消防自動噴水滅火系統設計

湯小亞

摘 要：消防自動噴水滅火系統技術設計人員應該提高自身對系統的理解，認清系統設計中的不足之處，通過改進設計方法，保證整個系統運行更加穩定，提高系統控火、滅火的能力。結合實際經驗，分析了消防自動噴水滅火系統的常見設計問題，并探討了自動噴水滅火系統的消防給水、主要組件設計和水力計算，以供參考。

關鍵詞：自動噴水滅火系統；噴頭布置；水力計算；基本參數

中圖分類號：TU892 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.069

消防自動噴水滅火系統集報警、滅火為一體，具有反應迅速、控制及時、滅火效率高等特點，因而在消防設計中得到了廣泛的運用。目前，在消防噴水滅火系統設計中還存在一些設計缺陷，只有研究、分析這些缺陷，完善設計中的不足之處，才能確保真正發揮消防自動噴水滅火系統的作用。

1 消防自動噴水滅火系統常見設計問題

1.1 設計基本參數選擇不準確

自動噴水滅火系統設計中的兩項基本參數分別是系統作用面積和噴水強度，基本參數由場所危險性等級決定。但在設計中存在參數選擇不準確的情況，比如將公共娛樂場所視為輕危險等級場所，由于危險等級不高，設計標準降低，系統迅速撲救初期火災的能力不強，導致初期火災進一步擴大和蔓延。

1.2 噴頭選型不當

噴頭的選型、布置會對噴頭的動作與布水效果造成直接影響。很多時候，設計人員在選擇噴頭時未考慮到建筑的結構特點，普遍采用普通型噴頭，這樣對自動噴水滅火系統的撲救效果影響很大。

1.3 水泵設置不當

水泵是自動噴水滅火系統的重要組成部分，只有合理設置水泵，才能保證整個系統的持續、穩定運行。目前，很多系統所設計、選擇的水泵在其揚程達到最大值后，流量卻無法同時滿足要求，或者是流量達到最大值后，其揚程無法同時滿足要求。一些設計人員沒有嚴格按照規范要求將穩壓泵和供水泵設計為自罐式水泵，只要出現火災，啟泵將延遲啟動，甚至不能啟動。

2 自動噴水滅火系統的消防給水

2.1 要有可靠的供水源

消防自動噴水滅火系統如果以江河、湖泊、水庫等天然水源為消防用水時，由于水量與水位變化很大，因此要保證枯水期最低水位的消防用水量；如果以河塘等地表水為水源時，要將濾水器加設在吸水管上，避免系統內吸入河塘中的雜物，保持系統內水流暢通。

2.2 設計必須處理的問題

2.2.1 合理選擇噴水滅火系統

目前，濕式噴水滅火系統最為常見。為避免因凍結而出現

供水中斷等問題，室內溫度在4～70 ℃范圍內的建、構筑物應選擇濕式噴水滅火系統；而室內溫度在4～70 ℃范圍外的建、構筑物應選擇干式噴水滅火系統。

2.2.2 嚴格設置監控裝置

嚴格設置監控裝置，監控系統控制開啟狀態、消防水泵電源供應情況、干式噴水滅火系統氣溫變化、水池和水位箱水位狀況、水流指示器和報警閥動作情況等，確保能夠準確監測，及時發現問題并處理，使系統保持正常的運行狀態。

2.2.3 設置水泵接合器

為避免自動噴水滅火系統與室內消火栓給水系統用水相互影響，要分開設置兩個系統的管網和水泵接合器。

3 消防自動噴水系統的主要組件設計

3.1 噴頭

3.1.1 噴頭布置要求

噴頭的布置需滿足以下幾點要求：①滿足作用面積內的噴水強度、均勻性、受熱條件和開放時間；②在噴水半徑內靈活布置噴頭，保證全面覆蓋，當然，重復覆蓋面積也不能太大；③要噴濕墻根和一定面積的墻面；④噴頭間不能相互影響；⑤處理好障礙物，留足調整的余地；⑥考慮煙羽流對噴頭動作帶來的影響。

3.1.2 噴水半徑與噴頭布置方式

在消防自動噴水滅火系統設計中，根據建筑平面布置噴頭，在噴水半徑范圍內以平行四邊形、矩形、正方形為主。噴水半徑與噴頭計算半徑不同，是以計算的半徑為前提，按照規定范圍得出數值，具體如表1所示。由于噴頭的布置受諸多因素的影響，因此在實際的噴頭布置中，一定要按照固定距離布置。

3.2 報警控制裝置

報警控制裝置的主要作用為探測火警、啟動裝置、發出報警信號，同時還能夠對自動噴水滅火系統的故障進行監測，降低失效率，提高系統控火、滅火的能力。

3.3 其他配件

3.3.1 延遲器

延遲器一般適用于濕式噴水滅火系統，主要目的為避免出現誤報警。

3.3.2 快開裝置

快開裝置一般適用于容積較大的干式噴水滅火系統。如果系統容積超過189 L或者噴頭數超過400個，則需要安裝快開裝置。這樣能夠提高干式閥啟動速度，減少水流到噴頭的時間，讓滅火效果更好。

3.4 報警閥應控制的噴頭數

在消防自動噴水滅火系統中，如果噴頭數量過多，保護面積過大，一旦出現火災，會直接影響到滅火、控火的效果。根據《自動噴水滅火系統設計規定》，濕式和預作用噴水滅火系統中噴頭數量為800個；在干式噴水滅火系統中，有排氣裝置時噴頭為500個，否則為250個。

4 消防自動噴水滅火系統的水力計算

4.1 管道水力計算方法

4.1.1 沿途計算法

根據管道布置形式，從最不利噴頭開始，逐個開放沿途噴頭，計算30 L/s流量需要的管徑及系統的水頭損失值。噴頭流量根據以下公式計算：

第一個噴頭流量：

q1=BH1. （1）

式（1）中：B為廠家給定的噴頭特性系數，取值0.184 L/（s·m）；H1為第一個噴頭處的壓力。

第二個噴頭流量：

q2=BH2. （2）

式（2）中：B為廠家給定的噴頭特性系數，取值0.184 L/（s·m）；H2為第二個噴頭處的壓力，即第一個噴頭至第二個噴頭管段的水頭損失與噴頭壓力之和，以下各噴頭的流量均依次疊加計算。

4.1.2 面積計算法

首先確定最不利位置的作用面積，假設該位置形狀為長方形或正方形。如果為長方形，其長邊與配水支管平行，此時，僅計算在工作面積內噴頭的噴水量。

4.2 管道內水流速度的確定

由《自動噴水滅火系統設計規范》可知，系統管道內水流速度通常小于5 m/s，特殊情況下，配水支管內水流速度可超過10 m/s。在排水設計管內允許流速中，鋼管水流速度通常小于5 m/s，鑄鐵管水流速度小于3 m/s。

4.3 單位長度的水頭損失計算公式選用

消防自動噴水滅火系統管道單位長度的水頭損失采用的計算公式為：

. （3）

式（3）中：i為管道單位長度的水頭損失；v為管道內的平均水流速度；dj為管道計算內徑。

4.4 管道局部水頭損失計算

根據公式進行計算和估算是兩種主要的計算方式。在《自動噴水滅火系統設計規范》中，以估算法為主，也就是生活生產、消防公用的給水管道，其局部水頭損失按當量管道長度計算或按管道沿途水頭損失值的20%計算。

5 結束語

總之，隨著我國新的《建筑防護設計規范》的實施，消防自動噴水滅火系統得到了更加廣泛的運用，在減少火災危害、保護人們生命財產安全、維護社會和諧穩定等方面有著重要意義。因此，作為技術設計人員，要充分了解目前消防自動噴水滅火系統的缺陷，不斷改進設計思路，確保真正發揮消防自動噴水滅火系統的作用。

參考文獻

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[2]洪宗欽，馮妙琴.建筑自動噴水滅火系統減少水漬損失的方法探討[J].防災科技學院學報，2013（02）：88-92.

〔編輯：劉曉芳〕