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第四节 系统主要组件及设置要求

        自动喷水灭火系统主要由洒水喷头、报警阀组、水流指示器、压力开关、末端试水装置和管网等组件组成,本节主要介绍其结构组成和设置要求。
        洒水喷头
        根据结构组成和安装方式,洒水喷头分为不同的类型,如图3-3-11所示,其设置要求也有所区别。

        一、喷头分类
图3-3-11 洒水喷头分类图
        闭式喷头具有释放机构,由玻璃泡、易熔合元件、密封件等零件组成。平时闭式喷头的出水口由释放机构封闭,达到公称动作温度时,玻璃泡破裂或易熔合金热敏感元件熔化,释放机构自动脱落,喷头开启喷水。闭式喷头具有定温探测器和定温阀及布水器的作用。开式喷头(包括水幕喷头)没有释放机构,喷口呈常开状态。各种喷头构造见图3-3-12、图3-3-13和图3-3-14。
        喷头根据其灵敏度,可分为早期抑制快速响应(ESFR)喷头、快速响应喷头和标准响应喷头。早期抑制快速响应(ESFR)喷头的响应时间指数为RTI<28(m·s)0.5;快速响应喷头的响应时间指数为RTI≤50(m·s)0.5;标准响应喷头的响应时间指数为RTI≥80(m·s)0.5
        根据国家标准《自动喷水灭火系统第1部分:洒水喷头》(GB5135.1-2003),玻璃球喷头的公称动作温度分成13个温度等级,易熔合金元件喷头分成7个温度等级。为了区分不同公称动作温度的喷头,将感温玻璃泡中的液体和易熔合金喷头的轭臂标识不同的颜色,见表3-3-11。
表3-3-11  闭式喷头的公称动作温度和色标

        (二)喷头选型与设置要求
        1.喷头选型
        (1)对于湿式自动喷水灭火系统,在吊顶下布置喷头时,应采用下垂型或吊顶型喷头;顶板为水平面的轻危险级、中危险级I级居室和办公室,可采用边墙型喷头;易受碰撞的部位,应采用带保护罩的喷头或吊顶型喷头;在不设吊顶的场所内设置喷头,当配水支管布置在梁下时,应采用直立型喷头。
        (2)对于干式系统和预作用系统,应采用直立型喷头或干式下垂型喷头。
        (3)对于水幕系统,防火分隔水幕应采用开式洒水喷头或水幕喷头,防护冷却水幕应采用水幕喷头。
        (4)对于公共娱乐场所,中庭环廊,医院、疗养院的病房及治疗区域,老年、少儿、残疾人的集体活动场所,地下的商业及仓储用房,宜采用快速响应喷头。
        (5)闭式系统的喷头,其公称动作温度宜高于环境最高温度30℃。
        2.喷头布置
        同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距,应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定,并应符合表3-3-12的要求
表3-3-12 同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距
喷水强度
(L/min×㎡)
正方形布置的边长(m)
矩形或平行四边形布置的长边边长(m)
一只喷头的最大保护面积(㎡)
喷头与端墙的最大距离(m)
4
4.4
4.5
20.0
2.2
6
3.6
4.0
12.5
1.8
8
3.4
3.6
11.5
1.7
≥12
3.0
3.6
9.0
1.5
        同一场所内的喷头应布置在同一个平面上,并应贴近顶板安装,使闭式喷头处于有利于接触火灾烟气的位置。直立型、下垂型标准喷头溅水盘与顶板的距离不应小于75mm、不应大于150mm。
        当在梁或其他障碍物的下方布置喷头时,喷头与顶板之间的距离不得大于300mm。梁和障碍物及密肋梁板下布置的喷头,溅水盘与梁等障碍物及密肋梁板底面的距离,不得小于25mm不得大于100mm。
        在梁间布置的喷头,在符合喷头与梁等障碍物之间距离规定的前提下,喷头溅水盘与顶板的距离不应大于550mm,以避免洒水遭受阻挡。仍不能达到上述要求时应在梁底面下方增设喷头。
        净空高度不超过8m的场所,间距不超过4×4(m)的十字梁,可在梁间布置1只喷头,其保护范围内的喷水强度应采取提高喷头工作压力或采用大流量喷头的方法予以保证。
        边墙型喷头的最大保护跨度和间距应符合表3-3-13的规定。
表3-3-13 边墙型标准喷头的最大保护跨度和间距(m)
设置场所火灾危险等级
轻危险级
中危险级Ⅰ级
配水支管上喷头的最大间距
3.6
3.0
单排喷头的最大保护跨度
3.6
3.0
两排相对喷头的最大保护跨度
7.2
6.0
注:1.两排相对喷头应交错布置;
2.室内跨度大于两排相对喷头的最大保护跨度时,应在两排相对喷头中间增设一排喷头。
        边墙型喷头的两侧1m和前方2m范围内,以及顶板或吊顶下不得有阻挡喷水的障碍物。边墙型标准喷头溅水盘与顶板的距离应符合表3-3-14的规定。
表3-3-14 边墙型标准喷头布置要求(mm)
边墙型喷头型式
溅水盘与顶板的距离
溅水盘与背墙的距离
直立式
100~150
50~100
水平式
150~300
可小于100
        期抑制快速响应(ESFR)喷头的布置应符合表3-3-15的要求。
表3-3-15 ESFR喷头溅水盘与顶板的距离(mm)
喷头安装方式
直立型
下垂型
不应小于
不应大于
不应小于
不应大于
溅水盘与顶板的距离
100
150
150
360

        二、报警阀组

        自动喷水灭火系统根据不同的系统,选用不同的报警阀组。

        (一)报警阀组分类及其组成
        报警阀组分为湿式报警阀组、干式报警阀组、雨淋报警阀组和预作用报警装置。
        1.湿式报警阀组
        (1)报警阀组的组成。湿式报警阀是湿式系统的专用阀门,只允许水流入系统并在规定压力、流量下驱动配套部件报警的一种单向阀。湿式报警阀组结构为止回阀,开启条件与入口压力及出口流量有关,它与延迟器、水力警铃、压力开关、控制阀等组成报警阀组,如图3-3-15所示。
        (2)报警阀工作原理。湿式报警阀组中报警阀的结构有两种,即隔板座圈型和导阀型。隔板座圈型湿式报警阀的结构见图3-3-16。
        隔板座圈型湿式报警阀上设有进水口、报警口、测试口、检修口和出水口,阀内部设有阀瓣、阀座等组件,是控制水流方向的主要可动密封件。在准工作状态,阀瓣上下充满水,水压强近似相等。由于阀瓣上面与水接触的面积大于下面的水接触面积,阀瓣受到的水压合力向下。在水压力及自重的作用下,阀瓣坐落在阀座上,处于关闭状态。当水源压力出现波动或冲击时,通过补偿器(或补水单向阀)使上下腔压力保持一致,水力警铃不发生报警,压力开关不接通,阀瓣仍处于准工作状态。补偿器具有防止误报或误动作功能。闭式喷头喷水灭火时,补偿器来不及补水,阀瓣上面的水压下降,当下降到使下腔的水压足以开启阀瓣时,下腔的水便向洒水管网及动作喷头供水,同时水沿着报警阀的环形槽进入报警口,流向延迟器、水力警铃,警铃发出声响报警,压力开关开启,给出电接点信号报警并启动自动喷水灭火系统给水泵。
        (3)延迟器工作原理。如图3-3-17所示,延迟器是一个罐式容器,入口与报警阀的报警水流通道连接,出口与压力开关和水力警铃连接,延迟器入口前安装过滤器。在准工作状态下可防止因压力波动而误报警。当配水管道发生渗漏时,有可能引起湿式报警阀阀瓣的微小开启,使水进入延迟器。但是,由于流量小,进入延迟器的水量会从延迟器底部的节流孔排出,使延迟器无法充满水,更不能从出口流向压力开关和水力警铃。只有当湿式报警阀开启,经报警通道进入延迟器水流将延迟器注满并由出口溢出,才能驱动水力警铃和压力开关。
        (4)水力警铃工作原理。水力警铃是一种靠水力驱动的机械警铃,安装在报警阀组的报警管道上。报警阀开启后,水流进入水力警铃并形成一股高速射流,冲击水轮带动铃锤快速旋转,敲击铃盖发出声响警报。水力警铃的构造见图3-3-18。
        2.干式报警阀组
        (1)干式报警阀组的组成。干式报警阀组主要由干式报警阀、水力警铃、压力开关、空压机、安全阀、控制阀等组成,如图3-3-19所示。报警阀的阀瓣将阀门分成两部分,出口侧与系统管路相连,内充压缩空气,进口侧与水源相连,配水管道中的气压抵住阀瓣,使配水管道始终保持干管状态,通过两侧气压和水压的压力变化控制阀瓣的封闭和开启。喷头开启后,干式报警阀自动开启,其后续的一系列动作类似于湿式报警阀组。
 
        (2)干式报警阀工作原理。干式报警阀的构造如图3-3-20所示。其中的阀瓣、水密封阀座、气密封阀座组成隔断水、气的可动密封件。在准工作状态,报警阀处于关闭位置,橡胶面的阀瓣紧紧地合于两个同心的水、气密封阀座上,内侧为水密封圈,外侧为气密封圈,内外侧之间的环形隔离室与大气相通,大气由报警接口配管通向平时开启的自动滴水球阀。在注水口加水,加到打开注水排水阀有水流出为止,然后关闭注水口。注水是为了使气垫圈起密封作用,防止系统中的空气泄漏到隔离室或大气中。只要管道的气压保持在适当值,阀瓣就始终处于关闭状态。
                       1-阀体 2-差动双盘阀板 3-充气塞 4-阀前压力表 5-阀后压力表 6-角阀
                       7-止回阀 8-信号管 9-截止阀 10-截止阀 11-截止阀 12-小孔阀 13-总闸阀
        3.雨淋报警阀组
        (1)雨淋报警阀组的组成。雨淋报警阀是通过电动、机械或其它方法开启,使水能够自动流入喷水灭火系统同时进行报警的一种单向阀。按照其结构可分为隔膜式、推杆式、活塞式、蝶阀式雨淋报警阀。雨淋报警阀广泛应用于雨淋系统、水幕系统、水雾系统、泡沫系统等各类开式自动喷水灭火系统中。雨淋报警阀组的组成见 图3-3-21。
                              1-雨淋阀 2-自动滴水阀 3-排水球阀 4-供水控制阀 5-隔膜室压力表
                              6-供水压力表 7-紧急手动控制装置 8-阀碟复位轴 9-节流阀
        (2)雨淋阀工作原理。雨淋阀是水流控制阀,可以通过电动、液动、气动及机械方式开启,其构造见图3-3-22。
                        1-驱动杆总成 2-侧腔 3-固锥弹簧 4-节流孔 5-锁止机构 6-复位手轮
                         7-上腔 8-检修盖板 9-阀瓣总成 10-阀体总成 11-复位扭簧 12-下腔
        雨淋阀的阀腔分成上腔、下腔和控制腔三部分。控制腔与供水管道连通,中间设限流传压的孔板。供水管道中的压力水推动控制腔中的膜片、进而推动驱动杆顶紧阀瓣锁定杆,锁定杆产生力矩,把阀瓣锁定在阀座上。阀瓣使下腔的压力水不能进入上腔。控制腔泄压时,使驱动杆作用在阀瓣锁定杆上的力矩低于供水压力作用在阀瓣上的力矩,于是阀瓣开启,供水进入配水管道。
        4.预作用报警装置
        预作用报警装置由预作用报警阀组、控制盘、气压维持装置和空气供给装置等组成,通过电动、气动、机械或者其他方式控制报警阀组开启,使水能够单向流入喷水灭火系统的
        同时进行报警的一种单向阀组装置。其结构如图3-3-23所示。
           1、启动电磁阀,2、远程引导启动方式接口,3、紧急启动盒,4、隔膜室压力表,5、补水压力表,6、隔离单向阀,
            7、底水漏斗,8、加底水阀,9、试验排水阀,10、压力开关,11、压缩空气接口,12、排多余底水阀,13、水力警铃,
           14、警铃排水口,15、报警通道过滤器,16、雨淋报警阀,17、报警试验阀,18、滴水阀,19、报警试验阀,20、排水阀,
            21、报警试验排水口,22、进水蝶阀,23、补水软管,24、紧急启动排水口,25、补水通道过滤器,26、补水阀,27、紧急启动阀,
            28、补水隔离单向阀。

        (二)报警阀组设置要求
        自动喷水灭火系统应根据不同的系统型式设置相应的报警阀组。保护室内钢屋架等建筑构件的闭式系统,应设置独立的报警阀组。水幕系统应设置独立的报警阀组或感温雨淋阀.
        报警阀组宜设在安全及易于操作、检修的地点,环境温度不低于4℃且不高于70℃,距地面的距离宜为1.2m。水力警铃应设置在有人值班的地点附近,其与报警阀连接的管道直径应为20mm,总长度不宜大于20m;水力警铃的工作压力不应大于0.05MPa。(《自动喷水灭火系统设计规范》.GB50084-2001 2005版 6.2.8)
         一个报警阀组控制的喷头数,对于湿式系统、预作用系统不宜超过800只,对于干式系统不宜超过500只。串联接入湿式系统配水干管的其他自动喷水灭火系统,应分别设置独立的报警阀组,其控制的喷头数计入湿式阀组控制的喷头总数。每个报警阀组供水的最高和最低位置喷头的高程差不宜大于50m
控制阀安装在报警阀的入口处,用于系统检修时关闭系统。控制阀应保持常开位置,保证系统时刻处于警戒状态。使用信号阀时,其启闭状态的信号反馈到凯发体育下载控制中心;使用常规阀门时,必须用锁具锁定阀板位置。

        三、水流指示器

        (一)水流指示器的组成
        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水流报警装置,一般用于湿式、干式、预作用、循环启闭式、自动喷水-泡沫联用系统中。水流指示器的叶片与水流方向垂直,喷头开启后引起管道中的水流动,当浆片或膜片感知水流的作用力时带动传动轴动作,接通延时线路,延时器开始计时。到达延时设定时间后叶片仍向水流方向偏转无法回位,电触点闭合输出信号。当水流停止时,叶片和动作杆复位,触点断开,信号消除。水流指示器的结构见图3-3-24。

        (二)水流指示器设置要求
        1)水流指示器的功能是及时报告发生火灾的部位。在设置闭式自动喷水灭火系统的建筑内,每个防火分区和每个楼层均应设置水流指示器。当水流指示器前端设置控制阀时,应采用信号阀。
        2)仓库内顶板下喷头与货架内喷头应分别设置水流指示器。

        四、压力开关

        (一)压力开关组成
        压力开关是一种压力传感器,是自动喷水灭火系统中的一个部件,其作用是将系统的压力信号转化为电信号,报警阀开启后,报警管道充水,压力开关受到水压的作用后接通电触点,输出报警阀开启及启动供水泵的信号,报警阀关闭时电触点断开。压力开关构造见图3-3-25。

        (二)压力开关设置要求
        压力开关安装在延迟器出口后的报警管道上。自动喷水灭火系统应采用压力开关控制稳压泵,并应能调节启停稳压泵的压力。
        雨淋系统和防火分隔水幕,其水流报警装置宜采用压力开关。

        五、末端试水装置

        (一)装置组成
        末端试水装置由试水阀、压力表以及试水接头等组成,其作用是检验系统的可靠性,测试干式系统和预作用系统的管道充水时间。末端试水装置构造见图3-3-26。
                                                                     1-截止阀 2-压力表 3-试水接头 4-排水漏斗 5-最不利点处喷头

        (二)末端试水装置设置要求
        1)每个报警阀组控制的最不利点喷头处应设置末端试水装置,其他防火分区和楼层应设置直径为25mm的试水阀。
        2)末端试水装置和试水阀应设在便于操作的部位,且应有足够排水能力的排水设施。
        3)末端试水装置应由试水阀、压力表以及试水接头组成。末端试水装置出水口的流量系数K,应与系统同楼层或同防火分区选用的喷头相等。末端试水装置的出水,应采取孔口出流的方式排入排水管道。

        六、管道

        配水管道应采用内外壁热镀锌钢管或铜管、涂覆钢管和不锈钢管,其工作压力不应大于1.20MPa。系统管道的连接应采用沟槽式连接件(卡箍),或用螺纹、法兰连接。配水管两侧每根配水支管控制的标准喷头数,轻、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支管,上下侧均不超过8只。严重危险级和仓库危险级场所不应超过6只。短立管及末端试水装置的连接管,其管径不应小于25mm。
 
本章思考题
        1、自动喷水灭火系统如何分类?
        2、自动喷水灭火系统的适用范围有哪些?
        3、湿式、干式、预作用自动喷水灭火系统的主要区别在哪里?
        4、湿式自动喷水灭火系统有哪些主要部件组成?
        5、简述干式自动灭火系统的工作原理?
        6、预作用自动喷水灭火系统的工作原理?
 
参考文献
        [1]中华人民共和国公安部天津凯发体育下载科学研究所。GB50084-2001(2005修订版).自动喷水灭火系统设计规范(附条文说明)[2005年版][S].北京:中国计划出版社,2005.
        [2]中华人民共和国公安部四川凯发体育下载研究所。GB50261-2005. 自动喷水灭火系统施工及验收规范[S].北京,中国标准出版社,2005.
        [3] 中华人民共和国公安部凯发体育下载局.中国凯发体育下载手册[M]. 上海:上海科技出版社.2006.
上一节:第一节 系统的分类与组成
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