自动喷淋灭火系统讲诉

1、第五章自动喷水灭火系统5.1 系统组成自动 灭火系统 是 一种在 发生火灾 时，能自动打开喷 头喷水灭火并同时 发出火警信号的消 防灭 火设 施， 系统 在火灾 发生后能通 过各种 方式自动开启，并能同时通过加 压设 备将 水送 入管 网维持 喷头洒水灭 火一定 时间。该系统是当今世界上公认 的最 为有 效、 应用 最广泛 的自救灭火 设施， 具有安全可靠、经济实用、灭火 成功 率高 等优 点。自动 喷水灭火 系 统由洒 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 。5.2 系统分类及其工作原理自动 喷水灭火 系 统的分 类根据被 保

2、护现场所需的气 象条件、对被保护 场所的保护目的、 可燃 物类 别和 火灾 燃烧特 性、空间环境和喷 头特性等因素综合确定。常用的 自动 喷水 灭火 系统 可分为 闭式自动喷水灭火 系统和开式自动喷水灭火系统。闭式 自动喷水 灭 火系统 可分为： 湿式系统、干式系 统、预作用系统等 ，是采用带温感释 放器 的闭 式洒 水喷 头的自 动喷水灭火系统， 失火时热气流融化喷头的温感释 放器 而进 行洒 水灭 火。5.2.1 闭式系统5.2.1.1 湿式系统（ 1 ）系统组 成湿式 系统由湿 式 报警阀 组、闭 式喷头、水 流指示器、控制阀 门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。系统的管道内充满有压

3、水，一旦发生火灾，1喷头动作后立即 喷水 。（ 2 ）工作原 理火灾 发生的初 期 ，建筑 物的温度 随之不断上升，当 温度上升到以闭式 喷头温感元件爆破 或熔 化脱 落时 ，喷 头即自 动喷水灭火。该系 统结构简单，使用方便、可靠，便于施工，容易管理，灭火速度快，控火效率高，比较经济，适用范围广，占整个自动喷水灭火系统的75% 以上，适合安装在能用水灭火的建筑物、构筑 物内 。图 5-2-1湿 式 系 统 原 理 图（ 3 ）适用范 围在环 境温度不 低 于 4 、不高 于 70 的建筑 物和 场所（ 不能用 水扑救 的建筑物和场所除 外） 都可 以采 用湿 式系统 。 该系统局部应用 时，

4、适用于室内最大净空高度不 超过 8m 、总 建筑面积 不超过 1000 的民用建筑中 的轻危 险2级或中危险级 级需 要局 部保 护的 区域。5.2.1.2 干式系统（ 1 ）系统组 成干式 系统是报 警 阀后充 满压力气 体的灭火系统，系 统由闭式喷头、管 道系统、干式报警 阀组 和供 水设 施、 补气装 置等组成。（ 2 ）工作原理干式 系统与湿 式 类似只 是控制信 号阀的结构和作用 原理不同，配水管 网与供水管间设置 干式 控制 信号 阀将 它们隔 开，而在配水管网 中平时充满着有压力气体用于系 统的 启动 。发 生火 灾时，喷头 首先喷出气体，致 使管网中压力降低，供水管 道中 的压

5、 力水 打开 控制信 号阀而进入配水管 网，接着从喷头喷出灭火。不过 该系 统需 要多 增设 一套充 气设备，一次性投 资高、平时管理较复杂、灭火速 度较 慢。图 5-2-2干 式 系 统 原 理 图（ 3 ）适用范 围3干式 系统适用 于 环境温 度低于低 于 4和高 于 70 的建 筑物和 场所， 如不采暖的地下车 库、 冷库 等。5.2.1.3 预作用式系统（ 1 ）系统组 成预作 用式系统 与 干式系 统一样为 喷头常闭的灭火系 统。系统由火灾探 测系统、闭式喷头 、水 流指 示器 、预 作用报 警阀组，以及管道 和供水设备等组成。（ 2 ）工作原 理预作 用系统在 准 工作状 态时报

6、警 阀后配水管道内也 不充水，而充以有 压或无压的气体， 配套 设火 灾自 动报 警系统 。 发生火灾时，由 感烟火灾探测器报警，同时发出 信息 开启报警信号， 报警 信号延迟30s ，证实 无误后，自动启动预作用报警 阀， 向喷 水管 网中 自动充 水，转为湿式系统 。温度再升高，喷头的闭锁装置 脱落 ，喷 头即 自动 喷水灭 火。平时补气维持 管道内气压，是为了发现管网和 喷头 是否 漏气 ，以 便及时 检修，避免系统误 充水时漏水，造成水渍污染。（ 3 ）适用范 围1）系统 处于 准工 作状 态是 严禁管 道漏水；2）严禁 系统 误喷 ；3）替代 干式 系统 。5.2.2 开式系统采用

7、开式洒水 喷 头的自 动喷水灭 火系统，包括：雨淋系统、水喷雾系统、水幕系统。（ 1 ）雨淋系统4由火 灾自动报 警 系统或 传动管控 制，自动开启雨淋 报警阀和启动供水 泵后，向开式洒水 喷头 供水 的自 动喷 水灭火 系统。亦称开式系 统。（ 2 ）水喷雾 系统由水 源、供水 设 备、管 道、雨淋 报警阀组、过滤器 、水雾喷头和报警 装置等组成，向保 护对 象喷 射水 雾灭 火或防 护冷却的灭火系统 。（ 3 ）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，以及水流 报警装置（水流指示器 或压力 开关）等组 成，用于 档烟阻火和冷却分 隔物的 喷水系统。5.3 系

8、统选择及分区划分5.3.1 系统选择根据 各类系统 的 工作原 理及适用 范围，本设计应选 用闭式系统中的预 作用式自动喷水灭 火系 统。（ 1 ）系统设 置要 求1）预作用系统一个报 警阀控制 的喷头数 不宜大于 800 只。2）系统的配水管道充 水时间不 宜大于 2min 。在工程实 践中， 一般一 个报警阀控制配水 管道 的容 积宜 在 1500L 以内，当在正常的气压下，打开末端试水装置在60s内出水时 ，系统管 网的最大 容积不宜超 过 3000L。3）预作用系统当需利用 有压气体 检测管道严 密性时，配水管道内气压值宜为0.0350.05MPa 。充气前应先注入少量的清水封闭预作用

9、阀口，以防漏气；当管道充水 时， 应停 止气 泵运 行。5.3.2 分区划分本设计把每层分 别单 独作 为一 个报 警喷淋 区域，共四个报警 喷淋区域，满足5火灾自动喷水灭 火系 统设 计规 范的 规定。5.4 系统水力计算5.4.1 系统设置 场所 火灾危险等级设计 防火规范 将 建筑物 、构筑物 火灾危险等级分为 四级，即轻度危险 、中度危险、严重 危险 等级 及仓 库危 险等级 ，其中中度危险级 和严重危险级又分为、级； 仓库 危险 级分 为 、 级。表 5-4-1-1设 置 场 所 火 灾 危险 等 级 举 例火灾 危险 等级轻危 险级级中危 险级级设置 场所 举例建筑 高度 为 24

10、m 及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统 的建 筑等（ 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；影剧院、音乐厅和礼堂及其他娱乐场所；火车站和飞机场及码头的建筑；总建筑面积小于5000m2 的商场、总 建筑面积小 于 1000m2 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。（ 1）民用

11、建筑：书库、舞台（葡萄棚架除外）、汽车停车场、总建 筑面 积超过 5000m2 及以上的商场、 总面积超过 1000m2 及以 下的 地下商场等 。（ 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。严重 危级印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的 备料和 生产车 间险级等级易燃 液体 喷雾操作区 、 固体易 燃物品、可燃的气 溶胶制 品、溶剂 、油 漆、沥青制 品 等工厂 的备料与生产车间 、摄影 棚、舞台 葡萄 架下部仓库 危级食品 、烟 酒；木箱、 纸

12、 箱包装 的不燃难燃物品险级级木材、纸、皮革、谷物及制品；棉毛麻丝化纤制品；家用电器、电缆、塑料及其制品；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 。级塑料 与橡 胶及其制品 ： 沥青制 品等6综上 所述，此 邮 电大楼 的危险级 别属于中度危险 级。5.4.2 系统设计 参数自动 喷水灭火 系 统的设 计，应保证 被保护建 筑物的最不利点喷 头有足 够的喷水强度 。各 危险 等级 的设 计喷 水强度 、作用面积和喷头 设计压力应符合相关规定。民用建筑和工业厂房的系统设计参数不应低于表5-4-2-1 的规定。表 5-4-2-1民 用 建 筑 和 工 业

13、厂 房 的 系 统 设 计 参 数火灾 危险 等级净空 高度喷水强度作用面积（ m）（ L/min.m 2） （ m2 ）轻危险级4160级6160中危险级 88级级12260严重危险 级16级注： 系统 最不 利点 处喷 头的工 作压力不 应低于0.05Mpa 。此 邮 电 大 楼 为 中 度 危 险 级 ， 楼 层 净 空 高度 160m 2 。13（ 3 ）作用面 积内 喷头 数的 确定作用面积内 的喷 头数 确定 根据下列公式 计算：N=A/A S(5-6)式中 ：N 作 用面 积内 的喷 头数 量， 个；A 设 计作 用面 积， m2 ；A S 喷头 保护 面积 ， m2。所以 ，

14、N=A/A S=164.8/11.9=13.8,取 整， N=14 个， N 为理 论计算 值。其中 最不利面 积 内喷头 布置情况 如下图所示：图 5-5-1最不 利 面 积 内 喷 头 布 置 形 式实际布置图中，最不利面积内喷头数为28 个，大于理论计算值，所以符合设计规范。最不 利点喷头 压 力取为0.08Mpa ，依次计算管道流量、流速、水头损失、喷头压力如下所 示 :14最不 利喷头为1 点处喷 头 ,该点 处喷头压 力 为： H 1=0.08Mpa ，该点 处喷头流 量 为： q1K 10H 1=80 10 0.08 =71.55L/min=1.19L/s 。所以 ， 1-2 管

15、段 流量 为 q12 =1.19L/s ，管道流速 按下式 计算：4q（ 5-7 ）vD 2式中 ：v 管 道内 的流 速， m/s ；q 管 道流 量， L/s ；D 钢 管管 径 ,m 。4Q2= 4 1.19 103此处 选择 DN25的钢 管，所 以， v2 =2.43m/s 。D3.14 0.025单位 长度沿程 损 失可按 下式计算：v2（ 5-8 ）i 0.00001071j.3d式中 ：i 每米管道的水头损失 ， MPa/m ；v 管 道内 水的 平均 流速 ， m/s ；d j 管 道的 计算 内径 ， m ；应按管 道的内径 减 1mm 确定。所以 ，对于1-2 管段， 单

16、位长度 沿程损失 为：i 0.0000107v2= 0.00001072.4321 .30.0241.3 =0.0075Mpa/m ，d j所以 沿程损失 h1 2il 1 2 =0.0075 3.38 =0.0254Mpa 。2 号喷头处 压力为 ：H 2 = H1 + h1 2 =0.08+0.0254=0.1054Mp，由公 式（ 5-1 ）得， 2 号喷 头处 流量为 ：15q2 K 10H 2 =80100.1054 =82.13L/min=1.37L/s，2-3 管段流 量为 ： q23 = q1 2 + q2 =1.19+1.37=2.56L/s。此处 选择 DN32的钢 管，

17、由公式（ 5-7 ）得，4q2= 43该管 段流速 v2.56 10 2=3.18m/s,D3.140.03222单位 长度沿 程损 失 i0.0 0 0 0 1 07 v1.3 = 0.00001073.181.3=0.0093Mpa/m，d j0.031所以 沿程损失 h23il 2 3 =0.0093 2.56 =0.0238Mpa 。3 号喷头处 压力为 ：H 3 H 2 h2 3 =0.1054+0.0238=0.1292Mp，3 号喷头处 流量为 ： q3K10H 3=80 10 0.1292 =90.93L/min=1.52L/s，3-a 管段流量为：q3aq2 3q3 =2.5

18、6+1.52=4.08L/s，此处 选择 DN40的钢 管， 该管段流 速 v4q2 = 44.081023=3.25m/s ，D3.14 0.0422单位 长度沿 程损 失 i0.0 0 0 0 1 07 v1.3 = 0.00001073.251.3=0.0077Mpa/m，d j0.039所以 沿程损失 h3ail 3 a =0.0077 2.28 =0.0176Mpa 。a节 点压力为：H a= H 3h3a =0.1292+0.0176=0.1468Mpa。25 号喷 头处 压力 为： H 250.08Mp a，该点处喷头 流量 为： q25K10H 25 =80 100.08 =7

19、1.55L/min=1.19L/s ，所以， 24-25 管段流 量为 q2425 =1.19L/s ，4Q23此处选择 DN25 的钢管 ，流速 v= 4 1.19 10 2=2.43m/s ，D3.140.025单位 长度沿程 损 失为：i 0.0000107v22.4321 .3 = 0.00001071.3 =0.0075Mpa/m ，d j0.02416所以 沿程损失h24 25il 24 25 =0.0075 3.38 =0.0254Mpa 。24 号喷 头处 压力 为：H 24 = H 25 h24 25 =0.08+0.0254=0.1054Mp，24 号喷 头处 流量 为：

20、q24 K10H 24 =80100.1054 =82.13L/min=1.37L/s，24-a 管段流量为： q24 a = q2425 + q24 =1.19+1.37=2.56L/s。此处 选择 DN40 的钢管， 所以，该管段 流速 v4q42.56103D2=0.042=2.04m/s,3.14单位 长度沿 程损 失 iv22.042=0.003Mpa/m0.0 0 0 0 1 07 1.3 = 0.00001070.0391.3，d j所以 沿程损失 h24 ail 24 a =0.003 2.10 =0.0063Mpa，a 节点压 力为 ： H aH 24h24 a =0.105

21、4+0.0063=0.1117Mpa。24-a 管段流量修正后为：q24 a q24 aH a =2.560.1468=2.93L/s 。H a0.1117故， a 节点处 真实 压力 为： H a H a0.1 46 8Mpa ，a 节点处 流量 为： qa = q3a + q24 a =4.08+2.93=7.01L/s。所以 ， a-b 管段中 流量为： qa b = qa =7.01L/s ，此处 选择 DN50 的钢管，所以，该管段 流速 v4q=47.01103D23.140.052=3.57m/s,22单位 长度沿 程损 失 i0.0 0 0 0 1 07 v1.3 = 0.00

22、001073.571.3=0.0069Mpa/m ，d j0.049所以沿程损失 ha bil a b =0.0069 0.32=0.0022Mpab 节点处压力为：H b = H aha b =0.1468+0.0022=0.149Mpa，17该节 点处流量 qbK 10H b =8010 0.149 =97.65L/min=1.63L/s，所以 26-b管段 中流 量为 q26 b =1.63L/s，4q2= 4 1.63 103此处 选择 DN25 的钢管，所以，该管段 流速 v2=3.32m/s,D3.14 0.02522单位长度沿程损 失 i0.0 0 0 0 1 0 7 v1. 3

23、= 0.00001073.321.3 =0.0151Mpa/m ，d j0.024沿程损失h26 b il 26 b =0.0151 0.57=0.0086Mpa 。所以节点b 的真实 压 力为 H bH bh26 b =0.149+0.0086=0.1576Mpa流量 qbqbqa b =1.63+7.01=8.64L/s,26 号喷 头处 压力 H 26 H b0.1576 Mpa ，该喷头流量 q26 q26 b =1.63L/s 。b-c 管段中流量为：qb cqb 8.64L/s ，此处 为 DN50的钢管，所以，该管段流速 v4q48.64103D2=0.052=4.40m/s,3

24、.1422单位 长度沿 程损 失 i0.0 0 0 0 1 07 v1.3= 0.00001074.41.3=0.0105Mpa/m，d j0.049所以沿程损 失 hb cil b c =0.0105 1.63=0.0171Mpa。c 节点压 力为 ： H cH bhb c =0.1576+0.0171=0.1747Mpa 。4 号喷 头的 压力 ： H 4 H c =0.1747Mpa ，该喷 头的流量 为： q4K 10H 4=80100.1747 =105.74L/min=1.76L/s。4-5 管段的 流量 q4 5q4 =1.76L/s，4q2= 43选择 DN25 的钢管 ，该

25、管段流速 v1.7610 2=3.59m/s ，D3.14 0.02522单位 长度沿 程损 失 i0.0 0 0 0 1 07 v1.3= 0.00001073.591.3=0.0177Mpa/m，d j0.024所以沿程损 失 h4 5il 4 5 =0.0177 3.38 =0.0598Mpa。185 号喷 头压 力： H 5H 4h4 5 =0.1747+0.0598=0.2345Mpa，该喷 头的流量 为： q5K10H 5 =80100.2345 =122.51L/min=2.04L/s。5-6 管段的 流量 q5 6q5q4 5 =2.04+1.76=3.8L/s，4q23选择

26、DN32 的钢管 ，该 管段流速 v= 4 3.8 10 2=4.73m/s ，D3.140.03222单位 长度沿 程损 失 i0.0 0 0 0 1 07 v1.3= 0.00001074.731.3=0.0220Mpa/m ，d j0.031所以沿程损 失 h5 6il 5 6 =0.0220 2.56 =0.0563Mpa 。6 号喷 头压 力： H 6H 5h5 6 =0.2345+0.0563=0.2908Mpa ，该喷 头的流量为： q6K10H 6 =80100.2908 =136.42L/min=2.27L/s。6-c 管段的流量q6 cq6q5 6 =2.27+3.8=6.

27、07L/s，选择 DN40 的钢管 ，该 管段流速 v4q2= 4 6.07 1023=4.83m/s ，D3.140.0422单位 长度沿 程损 失 i0.0 0 0 0 1 07 v1.3= 0.00001074.831.3=0.0170Mpa/m ，d j0.039所以沿程损 失 h6 cil 6 c =0.0170 2.28 =0.0388Mpa 。4、 5、 6 号喷 头对 c 节点 的压力 为：H c = H 6h6 c =0.2908+0.0388=0.3296Mpa。23 号喷 头处 压力 为： H 23H 4 =0.1747Mpa ，该点处喷头 流量 为： q23 K10H

28、23=8010 0.1747 =105.74L/min=1.76L/s 。所以， 22-23 管段流 量为 q2223 =1.76L/s ，此处选择 DN25 的钢管 ，流速4Q41.7610 3vD 2 =3.14 0.0252 =3.59m/s ，单位 长度沿程 损 失为：i 0.0000107v23.592=0.0177Mpa/m ，1 .3 = 0.00001070.0241.3d j19所以 沿程损失h22 23il 22 23 =0.0177 3.38 =0.0598Mpa 。22 号喷 头处 压力 为： H 22H 23h22 23 =0.1747+0.0598=0.2345Mpa22 号喷头处流量为：q22K10H 22=80 1