第1章 绪论 1.1 研究背景及意义 火灾在人类社会生活中时有发生，具体是指人们经常遇到的在时间或空间上不受控制的燃烧所引起的灾害火灾的发生主要是可燃物、助燃媒介和火源的三个基本要素1在多数情况下，火灾开始以及火势蔓延的时间段比较长，因此如果能够在火灾刚刚发生的时候能够检测到并立即对用户进行报警并采取及时的补救措施，火灾损失可以降到最低2 目前美国有200多个社区制定了住宅洒水法例如，在弗雷斯诺市中心，在其洒水法生效的十年期间，火灾损失仅为42,000美元3根据美国国家消防协会的统计，1983-87年间，带有喷水装置的宾馆火灾中的财产损失比没有喷水装置的宾馆减少了785-7带喷水装置的宾馆建筑物的平均每起火灾损失为2,300美元，非喷水装置的宾馆建筑物平均每起火灾损失10,300美元根据NFPA 1988年的一项调查，在所有酒店和汽车旅馆中，几乎有一半具有洒水系统8 查阅资料显示宾馆的火灾特点是蔓延迅速，产生烟囱效应，快速燃烧造成伤害，大量的烟雾和热量危害严重，直接影响人们的生活，其火灾特点可概括为以下几个方面： （1）火势燃烧快，影响严重 （2）安全疏散困难，容易造成伤亡事故 （3）复杂的空间与功能，多种火灾因素 （4）消防设施不完善，救援难度大 目前，随着中国经济和社会的快速发展，社会影响因素明显增多，火灾风险和防控难度相应增加。
消防工作形势依然严峻10公安部领导多次指出，要用技术手段提高消防作战力量他们强调在不断提高抗火灾科技水平的同时，也十分关注在消防技术等新领域的发展12面对逐年上升的宾馆建筑物火灾事故，我国正在积极地开展宾馆建筑物火灾相关情况的研究统计数据表明，在所有宾馆建筑物和住宅中结合使用自动洒水器和预警系统，可以将整体伤害、生命损失和财产损失减少至少5015并且定期更换自动喷淋系统中的单个喷淋头或喷淋头组件是必要的宾馆建筑物火灾存在火势增长速度快、火势燃烧非常猛烈、有爆炸潜在危险等特殊性，因此宾馆火灾预防的重中之重就是火灾报警之后的消防喷水系统的设计18自动喷淋系统的作用是公认的，成功率很高，在国内有很多案例，比如1990年1月在北京市的宾馆京广大厦中一间标准客房发生火灾，屋内的自动喷淋系统迅速灭火，防止造成重大伤害19；1988年10月厦门东海大厦的厨房因为油锅过热发生火灾，三只自动喷淋喷头喷水把火扑灭，避免了重大伤害；上海第一百货商店、联合大厦于2005年、2002年发生火灾，是自动喷水灭火成功20可以看出宾馆只有自动报警系统是远远不够的，必须有自动喷淋系统才能更有效地预防火灾产生重大伤害所以本文介绍了该自动喷水灭火系统各模块特定的设计，还有基于各性能的设计在火灾工程事件的处理，最后简述了该设计应用于工程实践的布置与计算。
1.2 国内外研究现状 在我国，早期就已经有自动喷淋灭火系统的使用，从20世纪80年代初，我国就开始了自动喷淋灭火系统中产品的生产并在宾馆中使用21通过这些年的系统研究，我国发布自动喷水灭火设计规范等标准规范 杨晓芳总结了自动喷水灭火系统的各种类型和原理，列出了各种类型的优缺点和适用场所，并对住宅喷淋灭火系统的类型、给水方式、组成和设计参数进行了探讨22并且对自动喷淋系统设计的经济流速、水力计算、喷头布置进行探讨 王今提出宾馆中采用边墙型标准喷头优于传统下垂型标准喷头，对于宾馆等宾馆，必须经过计算来确定喷水支管、配水管管径23封丹提出对喷淋系统在BIM设计过程中的难点进行分析及归纳，探讨了喷淋系统自动建模的可行性，并结合二次开发技术，实现了“自动生喷淋”软件24该软件操作方便、工作效率高、适应性强等特点，并通过工程实践证实喷淋系统自动建模能够有效减少设计工作量，节省时间和成本，能够为BIM自喷淋系统设计的应用提供参与及借鉴 美国消防协会出台标准NFPA13D对自动喷淋灭火系统的安装出台标准，不断对各类建筑的自动喷淋灭火系统的可靠性进行了分析和计算，以上研究分为两类都以火灾事故统计为依据，以自动喷淋灭火系统在火灾事故中，成功灭火的百分比作为该系统的可靠度25。
Edward.K.Budnick对自动喷淋灭火系统的可靠性进行分析，提出该系统运行的可靠性和性能的可靠性，并建立自喷系统失效的事故树，根据文献数据计算系统的可靠性26JurgitaSakenaite分析自动喷淋灭火系统失效模式和失效原因，并根据文献数据使用贝叶斯方法评估自喷系统的失效率27William E.Koffel.P.E提出自动喷淋灭火系统可靠性高于根据统计数据计算得到的可靠性，原因包括火灾没有发生在装有自喷头的位置和未上报的火灾事故28 第2章 项目背景 2.1 建筑平面图 为了更加直观的分析该三层宾馆自动喷淋系统的需求与具体的实施办法，将宾馆建筑物的内部结构图在AutoCAD软件中进行展示如下图所示： 图2.1 宾馆一楼平面图 图2.2 宾馆二楼平面图 图 2.3 宾馆三楼平面图 2.2 本系统消防要求 消防安全是宾馆建筑物安全设计的重要组成部分，宾馆建筑物安全中包含足够的消防安全措施，以保护公众免受火灾的危害根据宾馆的建筑情况以及国家规范，火灾探测器负责整个宾馆的所有保护区域，以监视火灾 区域内消防系统的消防安排有自动和手动两种火控方式，当有安保人员在保护区值勤时，建议采用手动控制方式，可以更准确控制并消灭火灾；当保护区内无人值守时，应采用自动模式。
在保护区内有烟雾出现时，探测器会发出声光报警信号，延迟一段时间（30秒可调）发出灭火命令，启动电磁阀并启动相应的消防灭火设备执行 2.3 宾馆的火灾及危险性分析 由于宾馆人员密度大、财产集中，火灾对人民群众的生命财产安全造成重大危害统计的火灾数据中宾馆火灾比例大，因此，对宾馆存在的火灾隐患进行分析和评价，并提出有效的对策，具有重要的现实意义 根据相关文献和我国几起重大宾馆火灾事故的案例分析，该三层宾馆面临的火灾风险主要表现在以下几个方面：火灾从外墙冲破防火隔墙，火灾从宾馆建筑物内部冲破防火隔墙，安全疏散通道防火性差，以及在火灾区域的内部房屋或功能区内储存大量易燃物品，当然最重要的因素是宾馆建筑物内部消防系统设计的缺陷与不合理之处也给宾馆带来潜在的火灾隐患 第3章 宾馆的自动喷淋灭火系统介绍 3.1 自动喷淋系统 3.1.1自动喷淋系统概述 自动喷淋灭火系统已经在全球使用了100多年，由于该系统能自动探测火灾并实施喷淋灭火，可以在早期扑灭火灾，防止火灾危害，因此被公认为最有效的灭火消防设施 自动喷淋灭火系统是由喷头、管道、水流报警装置等部件和供水设施组成，能在灭火系统中自动喷淋，是一种长期发展起来的固定式自动喷淋灭火消防系统。
它具有自动灭火和自动报警的功能自动喷淋灭火系统依靠电磁开关和自动增压泵当火情传感器探测到火情信号时，电磁操作开关得到工作电流，并由工作电流所激发的磁力电枢开关应在有磁力的情况下接通火源在压力泵的作用下使水流量增大自动增压泵采用自动增压泵，当火灾传感器探测到火灾信号时，通过控制增压泵接通电源增压泵开始工作因此，可以加强火灾前喷头的水流 喷淋系统中的灭火剂处于准备工作状态，一旦区域有火灾发生，自动喷淋灭火系统喷洒水雾，来延缓火灾的扩大或进行扑灭火灾，自动喷淋灭火系统是一种能同时探测火灾、灭火和发出火灾警报的宾馆消防系统，而它是营救宾馆火灾中被困人员的重要设施 3.1.2自动喷淋系统优点 自动喷淋灭火系统安全可靠，成功率高该系统经济实用，成本低，使用寿命长近年来，我国出现了一些宾馆，其安装的自动喷淋灭火系统在防火灭火中发挥了重要作用自动喷淋灭火系统可以根据火灾的各种特点自动启动，有效地向燃烧区域喷淋，从而控制火灾的蔓延和扑灭根据以上自动喷淋灭火系统的组成可以看出其主要有以下几优点：自动灭火，当火灾发生，温度达到一定值时，系统自动启动灭火，无需人工干预；可在初期扑救火灾，减少火灾事故损失；系统相对简单可靠。
3.2 自动喷淋系统的分类 3.2.1湿式自动喷淋灭火系统 在火灾初期，宾馆建筑物温度不断升高当温度上升到喷头温度传感器爆裂或融化脱落时，湿式喷淋灭火系统喷头自动喷淋灭火，其主要工作原理图如图3-1所示系统结构简单、使用方便、可靠、施工方便、管理方便、灭火速度快、消防效率高、相对经济、适用面广适用，占全自动喷淋灭火系统的75%以上，适合安装在能用水灭火的宾馆建筑物和构筑物中 但由于洒水车喷头内管道总是充满水，受环境温度限制，适用于室内温度不低于4C、温度不高于70C的宾馆建筑物如:仓库、车间、剧场、医院、宾馆、写字楼、娱乐展演、娱乐场所等 图3.1 湿式自动喷淋灭火系统工作原理图 3.2.2干式自动喷淋灭火系统 干式系统与湿式系统相似，只是控制信号阀的结构和功能原理不同在配电管网与给水管道之间设置干式控制信号阀，将其分离，而配电管网通常充有加压气体供系统启动，一旦发生火灾，喷头首先放出气体，降低管网压力给水管道中的加压水打开控制信号阀进入配水管网，然后从喷头中喷出，但该系统需要增加一套充气设备，一次性投资高，通常管理比较复杂，灭火速度慢其适用的地点主要为室内温度低于4C、温度高于70C的宾馆建筑物。
3.2.3预作用自动喷淋灭火系统 预作用系统是火灾自动探测报警技术与自动喷淋灭火系统的有机结合，这种系统通常采用干式，在火灾发生时能实现火灾的初始报警，并立即使管网充水，使系统变为湿式，系统的这种改造过程包括预作用的功能，故称为预作用喷淋灭火系统，与湿式系统相比，该系统通常在预作用阀充水后不充水，但用低压空气或氮气，或用干管只有在发生火灾时，火灾探测系统才会自动打开预作用阀，使管道充满水进入湿系统通常没有水管网，可以避免因水损坏而造成系统损坏的损失此外，该系统还设有早期报警装置，可在火灾发生时，自动开启预作用阀，使管道充满水进入湿系统能在行动前及时报警喷头，以便组织抢险，该系统的优点是干喷系统平时管内不得有水适用于冬季冰冻，不能给宾馆建筑物供暖，同时也不存在干燥喷头必须等喷头动作后才能排气的缺点，从而推迟了喷头的喷洒时间 3.2.4雨淋自动喷淋灭火系统 雨淋自动喷淋灭火系统是一个开放系统配水管网安装有开式喷头喷头上无温度释放元件，雨淋自动喷淋灭火系统采用淋水阀，具有防自动复位功能雨淋自动喷淋灭火系统由火灾报警系统或传输管直接控制，火灾时自动开启淋水阀，启动洒水泵向系统供水淋水阀打开后，所有喷头都会喷出水。
雨淋自动喷淋灭火系统通过淋水阀组、火灾报警系统和控制面板、压力开关、淋水喷头的自动复位功能，供配电网组成部分雨淋自动喷淋灭火系统适用于火灾水平蔓延速度较快、火灾风险较大的场所雨淋自动喷淋灭火系统一旦开启，将连续喷淋，水害较大它只能在火灾造成的损害远大于水损害的地方使用 3.2.5水幕自动喷淋灭火系统 水幕系统的工作原理与雨淋系统基本相同不同的是，水幕系统喷射水幕，而雨淋系统喷射水射流由于水幕喷头将水喷成水幕的形状，水幕系统不能直接用于灭火其作用是冷却简单的防火隔板(如防火卷帘、防火帘等)，提高其防火性能，或形成防火帘，防止火焰通过开口，防止火势蔓延 水幕系统主要用于水幕或防火隔断等需要保护的部位例如，在企业的火区或设备之间设置防火分区，防止火灾的蔓延和扩大，阻挡火灾事故产生的辐射热，引导和稀释泄漏的易燃、易爆、有害气体和液体 3.2.6重复启闭预作用自动喷淋灭火系统 重复启闭预动作灭火系统是指火灾后自动关闭阀门，火灾恢复后再次打开阀门喷淋的预动作系统该系统具有自动启动和自动停机的特点，避免了由于自动启动和自动停机而造成不必要的失水具有多路自动启动和自动停止的特点，能有效地扑灭火灾后的复燃。
3.2.7自动喷淋-泡沫联用灭火系统 在常用的湿式自动喷淋灭火系统中，将泡沫钢胶囊与橡胶胶囊并联，在橡胶胶囊中安装有清水泡沫浓缩液自动喷淋泡沫复合灭火系统中设有控制阀和比例混合器 该系统的特点是在封闭系统中使用泡沫灭火剂，增强了喷淋灭火系统的灭火性能当首次采用水喷雾与泡沫喷雾相结合时，早期喷头的灭火效。