1、安徽建筑大學畢 業 設 計 (論 文)論文題目：建筑消防中自動噴水滅火系統及其水力計算分析 專業班級：作者姓名：指導教師：完成時間：anhui jianzhu universitya dissertation for bachelors degreestudies on the building fire automatic sprinkler systemand hydraulic calculationspeciality: safety engineeringauthors name: supervisor: finished time: 摘 要隨著我國近幾年來的重大火災的時常發生，造成

2、很嚴重的經損失和人員傷亡，消費問題越來越收到普通老百姓的關注。當今消防問題已經成為民生問題，越來越多的人都開始關注消防，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。而動噴水滅火系統是滅火效率高又經濟的一種滅火系統，自動噴水滅火系統正廣泛應用于工程建設中，是自動撲滅初期火災的最好措施，可將火災損失減少到最低限度。自動噴水滅火系統是目前世界上最可靠、最經濟的建筑防火措施，在歐洲和美國、澳大利亞等發達國家，它已經成為了建筑防火措施中最重要的一環。本文就火災的特點和災造成的損失開始，簡單的說明現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，對自動噴水滅火系統組成進行簡單

3、介紹，通過對自動噴水滅火系統基本的水力計算方法及我國現行主要的計算方法的詳細分析，根據水力學原理和水利計算公式，對某建筑進行水利計算和消防設計的分析。關鍵字：建筑火災 ；自動噴水滅火系統；水力計算；工程實例 abstract 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 peoples attention。the

4、fire has become the peoples 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 to each person。along with reform and open policy penetrating with our country national strength enhance

5、ment, the automatic deluge system widely applies in the engineering construction, is automatically suppresses the initial period fire the best measure, may reduce the fire damage to the threshold. as the most reliable and economic construction fire protection measures in europe the united states, au

6、stralia and other developed countries, automatic sprinkler system has become a building fire safety measures in the most important. in this paper, the features and the disaster loss caused by the fire started, the present of our country at present the fire fighting measures simple focusing on the au

7、tomatic sprinkler system after analyzing the basic hydraulic calculation methods of automatic sprinkler system and the current hydraulic calculation methods of china in detail， according to hydraulics principle and hydraulic calculation formula, and theoretically deducing the discharge relation betw

8、een sprayers on branch lines, hydraulic calculation and analysis of the fire protection design of a building.key word: building fire , the sprinkler system , hydraulic calculation , the project instance目 錄摘 要iabstractii第一章 緒 論11. 1 概述11.1.1 我國火災現狀與特點11.1.2 目前建筑消防的主要措施21.1.3 自動噴水滅火系統與消火栓滅火系統的比較31.2 課

9、題的提出及研究意義31.3 我國自噴系統與國外先進國家的差距41.3.1 技術方面的差距41.3.2 應用范圍61.3.4 國內外研究現狀61.4 自動噴水滅火系統的發展前景81.5 本文主要研究內容8第二章自動噴水滅火系統分析92.1 自動噴水滅火系統的分類92.1.1 濕式自噴系統92.2.2 干式自噴系統102.2.3 預作用自噴系統102.2 自動噴水滅火系統的基本要求112.3 噴頭和管網的布置122.3.1 噴頭的布置原則和布置形式122.3.2 噴頭的布置間距問題152.4 報警閥172.5 末端試水裝置182.5.1 末端試水裝置的功能和設置182.6 消防水箱182.7 自動

10、噴水滅火系統的減壓措施192.8 本章小結19第三章 建筑消防自噴系統的水力計算203.1 自噴系統的水力計算方法203.1.1 歐美現行的自噴系統水力計算方203.1.2 我國現行的自噴系統水力計算方法203.2 自噴系統基本公式及水力計算213.2.1 自動噴水滅火系統的基本參數213.2.2 “矩形面積一逐點法”算法及公式223.2.3 管道流量計算243.2.4. 管系特性系數243.2.5. 管道水頭損失計算253.2.6. 水泵揚程或系統入口的供水壓力273.2.7 減壓措施的水頭損失27第四章 工程實例294.1 確定該建筑物的火災危險等級294.2 確定設計技術類型304.3

11、選擇和布置噴頭304.4 管網布置314.5 水力計算334.6 選擇消防水泵35第五章 總結與展望395.1總 結395.2建 議39參考文獻40致 謝42第一章 緒 論1. 1 概 述1.1.1 我國火災現狀與特點 隨著我國經濟發展步伐的加快，我國的特大火災發生率上升速度較快。2004年2月15日，吉林省吉林市中百商廈發生特大火災，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生特大火災，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煙花引起火災造成15人死亡，2011年4月25日北京大興一層服裝加工車間內用電短路并引發周圍可燃物燃燒，造

12、成17人死亡，24人受傷。由于原有老建筑，因過去經濟不發達，總想節省，而導致消防設施簡單化，加之近年來大量用電設施的增加，以及原有設施老化及維修失調，使火災發生的概率在增高，因此我國近年來大火接連不斷。針對這種情況，我們應研究對策解決上述問題，做到“防患于未然，責任重于泰山”2。世界上主要國家上個世紀末的火災統計情況3 見表1.1，從表中可以看出與發達國家相比，我國每年的起火次數較少，但死亡人數較多，我國每年的總火災次數在10個國家中排在倒數第二，但死亡人數排在第5位，若按千次火災平均死亡人數則我國排在第2位，是各國平均值的近5倍。這說明我國的消防保護體系，對生命安全的保護還有一定的差距，值得

13、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施水平，特別是提高自動噴水滅火系統的普及率4。表1.1 20世紀90年代若干國家的火災統計國別居住人口（百萬）火災次數（千次/年）死亡人數（人/年）每千人的火災次數每百萬的火災次數每千次火災的死亡人數中國12034523000.041.951.1印度936.5200170000.2118.285 美國263.5200046007.5817.42.3 俄國148.3300150002.02101.150 日本125.55819000.4615.132.8 德國81.72157002.638.6 3.3 英國58.34608507.8914.61

14、.8 法國58.12906004.9910.32.1 澳大利亞18.3801604.378.72.0 愛爾蘭0.3632458.8912.51 .4由于現代社會財富的積累相當高，現代的家庭、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，而現在的裝修檔次相當高，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用。這些都使建筑物內的火災荷載增加，今天的住宅與50年前相比火災荷載至少增加了一倍

15、，其它場所的火災荷載也都有不少的增加，凡此種種都對消防提出了挑戰5。1.1.2 目前建筑消防的主要措施 (1)防火分區系統它采用相應耐火性能的建筑構件或防火分隔物，將建筑物人為劃分為在一定時間內防止火災向同一建筑物的其它部分蔓延的局部空間。設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，阻止其蔓延，以有利于消防撲救。 (2)火災自動報警系統火災自動報警系統是由觸發裝置、火災報瞥裝置以及其它輔助功能的裝置組成的火災報警系統。它是人們為了早期發現、通報火情，并及時采取有效措施控制和撲滅火災而設置在建筑物中或其它場所的一種自動報警系統。 (3)消火栓滅火系統消火栓滅火系統長

16、期作為一種最基本的滅火設施，占據著我國消防體系的主導地位，從數百米的超高層到幾米的低層建筑都設置。利用消火栓滅火系統進行滅火需要兩個基本要素:一是消火栓設備;二是消火栓的使用者一消防隊員。 (4)自動噴水滅火系統自動噴水滅火系統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于一體，建筑物內失火后燃燒產生的熱量使噴頭的熱敏元件啟動，噴頭噴水滅火。同時系統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。水力警鈴也同時發出聲音報警。自動噴水滅火系統實施滅火僅依靠其系統本身，而不需要外界的支持。 從上面的四項建筑消防技術可以看出，防火分區

17、系統僅僅具備防止火災蔓延功能。火災自動報警系統也僅具備火災報警功能，而無防火功能。在具備滅火功能的設施中，消火栓滅火系統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設施是自動噴水滅火系統6。1.1.3 自動噴水滅火系統與消火栓滅火系統的比較 從滅火效果來看，自動噴水滅火系統明顯優于消火栓滅火系統。與自動噴水滅火系統相比，消火栓滅火系統具有以下不足:(1)自動化程度低自動噴水滅火系統能自動感知火災、報警、開啟噴頭、控火、滅火。在正常工作狀態下，這種裝置晝夜24h都處于準動作狀態，不會因現火情或報警不及時而延誤撲救，導致火災蔓延擴大。而消火栓滅火系統的今基本要素中有一個是人，即消防隊

18、員。火災發生后，如果消防隊員沒有到達現場，消火栓滅火系統的滅火功能難以正常發揮。 (2)消防栓滅火效率低自動噴水滅火系統的滅火效率高，根據美國國家消防協的統計資料，自動噴水滅火系統滅火、控火的成功率高達96.2;美國紐約市1969年至1978年十年間，自動噴水滅火系統滅火成功率達到98.496;澳大利亞和新西蘭報道的滅火成功率達到99.87。同自動噴水滅火系統相比，消火栓滅火系統，主要供消防人員或受過專門培訓的人員使用。事實上，消防人員到達現場滅火時都是利用自帶設備從火災現場外圍開始滅火，建筑物內的消火栓滅火系統很少被真正利用，其使用率較低。(3)滅火時間長，損失大根據美國消防協會的統計資料，

19、自動噴水滅火系統從 火災發生到火災被系統撲滅，時間一般不會超過10分鐘7。自動噴水滅火系統撲滅火災時間短的主要原因在于自動噴水滅火系統進行滅火時，火災往往都處于初期，火勢小，易于撲滅，同時造成損失就相應較小。消火栓系統滅火發揮功能的個必要要素是消防隊員的參與，我國的火災統計資料表明，消防隊員從接到報警至到達現場開始撲火，至少需要15分鐘左右的時間8。這樣在火災初期，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損失。1.2 課題的提出及研究意義 綜合上述我國火災現狀和特點，一旦發生火災，尤其是在那些結構復雜、功能多樣、火災隱患大的建筑物中，如果不能及時地撲滅一

20、定會給經濟和生命財產造成巨大的損失。目前我國建筑消防體系中占主導地位的滅火系統是消火栓滅火系統。但通過上述對比，我們發現消火栓滅火系統存在著種種不利于快速滅火的環節，可能達不到及時控制火災的效果。反之，自動噴水滅火系統能夠及時發現并能夠對火災進行有效的控制(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進行滅火，歐美許多國家早己確立了自動噴水滅火系統在建筑消防體系中的主導地位。 我國對自動噴水滅火系統的研究取得了很大的成果，但在目前的技術應用中還存在著不足，在設計、施工、維護、管理等方面都還存在著缺陷，影響了系統滅火性能的發揮，這就要求我們進行更深層次的研究，不斷

21、完善自動噴水滅火系統。 自動噴水滅火系統，尤其是占據了70%以上份額的濕式自動噴水滅火系統，作為一種滅火、控火于火災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。工程設計中人們對自動噴水滅火設計規范)(以下簡稱噴規)中某些條款的理解存在著差異，特別是當新“規范”開始實施時，廣大設計人員對“規范”中某些新的規定和條款有著不同的看法。在進行自動噴水滅火系統的設計與水力計算時，偏向于使用經驗方法確定自動噴水滅火系統的設補斷餛 本課題正是基于上述，在總結我國自動噴水滅火系的發展狀況、地位、作用及成果的前提下，把自動噴水滅火系統從設計到運行這個過程作為研究范圍，來進行自動噴水滅火系統及其

22、水力計算的研究。1.3 我國自噴系統與國外先進國家的差距 盡管我國已有70多年的使用歷史和50多年自行設計、安裝、調試和管理經驗，但同國外己有上百年應用歷史，擁有先進技術的國家相比，我國自噴系統的差距還相當大，可以具體總結為以下幾個方面。1.3.1 技術方面的差距技術方面的差距國外應用自動噴水滅火系統己有一百多年的歷史。在這長達一個多世紀的時間里，一些經濟發達的國家，投入巨資進行系統的研制與開發，具有更高滅火效率、可以實用不同場所、不同環境的先進系統不斷出現。在系統類型上，除了在我國經常使用的濕式系統、干式系統、預作用系統、雨淋系統和水幕系統外，還研制出重復啟閉預作用系統、自動噴水一泡沫聯用滅

23、火系統、快速響應早期滅火噴頭的自動噴水滅火系統和先進的炮系統。在噴頭的研制方面，根據不同環境和不同的使用場所研制出適合各自條件的噴頭。除了常見的標準噴頭外，還研制推廣快速響應噴頭、擴展覆蓋邊墻型噴頭和快速響應早期滅火噴頭、大水滴噴頭等特種噴頭以及家庭自噴系統所使用的噴頭。 其實，從消防水炮的事例就可以看出我國與國外在自動噴水滅火系統在技術上的差異。先進的水炮系統也是一種典型的自動噴水滅火系統，主要用于室內高度大于13m的大空間場所。在日本、歐美，該系統在機場、體育館和展覽館等大空間場所使用較為普遍。國內也有使用。國外對消防水炮的研制和應用技術比較成熟。如日本所使用的日本報知機水炮，現有高、中、

24、低三級產品。高級型水炮每臺炮水量為150l/s，射程為150180m;中型水炮水量為70l/s，射程為6080m;而低級型水炮射程為1820m。報知機系列產品設計先進，制作精良，性能優越，而且能實現自動對焦，對準著火點，以及實現與報警系統聯動。國內于90年代開始消防水炮的研制。上海消防科研所“九五”攻關課題之一即是“消防水炮研制”，且已研制出射程可達70m的水炮產品。但上海消防科研所研制的水炮只是一種遙控水炮，不能實現自動對準著火點，也不能實現同報警系統聯動。1.3.2 標準制定方面的差距標準制定方面的差距從1979年到現在，我國的自動噴水滅火系統設計規范己經頒布了四次，也經歷了一個不斷修訂和

25、改進的過程，但是同英美等技術較發達國家的技術標準制訂過程和技術標準進行比較，還具有許多差距。具體表現在以下幾方面: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安裝標準，一般根據每年的技術進步和當前出現的實際情況和經驗教訓，每年或者兩年修訂一次，使規范的發展與技術進步同步。在其規范建立的106年時間里，規范共計修訂了57次，為自動噴水滅火系統的進步和保證其高效的滅火效率作出了貢獻。我國對于修訂設計規范的間隔時間沒有規律弓從1985年頒布的第一本自動噴水滅火設計規范到2001年進行重新修訂，時間跨度達到16年，在這期間出現的自動噴水滅火系統的新技術在實際應用中缺乏依據和標準。第二標準制定不完

26、善美國在制定自噴系統的規范時，不僅類型全面，而且對于許多類型的自噴系統，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規定，而且還單獨制定出詳細規范來指導人們的使用。英國bss306 part ii一自動噴水滅火系統安裝規范，給出了自動噴水滅火系統的12種不同的供水方式。我國在制定相關規范時，對于許多類型的自噴系統都沒有單獨的規范，而且規范中的類型還不全面，許多新型的自動噴水滅火系統類型沒有出現在規范中，規范的制定明顯落后于技術的發展。比如上文中提到的重復啟閉預作用系統、自動噴水一泡沫聯動系統、家庭自動噴水滅火系統等類型至今沒有相關的規范標準;在涉及到供水方式時，并不

27、是根據建筑物的具體情況設置，而是只要是設置自動噴水滅火系統就要求兩路水源、消防水泵和屋頂水箱或增壓裝置，造成系統投資增大，阻礙了小規模建筑自動噴水滅火系統的應用。第三自主知識太少在我國，研究自動噴水滅火系統的科研機構數量少，應用范圍有限，來的經驗相對較少。在制定自動噴水滅火系統的規范時，很多標準都是借鑒國外的標準來制定，而不是根據我國的國情從實際出發，例如火災危險等級的劃分、火災危險等級所對應的噴水強度等。同時許多標準都是在制定后再在實踐中去證實它的合理性，缺乏規范制定的前瞻性。上述這些規范制定過程中的弊端己經嚴重阻礙了自動噴水滅火系統新技術在我國的發展、推廣和廣泛應用。應用范圍小在我國，建筑

28、設計防火規范和高層民用建筑防火規范根據我國國民經濟水平，僅對火災危險性大、經濟損失大、政治影響大、發生火災后人員傷亡嚴重的重點部位作了設置要求。目前，在美國的一些旅館、飯店都設置自動噴水滅火系統，而不設消火栓系統，甚至不裝報警裝置;在香港則無論何種建筑、何種裝修標準(不能用水保護的場所除外)一律裝設自動噴水系統。根據國外資料介紹，上文提到的住宅自動噴水系統，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。但這一系統的實際應用在我國還未見相關報道。1.3.3 國內外研究現狀國外自動噴水滅火系統已有一百多年的發展歷史，在這長達一個多世紀的時間內，一些經濟發達國家，從研究到應用，從局部應用到

29、普遍推廣，有過許許多多成功和失敗的教訓。在總結經驗的基礎上，制定了本國的自動噴水滅火系統設計、安裝的規范和標準，而且還進行了一次又一次的修訂(如英國的自動噴水滅火系統安裝規則，美國的自動噴水滅火系統安裝標準等)。自動噴水滅火系統不但已經在高層建筑、公共建筑、工業廠房和倉庫中推廣使用，而且發達國家已經在住宅建筑中開始安裝使用。在建筑防火設計中推廣應用自動噴水滅火系統，獲得了巨大的社會與經濟效益。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在建筑消防中的主導地位，這一舉措使該市獲益不少，1997年至1998年度就節約了252萬英鎊，并使火災損失減少到最低8。 在我國，自動噴水滅

30、火系統的應用也已有多年。早在1926年，上海的毛紡廠就開始安裝自動噴水滅火系統。從80年代初開始，我國對自動噴水滅火系統的產品進行規模生產，并大量在工程項目中使用。通過這些年來的系統研究，我國已建立了自動噴水滅火系統的產品質量標準，成立了產品質量檢測中心，編制了設計、施工、驗收規范和安裝圖集。 在技術規范和標準的制定方面，我國先后發布了自動噴水滅火系統設計規范、自動噴水滅火系統施工與驗收規范)、自動噴水滅火系統:灑水噴頭性能要求和試驗方法等規范和室內自動噴水滅火設施安裝標準圖集。大大提高了我國自動噴水滅火系統的技術含量，也有利于消防的管理。 在自動噴水滅火系統的理論上，我國開展了噴頭熱敏性能的

31、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時間指數(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)和噴頭實際送達的噴水密度(add)有關。當噴頭空間的熱損失較小時，噴水穿過火焰上羽卷流送達的密度就相對提高。 在噴頭技術上，現已有標準噴頭、快速響應噴頭(rti50 (ms)0.6、大水滴噴頭(es)、快速響應早期噴頭(esfr)、擴展覆蓋邊墻型噴頭、啟閉式噴頭等。在系統方式上，除了常規的濕式系統、干式系統、預作用系統、雨淋系統和水幕系統外，還出現了重復啟閉預作用系統、自動噴水一泡沫聯用滅火系統。水力報警閥的功能在系統中也得

32、到進一步明確。在每個報警閥組的給水最不利處，均設末端試水裝置，以利于系統的檢測，加強了系統平時的維護、管理。 自動噴水滅火系統向前發展的同時，在技術應用中還存在一定的問題，如系統應用的場所和設置部位還不夠廣泛、系統不能按照設計的參數運行等等。滅火系統的設計應重視“以人為本”的原則，大力推廣自動噴水滅火系統，在很多建筑內部都可設置自動噴水滅火系統，如高級住宅、工業廠房、公共活動場所、醫院療養院及老年、少兒、殘疾人活動場所等等。在系統的設計中，突出表現在噴頭的布置不夠規范。自動噴水滅火系統的閉式噴頭既是灑水滅火的元件，也是探測火災的感溫元件.合理選擇和布置噴頭，直接影響到撲滅初期火災的效果。此外，

33、系統的管道布置遠沒有消火栓給水系統的可靠性高，消防水源的保障也需提高。另外，我國的有關規范是參考了國外的設計標準，有些地方可能不符合我國國情，在設計、施工、維護、管理方面，都還存在著不足之處，影響了系統滅火性能的發揮，需加以探討研究。1.4 自動噴水滅火系統的發展前景 自動噴水滅火系統目前有三個發展方向:一是水滴向細或超細方向發展和演變;二是水滴向大或者超大水滴方向發展，目的是更強有力地穿透煙羽流和火焰，到達燃燒物的表面;三是閉式噴頭向快速反應方向發展9 10。 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的滅火高效性

34、。隨著噴水滅火機理研究的不斷深入，新的自動噴水滅火方法和機理將不斷出現，為保護人和物提供可靠的技術保證。在我國，現有技術在一定程度上己經不會影響自動噴水滅火系統的推廣和廣泛使用，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。隨著我國經濟實力的增強和人們對自動噴水滅火系統認識的深入，自動噴水滅火系統將逐漸取代消火栓滅火系統的主導地位，成為我國消防體系中最主要的滅火設施11。1.5 本文主要研究內容本文主要的研究內容包括以下幾個方面:1、 對自動噴水滅火系統組件進行分析，明確各組件的功能作用、布置要求。2、 在消防系統中自動噴水滅火系統的水力計算予以簡單的介紹3、 淺析自動噴水

35、滅火系統在建筑滅火過程中的作用與分析以及部分水力計算。第二章 自動噴水滅火系統分析2.1 自動噴水滅火系統的分類自噴系統主要是根據噴頭類型和管網充水情況進行分類，根據噴頭的封閉情況，自噴系統可分為開式自噴系統和閉式自噴系統;根據管網充水情況，閉式自噴系統可分為濕式自噴系統、干式自噴系統和預作用噴水滅火系統12;開式系統包括水幕系統，雨淋系統，工程上絕大多數采用閉式系統中的濕式系統，也是本文重點介紹的系統。五種自噴系統的適應條件各不相同，各種系統的適應場所如表2.1。表2.1 不同自噴系統的適應場所自噴系統類型適應場所濕式系統干式系統預作時系統雨淋系統水幕系統保護區環境溫度4t70 保護區環境溫

36、度t4或t70替代干式系統，對誤噴要求高場所對火災猛烈，燃燒迅速場所催保護需要防火冷卻分隔的場所2.1.1 濕式自噴系統濕式自噴系統是工程上應用最為廣泛的一種系統，該系統采用的是閉式噴頭和濕式報警閥組，由于在報警閥的前后管道內始終充滿著壓力水，且能在發生火災時立刻噴水，故稱濕式噴水滅火系統或濕管系統四。 濕式自噴系統中，重要的組件主要有：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而不能流出，并且在達到規定的壓力和流量時可以驅動報警裝置13。2)延遲器:延遲器主要用于濕式噴水滅火系統，用以防止報警裝置在水壓發生波動時的誤報警。延遲器設于濕式報警閥后，少量的水可以從

37、其底部的泄水孔排出而不會進入水力警鈴，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，若不設置延遲器可能會導致水力警鈴誤 報警，設置延遲器時若其在短時間內充滿水，則水流會進入水力警鈴并促其發出報 警14。如火災發生時，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入延遲器，并在1 min內充滿延遲器，然后流向水力警鈴，發出報警， 同時啟動壓力開關，向控制中心報警。3)壓力開關:壓力開關由殼體、杠桿、固定鉸、主副彈簧、傳立錐、彈性波紋密封管、水壓腔、微動開關組成，是一種靠水壓或氣壓驅動的電氣開關。壓力開關必須直立安裝，且通常與水力警鈴

38、一起安裝;壓力開關利用水力閉合弱電路實現報警，把報警管路中的壓力信號轉換為電信號傳輸到火災報警控制器，可以監視報警閥的報警 管路水壓并在發出報警信號后啟動消防泵;在開式自動噴水系統中，壓力開關可代替水流指示器監視系統的工作狀態口15。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換成電信號傳送至報警控制器或消防中心，發出報警信號，并報告火災發生的區域部位及樓層口32。當管道發生泄露故障時，水流指示器也會類似運行。設計水流指示器時需注意，管道水流的工作壓力應該在0.14mpa-1.2mpa之間，報警驅動流量在15l/min

39、-37.5 l/min范圍內。2.2.2 干式自噴系統 由于干式自噴系統的管路和噴頭在正常情況下處于充氣狀態而不充水，故稱之為干式系統或干管系統口。干式自噴系統是在濕式自噴系統的基礎上發展起來的，但采用的是干式報警閥，且要有充氣設備和排氣設備16。干式自噴系統在報警閥后的管路內無水，不怕凍結，不怕環境溫度高，從而該系統適用于寒冷和高溫的建筑物和場所與濕式自噴系統相比，干式自噴系統增加了一套充氣設備和一套排氣設備，并且將管網內的氣壓保持在一定范圍內;因此，干式自噴系統投資較大，管理比較復雜，在噴水滅火速度上不如濕式自噴系統來得快，在應用上也沒有濕式自噴系統廣泛四。盡管干式自噴系統的滅火速度不及濕

40、式自噴系統，但設計干式自噴系統的啟動時間不宜超過1min。2.2.3 預作用自噴系統 預作用系統是濕式自噴系統與干式自噴系統的結合，其采用的報警閥為雨淋閥，也需要有充氣設備。該系統平時與干式自噴系統相同，管路平時充滿低壓氣體而不充水，但當發生火災時，水進入雨淋閥后的管路并使其在短時間內充水，使系統轉變為濕式自噴系統;干式自噴系統轉變為濕式自噴系統的過程包含著預備動作的功能，故稱為預作用自噴系統。預作用自噴系統主要特點:1)與濕式自噴系統相比較:一、預作用自噴系統可以適用于冬季結冰、溫度過高的建 筑和對誤噴水要求嚴格的場所，而濕式自噴系統不適用。由于該系統管網中平時不充水，從而可避免因系統破損而

41、造成的水漬損失。二、預作用自噴系統比濕式自噴系統報警更及時，為組織撲救節省了時間。預作用自噴系統能在噴頭動作之前報警，而濕式自噴系統必須在噴水后才能報警16。2)與干式自噴系統相比較:預作用自噴系統解決了干式自噴系統延遲噴頭噴水時間的問題，由于該系統沒有干式自噴系統必須在噴頭動作完成排氣后才能噴水滅火的缺陷。3)與雨淋系統相比較:預作用自噴系統的安全可靠性更高;盡管兩者均有早期報警裝置，但是，預作用自噴系統管路平時充低壓氣體而雨淋系統通常為空管，從而預作用自噴系統可以配合自動監測裝置發現系統中是否有滲漏現象，而雨淋系統沒有這個功能。 由上述可知，預作用系統綜合了濕式自噴系統、干式自噴系統及雨淋

42、系統的優點，適用于要求較高、性質重要及不允許誤噴的場所，也適用于干式系統適用的場所17。如:高級賓館、大型商場、冷藏庫，計算機房、圖書館、檔案館，重要的政治和經濟場所等。2.2 自動噴水滅火系統的基本要求自動噴水滅火系統是由灑水噴頭、報警閥組、水流指示器、壓力開關、末端試水裝置等組件以及管道、供水設施組成，并能在發生火災時自動按設定的噴水強度噴水的固定滅火系統。顧名思義，自動噴水滅火系統在火災發生時，必須能夠自動地按設定的參數向著火部位或需要保護的對象噴水。因此，自動噴水滅火系統的噴水滅火必須具備自動響應性、定向性、性能預值性。自動響應性，是指系統能夠通過探測元件感知火災的發生，并自動啟動系統

43、向著火部位或保護對象噴水，即自動探測、自動啟動的功能。濕式系統、干式系統一般是依賴閉式噴頭作為感溫探測元件而使系統自動啟動;雨淋系統、水幕系 統是以火災探測器或溫控壓力自動釋放器作為探測元件使系統自動啟動;預作用系統則是以火災探測器和溫控壓力自動釋放器及其他控制元件作為火災探測控制元件，共同組成自動啟動系統。 定向性，是指系統在噴水時，應自動地將水噴向著火區域或保護對象，而未著火的保護區和保護對象則不應噴水。只有這樣，才能最大限度地減少水漬損失，減少系統配置，降低滅火成本，系統的設置才具有較高價值。性能預值性，是指系統在發生火災時及在伺應狀態時，能夠按預設的參數和方式完成一系列的功能，它們包括

44、:系統噴灑的水量，應在作用面積內滿足噴水強度的要求。系統動作后，應能把系統動作信號轉變成聲報警信號、電報普信號予以報帶，即具有自動報普系統。手動試驗檢測功能。在系統處于伺應狀態時，能夠完成對系統進行一系列試驗檢測，以確認系統的供水壓力、流量、報警和聯動功能是否符合要求。2.3 噴頭和管網的布置2.3.1 噴頭的布置原則和布置形式噴規第7.1.1條規定:噴頭應布置在頂板或吊頂下易于接觸到火災熱氣流并有利于均勻布水的位置。當噴頭附近有障礙物時，應符合本規范7.2節的規定或增設補償噴水強度的噴頭。此條規定了布置噴頭應遵循的原則，它包含以下幾方面的含義18 。(1)噴頭應布置在頂板或吊頂下易于接觸到火

45、災熱氣流的部位，使噴頭的熱敏元件在最短時間內受熱動作。(2)使噴頭的灑水能夠均勻分布，不出現未被覆蓋的空白，也不出現過多的重復覆蓋面積。這是判定系統可靠性的重要手段，是一切自動噴水滅火系統應具有的功能。(3)按規定處理障礙物的遮擋，若滿足不了與障礙物的距離要求，應增設噴頭，補償因噴頭的灑水受阻而不能達到的滅火水量。噴頭布置形式有三種：正方形，長方形，菱形。圖2.1噴頭的三種布置形式 (a)正方形布置如圖2.1 (a)所示，噴頭之間的間距l=2rcos45=1.414r (b)長方形布置如圖2.1 (b)所示，在長方形布置中，只有當4個噴水圓兩兩相切于o點，而且在r=n時，該噴頭的布置最經濟合理

46、。 噴頭的長邊間距m = 2r cos30 =1.732r噴頭的短邊間距n=r (c)菱形布置如圖2.1 (c)所示，噴頭a,b,c,d交錯布置，其連線構成菱形，其中噴頭b, c, d連線構成一個等邊三角形，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，也不會出現空白，是最經濟的布置。 噴頭的橫向間距m = 2r cos30=1.732r 噴頭縱向間距n=r+rcos30=1.5r(4)配水支管控制的噴頭數每根配水支管上安裝的噴頭數量并不是不受控制。規范規定配水管兩側每根配水支管控制的標準噴頭數，輕微險級、中危險級場所不應超過8只，同時在吊頂上下安裝噴頭的配水支管，上下側均不應

47、超過8只。嚴重危險級及倉庫危險級場所均不應超過6只19。控制每根配水支管上布置的噴頭數量，目的是為了控制配水支管的長度，避免水頭損失過大;同時，火災的發生區域并不都是長方形區域，當配水支管上的噴頭數量過多，配水支管過長時按照理論進行水力計算的結果。 (5)各種噴頭布置經濟性比較和選擇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:正方形布置:每只噴頭平均覆蓋面積為正方形abcd，面積 s=ll=2r2長方形布置:每只噴頭平均覆蓋面積為長方形abcd，面積 s=mn=1.732r2。菱形布置:每只噴頭平均覆蓋面積為正六邊形，面積 s=6(1/2 r2cos

48、30)=2.598r2。 從上面三種形式的單個噴頭的平均覆蓋面積計算結果可以看出，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域布置噴頭，菱形布置時，所需噴頭的數量最少，經濟性最好，正方形次之，長方形布置所需噴頭最多，經濟性最差。因此，在選擇使用噴頭的布置形式時，應優先選擇菱形布置。但是，在保護區域的邊界菱形布置形式噴頭不好布局。在正方形布置中，其經濟性處于三種布置形式的中間，

49、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區域使用最多，例如走廊等保護區域。2.3.2 噴頭的布置間距問題 噴頭的布置間距對系統的水力計算也十分重要，因它不僅關系到作用面積內的平均噴水強度，還關系到系統的水頭損失大小。其間距應根據系統的噴水強度、噴頭的流量系數和工作壓力確定。新噴規表7.1.2的規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發生了變了。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)可總結如下表所示。表2.2噴頭半徑r危險級別標準噴頭（k=80）快速響應噴頭（k=

50、115）輕危險級2.67m3.19m中危險級級2.17m2.6m中危險級級1.88m2.26m表2.3噴頭布置間距危險級別標準噴頭（k=80）快速響應噴頭（k=115）輕危險級3.77m4.51m 中危險級級3.07m3.68m 中危險級級2.66m3.19m把表2.2與新噴規中表7.1.2進行比較發現，在標準噴頭和工作壓力為0.05mpa的前提下，噴頭正方形布置的間距小于新噴規中表7.1.2中給出的數值，這說明噴頭工作壓力對噴頭布置間距有直接的影響20。同樣，采用不同流量系數的噴頭對噴頭布置間距也產生直接的影響。 規范中表7.1.2給出的布置間距是標準噴頭(k=80 )在特定工作壓力( 0.

51、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到規范要求的前提下進行的，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。 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、噴頭保護面積、噴頭間距和噴頭噴水半徑等也相應變化，即它們是變量，而不是定值。同理，改變噴頭的類型，即改變噴頭的流量系數，噴頭出水量、噴頭保護面積、噴頭間距和噴頭噴水半徑等也相應變化。2.3.3管網布置形式系統配水支管和干管組成的管網系統的布置形式有四種形式:中央中心型、側邊中心型、中央末端型和側邊末端型，見圖2.2(a)中央中心型；(b)

52、側邊中心型；(c)中央末端型；(d)側邊末端型1一立管2一噴頭圖2.2干管布置形式圖噴規第10.1.4條規定:當自動噴水滅火系統中設有2個及以上報普閥組時，報警閥組前宜設環狀供水管道。設置環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，所以必須應用閥門將環狀供水管道分成若干獨立段.2.4 報警閥 報警閥組是自動噴水滅火系統的關鍵組件之一，它在系統中的主要作用包括啟動系統、接通或切斷水源、輸出報警信號和防止水流倒回供水源。報警閥對系統的可靠性和滅火成功率有著舉足輕重的作用。根據系統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6.2.6條規定:報警閥組宜設個在安全及易于操作的地點，

53、報替閥距地面的高度宜為1.2m;安裝報警閥的部位應設有排水設施。其6.2.8條又要求，水力警鈴應設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于20m。規范沒規定報警閥集中還是分散設置，也沒嚴格規定放置地點21。因此，報瞥閥的設置除滿足自身的作用要求、控制面積和系統大小的規定外，還應滿足位置安全、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。2.5 末端試水裝置2.5.1 末端試水裝置的功能和設置對于自動噴水滅火系統，末端試水裝置的功能通常是在報警閥壓力開關動作直接啟動消防泵以前完成，即測得的是消防給水系統的穩壓裝置對系統的影響和作用性能。末端試水裝置的功能是檢驗水流指示

54、器、報警閥的壓力開關和水力警鈴能否及時動作和報警，檢驗系統的可靠性，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是否處于工作狀態，以便及時排除故障，提高系統的可靠性。圖2.3為我國在工程中經常采用的末端試水裝置的安裝圖示2.6 消防水箱消防水箱的功能對于濕式系統而言，消防水箱的功能是維持平時管網的壓力，當發生火災時迅速啟動自動噴水滅火系統。如果要達到最不利處噴頭的工作壓力，消防水箱的設置高度往往要達到十米以上，結構上往往無法達到這一要求。現在通常的做法是把消防水箱設置在屋頂水箱間內，并增設加壓泵來滿足壓力要求。在火災初期十分鐘內，系統動作的程序是首先由消防水箱啟動系統，然后加壓泵工作

55、，最后水通過加壓泵加壓流向噴頭，噴頭動作。因此可以說，啟動噴水系統是消防水箱的主要功能。2.7 自動噴水滅火系統的減壓措施在自動噴水滅火系統中，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象，即使在同層中，當保護面積較大時，由于設計是按最不利工作面積計算，同層中有利工作面積內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進行減壓的措施有設置減壓閥、減壓孔板、節流管等，本文主要討論如何用減壓孔板進行減壓。減壓裝置設置時，配水管道的工作壓力不應大于1.2mpa;輕、中危險等級場所中配水管入口的壓力均不宜大于0.40mp

56、a 。減壓孔板應設置在直徑不小于50mm的水平直管段上，前后管段的長度均不宜小于該管段直徑的5倍;孔口直徑不應小于設置管段直徑的30，且不應小于20mm:應采用不銹鋼板材制作。節流管設置時，直徑宜按上游管段直徑的1/2確定;流管內水的平均流速不應大于20m/s。減壓閥應設在報警閥組入口前;入口前應設過濾器;上報警閥組時，應設置備用減壓閥:垂直安裝的減壓閥，長度不宜小于l m;節當連接兩個及兩個以水流方向宜向下。2.8 本章小結1、自噴系統分為開式系統和閉式系統。閉式自噴系統又分為濕式自噴系統、干式自噴系統、雨淋自噴系統、水幕自噴系統。2、自噴系統主要的組件有噴頭、供水管網、報警閥、水流指示器、末端試水裝置消防水箱等。3、 自動噴水滅火系統的減壓措施。 第三章 建筑消防自噴系統的水力計算3.1 自噴系統的水力計算方法 在自噴系統設計中，力求遵循系統基本原理和技術特點，使系統充分發揮自