自动喷淋灭火系统

1、精选优质文档-倾情为你奉上第5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（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

2、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水，一旦发生火灾，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

3、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，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

4、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

5、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开式系统采用开式洒水喷头的自动喷水灭火系统

6、，包括：雨淋系统、水喷雾系统、水幕系统。（1）雨淋系统 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（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）

7、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

8、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设置场所举例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；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10

9、00m2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。严重危险级级印刷厂、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

10、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险级级食品、烟酒；木箱、纸箱包装的不燃难燃物品级木材、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 民用建筑和工业厂房的

11、系统设计参数 火灾危险等级 净空高度 （m） 喷水强度 （L/min.m2 ） 作用面积 （m2） 轻危险级 8 4 160 中危险级 级 6 160 级 8 严重危险级 级 12 260 级 16 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160m2。（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/AS (5-6)式中：N作用面积内的喷头数量，个；A设计作用面积，m2；AS喷头保护面积，m2。所以，N=A/AS=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

12、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:最不利喷头为1点处喷头,该点处喷头压力为：H1=0.08Mpa，该点处喷头流量为：=80=71.55L/min=1.19L/s。所以，1-2管段流量为=1.19L/s，管道流速按下式计算： （5-7）式中：v管道内的流速，m/s；q管道流量，L/s；D钢管管径,m。此处选择DN25的钢管，所以，=2.43m/s。单位长度沿程损失可按下式计算： （5-8）式中：i每米管道的水头损失，MPa/

13、m；v管道内水的平均流速，m/s；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，单位长度沿程损失为：=0.0075Mpa/m，所以沿程损失=0.00753.38=0.0254Mpa。2号喷头处压力为：=+=0.08+0.0254=0.1054Mp，由公式（5-1）得，2号喷头处流量为：=80=82.13L/min=1.37L/s，2-3管段流量为：=+=1.19+1.37=2.56L/s。此处选择DN32的钢管，由公式（5-7）得，该管段流速=3.18m/s,单位长度沿程损失=0.0093Mpa/m，所以沿程损失=0.00932.56=0.0238Mpa。3号喷头处压力

14、为：=0.1054+0.0238=0.1292Mp，3号喷头处流量为：=80=90.93L/min=1.52L/s，3-a管段流量为：=2.56+1.52=4.08L/s，此处选择DN40的钢管，该管段流速=3.25m/s，单位长度沿程损失=0.0077Mpa/m，所以沿程损失=0.00772.28=0.0176Mpa。a节 点压力为：=0.1292+0.0176=0.1468Mpa。25号喷头处压力为：，该点处喷头流量为：=80=71.55L/min=1.19L/s，所以，24-25管段流量为=1.19L/s，此处选择DN25的钢管，流速=2.43m/s，单位长度沿程损失为：=0.0075M

15、pa/m，所以沿程损失=0.00753.38=0.0254Mpa。24号喷头处压力为：=0.08+0.0254=0.1054Mp，24号喷头处流量为：=80=82.13L/min=1.37L/s，24-a管段流量为：=+=1.19+1.37=2.56L/s。此处选择DN40的钢管，所以，该管段流速=2.04m/s,单位长度沿程损失=0.003Mpa/m，所以沿程损失=0.0032.10=0.0063Mpa，a节点压力为：=0.1054+0.0063=0.1117Mpa。24-a管段流量修正后为：=2.56=2.93L/s。故，a节点处真实压力为：Mpa，a节点处流量为：=+=4.08+2.93

16、=7.01L/s。所以，a-b管段中流量为：=7.01L/s，此处选择DN50的钢管，所以，该管段流速=3.57m/s,单位长度沿程损失=0.0069Mpa/m，所以沿程损失=0.00690.32=0.0022Mpab节点处压力为：=0.1468+0.0022=0.149Mpa，该节点处流量=80=97.65L/min=1.63L/s，所以26-b管段中流量为=1.63L/s，此处选择DN25的钢管，所以，该管段流速=3.32m/s,单位长度沿程损失=0.0151Mpa/m，沿程损失=0.01510.57=0.0086Mpa。所以节点b的真实压力为=0.149+0.0086=0.1576Mpa

17、流量=1.63+7.01=8.64L/s,26号喷头处压力Mpa，该喷头流量=1.63L/s。b-c管段中流量为：8.64L/s，此处为DN50的钢管，所以，该管段流速=4.40m/s,单位长度沿程损失=0.0105Mpa/m，所以沿程损失=0.01051.63=0.0171Mpa。c节点压力为：=0.1576+0.0171=0.1747Mpa。4号喷头的压力：=0.1747Mpa，该喷头的流量为：=80=105.74L/min=1.76L/s。4-5管段的流量=1.76L/s，选择DN25的钢管，该管段流速=3.59m/s，单位长度沿程损失=0.0177Mpa/m，所以沿程损失=0.0177

18、3.38=0.0598Mpa。5号喷头压力：=0.1747+0.0598=0.2345Mpa，该喷头的流量为：=80=122.51L/min=2.04L/s。5-6管段的流量=2.04+1.76=3.8L/s，选择DN32的钢管，该管段流速=4.73m/s， 单位长度沿程损失=0.0220Mpa/m，所以沿程损失=0.02202.56=0.0563Mpa。6号喷头压力：=0.2345+0.0563=0.2908Mpa，该喷头的流量为：=80=136.42L/min=2.27L/s。6-c管段的流量=2.27+3.8=6.07L/s，选择DN40的钢管，该管段流速=4.83m/s，单位长度沿程损

19、失=0.0170Mpa/m，所以沿程损失=0.01702.28=0.0388Mpa。4、5、6号喷头对c节点的压力为：=0.2908+0.0388=0.3296Mpa。23号喷头处压力为：=0.1747Mpa，该点处喷头流量为：=80=105.74L/min=1.76L/s。所以，22-23管段流量为=1.76L/s，此处选择DN25的钢管，流速=3.59m/s，单位长度沿程损失为：=0.0177Mpa/m，所以沿程损失=0.01773.38=0.0598Mpa。22号喷头处压力为：=0.1747+0.0598=0.2345Mpa22号喷头处流量为：=80=122.51L/min=2.04L/

20、s。22-c管段流量为：=+=1.76+2.04=3.8L/s。 此处选择DN40的钢管，所以，该管段流速=3.02m/s,单位长度沿程损失=0.007Mpa/m，所以沿程损失=0.0072.10=0.0147Mpa，c节点压力为：=0.2345+0.0147=0.2492Mpa。22-c管段流量修正后为：=3.8=4.37L/s。故，c节点处真实压力为：Mpa，c节点处流量为：=+=6.07+4.37+8.64=19.08L/s。所以，c-d管段中流量为：=19.08L/s，此处选择DN65的钢管，所以，该管段流速：=5.75m/s,单位长度沿程损失=0.0126Mpa/m，所以沿程损失=0

21、.01261.66=0.0209Mpad节点处压力为：=0.1468+0.0209=0.1677Mpa，该节点处流量=80=103.60L/min=1.73L/s，所以27-d管段中流量为=1.73L/s，此处选择DN25的钢管，所以，该管段流速=3.53m/s,单位长度沿程损失=0.0171Mpa/m，沿程损失=0.01710.57=0.0097Mpa。所以节点d的真实压力为=0.1677+0.0097=0.1774Mpa流量=1.73+19.08=20.81L/s,27号喷头处压力Mpa，该喷头流量=1.73L/s。d-e管段中流量为：20.81L/s，此处为DN65的钢管，所以，该管段流

22、速=6.27m/s,单位长度沿程损失=0.0150Mpa/m，所以沿程损失=0.01500.3=0.0045Mpa。e节点压力为：=0.1774+0.0045=0.1819Mpa。7号喷头的压力：=0.1819Mpa，该喷头的流量为：=80=107.90L/min=1.80L/s。7-8管段的流量=1.80L/s，选择DN25的钢管，该管段流速=3.67m/s，单位长度沿程损失=0.0185Mpa/m，所以沿程损失=0.01853.38=0.0625Mpa。8号喷头压力：=0.1819+0.0625=0.2444Mpa，该喷头的流量为：=80=125.07L/min=2.08L/s。8-9管段

23、的流量=2.08+1.80=3.88L/s，选择DN32的钢管，该管段流速=4.83m/s， 单位长度沿程损失=0.0229Mpa/m，所以沿程损失=0.02292.56=0.0586Mpa。9号喷头压力：=0.2444+0.0586=0.303Mpa，该喷头的流量为：=80=139.26L/min=2.32L/s。9-e管段的流量=2.32+3.88=6.2L/s，选择DN40的钢管，该管段流速=4.94m/s，单位长度沿程损失=0.0178Mpa/m，所以沿程损失=0.01782.28=0.0406Mpa。7、8、9号喷头对e节点的压力为：=0.303+0.0406=0.3436Mpa。2

24、1号喷头处压力为：=0.1819Mpa，该点处喷头流量为：=80=107.90L/min=1.80L/s。所以，20-21管段流量为=1.80L/s，此处选择DN25的钢管，流速=3.67m/s，单位长度沿程损失为：=0.0185Mpa/m，所以沿程损失=0.01853.38=0.0625Mpa。20号喷头处压力为：=0.1819+0.0625=0.2444Mpa20号喷头处流量为：=80=125.07L/min=2.08L/s。20-e管段流量为：=+=1.80+2.08=3.88L/s。 此处选择DN40的钢管，所以，该管段流速=3.09m/s,单位长度沿程损失=0.007Mpa/m，所以

25、沿程损失=0.0072.10=0.0147Mpa，e节点压力为：=0.2444+0.0147=0.2591Mpa。20-e管段流量修正后为：=3.88=4.47L/s。故，e节点处真实压力为：Mpa，e节点处流量为：=+=6.2+4.47+20.81=31.48L/s。所以，e-f管段中流量为：=31.48L/s，此处选择DN80的钢管，所以，该管段流速：=6.26m/s,单位长度沿程损失=0.0114Mpa/m，所以沿程损失=0.01141.95=0.0222Mpa。f节点压力为：=0.3436+0.0222=0.3658Mpa。10号喷头的压力：=0.3658Mpa，该喷头的流量为：=80

26、=153.01L/min=2.55L/s。10-11管段的流量=2.55L/s，选择DN25的钢管，该管段流速=5.20m/s，单位长度沿程损失=0.037Mpa/m，所以沿程损失=0.0373.38=0.125Mpa。11号喷头压力：=0.3658+0.125=0.4908Mpa，该喷头的流量为：=80=177.23L/min=2.95L/s。11-12管段的流量=2.95+2.55=5.5L/s，选择DN32的钢管，该管段流速=6.84m/s， 单位长度沿程损失=0.0459Mpa/m，所以沿程损失=0.04592.56=0.1175Mpa。12号喷头压力：=0.4908+0.1175=0

27、.6083Mpa，该喷头的流量为：=80=197.31L/min=3.29L/s。12-f管段的流量=3.29+5.5=8.79L/s，选择DN40的钢管，该管段流速=7.00m/s，单位长度沿程损失=0.0357Mpa/m，所以沿程损失=0.03572.28=0.0814Mpa。10、11、12号喷头对f节点的压力为：=0.6083+0.0814=0.6897Mpa。19号喷头处压力为：=0.3658Mpa，该点处喷头流量为：=80=153.01L/min=2.55L/s。所以，18-19管段流量为=2.55L/s，此处选择DN25的钢管，流速=5.20m/s，单位长度沿程损失为：=0.03

28、7Mpa/m，所以沿程损失=0.0373.38=0.1251Mpa。18号喷头处压力为：=0.3658+0.1251=0.4909Mpa18号喷头处流量为：=80=177.25L/min=2.95L/s。18-f管段流量为：=+=2.55+2.95=5.5L/s。 此处选择DN40的钢管，所以，该管段流速=4.38m/s,单位长度沿程损失=0.0140Mpa/m，所以沿程损失=0.01402.10=0.0294Mpa，f节点压力为：=0.4909+0.0294=0.5203Mpa。18-f管段流量修正后为：=5.5=6.33L/s。故，f节点处真实压力为：Mpa，f节点处流量为：=+=8.79

29、+6.33+31.48=46.6L/s。所以，f-h管段中流量为：=46.6L/s，此处选择DN100的钢管，所以，该管段流速：=5.94m/s,单位长度沿程损失=0.0076Mpa/m，所以沿程损失=0.00761.03=0.0078Mpa。h节点处压力为：=0.6897+0.0078=0.6975Mpa，该节点处流量=80=211.28L/min=3.52L/s，所以28-h管段中流量为=3.52L/s，此处选择DN25的钢管，所以，该管段流速=7.17m/s,单位长度沿程损失=0.0705Mpa/m，沿程损失=0.07050.57=0.0402Mpa。所以节点h的真实压力为=0.6975

30、+0.0402=0.7377Mpa流量=3.52+46.6=50.12L/s,28号喷头处压力Mpa，该喷头流量=3.52L/s。h-i管段中流量为：50.12L/s，此处为DN100的钢管，所以，该管段流速=6.38m/s,单位长度沿程损失=0.0088Mpa/m，所以沿程损失=0.00880.9=0.0079Mpa。i节点压力为：=0.7377+0.0079=0.7456Mpa。13号喷头的压力：=0.7456Mpa，该喷头的流量为：=80=218.44L/min=3.64L/s。13-14管段的流量=3.64L/s，选择DN25的钢管，该管段流速=7.42m/s，单位长度沿程损失=0.0

31、755Mpa/m，所以沿程损失=0.07553.38=0.2552Mpa。14号喷头压力：=0.7456+0.2552=1.0008Mpa，该喷头的流量为：=80=254.00L/min=4.23L/s。14-15管段的流量=4.23+3.64=7.87L/s，选择DN32的钢管，该管段流速=9.79m/s， 单位长度沿程损失=0.0941Mpa/m，所以沿程损失=0.09412.56=0.2409Mpa。15号喷头压力：=1.0008+0.2409=1.2417Mpa，该喷头的流量为：=80=281.90L/min=4.70L/s。15-i管段的流量=4.70+7.87=12.57L/s，选

32、择DN40的钢管，该管段流速=10.01m/s，单位长度沿程损失=0.0729Mpa/m，所以沿程损失=0.07292.28=0.1662Mpa。13、14、15号喷头对i节点的压力为：=1.2417+0.1662=1.4079Mpa。17号喷头处压力为：=0.7456Mpa，该点处喷头流量为：=80=218.44L/min=3.64L/s。所以，16-17管段流量为=3.64L/s，此处选择DN25的钢管，流速=7.42m/s，单位长度沿程损失为：=0.0755Mpa/m，所以沿程损失=0.07553.38=0.2552Mpa。16号喷头处压力为：=0.7456+0.2552=1.0008M

33、pa16号喷头处流量为：=80=254.00L/min=4.23L/s。16-i管段流量为：=+=3.64+4.23=7.87L/s。 此处选择DN40的钢管，所以，该管段流速=6.26m/s,单位长度沿程损失=0.0285Mpa/m，所以沿程损失=0.02852.10=0.0573Mpa，i节点压力为：=1.0008+0.0573=1.0581Mpa。16-i管段流量修正后为：=7.87=9.08L/s。故，i节点处真实压力为：Mpa，i节点处流量为：=+=12.57+9.08+50.12=71.77L/s。(4) 喷水强度的校核自动喷水管道最不利作用面积内流量为71.77L/s。71.7760/164.8=26.13L/(minm2)6L/(