第二节 自动喷水灭教材

第二节自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统是目前世界上公认的最有效的自救灭火设施，应用最广、用量最大、灭火成功率最高、且造价最为低廉的固定灭火设施，它的发展已有一百多年的历史。

定义：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。主要应用在三个领域：1、保护高架高堆仓库方面；2、保护人身安全方面等场所；3、满足建筑物内装修美观的要求。一、自动喷水灭火系统的分类按喷头的开启形式分：闭式自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统开式自动喷水灭火系统

湿式自动喷水灭火系统

干式自动喷水灭火系统

闭式自动喷水灭火系统预作用自动喷水灭火系统

重复启闭预作用灭火系统

自动喷水—泡沫联用灭火系统

雨淋灭火系统开式自动喷水灭火系统水幕系统水喷雾灭火系统二、自动喷水灭火系统组成。自动喷水灭火系统由水源、加压贮水设备、喷头、管网、报警装置等组成。1、湿式自动喷水灭火系统

湿式系统由闭式喷头、水流指示器、湿式报警阀组、供水设施、稳压设施。

原理：当喷头保护范围内发生火灾，喷头热敏元件受热达到或超过公称动作温度时，热敏元件动作（熔化、破碎），从而喷头开启，出水灭火，同时管网压力下降报警阀阀后压力下降致使阀板开启，接通管网和水源系统自动启动供水灭火。

适用范围：4℃<t<70℃，不能用于扑救遇水爆炸、加速燃烧、剧烈化学反应的物品，以及对保护对象造成严重破坏的火灾。

特点：具有结构简单、使用可靠；系统施工简单、灵活方便；灭火速度快、控火效率高，投资比较经济、应用范围广。

缺点：由于管网中充有有压水，当渗漏时会损毁建筑装饰和影响建筑的使用。且只适用于环境温度4℃<t<70℃的建筑物。湿式自动喷水灭火系统示意图1）组成

①闭式喷头

玻璃球型、易熔元件型

②信号阀

③报警装置

湿式报警阀、压力开关、

水力警铃、延迟器

④水流指示器⑤未端试水装置

常用闭式玻璃球的公称动作温度与色标

57°C橙色

68°C红色

79°C黄色

93°C绿色

141°C蓝色闭式喷头：喷口用由热敏元件（玻璃球或易熔合金）组成的释放机构封闭，当达到一定温度时能自动开启，如玻璃球爆炸、易熔合金脱离。信号阀用在报警阀的进出口处和水流指示器前，具有明显开闭标志的带有关闭时能输出关闭电信号的阀门报警装置湿式报警阀压力开关

是一种压力型水流探测开关安装在延迟器和水力警铃之间的报警管路上

作用原理：

在水力警铃报警的同时，依靠报警管路内水压的作用接通电触点，给出电接点信号，启动消防水泵，并向消防控制室传送火警信号。

水力警铃

是一种靠水力驱动的机械警铃，直接装于报警阀组的报警管路上。作用原理:

当报警阀打开消防水源后，具有一定压力的水流冲动叶轮打铃报警。水力警铃不得由电动报警装置取代。水力警铃的工作压力不应小于0.05MPa并应符合下列规定：1、应设在有人值班的地点附近；2、与报警阀连接的管道其管径应20MM，总长不宜大于20M。延迟器

是一个罐式容器，安装于报警阀与水力警铃(或压力开关)之间。

用途：防止由于水压波动原因引起报警阀短时开启而导致的误报。报警阀开启后，水流需经30s左右充满延迟器后方可冲打水力警铃，底部配有节流孔，可串接使用。水流指示器是用于自动喷水灭火系统中将水流信号转换成电信号的一种报警装置。作用步骤:

某个喷头开启喷水或管网发生水量泄漏时（大于15L/min)，管道中的水产生流动；引起水流指示器中桨片随水流而动作；开关触点吸合发出区域水流电信号，通过报警系统的输入信号模块,经延时（2-90s内,一般在20-40s)后,送至消防控制室。末端试水装置

安装在系统末端，用来测试系统各组件是否正常的装置。用途：1、检验系统的可靠性，测试系统能否在开放一只喷头的最不利条件下可靠报警并正常启动，测试内容包括水流指示器、报警阀、压力开关、水力警铃的动作是否正常，配水管道是否畅通以及最不利点处的喷头压力。

2、测试干式和预作用系统的充水时间（干式开启后1min内应出水，预作用从探测器报警后2min内应出水。喷规6.5.1条每个报警阀控制的最不利点喷头处，应设末端试水装置，其他防火分区、楼层均应设直径为25mm的试水阀，且应有足够排水能力的排水设施。2、干式自动喷水灭火系统应用范围：适用于环境温度t<4°C、>70°C的场所，如低于4°C的冷冻库、寒冷地区不采暖的房间等火灾危险性不高的场所，以及超过70°C的生产车间。系统特点

管道中充满气体（空气或氮气）。当建筑物发生火灾火喷头开启排气、充水灭火。

原理：当发生火灾时，火源处温度升高使火源上方喷头开启，首先排出压缩空气，于是报警阀后管网压力下降，干式报警阀前的压力大于阀后压力，干式报警阀开启，水流向配水管网系统自动启动喷水灭火。3、预作用自动喷水灭火系统特点：为喷头常闭的灭火系统，和火灾自动报警系统配套使用，报警阀后的管网中平时不充水，准工作状态时，管网中通常充有压缩空气（用以监测管网泄漏情况)。当火灾发生火灾时，火灾探测器报警后，通过报警联动控制器自动联动控制系统电磁阀门排气、充水，由干式变为湿式系统。只有当闭式喷头的热敏元件受热达到或超过额定动作温度时，热敏元件动作（熔化、破碎），闭式喷头开启，喷水灭火。特点：

同时具备干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统的特点；

克服了干式喷水灭火系统控火灭火率低，湿式系统容易产生水渍的缺陷，可以代替干式系统提高灭火速度。也可代替湿式系统，用于管道和喷头易于被损坏而产生喷水和漏水，造成严重水渍的场所；

缺点：管道、喷头安装要求高、投资大。因为系统受火灾自动报警联动系统控制，所以较之干式系统复杂，同时对使用维护人员要求较高。应用范围：用于严禁管道漏水、严禁系统误喷的场所替代干式系统的场所。装饰要求高，灭火要求及时建筑。4、重复启闭预作用灭火系统

系统特点：自动关闭-启动适用范围：灭火后需及时停止喷水的场所重复启闭预作用系统：属于预作用系统的升级产品。其特点是能在扑灭火灾后自动关闭报警阀、复燃时再次开阀喷水。和预作用系统比较，探测器与报警阀有所改进，探测器可输出灭火信号，报警阀可按指令信号关闭和再次开启，可有效降低不必要的水渍污染。此类系统我国虽有工程应用实例，但目前仍无国产的产品。5、自动喷水－泡沫联用灭火系统用喷头喷洒泡沫的固定灭火系统，也称为泡沫喷淋系统。适用于保护甲、乙、丙类液体可能泄露和机动消防设施不足的场所。由供水设施、泡沫比例混合装置、闸阀、过滤装置、泡沫混合液管道、吸气型（或非吸气型）泡沫喷头、火灾自动报警装置和联动控制设备组成。泡沫灭火剂工作原理：应用泡沫灭火剂，使其与水混溶后产生一种可漂浮、粘附在可燃、易燃液体、固体表面，或者充满某一着火物质的空间的物质，达到隔绝、冷却燃烧物质灭火。应用范围：可用于ABC类火灾，比单纯喷水灭火系统更有效，还可用于大型汽车库、柴油发电机房、锅炉房、仓库，可在需要时替代自动喷水灭火系统。自动喷水与泡沫喷淋联用系统的工作原理：当闭式喷头的玻璃球因火灾而爆破后，系统侧管阀内的水向爆破的喷头流动（湿式报警阀同时被打开，从报警口的流出的水经延时器延时后驱动水力警铃报警），安装于支管上的水流指示器将水流信后传输到灭火控制器，延时器计时，延时期满后，控制器向电磁阀发出开启指令，打开电磁阀，释放泡沫储罐内处于受压状态的泡沫灭火剂，泡沫灭火剂经管道流向比例混合器，并在比例混合器内与压力水按一定的比例（3－6％）混合形成混合泡沫液流向喷头，通过已爆破的喷头（或开式喷头）实施灭火。系统可通过消防控制中心的灭火控制器对电磁阀的开关进行转换，则可产生泡沫喷淋——自动喷水——泡沫喷淋——自动喷水交叉灭火的效果。电磁阀打开时系统等同于泡沫喷淋系统，电磁阀关闭时等同自动喷水灭火系统。灭火剂类型：

1.化学泡沫灭火剂

2.蛋白质泡沫灭火剂

3.合成型泡沫灭火剂压力式低倍泡沫比例混合装置示意图

6、雨淋灭火系统为喷头常开的灭火系统，当建筑物发生火灾时，由自动控制装置打开集中控制闸门，使整个保护区域所有喷头同时喷水灭火，好似倾盆大雨，故称－－－雨淋系统。特点：出水量大，灭火及时。应用范围：

火灾的水平蔓延速度快、闭式喷头的开放不能及时使喷水有效覆盖着火区域的场所或部位。

内部容纳物品的顶部与顶板或吊顶的净距大，发生火灾时，能驱动火灾自动报警系统，而不易迅速驱动喷头开放的场所或部位；

严重Ⅱ级场所。

7、水幕系统

和雨淋系统基本类似，区别在于该系统喷头（开式或水幕）沿线状布置，喷水时形成一道水幕，发生火灾时主要起阻火、冷却、隔离作用。适用场所：

需防火隔离的开口部位，如舞台与观众之间的隔离水帘、消防防火卷帘的冷却等。

8、水喷雾灭火系统原理：该系统采用喷雾喷头把水粉碎成细小的水雾滴之后喷射到正在燃烧的物质表面，通过冷却、窒息以及乳化、稀释的同时作用实现灭火。水雾的自身具有电绝缘性能，可安全地用于电气火灾的扑救。特点：是开式雨淋自动喷水灭火系统的一种类型，它的组成和工作原理与雨淋系统基本一致。其区别主要在于头的结构和性能不同：雨淋系统采用标准开式喷头，而它则采用中速0.15-0.5MPa或高速0.25-0.8MPa喷雾喷头（水滴小于1MM)。应用范围：

扑灭固体火灾、闪点高于60°C的液体火灾和电气设备火灾。

三、自动喷水灭火系统的设计原则设置原则：性质重要或火灾危险性大的场所；人员密集、不易疏散的场所；外部增援或救生困难的场所依据标准：《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-------2001(2005年版）1、建筑物火灾危险等级的划分划分建筑物火灾危险等级考虑的因素：建筑物内存放或生产的可燃物性能、数量、燃烧速度和放热量；物品堆放形式、高度及松散情况；建筑物本身各构件耐火性能及耐火等级。火灾危险等级的划分：1、轻危险级

H≤24m及以下的旅馆、办公楼和仅在走道设置闭式系统的建筑2、中危险级

I级：高层民用建筑、一般公共建筑

II级：大规模商场、大规模地下商场、停车场3、严重危险级I级：印刷厂II级：摄影棚4、仓库级I级、II级、III级2、系统设计的基本参数

《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084--2001(2005年版）

表1民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数火灾危险等级喷水强度（L/min.m2）作用面积（m2）喷头工作压力（MPa）轻危险级

Ⅰ级中危险级Ⅱ级

Ⅰ级严重危险级Ⅱ级46812161602600.10

注：系统最不利点处喷头的工作压力，不应低于0.05MPa。表2仓库的系统设计基本参数注：系统最不利点的工作压力，不应低于0.05MPa。260203.56.5III级30016II级0.10200124.59.0I级喷头工作压力(MPa)作用面积（m2）喷水强度(L/min.m2)货品最大堆积高度(m)最大净空高度(m)火灾危险等级仓库中设置采用快速响应早期抑制喷头的系统时，设计基本参数不应低于表3的规定。表3采用快速响应早期抑制喷头的系统设计基本参数火灾危险等级最大净空高度（m）货品最大堆积高度（m）喷水支管上喷头或喷水支管的间距（m）作用面积内喷头（只）喷头最低工作压力（MPa）仓库危险级Ⅰ级、Ⅱ级9.07.53.7120.34仓库危险级Ⅲ级（非发泡类）9.07.53.3120.34仓库危险级Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级（非发泡类）12.010.53.0120.50仓库危险级Ⅲ级（非发泡类）9.07.53.0120.68注：本表中的数据仅适用于K=200的快速响应早期抑制喷头表4水幕系统的设计基本参数

防火分隔水幕的喷水强度，采用单位长度喷水量的方式表述，换算为单位面积喷水量时，相当于扑救III级仓库火灾的喷水强度：

2（L／s.m）×60（s）÷6(m2)＝20（L／m2.min）。6m宽水幕的密集喷水效果，相当于带状雨淋系统。喷水高度为4m，喷水强度为0.5L／m.s的防护冷却水幕，折算成对卷帘的面积喷水量为：0.5（L／m.s）×60（s）十4（m2）＝7.5L／min.m2。按此强度将水喷向卷帘等保护对象的顶端时，向下流淌的水可在保护对象的表面形成水膜，卷帘将不会受到火灾的损伤。在0.5L／m.s喷水强度条件下，规定下淌水的滑程为水幕类别喷水点高度（m）喷水强度（L/s.m）喷头工作压力（MPa）防火分隔水幕≤122防护冷却水幕≤40.５０.１注：防护冷却水幕的喷水点高度每增加1m，喷水强度用增加0.1L/s.m,

但超过9m时喷水强度仍采用1.0L/s.m。3、喷水强度、作用面积和喷头工作压力直立型、下垂型喷头布置（同一根配水支管喷头间距及相邻支管间距）1.59.03.63.012~201.711.53.63.481.812.54.03.662.220.04.54.44喷头与端墙最大距离（m）喷头最大保护面积（m2）矩形或平行四边型边长（m）正方形边长（m）喷水强度（L/min.m2）注：一般不宜小于2.4mBB/2X/2XXXR喷头正方形布置X=B=2Rcos450AAAA/2BB/2喷头长方形布置A2+B2≤4R2AAAA/2B/3BB