904953381高层建筑自动喷水灭火系统分析设计论文.doc

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1、高层建筑自动喷水灭火系统分析设计摘要：本文根据自喷规范和实际的工程实践，分析了目前我国在高层建筑自动喷水灭火系统设计和使用中存在的主要问题，分析了其产生的原因，然后从供水系统、高层建筑自喷配水管入口、自喷末端试水装置等方面进行了设计，并提出了施工安装的要求。结果对自动喷水灭火建筑工程设计者和管理使用者可提供一定的参考。关键词：高层建筑；自动喷水；灭火系统1、问题的提出随着我国工业、民用建筑的日益现代化，自动喷水灭火系统在国内从70年代初开始大量设计和实际应用，为挽救人身安全及物质财产发挥了重要的作用。自动喷水灭火系统是装有喷头或喷嘴的管网系统，有些与火灾自动报警控制系统联用，它利用火灾时产生的

2、光、热、可见或不可见的燃烧生成物及压力等信号传感而自动启动，将水和以水为主的灭火剂洒向着火区域，用来扑灭或控制火灾蔓延1。它有两个基本功能，即：能在火灾发生后自动地进行喷水灭火；能在喷水灭火的同时发出警报，提醒人们采取行动扑灭火灾。我国的建筑设计防火规范和高层民用建筑设计防火规范明确了自动喷水灭火系统的设置场所和部位，特别重视了在高层建筑、火灾危险性较大的工业厂房等建筑物的应用。但是，自动喷水灭火系统能否在发生火灾时起到应有的作用，其关键是根据该工程的特点在设计、施工过程中应满足国家相关标准的要求。党的十六大提出和谐社会和科学发展观，减少火灾事故和火灾损失是创建和谐社会的重要组成部分。故对高层

3、建筑自动喷水灭火系统的设计和使用进行分析和设计具有重要的社会价值和经济价值。2、自动喷水灭火系统存在的问题及原因分析2.1 存在的主要问题1）报警装置与系统检验的问题报警阀是自动喷水灭火系统中的重要组件之一，主要用于启动系统、接通和切断水源、启动水力警铃开关和压力报警开关。当系统供水接自城市市政给水管道或其他给水管网时，由于管网压力的波动，会造成误喷和误报警，这样除了带来不必要的麻烦和一些额外的损失外，还造成人们对系统的不信任感，妨碍系统的推广应用。此外，系统是否保持准工作状态，应能直观和便于检测。2）喷头选型问题自动喷水灭火系统的喷头肩负着探测火情、启动开关喷水灭火的任务，是系统组成的关键配

4、件之一。每只喷头的保护面积、喷头间距以及喷头与墙的间距，应按其建筑物的危险等级来确定。而有些建筑物的洒水喷头由于设置位置不当、或选型不当，致使喷头的保护面积不当。此外，建筑构件、室内装修和灯具等的布局，都会影响喷头的合理布置和阻挡喷头的洒水分布。所以喷头的合理选型和布置关系着自动喷水灭火系统能否正常发挥作用及灭火成功的效率2。3）系统给水量不足的问题系统供水是按作用面积内开放喷头的总流量确定的。系统的管道在准工作状态下应充满压力水。而一些系统给水量不足的情况主要有：给水管网供水不足时未按要求设置消防水池；采用临时高压给水系统时，未设置按10 min室内消防用水量计算容量的消防水箱；在发生火灾时

5、不能保证水源连续补水的情况下，未设置火灾连续时间供水量等，这些都会使系统因缺水和供水中断而影响灭火成功率。4）部分消防联动控制无法实现的问题有的高层建筑固定消防设施由于种种原因而无法实现联动控制，如自动喷水灭火系统减压或各区报警按钮故障，无法启动消防水泵；系统的水源控制阀被人为关闭；消防控制室内无法监测消防水泵电源供应和工作情况以及报警阀和水流指示器的动作情况等。5）专业人员意识的问题由于没有正确的意识到事件的严重性，往往技术人员在施工过程中会引发很多问题。首先没有严格按照设计图的规定设计安装系统，或是简单化了流程；而且还有部分管理人员未经过专业培训，对整个系统的工作原理不了解，不会操作，也无

6、法对系统进行经常性检查和维修。所以就使得一旦发生火灾，系统根本不能正常工作。2.2 原因分析1）自动喷水灭火系统设计缺陷一些设计人员对国家相关技术规范理解不透或在执行时要求不严格，只考虑经济因素，而不能针对保护对象自身特点进行合理设计，给工程开始就留下了隐患；有些设计单位没有认真对待消防监督部门提出的建筑工程设计审核意见，导致系统设计不完善。2）施工单位不按图施工部分施工单位的施工人员不懂得系统的安装技术要求，擅自改变设计，不按图施工，还有些是在招标投标中为了争得工程而无原则的让价，导致工程施工中偷工减料，完工后达不到规范要求。3）使用单位缺乏消防设施保护意识淡薄，疏于管理。部分使用单位的主管

7、领导消防安全意识淡薄，认为系统验收合格了就万事大吉，物业保安人员流动性大，对自动喷水灭火系统工程的工作原理一知半解，当系统发生故障时，不仅谈不上会简单的维修，甚至不管不问，致使建筑物自动喷水灭火系统在投入使用后不断出现问题3。另外，有的建筑初竣工时消防设施完善，系统运行正常，但后来改变了使用性质，重新装修改造，致使原有的消防设施整体性被破坏而失去作用。故对自动喷水灭火系统设计既要考虑技术问题，还要考虑非技术因素的影响。3、高层建筑自喷配水系统设计3.1供水系统的设计按设计规范，首先是水质保证，以防睹塞报警阀等；其次是自动喷水灭火系统应设置独立的供水泵。验收中，一些旧有建筑物内发现室内消火栓系统

8、与自动喷水灭火系统合用消防供水泵，这是不妥的，因为消火栓系统与自动喷水灭火系统的作用时间不同，压力和水质要求也不同，合用后可能会对自动喷水灭火系统的供水压力、水量和灭火效果都产生影响。对于高层建筑，消防水泵(包括稳压泵）应采用自灌式吸水方式，这样一旦发生火灾时，消防泵能及时启动供水。第三点，供水系统设计时，对消防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。报警阀组供水的最高与最低位置喷头的高程差不宜超过50m。如果高程差过大，当系统满足最不利点处喷头的工作压力时，会造成系统流量的不均衡，对设备的使用寿命将产生影响。在自喷系统中，自喷水泵是通过报警阀上压

9、力开关动作给出信号来启动，水流指示器显示火灾位置，因此自喷供水均应通过报警阀接向管网。特别是从高位水箱或增压设施接出的自喷供水管，不能像消火栓系统那样直接接在消防管网上，而必须从报警阀入口接入消防管网中。同理，自喷系统的水泵接合器的引入管也必须通过报警阀接向管网。3.2 高层建筑分层自喷配水管入口设计新自喷规范规定：“管道直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.4MPa。”而老自喷规范对此并无具体要求。高层民用建筑火灾危险等级一般为中危险级，自喷水泵是根据最高层最不利喷头工作压力经过计算而选择。笔者在近几次设计中计

10、算的最不利层配水管入口处所需压力均不大于0.3MPa。由于自喷水泵的扬程还需考虑建筑高度、水力损失等因素，故必使高层建筑的底部几层配水管入口处压力大于0.4MPa。因而在设计时，在自喷水泵扬程的确定上不能一味放大了事，应该在自喷平面布置完毕后通过水力计算校核水泵扬程，并在此基础上校核底部几层配水管入口处压力。3.3 自喷末端试水装置设计自喷规范要求“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，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。”在设计中，我们通常不会忘记末端试水装置中试水阀、压力表的设置，但是往往忽视试水接头的设置，特别是试水接头出水口的口径没有交代。其实目前市场

11、许多消防设备生产厂家，如上海金盾消防安全设备有限公司，可以生产成套的末端试水装置（ZSPP末端试水装置，含试水阀、压力表、试水接头），我们只需要根据设计要求，按照试水接头出水口的流量系数选择定型产品即可。此外，试水接头不能与管道或软管直接连接，影响孔口出流的效果；自喷排水管也应设计成间接排放，以免下水道气体通过排水漏斗散入室内，影响室内空气品质。4 系统部件的安装首先是高位水箱的安装，高位消防水箱在系统中起着举足轻重的作用，一是利用位差为系统提供准工作状态下所需的水压，二是提供系统灭火初期l0分钟用水量，在施工中应注意以下几点：高位水箱的出水管不得直接连接到报警阀后系统的管道上，必须连接到报警

12、阀前的管道上，应沿重力方向设置止回阀，以防止消防泵启动后，消防水进入水箱；轻危险级和中危险级场所的高位水箱出水管管径不应小于80ram，严重危险级和仓库危险级不应小于100ramI增压装置的正确安装方式是高位水箱出水管应单独设置，泵和稳压罐等增压装置应接至出水管再进入系统。其次是消防水泵的安装，消防水泵是整个系统的心脏，应有较高的稳定性和安全性。在施工中要注意以下几点：水泵吸入管路和出水管路的直径不应小于泵的入口和出口直径，泵吸入口前直管段长度大于或等于吸入口直径的3倍以确保水泵的流量。为防止水泵吸水管安装出现倒坡现象，应使吸水管的上部保持平接，变径时应采用偏心异径管件相连接，并保持上部平直，

13、以免出现气囊或漏气现象4。为保持自灌式吸水，泵的吸入管路的任何部分都不应高于泵的入口，水平直管段应有倾斜度(泵的入口处要高）。第三是过滤器的安装，过滤器起到过滤水质的作用，其作用不可小视。应在以下部位安装：消防水泵吸水管的控制阀后，避免杂物进入水泵。高位水箱接系统的出水管的控制阀后，防止水箱水中杂质进入系统；报警阀前管道若采用内壁不防腐的钢管时，应在报警阀入口前设置，防止管道锈渣进入系统，在减压阀进口侧安装，防止杂物进入减压阀。第四是排气阀的安装，排气阀的作用是将施工中进入系统管道的空气排掉，以使系统正常工作。其安装位置如下：在配水干管顶部和配水管的末端设排气阀；在每组报警阀的立管最高点和水平

14、管的向上门字形弯管最高点，均设置自动排气阀，为检修方便，还可在自动排气阀前设置一个球阀或闸阀。第五是末端试水装置和试水阀的安装，末端试水装置由控制阀、压力表和试水接头组成，其中试水接头出水口的流量系数，应和系统的最小流量系数的喷头相同，试水阀主要由一个压力表和DN25ram控制阀组成，其通径为25ram5。正确的安装方法是：在每组报警阀控制的最不利点处安装一套末端试水装置，其他防火分区或楼层最不利点设试水阀，必要时连接末端试水装置进行测试。5、结束语自动喷水灭火系统具有自动探火报警和自动喷水控制灭火的优良性能。是当今国际上应用范围广、用量多，且造价低廉的自动灭火系统。在自动喷水灭火系统设计中，

15、我们应遵循安全可靠的宗旨，严格执行自动喷水灭火系统设计规范，并结合工程项目具体情况进行严格周密的设计，以实现自动喷淋灭火系统在消防灭火中应有的作用6。要完成一套具有以上作用特点的自动喷水灭火系统，需要设计人员全方位理解喷洒没计和安装规范，从完成的工程调试试验中不断总结经验教训，才能使其在灭火时达到良好的使用效果。参考文献1 陈琨自动喷水灭火系统常见问题分析J消防技术与产品.2007（4）：76-772 林曲云高层建筑自动喷水灭火系统供水问题与对策J科技咨询导报，2007(14）：30-313 姚飞骏关于自动喷水灭火系统喷头布置的探讨J给水排水.2007(1）：27-284 孙然自动喷水灭火系统喷头布置探讨J武警学院学报，2007(4）：70-715 张亚群，黄元海浅谈自动喷水灭火系统J消防科学与技术，2005(1）：63-646 马 平浅谈提高自动喷水灭火系统供水可靠性的措施J山西建筑，2007，33(20）：188-189