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1、湿式自动喷水灭火系统西安科技大学1、应用范围湿式自动喷水灭火系统，是世界上使用时间最长、应用最广泛、控火灭火率最高的一种闭式自动喷水灭火系统，目前世界上已安装的自动喷水灭火系统中有70%以上是采用了湿式自动喷水灭火系统，在国内外安装使用已有100多年的历史，具有较丰富的设计安装和管理经验，系统的可靠性好，适用于室内温度不低于4且不高于70的建筑物、构筑物内(不能用水扑救的建筑物和构筑物除外)。2、系统组成及工作原理2.1系统主要部件：2.2系统工作原理：工作原理图2.3自动喷水灭火系统喷头(1)分类进一步分类特点及应用标准洒水喷头3、工程实例4、系统的设计与计算4.1一般步骤要求（1）建筑物火
2、灾危险等级的划分。依据：建筑物用途、容纳物品的火灾载荷及室内空间条件，及灭火难度。GBJ84-85中将火灾危险等级划分为：轻危险级、中危险级、严重危险级，其中严重危险级包括生产工艺和储存严重火灾危险级建筑物。GB50084-2001将其分为四大级、八小级，即轻危险级、中危险级（I级、II级）、严重危险级（I级、II级）和仓库危险级（I级、II级、III级）。仓库危险级举例（2）基本设计数据的确定建筑物的火灾危险等级划分确定后，就要确定该类建筑物喷水灭水系统的基本设计数据。基本设计数据通常包括喷水强度、作用面积、喷头动作数、每只喷头保护面积、最不利点处喷头压力以及理论供水量等。喷水强度是喷水灭火
3、系统最重要的控制数据，因为不同火灾危险等级的建筑物，万一发生火灾，要达到控火、灭火效果，必须要有足够的喷水强度。喷水强度是一个实验数据，并参考世界各国有关资料而在规范中给以限定。作用面积，即喷水灭火系统设计喷水的最大面积，在这个面积内，喷水强度、喷水的均匀性能得到保证。作用面积的大小主要是根据建筑物的燃烧特性(包括建筑物内储存的可燃)、可燃物多少及燃烧时间等因素来定的。喷头动作数和作用面积是紧密相关的，选定了喷头，确定了作用面积，也就知道喷头最大动作数。最不利点处喷头压力一般情况为01MPa，最低不得小于005MPa(在确定高位水箱的高度时)，这主要是根据喷头特性和喷水强度要求决定的。民用建筑
4、和工业厂房的系统设计基本参数不应低于表17-11的规定。仓库的系统设计基本参数不应低于表17-12的规定。（3）喷头的流量 喷头的流量取决于喷头处的水压力和喷头本身与结构有关的水力特性，按下式计算。式中,q为喷水出水量，L/s；K为与喷头结构有关的特性系数，公称直径15mm的玻璃球喷头和公称直径12.7mm的易熔金属喷头，K=4.2；H为喷头工作压力，MPa。 （3）消防给水自动喷水灭火系统 自动喷水灭火系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定:式中:QS为系统设计流量，L/s;qi为最不利点处作用面积内各喷头节点的流量，L/s。消防供水消防供水应无污染、无腐蚀、无悬浮
5、物。可由市政或企业的生产、消防给水管道供给，也可由消防水池或天然水源供给，并应确保持续喷水时间内的用水量。与生活用水合用的消防水箱和消防水池，其储水的水质，应符合饮用水标准。严寒与寒冷地区，对系统中遭受冰冻影响的部分，应采取防冻措施。当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时，报警阀组前宜设环状供水管道。消防用水通常按两种情况进行计算，即水箱供水和水泵供水。前者指火灾发生至消防水泵开启时的一段时间内的供水情况，一般采用高位水箱、水塔、气压水罐等储水设备。后者指消防水泵开动后的供水情况。消防系统配合自动喷水灭火系统是特殊消防设备，消火栓是基本消防设备。设置自动喷水灭火系统的建筑物，同时必须设置
6、消火栓，消火栓与自动喷水灭火系统的用水总量应按同时作用计算。当建筑物内还同时设有水幕等消防系统时，应视这些系统是否同时作用来确定这些消防用水量是否相加。消防储水池（1）装有自动喷水灭火系统的建筑物，下列情况应设消防水池:无给水管道或天然水源;给水管道和天然水源不能满足消防用水量;给水管道为枝状或只有一条进水管道。(2)消防水池的容量应以火灾延续时间不小于1h计算，但若在发生火灾时能保证连续送水，则水池容量可减去火灾延续时间内连续补充的水量。(3)中间储水池和蓄水池的要求自动喷水灭火系统的中间储水池(高层建筑分区供水时用得较多)和蓄水池可用钢结构或钢筋混凝土结构，可安装在中间层或地下层。中间水池
7、的容量当作有限水源时，用于轻火灾危险级建筑物，水池容量不小于5m3，用于中火灾危级建筑物，水池容量不小于20m3，用于严重火灾危险级建筑物，水池容量不小于70m3。高位消防水箱 采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱，其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。建筑高度不超过24m、并按轻危险级或中危险级场所设置湿式系统、干式系统或预作用系统时，如设置高位消防水箱确有困难，应采用5L/s流量的气压给水设备供给10min初期用水量。消防水箱的出水管，应符合下列规定: (1)应设止回阀，并应与报警阀入口前管道连接; (2
8、)轻危险级、中危险级场所的系统，管径不应小于80mm，严重危险级和仓库危险级不应小于100mm。自动喷水灭火系统消防用水与其他用水合用水箱时，应有确保消防用水不被它用的技术措施。消防水泵接合器水泵接合器的设置数量应按室内消防用水量确定，每个水泵接合器的流量应按1015L/s计算。当计算出来的水泵接合器数量少于2个时，仍应采用2个，以利安全。 采用分区给水的高层建筑物，每个分区的消防给水管网应分别设置水泵接合器。水泵接合器应设在便于同消防车连接的地方，其周围1545m内应设室外消火栓或消防水池取水口。消防水泵自动喷水灭火系统应设独立的供水泵，并应按一运一备或二运一备比例设置备用泵。按二级负荷供电
9、的建筑，宜采用柴油机泵作备用泵。系统的供水泵、稳压泵，应采用自灌式吸水方式。采用天然水源时，水泵的吸水口应采取防止杂物堵塞的措施。每组供水泵的吸水管不应少于2根。报警阀人口前设置环状管道的系统，每组供水泵的出水管不应少于2根。供水泵的吸水管应设控制阀;出水管应设控制阀、止回阀、压力表和直径不小于65mm的试水阀。必要时，应采取控制供水泵出口压力的措施。（4 ）喷头的布置自动喷水灭火系统设计规范喷头布置的一般规定 (1)除吊顶型喷头及吊顶下安装的喷头外，直立型、下垂型标准喷头，其溅水盘与顶板的距离不应小于75mm，且不应大于150mm。 (2)图书馆、档案馆、商场、仓库中的通道上方宜设有喷头。喷
10、头与被保护对象的水平距离，不应小于0.3m;喷头溅水盘与保护对象的最小垂直距离为:标准喷头0.45m，其他喷头0.9m。 (3)货架内喷头宜与顶板下喷头交错布置，其溅水盘与上方层板的距离，应符合(1)条的规定，与其下方货品顶面的垂直距离不应小于150mm。 (4)货架内喷头上方的货架层板，应为封闭层板。货架内喷头上方如有孔洞、缝隙应在喷头的上方设置集热挡水板。集热挡水板应为正方形或圆形金属板，其平面面积不宜小于0.12m，周围弯边的下沿，宜与喷头的溅水盘平齐。(5)净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时，应设置喷头。(6)当局部场所设置自动喷水灭火系统时，与相邻不设自动喷水灭火系统
11、场所连通的走道或连通开口的外侧，应设喷头。(7)装设通透性吊顶的场所，喷头应布置在顶板下。(8)顶板或吊顶为斜面时，喷头应垂直于斜面，并应按斜面距离确定喷头间距。尖屋顶的屋脊处应设一排喷头。喷头溅水盘至屋脊的垂直距离，屋顶坡度大于1/3时，不应大于0.8m;屋顶坡度小于1/3时，不应大于0.6m,(9)边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距，应符合表7-14的规定。(10)边墙型扩展覆盖喷头的最大保护跨度、配水支管上的喷头间距、喷头与两侧端墙的距离，应按喷头工作压力下能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面确定，且保护面积内的喷水强度应符合规定。(11)直立式边墙型喷头，其溅水盘与顶
12、板的距离不应小于100mm，且不宜大于150mm，与背墙的距离不应小于50mm，并不应大于100mm。水平式边墙型喷头溅水盘与顶板的距离不应小于150mm，且不应大于300mm。(12)防火分隔水幕的喷头布置，应保证水幕的宽度不小于6m。采用水幕喷头时，喷头不应少于3排;采用开式洒水喷头时，喷头不应少于2排。防护冷却水幕的喷头宜布置成单排。喷头与障碍物的距离 (1)直立型、下垂型喷头与梁、通风管道的距离宜符合表17-15的规定(见图(17-20)。 (2)直立型、下垂型标准喷头的溅水盘以下0.45m、其他直立型、下垂型喷头的溅水盘以下0.9m范围内，如有屋架等间断障碍物或管道时，喷头与邻近障碍
13、物的最小水平距离: 当c、e或d0.2m时, a=3e或(c与e取大值)或3dm；当c、e或d 0.2m时，d=0.6m(见图17-21)。(3)当梁、通风管道、排管、桥架等障碍物的宽度大于1.2m时，其下方应增设喷头(见图7-22)。(4)直立型、下垂型喷头与不到顶隔墙的水平距离，不得大于喷头溅水盘与不到顶隔墙顶面垂直距离的2倍(见图17-23)。 (5)直立型、下垂型喷头与靠墙障碍物的距离，应符合下列规定(见图17-24):障碍物横截面边长小于750mm时，喷头与障碍物的距离，应按下式确定:式中，a为喷头与障碍物的水平距离，mm；b为喷头溅水盘与障碍物底面的垂直距，mm；e为障碍物横截面的
14、边长，mm,e750。障碍物横截面边长等于或大于750mm或a的计算值大于表17-15中喷头与端墙距离的规定时，应在靠墙障碍物下增设喷头。(6)边墙型喷头的两侧1m及正前方9m范围内，顶板或吊顶下不应有阻挡喷水的障碍物。(5)自动喷水灭火系统的设计与计算1）管网喷水灭火系统的管网，由直接安装喷头的配水文管、向配水文管供水的配水管、向配水管供水的配水干管以及总控制阀向上(或向下)的垂直立管组成。立管主要用来连接楼层间管网和配水管与配水支管。立管与配水管之间的连接方式有四种:即中央中心型给水，侧边中心型给水，中央末端型给水和侧边末端型给水。如图17-2所示。 配水管要求：材质：内外壁热镀锌钢管；系
15、统连接：沟槽式连接件（卡箍），或丝扣、法兰连接 ；直径等于或大于100mm的管道应分段采用法兰或沟槽式连接件(卡箍)连接 、水平管道上法兰间的管道长度不宜大于20m; 主管上法兰间的距离不应跨越3个及以上楼层。净空高度大于8m的场所内，立管上应有法兰。 短立管及末端试水装置的连接管，其管径不应小于25mm。水平安装的管道宜有坡度，并应坡向泄水阀。充水管道的坡度不宜小于2%，准工作状态不充水管道的坡度不宜小于4%。 入口压力要求：轻、中危险级0.4MPa配水管两侧每根配水文管控制的标准喷头数，轻危险级、中危险级场所不应超过8只，同时在吊顶上下安装喷头的配水文管，上下侧均不应超过8只。严重危险级及
16、仓库危险级场所均不应超过6只。 2）水力计算自动喷水灭火系统规范修订版本GB50084一2001对水力计算推荐使用矩形面积逐点法计算方法，具体步骤如下: (1)矩形面积的确定 确定最不利作用面积在管网中位置(必要时可由水力计算确定)，作用面积的形状为矩形，其长边平行于配水文管，其长度不小于作用面积平方根的1.2倍，喷头数若有小数就进位成整数。当配水文管的实际长度小于边长的计算值时，作用面积要扩展到该配水管邻近支管上的喷头。 (2)逐点法水力计算轻、中、严重及仓库级危险级均按逐点法进行水力计算，即矩形面积内每个喷头喷水量按该喷头处的水压计算确定。下面以图17-26为例说明逐点法的计算步骤:支管I
17、支管I尽端的喷头1为不利点，在工作水头下其出流量：喷头2的出流量为：喷头3、4的出流量，同理为：定义管系特性系数，由下式计算：该式表示管系的输水性能。当管系在另一水压 作用下时，即可由已知之Kg值求算得此时管系之流量：管道内流速管道内的水流速度宜采用经济流速，必要时可超过5m/s,但不宜大于10m/s。支管II管道的水头损失每米管道的水头损失应按下式计算：式中，i为每米管道的水头损失，MPa/m；v为管道内水的平均流速，m/s；dj为管道的计算内径，m,按内径减1计算。管道的局部水头损失，采用当量长度法计算（参照表）。计算公式如下：（5）报警阀和水流指示器的水头损失湿式报警阀、水流指示器取值为0.02MPa，雨淋阀取值为0.07MPa；蝶阀型报警阀及马鞍型水流指示器取值由厂家提供。（6）报警阀和水流指示器的水头损失按下式计算：节流管水头损失，按下式计算：（7）水泵扬程或系统入口的供水压力应按下式进行计算：式中，H为水泵扬程或系统入口的供水压力，MPa； 为管道沿程和局部水头损失积累值，MPa；P0为最利点处喷头的工作压力，MPa；Z为最不利点处喷头与消防水池的最低水位或系统入口管水平中心线之间的高程差，MPa ；当系统入口管或消防水池最低水位高于最不利点处喷头时，Z应取负值。
