【正文】 000 85 美國(guó) 2020 4600 俄國(guó) 300 15000 50 日本 58 1900 德國(guó) 215 700 英國(guó) 460 850 法國(guó) 290 600 澳大利亞 80 160 愛爾蘭 32 45 1 .4 第一章 緒 論 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 由于現(xiàn)代社會(huì)財(cái)富的積累相當(dāng)高，現(xiàn)代的家庭、辦公、以及其他娛樂場(chǎng)所的裝修和家具己不可同日而語。 目前建筑消防的主要措施 (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(shí)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。 (3)消火栓滅火系統(tǒng)消火栓滅火系統(tǒng)長(zhǎng)期作為一種最基本的滅火設(shè)施，占據(jù)著我國(guó)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筑都設(shè)置。噴頭集火情探測(cè)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(dòng)，噴頭噴水滅火。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)實(shí)施滅火僅依靠其系統(tǒng)本身，而不需要外界的支持。 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)與消火栓滅火系統(tǒng)的比較 從滅火效果來看，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)明顯優(yōu)于消火栓滅火系統(tǒng)?；馂?zāi)發(fā)生后，如果消防隊(duì)員沒有到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，消火栓滅火系統(tǒng)的滅火功能難以正常發(fā)揮。同自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)相比，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。消火栓系統(tǒng)滅火發(fā)揮功能的個(gè)必要要素是 消防隊(duì)員的參與，我國(guó)的火災(zāi)統(tǒng)計(jì)資料表明，消防隊(duì)員從接到報(bào)警至到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)開始撲火，至少需要 15 分鐘左右的時(shí)間 [8]。但通過上述對(duì)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(shí)控制火災(zāi)的效果。 自動(dòng)噴水滅火 系統(tǒng)，尤其是占據(jù)了 70%以上份額的濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，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(duì)象。 技術(shù)方面的差距 技術(shù)方面的差距國(guó)外應(yīng)用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)己有一百多年的歷史。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。國(guó)內(nèi)也有使用。中型水炮水量為 70L/s，射程為 60~80m。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。在其規(guī)范建立的 106 年時(shí)間里，規(guī)范共計(jì)修訂了 57 次，為自動(dòng)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(guó)在制定相關(guān)規(guī)范時(shí)，對(duì)于許多類型的自噴系統(tǒng)都沒有單獨(dú)的規(guī)范，而且規(guī)范中的類型還不全面，許多新型的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)類型沒有出現(xiàn)在規(guī)范中，規(guī)范的制定明顯落后于技術(shù)的發(fā)展。在制定自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的規(guī)范時(shí)，很多標(biāo)準(zhǔn)都是借鑒國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)來制定，而不是根據(jù)我國(guó)的國(guó)情從實(shí)際出發(fā)，例如火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)的劃分、火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)所對(duì)應(yīng)的噴水強(qiáng)度等。目前，在美國(guó)的一些旅館、飯店都設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，而不設(shè)消火栓系統(tǒng)，甚至不裝報(bào)警裝置 。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)已有一百多年的發(fā)展歷史，在這長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間內(nèi)，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)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)。美國(guó)德克薩斯州佩雷樓市在 1982 年就已率先確立了自動(dòng)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]。 通過這些年來的系統(tǒng)研究，我國(guó)已建立了自動(dòng)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(cè)中心，編制了設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收規(guī)范和安裝圖集。噴頭的熱敏 性能通過響應(yīng)時(shí)間指數(shù) ((RTI)來反映。 在噴頭技術(shù)上，現(xiàn)已有標(biāo)準(zhǔn)噴頭、快速響應(yīng)噴頭 (RTI50 (m?s)、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。 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)向前發(fā)展的同時(shí)，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(chǎng)所和設(shè)置部位還不夠廣泛、系統(tǒng)不能按照設(shè)計(jì)的參數(shù)運(yùn)行等等。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。三是閉式噴頭向快速反應(yīng)方向發(fā)展 [9] [10]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)和人們對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的深入，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)將逐漸取代消火栓滅火系統(tǒng)的 主導(dǎo)地位，成為我國(guó)消防體系中最主要的滅火設(shè)施 [11]。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]。 濕式自噴系統(tǒng)中，重要的組件主要有： 1)濕式報(bào)警閥 :濕式報(bào)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(shí) 可以驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置 [13]。如火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于噴頭不間斷噴水，濕式報(bào)警閥完全開啟，水流快速通過濕式報(bào)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(bào)警， 同時(shí)啟動(dòng)壓力開關(guān)，向控制中心報(bào)警。在開式自動(dòng)噴水系統(tǒng)中，壓力開關(guān)可代替水流指示器監(jiān)視系統(tǒng)的工作狀態(tài)口 [15]。 干式自噴系統(tǒng) 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。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(jì)干式自噴系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間不宜超過 1min。 預(yù)作用自噴系統(tǒng)主要特點(diǎn) : 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(duì)誤噴水要求嚴(yán)格的場(chǎng)所，而濕式自噴系統(tǒng)不適用。 2)與干式自噴系統(tǒng)相比較 :預(yù)作用自噴系統(tǒng)解決了干式自噴系統(tǒng)延遲噴頭噴水時(shí)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(dòng)作完成排氣后才能噴水滅火的缺陷。如 :高級(jí)賓館、大型商場(chǎng)、冷藏庫，計(jì)算機(jī)房、圖書館、檔案館，重要的政治和經(jīng)濟(jì)場(chǎng)所等。 第二章 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分析 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 12 自動(dòng)響應(yīng)性，是指系統(tǒng)能夠通過探測(cè)元件感知火災(zāi)的發(fā)生，并自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)向著火部位或保護(hù)對(duì)象噴水，即自動(dòng)探測(cè)、自動(dòng)啟動(dòng)的功能。 定向性，是指系統(tǒng)在噴水時(shí)，應(yīng)自動(dòng)地將水噴向著火區(qū)域或保護(hù)對(duì)象，而未著火的保護(hù)區(qū)和保護(hù)對(duì)象則不應(yīng)噴水。 ③手動(dòng)試驗(yàn)檢測(cè)功能。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] 。 第二章 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分析 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 13 (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(bǔ)償因噴頭的灑水受阻而不能達(dá)到的滅火水量。 噴頭的長(zhǎng)邊間距 M = 2R cos30176。= (4)配水支管控制的噴頭數(shù) 每根配水支管上安裝的噴頭數(shù)量并不是不受控制。同時(shí)，火災(zāi)的發(fā)生區(qū)域并不都是長(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)按照理論進(jìn)行水力計(jì)算的結(jié)第二章 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分析 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 果。 從上面三種形式的單個(gè)噴頭的平均覆蓋面積計(jì)算結(jié)果可以看出，相同條件下的四只噴頭，在菱形布置時(shí)，單個(gè)噴頭的平均覆蓋面積最大，長(zhǎng)方形布置所覆蓋的面積最小。因此，在選擇使用噴頭的布置形式時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇菱形布置。 噴頭的布置間距問題 噴頭的布置間距對(duì)系統(tǒng)的水力計(jì)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(qiáng)度，還關(guān)系到系統(tǒng)的水頭損失大小。 表 R 危險(xiǎn)級(jí)別 標(biāo)準(zhǔn)噴頭（ K=80） 快速響應(yīng)噴頭（ K=115） 輕危險(xiǎn)級(jí) 中危險(xiǎn)級(jí) Ⅰ級(jí) 中危險(xiǎn)級(jí) Ⅱ 級(jí) 表 危險(xiǎn)級(jí)別 標(biāo)準(zhǔn)噴頭（ K=80） 快速響應(yīng)噴頭（ K=115） 輕危險(xiǎn)級(jí) 中危險(xiǎn)級(jí) Ⅰ級(jí) 中危險(xiǎn)級(jí) Ⅱ 級(jí) 把表 與新《噴規(guī)》中表 進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)噴頭和工作壓力為 的前提下，噴頭正方形布置的間距小于新《噴規(guī)》中表 中給出的數(shù)值，這說明噴頭工作壓力對(duì)噴頭布置間距有直接的影響 [20]。 總之，在保證噴頭噴水強(qiáng)度的前提下，噴頭處水壓變化時(shí)，噴頭出水量、 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 第二章 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分析 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 17 是定值。報(bào)警閥對(duì)系統(tǒng)的可靠性和滅火成功率有著舉足輕重的作用。其 條又要求，水力警鈴應(yīng)設(shè)在有人值班的地點(diǎn)附近，且與報(bào)警閥連接的管道總長(zhǎng)不宜大于 20m。末端試水裝置的功能是檢驗(yàn)水流指示器、報(bào)警閥的壓力開關(guān)和水力警鈴能否及時(shí)動(dòng)作和報(bào)警，檢驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性，末端試水裝置可以定期或不定期的啟動(dòng)，或人工隨時(shí)抽檢系統(tǒng)是否處于工作狀態(tài)，以便及時(shí)排除故障，提高系統(tǒng)的可靠性。在火災(zāi)初期十分鐘內(nèi)，系統(tǒng)動(dòng)作的程序是首先由消防水箱啟動(dòng)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(dòng)作。減壓裝置設(shè)置時(shí)，配水管道的工作壓力不應(yīng)大于 。 節(jié)流管設(shè)置時(shí)，直徑宜按上游管段直徑的 1/2 確定 。上報(bào)警閥組時(shí)，應(yīng)設(shè)置備用減壓閥 :垂直安裝的減壓閥，長(zhǎng)度不宜小于 l m。 自噴系統(tǒng)主要的組件有噴頭、供水管網(wǎng)、報(bào)警閥、水流指示器、末端試水裝置消防水箱等。 歐美現(xiàn)行的自噴系統(tǒng)水力計(jì)算方 (1)英國(guó)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)安裝規(guī)則》 BS5306part21990 規(guī)定的計(jì)算方法為 :應(yīng)由水力計(jì)算確定系統(tǒng)最不利點(diǎn)處作用面積的位置。 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(qiáng)度與一個(gè)噴頭保護(hù)面積的乘積。 我國(guó)現(xiàn)行的自噴系統(tǒng)水力計(jì)算方法 (1) 面積節(jié)點(diǎn)法，首先選定最不利作用面積在管網(wǎng)中的位置，此作用面積的形狀宜采用正方形或長(zhǎng)方形，當(dāng)采用長(zhǎng)方形布置時(shí)，其長(zhǎng)邊應(yīng)平行于配水支管，邊長(zhǎng)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(jì)第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 22 算其噴水量，且每個(gè)噴頭的噴水量至少等于規(guī)定的噴水強(qiáng)度，作用面積后的管段流量不再增加，僅計(jì)算管道的水頭 損失。在此后的管段中流量不再增加，僅計(jì)算沿程和局部水頭損失。本章分析“矩形面積一逐點(diǎn)法”算法及公式 [25]。 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。 (3).作用面積 作用面積是決定系統(tǒng)供水能力的重要參數(shù)之一。因?yàn)殚]式噴頭是感溫開放的，在火災(zāi)時(shí)往往是部分噴頭開放即可將火撲滅，并不需要開放所有噴頭。只要保證了最不利位置作用面積內(nèi)的噴水強(qiáng)度，其它部位保護(hù)面積的噴水強(qiáng)度也就保證了，系統(tǒng)能夠提供最不利 位置作用面積內(nèi)足夠的水量，也就能夠提供其他任何部位以足夠的水量，所以水力計(jì)算的作用面積應(yīng)選在系統(tǒng)最不利位置，布置形式往往采用矩形布置。公式為 L≧ A （ 31） 第三章 建筑消防自噴系統(tǒng)的水力計(jì)算 安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文 24 （ 32） 式中， A 一最不利作用面積， m2。 K 一與噴頭結(jié)構(gòu)有關(guān)的流量特征系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)噴 頭 K=80 。 n— 最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)的噴頭數(shù)。表 民用建筑和工業(yè)廠房的系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本參數(shù)。 (3)接出分支管處節(jié)點(diǎn)輸出流量為相連管段流量之和，依次類推，直到達(dá)設(shè)計(jì)流量止。 P1一支管 1 總流量輸出點(diǎn)水壓， mH20。 Q 一管道流量， L/