒng)的基本要求11</p><p>　　2.3 噴頭和管網(wǎng)的布置12</p><p>　　2.3.1 噴頭的布置原則和布置形式12</p><p>　　2.3.2 噴頭的布置間距問題15</p><p>　　2.4

18、報警閥17</p><p>　　2.5 末端試水裝置18</p><p>　　2.5.1 末端試水裝置的功能和設(shè)置18</p><p>　　2.6 消防水箱18</p><p>　　2.7 自動噴水滅火系統(tǒng)的減壓措施19</p><p>　　2.8 本章小結(jié)19</p><p&

19、gt;　　第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計算20</p><p>　　3.1 自噴系統(tǒng)的水力計算方法20</p><p>　　3.1.1 歐美現(xiàn)行的自噴系統(tǒng)水力計算方20</p><p>　　3.1.2 我國現(xiàn)行的自噴系統(tǒng)水力計算方法20</p><p>　　3.2 自噴系統(tǒng)基本公式及水力計算21</p>&l

20、t;p>　　3.2.1 自動噴水滅火系統(tǒng)的基本參數(shù)21</p><p>　　3.2.2 “矩形面積一逐點法”算法及公式22</p><p>　　3.2.3 管道流量計算24</p><p>　　3.2.4. 管系特性系數(shù)24</p><p>　　3.2.5. 管道水頭損失計算25</p><p&

21、gt;　　3.2.6. 水泵揚程或系統(tǒng)入口的供水壓力27</p><p>　　3.2.7 減壓措施的水頭損失27</p><p>　　第四章 工程實例29</p><p>　　4.1 確定該建筑物的火災(zāi)危險等級29</p><p>　　4.2 確定設(shè)計技術(shù)類型30</p><p>　　4.3 選擇和

22、布置噴頭30</p><p>　　4.4 管網(wǎng)布置31</p><p>　　4.5 水力計算33</p><p>　　4.6 選擇消防水泵35</p><p>　　第五章 總結(jié)與展望39</p><p>　　5.1總 結(jié)39</p><p>　　5.2建 議39</

23、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p><b>　　致 謝42</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1. 1 概 述</p><p>　　1.1.1 我國火災(zāi)現(xiàn)狀與特點<

24、/p><p>　　隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐的加快，我國的特大火災(zāi)發(fā)生率上升速度較快。2004年2月15日，吉林省吉林市中百商廈發(fā)生特大火災(zāi)，造成54人死亡;2004年7月28日，浙江省溫州市輝煌皮革有限公司發(fā)生特大火災(zāi)，造成18人死亡[1]。2009年1月31日，福建省長樂市拉丁酒吧生日聚會在桌上發(fā)煙花引起火災(zāi)造成15人死亡，2011年4月25日北京大興一層服裝加工車間內(nèi)用電短路并引發(fā)周圍可燃物燃燒，造成17人死亡，24

25、人受傷。由于原有老建筑，因過去經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，總想節(jié)省，而導(dǎo)致消防設(shè)施簡單化，加之近年來大量用電設(shè)施的增加，以及原有設(shè)施老化及維修失調(diào)，使火災(zāi)發(fā)生的概率在增高，因此我國近年來大火接連不斷。針對這種情況，我們應(yīng)研究對策解決上述問題，做到“防患于未然，責(zé)任重于泰山”[2]。</p><p>　　世界上主要國家上個世紀(jì)末的火災(zāi)統(tǒng)計情況[3] 見表1.1，從表中可以看出與發(fā)達(dá)國家相比，我國每年的起火次數(shù)較少，但死亡人數(shù)較多，

26、我國每年的總火災(zāi)次數(shù)在10個國家中排在倒數(shù)第二，但死亡人數(shù)排在第5位，若按千次火災(zāi)平均死亡人數(shù)則我國排在第2位，是各國平均值的近5倍。這說明我國的消防保護(hù)體系，對生命安全的保護(hù)還有一定的差距，值得提高全民的防火安全觀念，以及普遍提高我國的有效消防設(shè)施水平，特別是提高自動噴水滅火系統(tǒng)的普及率[4]。</p><p>　　表1.1 20世紀(jì)90年代若干國家的火災(zāi)統(tǒng)計</p><p>　　由于

27、現(xiàn)代社會財富的積累相當(dāng)高，現(xiàn)代的家庭、辦公、以及其他娛樂場所的裝修和家具己不可同日而語。主要體現(xiàn)在用電量大增、可燃物更多、以及塑料制品的大量使用。20世紀(jì)50年代，絕大部分家庭、公共場所、辦公、商場等的裝修都比較簡單，基本是地面為水泥地面或水磨石，墻面為石灰粉白，而現(xiàn)在的裝修檔次相當(dāng)高，有木墻裙、軟包、木地板、地毯，而家具則更多，材料的種類更多，塑料制品更是大量應(yīng)用。這些都使建筑物內(nèi)的火災(zāi)荷載增加，今天的住宅與50年前相比火災(zāi)荷載至少增

28、加了一倍，其它場所的火災(zāi)荷載也都有不少的增加，凡此種種都對消防提出了挑戰(zhàn)[5]。</p><p>　　1.1.2 目前建筑消防的主要措施</p><p>　　(1)防火分區(qū)系統(tǒng)它采用相應(yīng)耐火性能的建筑構(gòu)件或防火分隔物，將建筑物人為劃分為在一定時間內(nèi)防止火災(zāi)向同一建筑物的其它部分蔓延的局部空間。設(shè)置的目的是利用防火墻、板、防火門、防火卷簾等裝置將火勢封閉在局部空間內(nèi)，阻止其蔓延，以有利于消

29、防撲救。</p><p>　　(2)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是由觸發(fā)裝置、火災(zāi)報瞥裝置以及其它輔助功能的裝置組成的火災(zāi)報警系統(tǒng)。它是人們?yōu)榱嗽缙诎l(fā)現(xiàn)、通報火情，并及時采取有效措施控制和撲滅火災(zāi)而設(shè)置在建筑物中或其它場所的一種自動報警系統(tǒng)。</p><p>　　(3)消火栓滅火系統(tǒng)消火栓滅火系統(tǒng)長期作為一種最基本的滅火設(shè)施，占據(jù)著我國消防體系的主導(dǎo)地位，從數(shù)百米的超高層到幾米的低層建

30、筑都設(shè)置。利用消火栓滅火系統(tǒng)進(jìn)行滅火需要兩個基本要素:一是消火栓設(shè)備;二是消火栓的使用者一消防隊員。</p><p>　　(4)自動噴水滅火系統(tǒng)自動噴水滅火系統(tǒng)依靠閉式噴頭或開式噴頭噴水滅火。噴頭集火情探測與噴水技術(shù)于一體，建筑物內(nèi)失火后燃燒產(chǎn)生的熱量使噴頭的熱敏元件啟動，噴頭噴水滅火。同時系統(tǒng)中的水流指示器向消防控制中心報警，并顯示失火地點。報警閥的壓力開關(guān)也向消防控制中心報瞥并啟動消防水泵。水力警鈴也同時發(fā)出

31、聲音報警。自動噴水滅火系統(tǒng)實施滅火僅依靠其系統(tǒng)本身，而不需要外界的支持。</p><p>　　從上面的四項建筑消防技術(shù)可以看出，防火分區(qū)系統(tǒng)僅僅具備防止火災(zāi)蔓延功能?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)也僅具備火災(zāi)報警功能，而無防火功能。在具備滅火功能的設(shè)施中，消火栓滅火系統(tǒng)受人為因素影響較大，真正同時具備防火、控火和滅火功能的技術(shù)設(shè)施是自動噴水滅火系統(tǒng)[6]。</p><p>　　1.1.3 自動噴水滅火

32、系統(tǒng)與消火栓滅火系統(tǒng)的比較</p><p>　　從滅火效果來看，自動噴水滅火系統(tǒng)明顯優(yōu)于消火栓滅火系統(tǒng)。與自動噴水滅火系統(tǒng)相比，消火栓滅火系統(tǒng)具有以下不足:</p><p>　　(1)自動化程度低自動噴水滅火系統(tǒng)能自動感知火災(zāi)、報警、開啟噴頭、控火、滅火。在正常工作狀態(tài)下，這種裝置晝夜24h都處于準(zhǔn)動作狀態(tài)，不會因現(xiàn)火情或報警不及時而延誤撲救，導(dǎo)致火災(zāi)蔓延擴(kuò)大。而消火栓滅火系統(tǒng)的今基本要素

33、中有一個是人，即消防隊員?；馂?zāi)發(fā)生后，如果消防隊員沒有到達(dá)現(xiàn)場，消火栓滅火系統(tǒng)的滅火功能難以正常發(fā)揮。</p><p>　　(2)消防栓滅火效率低自動噴水滅火系統(tǒng)的滅火效率高，根據(jù)美國國家消防協(xié)的統(tǒng)計資料，自動噴水滅火系統(tǒng)滅火、控火的成功率高達(dá)96.2﹪;美國紐約市1969年至1978年十年間，自動噴水滅火系統(tǒng)滅火成功率達(dá)到98.496﹪;澳大利亞和新西蘭報道的滅火成功率達(dá)到99.8﹪[7]。同自動噴水滅火系統(tǒng)相

34、比，消火栓滅火系統(tǒng)，主要供消防人員或受過專門培訓(xùn)的人員使用。事實上，消防人員到達(dá)現(xiàn)場滅火時都是利用自帶設(shè)備從火災(zāi)現(xiàn)場外圍開始滅火，建筑物內(nèi)的消火栓滅火系統(tǒng)很少被真正利用，其使用率較低。</p><p>　　(3)滅火時間長，損失大根據(jù)美國消防協(xié)會的統(tǒng)計資料，自動噴水滅火系統(tǒng)從 火災(zāi)發(fā)生到火災(zāi)被系統(tǒng)撲滅，時間一般不會超過10分鐘[7]。自動噴水滅火系統(tǒng)撲滅火災(zāi)時間短的主要原因在于自動噴水滅火系統(tǒng)進(jìn)行滅火時，火災(zāi)往往

35、都處于初期，火勢小，易于撲滅，同時造成損失就相應(yīng)較小。消火栓系統(tǒng)滅火發(fā)揮功能的個必要要素是消防隊員的參與，我國的火災(zāi)統(tǒng)計資料表明，消防隊員從接到報警至到達(dá)現(xiàn)場開始撲火，至少需要15分鐘左右的時間[8]。這樣在火災(zāi)初期，火勢得不到控制，會迅速蔓延開來，即使消防隊員將火迅速撲滅，往往也造成了較大的財產(chǎn)損失。</p><p>　　1.2 課題的提出及研究意義</p><p>　　綜合上述我國火

36、災(zāi)現(xiàn)狀和特點，一旦發(fā)生火災(zāi)，尤其是在那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣、火災(zāi)隱患大的建筑物中，如果不能及時地?fù)錅缫欢〞o經(jīng)濟(jì)和生命財產(chǎn)造成巨大的損失。目前我國建筑消防體系中占主導(dǎo)地位的滅火系統(tǒng)是消火栓滅火系統(tǒng)。但通過上述對比，我們發(fā)現(xiàn)消火栓滅火系統(tǒng)存在著種種不利于快速滅火的環(huán)節(jié)，可能達(dá)不到及時控制火災(zāi)的效果。反之，自動噴水滅火系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)并能夠?qū)馂?zāi)進(jìn)行有效的控制(即滅火)。從全世界范圍看，目前最有效的滅火、控火方式就是利用自動噴水滅火系統(tǒng)進(jìn)行

37、滅火，歐美許多國家早己確立了自動噴水滅火系統(tǒng)在建筑消防體系中的主導(dǎo)地位。</p><p>　　我國對自動噴水滅火系統(tǒng)的研究取得了很大的成果，但在目前的技術(shù)應(yīng)用中還存在著不足，在設(shè)計、施工、維護(hù)、管理等方面都還存在著缺陷，影響了系統(tǒng)滅火性能的發(fā)揮，這就要求我們進(jìn)行更深層次的研究，不斷完善自動噴水滅火系統(tǒng)。</p><p>　　自動噴水滅火系統(tǒng)，尤其是占據(jù)了70%以上份額的濕式自動噴水滅火系統(tǒng)

38、，作為一種滅火、控火于火災(zāi)初期的有效消防手段，越來越受到人們的重視，也是本文的研究對象。工程設(shè)計中人們對《自動噴水滅火設(shè)計規(guī)范))(以下簡稱《噴規(guī)》)中某些條款的理解存在著差異，特別是當(dāng)新“規(guī)范”開始實施時，廣大設(shè)計人員對“規(guī)范”中某些新的規(guī)定和條款有著不同的看法。在進(jìn)行自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計與水力計算時，偏向于使用經(jīng)驗方法確定自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)補斷餛 本課題正是基于上述，在總結(jié)我國自動噴水滅火系的發(fā)展?fàn)顩r、地位、作用及成果的前

39、提下，把自動噴水滅火系統(tǒng)從設(shè)計到運行這個過程作為研究范圍，來進(jìn)行自動噴水滅火系統(tǒng)及其水力計算的研究。</p><p>　　1.3 我國自噴系統(tǒng)與國外先進(jìn)國家的差距</p><p>　　盡管我國已有70多年的使用歷史和50多年自行設(shè)計、安裝、調(diào)試和管理經(jīng)</p><p>　　驗，但同國外己有上百年應(yīng)用歷史，擁有先進(jìn)技術(shù)的國家相比，我國自噴系統(tǒng)的</p>

40、<p>　　差距還相當(dāng)大，可以具體總結(jié)為以下幾個方面。</p><p>　　1.3.1 技術(shù)方面的差距</p><p>　　技術(shù)方面的差距國外應(yīng)用自動噴水滅火系統(tǒng)己有一百多年的歷史。在這長達(dá)一個多世紀(jì)的時間里，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家，投入巨資進(jìn)行系統(tǒng)的研制與開發(fā)，具有更高滅火效率、可以實用不同場所、不同環(huán)境的先進(jìn)系統(tǒng)不斷出現(xiàn)。在系統(tǒng)類型上，除了在我國經(jīng)常使用的濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、

41、預(yù)作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)和水幕系統(tǒng)外，還研制出重復(fù)啟閉預(yù)作用系統(tǒng)、自動噴水一泡沫聯(lián)用滅火系統(tǒng)、快速響應(yīng)早期滅火噴頭的自動噴水滅火系統(tǒng)和先進(jìn)的炮系統(tǒng)。在噴頭的研制方面，根據(jù)不同環(huán)境和不同的使用場所研制出適合各自條件的噴頭。除了常見的標(biāo)準(zhǔn)噴頭外，還研制推廣快速響應(yīng)噴頭、擴(kuò)展覆蓋邊墻型噴頭和快速響應(yīng)早期滅火噴頭、大水滴噴頭等特種噴頭以及家庭自噴系統(tǒng)所使用的噴頭。</p><p>　　其實，從消防水炮的事例就可以看出我國與國

42、外在自動噴水滅火系統(tǒng)在技術(shù)上的差異。先進(jìn)的水炮系統(tǒng)也是一種典型的自動噴水滅火系統(tǒng)，主要用于室內(nèi)高度大于13m的大空間場所。在日本、歐美，該系統(tǒng)在機(jī)場、體育館和展覽館等大空間場所使用較為普遍。國內(nèi)也有使用。國外對消防水炮的研制和應(yīng)用技術(shù)比較成熟。如日本所使用的日本報知機(jī)水炮，現(xiàn)有高、中、低三級產(chǎn)品。高級型水炮每臺炮水量為150L/s，射程為150~180m;中型水炮水量為70L/s，射程為60~80m;而低級型水炮射程為18~20m。報知

43、機(jī)系列產(chǎn)品設(shè)計先進(jìn)，制作精良，性能優(yōu)越，而且能實現(xiàn)自動對焦，對準(zhǔn)著火點，以及實現(xiàn)與報警系統(tǒng)聯(lián)動。國內(nèi)于90年代開始消防水炮的研制。上海消防科研所“九五”攻關(guān)課題之一即是“消防水炮研制”，且已研制出射程可達(dá)70m的水炮產(chǎn)品。但上海消防科研所研制的水炮只是一種遙控水炮，不能實現(xiàn)自動對準(zhǔn)著火點，也不能實現(xiàn)同報警系統(tǒng)聯(lián)動。</p><p>　　1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)制定方面的差距</p><p>　　

44、標(biāo)準(zhǔn)制定方面的差距從1979年到現(xiàn)在，我國的《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》己經(jīng)頒布了四次，也經(jīng)歷了一個不斷修訂和改進(jìn)的過程，但是同英美等技術(shù)較發(fā)達(dá)國家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制訂過程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，還具有許多差距。具體表現(xiàn)在以下幾方面:第一修訂時間間隔過長美國對于制定的《自動噴水滅火系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)》，一般根據(jù)每年的技術(shù)進(jìn)步和當(dāng)前出現(xiàn)的實際情況和經(jīng)驗教訓(xùn)，每年或者兩年修訂一次，使規(guī)范的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步同步。在其規(guī)范建立的106年時間里，規(guī)范共計修訂了57

45、次，為自動噴水滅火系統(tǒng)的進(jìn)步和保證其高效的滅火效率作出了貢獻(xiàn)。我國對于修訂設(shè)計規(guī)范的間隔時間沒有規(guī)律弓從1985年頒布的第一本《自動噴水滅火設(shè)計規(guī)范》到2001年進(jìn)行重新修訂，時間跨度達(dá)到16年，在這期間出現(xiàn)的自動噴水滅火系統(tǒng)的新技術(shù)在實際應(yīng)用中缺乏依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。第二標(biāo)準(zhǔn)制定不完善美國在制定自噴系統(tǒng)的規(guī)范時，不僅類型全面，而且對于許多類型的自噴系統(tǒng)，不僅在NEPA 13中對其使用范圍、布置形式、約束條件和使用要求做出詳細(xì)規(guī)定，而且還單獨制

46、定出詳細(xì)規(guī)范來指導(dǎo)人們的使用。英國BSS306 PART II一自動噴水滅火系統(tǒng)安裝規(guī)范，給出了自動噴水滅火系統(tǒng)的12種</p><p>　　第三自主知識太少在我國，研究自動噴水滅火系統(tǒng)的科研機(jī)構(gòu)數(shù)量少，應(yīng)用范圍有限，來的經(jīng)驗相對較少。在制定自動噴水滅火系統(tǒng)的規(guī)范時，很多標(biāo)準(zhǔn)都是借鑒國外的標(biāo)準(zhǔn)來制定，而不是根據(jù)我國的國情從實際出發(fā)，例如火災(zāi)危險等級的劃分、火災(zāi)危險等級所對應(yīng)的噴水強度等。同時許多標(biāo)準(zhǔn)都是在制定后再

47、在實踐中去證實它的合理性，缺乏規(guī)范制定的前瞻性。</p><p>　　上述這些規(guī)范制定過程中的弊端己經(jīng)嚴(yán)重阻礙了自動噴水滅火系統(tǒng)新技術(shù)在我國的發(fā)展、推廣和廣泛應(yīng)用。</p><p>　　應(yīng)用范圍小在我國，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《高層民用建筑防火規(guī)范》根據(jù)我國國民經(jīng)濟(jì)水平，僅對火災(zāi)危險性大、經(jīng)濟(jì)損失大、政治影響大、發(fā)生火災(zāi)后人員傷亡嚴(yán)重的重點部位作了設(shè)置要求。目前，在美國的一些旅館、飯店都設(shè)

48、置自動噴水滅火系統(tǒng)，而不設(shè)消火栓系統(tǒng)，甚至不裝報警裝置;在香港則無論何種建筑、何種裝修標(biāo)準(zhǔn)(不能用水保護(hù)的場所除外)一律裝設(shè)自動噴水系統(tǒng)。根據(jù)國外資料介紹，上文提到的住宅自動噴水系統(tǒng)，在加拿大運用超過巧年，在澳大利亞、英國和美國也廣泛使用。但這一系統(tǒng)的實際應(yīng)用在我國還未見相關(guān)報道。</p><p>　　1.3.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　國外自動噴水滅火系統(tǒng)已有一百多年的發(fā)展

49、歷史，在這長達(dá)一個多世紀(jì)的時間內(nèi)，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，從研究到應(yīng)用，從局部應(yīng)用到普遍推廣，有過許許多多成功和失敗的教訓(xùn)。在總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，制定了本國的自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計、安裝的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，而且還進(jìn)行了一次又一次的修訂(如英國的《自動噴水滅火系統(tǒng)安裝規(guī)則》，美國的《自動噴水滅火系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)》等)。自動噴水滅火系統(tǒng)不但已經(jīng)在高層建筑、公共建筑、工業(yè)廠房和倉庫中推廣使用，而且發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在住宅建筑中開始安裝使用。在建筑防火設(shè)計中推廣應(yīng)用自動

50、噴水滅火系統(tǒng)，獲得了巨大的社會與經(jīng)濟(jì)效益。美國德克薩斯州佩雷樓市在1982年就已率先確立了自動噴水滅火系統(tǒng)在建筑消防中的主導(dǎo)地位，這一舉措使該市獲益不少，1997年至1998年度就節(jié)約了252萬英鎊，并使火災(zāi)損失減少到最低[8]。</p><p>　　在我國，自動噴水滅火系統(tǒng)的應(yīng)用也已有多年。早在1926年，上海的毛紡廠就開始安裝自動噴水滅火系統(tǒng)。從80年代初開始，我國對自動噴水滅火系統(tǒng)的產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)，并大量

51、在工程項目中使用。通過這些年來的系統(tǒng)研究，我國已建立了自動噴水滅火系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，成立了產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心，編制了設(shè)計、施工、驗收規(guī)范和安裝圖集。</p><p>　　在技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制定方面，我國先后發(fā)布了《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《自動噴水滅火系統(tǒng)施工與驗收規(guī)范))、《自動噴水滅火系統(tǒng):灑水噴頭性能要求和試驗方法》等規(guī)范和《室內(nèi)自動噴水滅火設(shè)施安裝》標(biāo)準(zhǔn)圖集。大大提高了我國自動噴水滅火系統(tǒng)的技術(shù)含量，

52、也有利于消防的管理。</p><p>　　在自動噴水滅火系統(tǒng)的理論上，我國開展了噴頭熱敏性能的量化和噴頭滅火效能影響的評價研究。噴頭的熱敏性能通過響應(yīng)時間指數(shù)((RTI)來反映。RTI越低，噴頭開放也就越快，其滅火效果也相對較好。噴頭的滅火效能與所需噴水密度(RDD)和噴頭實際送達(dá)的噴水密度(ADD)有關(guān)。當(dāng)噴頭空間的熱損失較小時，噴水穿過火焰上羽卷流送達(dá)的密度就相對提高。</p><p>

53、;　　在噴頭技術(shù)上，現(xiàn)已有標(biāo)準(zhǔn)噴頭、快速響應(yīng)噴頭(RTI<50 (m?s)0.6、大水滴噴頭((ES)、快速響應(yīng)早期噴頭((ESFR)、擴(kuò)展覆蓋邊墻型噴頭、啟閉式噴頭等。在系統(tǒng)方式上，除了常規(guī)的濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)和水幕系統(tǒng)外，還出現(xiàn)了重復(fù)啟閉預(yù)作用系統(tǒng)、自動噴水一泡沫聯(lián)用滅火系統(tǒng)。水力報警閥的功能在系統(tǒng)中也得到進(jìn)一步明確。在每個報警閥組的給水最不利處，均設(shè)末端試水裝置，以利于系統(tǒng)的檢測，加強了系統(tǒng)平時的維護(hù)、

54、管理。</p><p>　　自動噴水滅火系統(tǒng)向前發(fā)展的同時，在技術(shù)應(yīng)用中還存在一定的問題，如系統(tǒng)應(yīng)用的場所和設(shè)置部位還不夠廣泛、系統(tǒng)不能按照設(shè)計的參數(shù)運行等等。滅火系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)重視“以人為本”的原則，大力推廣自動噴水滅火系統(tǒng)，在很多建筑內(nèi)部都可設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，如高級住宅、工業(yè)廠房、公共活動場所、醫(yī)院療養(yǎng)院及老年、少兒、殘疾人活動場所等等。在系統(tǒng)的設(shè)計中，突出表現(xiàn)在噴頭的布置不夠規(guī)范。自動噴水滅火系統(tǒng)的閉式噴

55、頭既是灑水滅火的元件，也是探測火災(zāi)的感溫元件.合理選擇和布置噴頭，直接影響到撲滅初期火災(zāi)的效果。此外，系統(tǒng)的管道布置遠(yuǎn)沒有消火栓給水系統(tǒng)的可靠性高，消防水源的保障也需提高。另外，我國的有關(guān)規(guī)范是參考了國外的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，有些地方可能不符合我國國情，在設(shè)計、施工、維護(hù)、管理方面，都還存在著不足之處，影響了系統(tǒng)滅火性能的發(fā)揮，需加以探討研究。</p><p>　　1.4 自動噴水滅火系統(tǒng)的發(fā)展前景</p>

56、<p>　　自動噴水滅火系統(tǒng)目前有三個發(fā)展方向:一是水滴向細(xì)或超細(xì)方向發(fā)展和演變;二是水滴向大或者超大水滴方向發(fā)展，目的是更強有力地穿透煙羽流和火焰，到達(dá)燃燒物的表面;三是閉式噴頭向快速反應(yīng)方向發(fā)展[9] [10]。</p><p>　　水是一種最可靠、最有效且最易取的滅火劑，自動噴水滅火系統(tǒng)也正是充分利用了水的特點實施滅火，而實踐也證明了自動噴水滅火系統(tǒng)的滅火高效性。隨著噴水滅火機(jī)理研究的不斷深入，

57、新的自動噴水滅火方法和機(jī)理將不斷出現(xiàn)，為保護(hù)人和物提供可靠的技術(shù)保證。在我國，現(xiàn)有技術(shù)在一定程度上己經(jīng)不會影響自動噴水滅火系統(tǒng)的推廣和廣泛使用，存在的問題是人們的思想觀念和意識，缺少的是政策的推動和制度的約束。隨著我國經(jīng)濟(jì)實力的增強和人們對自動噴水滅火系統(tǒng)認(rèn)識的深入，自動噴水滅火系統(tǒng)將逐漸取代消火栓滅火系統(tǒng)的</p><p>　　主導(dǎo)地位，成為我國消防體系中最主要的滅火設(shè)施[11]。</p><

58、;p>　　1.5 本文主要研究內(nèi)容</p><p>　　本文主要的研究內(nèi)容包括以下幾個方面:</p><p>　　1、 對自動噴水滅火系統(tǒng)組件進(jìn)行分析，明確各組件的功能作用、布置要求。</p><p>　　2、 在消防系統(tǒng)中自動噴水滅火系統(tǒng)的水力計算予以簡單的介紹</p><p>　　3、 淺析自動噴水滅火系統(tǒng)在建筑滅火過程中的作

59、用與分析以及部分水力計算。</p><p>　　第二章 自動噴水滅火系統(tǒng)分析</p><p>　　2.1 自動噴水滅火系統(tǒng)的分類</p><p>　　自噴系統(tǒng)主要是根據(jù)噴頭類型和管網(wǎng)充水情況進(jìn)行分類，根據(jù)噴頭的封閉情況，自噴系統(tǒng)可分為開式自噴系統(tǒng)和閉式自噴系統(tǒng);根據(jù)管網(wǎng)充水情況，閉式自噴系統(tǒng)可分為濕式自噴系統(tǒng)、干式自噴系統(tǒng)和預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)[12];開式系統(tǒng)包

60、括水幕系統(tǒng)，雨淋系統(tǒng)，工程上絕大多數(shù)采用閉式系統(tǒng)中的濕式系統(tǒng)，也是本文重點介紹的系統(tǒng)。五種自噴系統(tǒng)的適應(yīng)條件各不相同，各種系統(tǒng)的適應(yīng)場所如表2.1。</p><p>　　表2.1 不同自噴系統(tǒng)的適應(yīng)場所</p><p>　　2.1.1 濕式自噴系統(tǒng)</p><p>　　濕式自噴系統(tǒng)是工程上應(yīng)用最為廣泛的一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用的是閉式噴頭和濕式報警閥組，由于在報警閥

61、的前后管道內(nèi)始終充滿著壓力水，且能在發(fā)生火災(zāi)時立刻噴水，故稱濕式噴水滅火系統(tǒng)或濕管系統(tǒng)四。 濕式自噴系統(tǒng)中，重要的組件主要有：</p><p>　　1)濕式報警閥:濕式報警閥是一種控制水流的單向閥，只允許水流入濕式滅火系統(tǒng)而不能流出，并且在達(dá)到規(guī)定的壓力和流量時可以驅(qū)動報警裝置[13]。</p><p>　　2)延遲器:延遲器主要用于濕式噴水滅火系統(tǒng)，用以防止報警裝置在水壓發(fā)生波動時的誤報

62、警。延遲器設(shè)于濕式報警閥后，少量的水可以從其底部的泄水孔排出而不會進(jìn)入水力警鈴，從而解決了濕式報警閥一開啟，水力警鈴就報警的缺陷。由于濕式報警閥在正常壓力波動下也可能開啟，若不設(shè)置延遲器可能會導(dǎo)致水力警鈴誤 報警，設(shè)置延遲器時若其在短時間內(nèi)充滿水，則水流會進(jìn)入水力警鈴并促其發(fā)出報 警[14]。如火災(zāi)發(fā)生時，由于噴頭不間斷噴水，濕式報警閥完全開啟，水流快速通過濕式報警閥進(jìn)入延遲器，并在1 min內(nèi)充滿延遲器，然后流向水力警鈴，發(fā)出報警，

63、同時啟動壓力開關(guān)，向控制中心報警。</p><p>　　3)壓力開關(guān):壓力開關(guān)由殼體、杠桿、固定鉸、主副彈簧、傳立錐、彈性波紋密封管、水壓腔、微動開關(guān)組成，是一種靠水壓或氣壓驅(qū)動的電氣開關(guān)。壓力開關(guān)必須直立安裝，且通常與水力警鈴一起安裝;壓力開關(guān)利用水力閉合弱電路實現(xiàn)報警，把報警管路中的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸?shù)交馂?zāi)報警控制器，可以監(jiān)視報警閥的報警 管路水壓并在發(fā)出報警信號后啟動消防泵;在開式自動噴水系統(tǒng)中，壓力

64、開關(guān)可代替水流指示器監(jiān)視系統(tǒng)的工作狀態(tài)口[15]。</p><p>　　4)水流指示器:水流指示器一般安裝在配水干管或配水管始端，在系統(tǒng)開放一只噴頭時，水流通過水流指示器，指示器將水流的信號轉(zhuǎn)換成電信號傳送至報警控制器或消防中心，發(fā)出報警信號，并報告火災(zāi)發(fā)生的區(qū)域部位及樓層口32。當(dāng)管道發(fā)生泄露故障時，水流指示器也會類似運行。設(shè)計水流指示器時需注意，管道水流的工作壓力應(yīng)該在0.14MPa-1.2MPa之間，報警驅(qū)

65、動流量在15L/min-37.5 L/min范圍內(nèi)。</p><p>　　2.2.2 干式自噴系統(tǒng)</p><p>　　由于干式自噴系統(tǒng)的管路和噴頭在正常情況下處于充氣狀態(tài)而不充水，故稱之為干式系統(tǒng)或干管系統(tǒng)口。干式自噴系統(tǒng)是在濕式自噴系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但采用的是干式報警閥，且要有充氣設(shè)備和排氣設(shè)備[16]。干式自噴系統(tǒng)在報警閥后的管路內(nèi)無水，不怕凍結(jié)，不怕環(huán)境溫度高，從而該系統(tǒng)適

66、用于寒冷和高溫的建筑物和場所與濕式自噴系統(tǒng)相比，干式自噴系統(tǒng)增加了一套充氣設(shè)備和一套排氣設(shè)備，并且將管網(wǎng)內(nèi)的氣壓保持在一定范圍內(nèi);因此，干式自噴系統(tǒng)投資較大，管理比較復(fù)雜，在噴水滅火速度上不如濕式自噴系統(tǒng)來得快，在應(yīng)用上也沒有濕式自噴系統(tǒng)廣泛四。盡管干式自噴系統(tǒng)的滅火速度不及濕式自噴系統(tǒng)，但設(shè)計干式自噴系統(tǒng)的啟動時間不宜超過1min。</p><p>　　2.2.3 預(yù)作用自噴系統(tǒng)</p><

67、;p>　　預(yù)作用系統(tǒng)是濕式自噴系統(tǒng)與干式自噴系統(tǒng)的結(jié)合，其采用的報警閥為雨淋閥，也需要有充氣設(shè)備。該系統(tǒng)平時與干式自噴系統(tǒng)相同，管路平時充滿低壓氣體而不充水，但當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，水進(jìn)入雨淋閥后的管路并使其在短時間內(nèi)充水，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闈袷阶試娤到y(tǒng);干式自噴系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闈袷阶試娤到y(tǒng)的過程包含著預(yù)備動作的功能，故稱為預(yù)作用自噴系統(tǒng)。</p><p>　　預(yù)作用自噴系統(tǒng)主要特點:</p><p>

68、　　1)與濕式自噴系統(tǒng)相比較:一、預(yù)作用自噴系統(tǒng)可以適用于冬季結(jié)冰、溫度過高的建 筑和對誤噴水要求嚴(yán)格的場所，而濕式自噴系統(tǒng)不適用。由于該系統(tǒng)管網(wǎng)中平時不充水，從而可避免因系統(tǒng)破損而造成的水漬損失。二、預(yù)作用自噴系統(tǒng)比濕式自噴系統(tǒng)報警更及時，為組織撲救節(jié)省了時間。預(yù)作用自噴系統(tǒng)能在噴頭動作之前報警，而濕式自噴系統(tǒng)必須在噴水后才能報警[16]。</p><p>　　2)與干式自噴系統(tǒng)相比較:預(yù)作用自噴系統(tǒng)解決了干式

69、自噴系統(tǒng)延遲噴頭噴水時間的問題，由于該系統(tǒng)沒有干式自噴系統(tǒng)必須在噴頭動作完成排氣后才能噴水滅火的缺陷。</p><p>　　3)與雨淋系統(tǒng)相比較:預(yù)作用自噴系統(tǒng)的安全可靠性更高;盡管兩者均有早期報警裝置，但是，預(yù)作用自噴系統(tǒng)管路平時充低壓氣體而雨淋系統(tǒng)通常為空管，從而預(yù)作用自噴系統(tǒng)可以配合自動監(jiān)測裝置發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中是否有滲漏現(xiàn)象，而雨淋系統(tǒng)沒有這個功能。</p><p>　　由上述可知，預(yù)作用

70、系統(tǒng)綜合了濕式自噴系統(tǒng)、干式自噴系統(tǒng)及雨淋系統(tǒng)的優(yōu)點，適用于要求較高、性質(zhì)重要及不允許誤噴的場所，也適用于干式系統(tǒng)適用的場所[17]。如:高級賓館、大型商場、冷藏庫，計算機(jī)房、圖書館、檔案館，重要的政治和經(jīng)濟(jì)場所等。</p><p>　　2.2 自動噴水滅火系統(tǒng)的基本要求</p><p>　　自動噴水滅火系統(tǒng)是由灑水噴頭、報警閥組、水流指示器、壓力開關(guān)、末端試水裝置等組件以及管道、供水設(shè)

71、施組成，并能在發(fā)生火災(zāi)時自動按設(shè)定的噴水強度噴水的固定滅火系統(tǒng)。顧名思義，自動噴水滅火系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時，必須能夠自動地按設(shè)定的參數(shù)向著火部位或需要保護(hù)的對象噴水。因此，自動噴水滅火系統(tǒng)的噴水滅火必須具備自動響應(yīng)性、定向性、性能預(yù)值性。</p><p>　　自動響應(yīng)性，是指系統(tǒng)能夠通過探測元件感知火災(zāi)的發(fā)生，并自動啟動系統(tǒng)向著火部位或保護(hù)對象噴水，即自動探測、自動啟動的功能。濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)一般是依賴閉式噴頭作為

72、感溫探測元件而使系統(tǒng)自動啟動;雨淋系統(tǒng)、水幕系 統(tǒng)是以火災(zāi)探測器或溫控壓力自動釋放器作為探測元件使系統(tǒng)自動啟動;預(yù)作用系統(tǒng)則是以火災(zāi)探測器和溫控壓力自動釋放器及其他控制元件作為火災(zāi)探測控制元件，共同組成自動啟動系統(tǒng)。</p><p>　　定向性，是指系統(tǒng)在噴水時，應(yīng)自動地將水噴向著火區(qū)域或保護(hù)對象，而未著火的保護(hù)區(qū)和保護(hù)對象則不應(yīng)噴水。只有這樣，才能最大限度地減少水漬損失，減少系統(tǒng)配置，降低滅火成本，系統(tǒng)的設(shè)置才

73、具有較高價值。</p><p>　　性能預(yù)值性，是指系統(tǒng)在發(fā)生火災(zāi)時及在伺應(yīng)狀態(tài)時，能夠按預(yù)設(shè)的參數(shù)和方式完成一系列的功能，它們包括:</p><p>　　①系統(tǒng)噴灑的水量，應(yīng)在作用面積內(nèi)滿足噴水強度的要求。</p><p>　?、谙到y(tǒng)動作后，應(yīng)能把系統(tǒng)動作信號轉(zhuǎn)變成聲報警信號、電報普信號予以報帶，即具有自動報普系統(tǒng)。</p><p>　　③

74、手動試驗檢測功能。在系統(tǒng)處于伺應(yīng)狀態(tài)時，能夠完成對系統(tǒng)進(jìn)行一系列試驗檢測，以確認(rèn)系統(tǒng)的供水壓力、流量、報警和聯(lián)動功能是否符合要求。</p><p>　　2.3 噴頭和管網(wǎng)的布置</p><p>　　2.3.1 噴頭的布置原則和布置形式</p><p>　　《噴規(guī)》第7.1.1條規(guī)定:噴頭應(yīng)布置在頂板或吊頂下易于接觸到火災(zāi)熱氣流并有利于均勻布水的位置。當(dāng)噴頭附近有

75、障礙物時，應(yīng)符合本規(guī)范7.2節(jié)的規(guī)定或增設(shè)補償噴水強度的噴頭。此條規(guī)定了布置噴頭應(yīng)遵循的原則，它包含以下幾方面的含義[18] 。</p><p>　　(1)噴頭應(yīng)布置在頂板或吊頂下易于接觸到火災(zāi)熱氣流的部位，使噴頭的熱敏元件在最短時間內(nèi)受熱動作。</p><p>　　(2)使噴頭的灑水能夠均勻分布，不出現(xiàn)未被覆蓋的空白，也不出現(xiàn)過多的重復(fù)覆蓋面積。這是判定系統(tǒng)可靠性的重要手段，是一切自動噴

76、水滅火系統(tǒng)應(yīng)具有的功能。</p><p>　　(3)按規(guī)定處理障礙物的遮擋，若滿足不了與障礙物的距離要求，應(yīng)增設(shè)噴頭，補償因噴頭的灑水受阻而不能達(dá)到的滅火水量。</p><p>　　噴頭布置形式有三種：正方形，長方形，菱形。</p><p>　　圖2.1噴頭的三種布置形式</p><p>　　(a)正方形布置如圖2.1 (a)所示，噴頭之間的

77、間距L=2Rcos45°=1.414R</p><p>　　(b)長方形布置如圖2.1 (b)所示，在長方形布置中，只有當(dāng)4個噴水圓兩兩相切于O點，而且在R=N時，該噴頭的布置最經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　噴頭的長邊間距M = 2R cos30° =1.732R</p><p>　　噴頭的短邊間距N=R</p><p>

78、;　　(c)菱形布置如圖2.1 (c)所示，噴頭A,B,C,D交錯布置，其連線構(gòu)成菱形，其中噴頭B, C, D連線構(gòu)成一個等邊三角形，只有噴水圓域邊緣通過該等邊三角形的形心時，才既不會有過多交匯，也不會出現(xiàn)空白，是最經(jīng)濟(jì)的布置。</p><p>　　噴頭的橫向間距M = 2R cos30°=1.732R</p><p>　　噴頭縱向間距N=R+Rcos30°=1.5R&

79、lt;/p><p>　　(4)配水支管控制的噴頭數(shù)</p><p>　　每根配水支管上安裝的噴頭數(shù)量并不是不受控制。規(guī)范規(guī)定配水管兩側(cè)每根配水支管控制的標(biāo)準(zhǔn)噴頭數(shù)，輕微險級、中危險級場所不應(yīng)超過8只，同時在吊頂上下安裝噴頭的配水支管，上下側(cè)均不應(yīng)超過8只。嚴(yán)重危險級及倉庫危險級場所均不應(yīng)超過6只[19]。控制每根配水支管上布置的噴頭數(shù)量，目的是為了控制配水支管的長度，避免水頭損失過大;同時，火

80、災(zāi)的發(fā)生區(qū)域并不都是長方形區(qū)域，當(dāng)配水支管上的噴頭數(shù)量過多，配水支管過長時按照理論進(jìn)行水力計算的結(jié)果。 </p><p>　　(5)各種噴頭布置經(jīng)濟(jì)性比較和選擇</p><p>　　在噴頭的三種布置形式中，同樣四只噴頭所覆蓋的面積各不相同，每只噴頭平均覆蓋面積分別如下:</p><p>　　正方形布置:每只噴頭平均覆蓋面積為正方形ABCD，面積</p>

81、;<p><b>　　S=L×L=2R2</b></p><p>　　長方形布置:每只噴頭平均覆蓋面積為長方形ABCD，面積</p><p>　　S=M×N=1.732R2。</p><p>　　菱形布置:每只噴頭平均覆蓋面積為正六邊形，面積</p><p>　　S=6×(1/

82、2× R2cos30°)=2.598R2。 </p><p>　　從上面三種形式的單個噴頭的平均覆蓋面積計算結(jié)果可以看出，相同條件下的四只噴頭，在菱形布置時，單個噴頭的平均覆蓋面積最大，長方形布置所覆蓋的面積最小。菱形布置所覆蓋的面積是正方形布置所覆蓋的面積的1.3倍，是長方形布置所覆蓋面積的1.5倍;而正方形布置所覆蓋的面積是長方形布置所覆蓋的面積的1.15倍。即在相同面積的防火區(qū)域布置

83、噴頭，菱形布置時，所需噴頭的數(shù)量最少，經(jīng)濟(jì)性最好，正方形次之，長方形布置所需噴頭最多，經(jīng)濟(jì)性最差。因此，在選擇使用噴頭的布置形式時，應(yīng)優(yōu)先選擇菱形布置。但是，在保護(hù)區(qū)域的邊界菱形布置形式噴頭不好布局。在正方形布置中，其經(jīng)濟(jì)性處于三種布置形式的中間，并且噴頭與噴頭之間的間距相等，既易于噴頭的布置，也易于施工，在工程中使用最多。長方形布置形式在長方形保護(hù)區(qū)域使用最多，例如走廊等保護(hù)區(qū)域。</p><p>　　2.3.

84、2 噴頭的布置間距問題</p><p>　　噴頭的布置間距對系統(tǒng)的水力計算也十分重要，因它不僅關(guān)系到作用面積內(nèi)的平均噴水強度，還關(guān)系到系統(tǒng)的水頭損失大小。其間距應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的噴水強度、噴頭的流量系數(shù)和工作壓力確定。新《噴規(guī)》表7.1.2的規(guī)定是按噴頭工作壓力為0.10MPa計算出來的，如果噴頭工作壓力或是噴頭的流量系數(shù)發(fā)生了變了。噴頭工作壓力為0.05MPa時，噴頭的噴水半徑和布置間距(正方形)可總結(jié)如下表所示。

85、</p><p><b>　　表2.2噴頭半徑R</b></p><p>　　表2.3噴頭布置間距</p><p>　　把表2.2與新《噴規(guī)》中表7.1.2進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)噴頭和工作壓力為</p><p>　　0.05MPa的前提下，噴頭正方形布置的間距小于新《噴規(guī)》中表7.1.2中給出的數(shù)值，這說明噴頭工作壓力對噴

86、頭布置間距有直接的影響[20]。同樣，采用不同流量系數(shù)的噴頭對噴頭布置間距也產(chǎn)生直接的影響。</p><p>　　規(guī)范中表7.1.2給出的布置間距是標(biāo)準(zhǔn)噴頭(K=80 )在特定工作壓力( 0.1MPa)為保證一定的噴水強度而求得的，適用于噴頭工作壓力為0.1MPa的情況。上面的論證也是在保證噴水強度達(dá)到規(guī)范要求的前提下進(jìn)行的，因此可以說，按上述條件來布置噴頭時，能取得同樣的滅火效果。</p><

87、;p>　　總之，在保證噴頭噴水強度的前提下，噴頭處水壓變化時，噴頭出水量、</p><p>　　噴頭保護(hù)面積、噴頭間距和噴頭噴水半徑等也相應(yīng)變化，即它們是變量，而不</p><p>　　是定值。同理，改變噴頭的類型，即改變噴頭的流量系數(shù)，噴頭出水量、噴頭</p><p>　　保護(hù)面積、噴頭間距和噴頭噴水半徑等也相應(yīng)變化。</p><p>

88、;　　2.3.3管網(wǎng)布置形式</p><p>　　系統(tǒng)配水支管和干管組成的管網(wǎng)系統(tǒng)的布置形式有四種形式:中央中心型、側(cè)邊中心型、中央末端型和側(cè)邊末端型，見圖2.2</p><p>　　(a)中央中心型；(b)側(cè)邊中心型；(c)中央末端型；(d)側(cè)邊末端型</p><p><b>　　1一立管2一噴頭</b></p><p&g

89、t;　　圖2.2干管布置形式圖</p><p>　　《噴規(guī)》第10.1.4條規(guī)定:當(dāng)自動噴水滅火系統(tǒng)中設(shè)有2個及以上報普閥組時，報警閥組前宜設(shè)環(huán)狀供水管道。設(shè)置環(huán)狀供水管道的目的是保證每個報等閥組都能做到雙向供水，所以必須應(yīng)用閥門將環(huán)狀供水管道分成若干獨立段.</p><p><b>　　2.4 報警閥</b></p><p>　　報警閥組是

90、自動噴水滅火系統(tǒng)的關(guān)鍵組件之一，它在系統(tǒng)中的主要作用包括啟動系統(tǒng)、接通或切斷水源、輸出報警信號和防止水流倒回供水源。報警閥對系統(tǒng)的可靠性和滅火成功率有著舉足輕重的作用。根據(jù)系統(tǒng)的不同報警閥可分為濕式報警閥、干式報警閥和雨淋閥。《噴規(guī)》6.2.6條規(guī)定:報警閥組宜設(shè)個在安全及易于操作的地點，報替閥距地面的高度宜為1.2m;安裝報警閥的部位應(yīng)設(shè)有排水設(shè)施。其6.2.8條又要求，水力警鈴應(yīng)設(shè)在有人值班的地點附近，且與報警閥連接的管道總長不宜大

91、于20m。規(guī)范沒規(guī)定報警閥集中還是分散設(shè)置，也沒嚴(yán)格規(guī)定放置地點[21]。因此，報瞥閥的設(shè)置除滿足自身的作用要求、控制面積和系統(tǒng)大小的規(guī)定外，還應(yīng)滿足位置安全、易于操作、附近有人值班、提醒人員疏散、自動啟泵等功能的要求。</p><p>　　2.5 末端試水裝置</p><p>　　2.5.1 末端試水裝置的功能和設(shè)置</p><p>　　對于自動噴水滅火系統(tǒng)，

92、末端試水裝置的功能通常是在報警閥壓力開關(guān)動作直接啟動消防泵以前完成，即測得的是消防給水系統(tǒng)的穩(wěn)壓裝置對系統(tǒng)的影響和作用性能。末端試水裝置的功能是檢驗水流指示器、報警閥的壓力開關(guān)和水力警鈴能否及時動作和報警，檢驗系統(tǒng)的可靠性，末端試水裝置可以定期或不定期的啟動，或人工隨時抽檢系統(tǒng)是否處于工作狀態(tài)，以便及時排除故障，提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　圖2.3為我國在工程中經(jīng)常采用的末端試水裝置的安裝圖示<

93、/p><p><b>　　2.6 消防水箱</b></p><p>　　消防水箱的功能對于濕式系統(tǒng)而言，消防水箱的功能是維持平時管網(wǎng)的壓力，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時迅速啟動自動噴水滅火系統(tǒng)。如果要達(dá)到最不利處噴頭的工作壓力，消防水箱的設(shè)置高度往往要達(dá)到十米以上，結(jié)構(gòu)上往往無法達(dá)到這一要求?，F(xiàn)在通常的做法是把消防水箱設(shè)置在屋頂水箱間內(nèi)，并增設(shè)加壓泵來滿足壓力要求。在火災(zāi)初期十分鐘內(nèi)，

94、系統(tǒng)動作的程序是首先由消防水箱啟動系統(tǒng)，然后加壓泵工作，最后水通過加壓泵加壓流向噴頭，噴頭動作。因此可以說，啟動噴水系統(tǒng)是消防水箱的主要功能。</p><p>　　2.7 自動噴水滅火系統(tǒng)的減壓措施</p><p>　　在自動噴水滅火系統(tǒng)中，尤其是對高層和超高層建筑而言，存在著高低層管道水壓不平衡的現(xiàn)象，即使在同層中，當(dāng)保護(hù)面積較大時，由于設(shè)計是按最不利工作面積計算，同層中有利工作面積內(nèi)

95、噴頭的水壓也有剩余，為保持壓力平衡，對連接有利工作面積的配水管或配水千管予以減壓[22]。目前，對自動噴水滅火系統(tǒng)進(jìn)行減壓的措施有設(shè)置減壓閥、減壓孔板、節(jié)流管等，本文主要討論如何用減壓孔板進(jìn)行減壓。減壓裝置設(shè)置時，配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.2MPa;輕、中危險等級場所中配水管入口的壓力均不宜大于0.40MPa 。</p><p>　　減壓孔板應(yīng)設(shè)置在直徑不小于50mm的水平直管段上，前后管段的長度均不宜小于該

96、管段直徑的5倍;孔口直徑不應(yīng)小于設(shè)置管段直徑的30，且不應(yīng)小于20mm:應(yīng)采用不銹鋼板材制作。</p><p>　　節(jié)流管設(shè)置時，直徑宜按上游管段直徑的1/2確定;流管內(nèi)水的平均流速不應(yīng)大于20m/s。減壓閥應(yīng)設(shè)在報警閥組入口前;入口前應(yīng)設(shè)過濾器;上報警閥組時，應(yīng)設(shè)置備用減壓閥:垂直安裝的減壓閥，長度不宜小于l m;節(jié)當(dāng)連接兩個及兩個以水流方向宜向下。</p><p><b>　

97、　2.8 本章小結(jié)</b></p><p>　　1、自噴系統(tǒng)分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。閉式自噴系統(tǒng)又分為濕式自噴系統(tǒng)、干式自噴系統(tǒng)、雨淋自噴系統(tǒng)、水幕自噴系統(tǒng)。</p><p>　　2、自噴系統(tǒng)主要的組件有噴頭、供水管網(wǎng)、報警閥、水流指示器、末端試水裝置消防水箱等。</p><p>　　3、 自動噴水滅火系統(tǒng)的減壓措施。</p><

98、p>　　第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計算</p><p>　　3.1 自噴系統(tǒng)的水力計算方法</p><p>　　在自噴系統(tǒng)設(shè)計中，力求遵循系統(tǒng)基本原理和技術(shù)特點，使系統(tǒng)充分發(fā)揮自動撲救初期火災(zāi)的作用。水力計算將決定系統(tǒng)投入滅火的水量及對滅火水量的分配，是關(guān)系到系統(tǒng)可靠性、合理性和經(jīng)濟(jì)性的一項重要設(shè)計內(nèi)容。</p><p>　　3.1.1 歐美現(xiàn)行的自噴

99、系統(tǒng)水力計算方</p><p>　　(1)英國《自動噴水滅火系統(tǒng)安裝規(guī)則》BS5306-part2-1990規(guī)定的計算方法為:應(yīng)由水力計算確定系統(tǒng)最不利點處作用面積的位置。此作用面積的形狀應(yīng)盡可能接近矩形，并以一根配水支管為長邊，其長度應(yīng)大于或等于作用面積平方根的1. 2倍。</p><p>　　(2)美國《自動噴水滅火系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)》NFPA-13 01996年版)規(guī)定:對于所有按水力計算

100、要求確定的設(shè)計面積是矩形面積，其長邊應(yīng)平行于配水支管，邊長等于或大于作用面積平方根的1.2倍，噴頭數(shù)若有小數(shù)就進(jìn)位成整數(shù)。當(dāng)配水支管的實際長度小于邊長的計算值時，作用面積要擴(kuò)展到該配水管鄰近配水支管上的噴頭。 </p><p>　　作用面積內(nèi)每支噴頭在工作壓力下的流量，應(yīng)能保證不小于最小噴水強度與一個噴頭保護(hù)面積的乘積。水力計算應(yīng)從最不利處噴頭開始，每個噴頭開放時的工作壓力不應(yīng)小于該點的計算壓力。</p&g

101、t;<p>　　(3)德國《噴水裝置規(guī)范》(1980年版)規(guī)定:首先確定作用面積的位置，要求出作用面積內(nèi)的噴頭數(shù)。要求各單獨噴頭的保護(hù)面積與作用面積所有噴頭的平均保護(hù)面積的誤差不超過200，(相鄰四個噴頭之間的圍合范圍為一個噴頭的保護(hù)面積)[24]。</p><p>　　3.1.2 我國現(xiàn)行的自噴系統(tǒng)水力計算方法</p><p>　　(1) 面積節(jié)點法，首先選定最不利作用面

102、積在管網(wǎng)中的位置，此作用面積的形狀宜采用正方形或長方形，當(dāng)采用長方形布置時，其長邊應(yīng)平行于配水支管，邊長宜為作用面積平方根的1. 2倍(即1. 2扛)，僅在作用面積內(nèi)的噴頭才計算其噴水量，且每個噴頭的噴水量至少等于規(guī)定的噴水強度，作用面積后的管段流量不再增加，僅計算管道的水頭損失。對輕、中危險等級建筑物的計算時可假定作用面積內(nèi)每只噴頭的噴水量相等;對嚴(yán)重危險級，按噴頭處的實際水壓計算噴水量。</p><p>　　

103、(2)逐點法計算，從系統(tǒng)最不利點噴頭開始，沿程計算各噴頭的水壓力、流量和管段的累計流量、水頭損失，直到管段累計流量達(dá)到設(shè)計流量為止;在此后的管段中流量不再增加，僅計算沿程和局部水頭損失。在上述計算中，每個噴頭流量按特性系數(shù)法計算，其流量隨噴頭處壓力變化而變化。此計算特點是在系統(tǒng)中除最不利點噴頭以外的任一噴頭的噴水量或任意4個噴頭的平均噴水量均超過GB50084-2001《自噴滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱((噴規(guī))))第4.1.1條規(guī)定，

104、系統(tǒng)計算偏于安全。</p><p>　　3.2 自噴系統(tǒng)基本公式及水力計算</p><p>　　水力計算是自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計的靈魂，將決定系統(tǒng)投入滅火的水量及對滅火水量的分配，只有通過水力計算才能求得系統(tǒng)所要的設(shè)計流量和壓力，才能驗證設(shè)計是否滿足基本參數(shù)的要求，是關(guān)系到系統(tǒng)可靠性、合理性和經(jīng)濟(jì)性的一項重要設(shè)計內(nèi)容。本章分析“矩形面積一逐點法”算法及公式[25]。</p>

105、<p>　　3.2.1 自動噴水滅火系統(tǒng)的基本參數(shù)</p><p>　　在系統(tǒng)性能參數(shù)中，噴水強度和作用面積、噴頭工作壓力是直接關(guān)系系統(tǒng)滅火能力的參數(shù)，規(guī)范的其他設(shè)計參數(shù)，都是以這三個參數(shù)確定的。</p><p><b>　　(1).噴水強度</b></p><p>　　噴水強度是表示自動噴水滅火系統(tǒng)在單位時間內(nèi)向保護(hù)區(qū)域的單位面積

106、上，或保護(hù)對象的單位長度上所能灑的最小水量。對保護(hù)面積而言，它的單位是L/min?m2。所謂最小水量，是指在任何情況下，只允許大于、等于規(guī)定值，不允許小于規(guī)定值。</p><p>　　(2).噴頭工作壓力</p><p>　　噴頭工作壓力也是系統(tǒng)設(shè)計的重要參數(shù)之一，實踐表明，只有噴頭具有一定的工作壓力(不低于0.05MPa )，才能滿對火災(zāi)進(jìn)行有效的控制。上一章我們己經(jīng)討論過，系統(tǒng)最不利點

107、處噴頭的壓力可以為0.05MPa。這時就不能按規(guī)范規(guī)定的噴頭最大間距來布置噴頭，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)噴頭在0.05MPa壓力下的噴水量另行計算噴頭間距，并按此間距布置系統(tǒng)最不利層的噴頭。</p><p><b>　　(3).作用面積</b></p><p>　　作用面積是決定系統(tǒng)供水能力的重要參數(shù)之一。它是表示系統(tǒng)滅火時，按規(guī)定的噴水強度，均勻地向地面噴水的最大面積。對開式系統(tǒng)來