论文_高层建筑灭火系统适用性研究.doc

高层建筑灭火系统适用性研究摘要目前,随着我国社会经济的飞速发展,城市化进展迅猛,城市中各种功能的大型建筑、高层建筑不断涌现，随着建筑行业的迅速发展，建筑安全问题也逐渐成为人们关注的焦点，其中建筑火灾特别是高层建筑火灾因其容易造成火势蔓延，人员疏散困难，扑救难度大而成为人们关注的焦点。 高层建筑火灾之所以扑救难度大主要有两方面的原因：一是登高困难，必须借助消防电梯或消防云梯等设施才能达到较高的高度；二是高层建筑火灾用水量大供水困难。因此只有对高层建筑给水灭火系统有更好的了解，合理安排给水系统设置防火系统才能对高层建筑火灾有效的预防和扑灭。 本文将对高层建筑的给水灭火系统进行比较分析，特别是针对高层建筑自动喷水系统进行详细的阐述，从系统设置，灭火效果，以及经济投入等方面与其他高层建筑灭火给水系统进行比较，为高层建筑灭火系统的选择提供依据。关键词：高层建筑火灾；细水雾灭火系统；自动喷水灭火系统；适用条件Applicability of high-rise building fire extinguishing systemAbstractAt present, with the rapid development of Chinas social and economic progress of the rapid urbanization, the citys various functions Large buildings, high-rise buil-dings continue to emerge, with the rapid development of theconstruction industry,construction safety issues have gradually become the focus of attention, especially among high-rise building fire building fire because it is likely to cause the spread of fire, evacuation difficulties, fighting difficult and become the focus of attention.The reason why high-rise building fire fighting difficult mainly for two reasons: First, the climb difficult, must use an elevator or fire ladder fire fighting facilities in order to achieve a higher height; Second, a large high-rise building fire water supply difficulties. Therefore, only high-rise building water supply and fire suppression systems have a better understanding of the water supply system to set reasonable arrangements for the high-rise building fire protection systems in order to effectively prevent and extinguish fires.This paper will rise building water supply comparative analysis extinguishing system, especially a detailed exposition of automatic sprinkler systems for high-rise buildings, from system setup, fire effects, and other aspects of economic investment compared with other high-rise building fire water supply system, to provide a basis to select high-rise building fire extinguishing system is.Key Words: High-rise building fire; automatic sprinkler system; water mist fire extinguishing system; applicable conditions目录摘要IAbstractII第一章 绪论1第一节 引言1第二节 高层建筑火灾的特点1一火灾的分类1二高层建筑的分类及耐火极限1三高层建筑火灾的特点4第三节 灭火系统研究现状4第四节 研究内容和意义4第二章 消火栓系统5第一节 有关消火栓系统的基本知识5一基本概念5二高层建筑消火栓系统7第二节 室内消火栓系统7一室内消火栓系统的组成7二室内消火栓系统的分类及设置要求7第三节 室外消火栓系统8一室外消火栓的分类8二室外消火栓系统的设置要求8第三章 自动喷水灭火系统9第一节 自动喷水灭火系统简介9一高层建筑中的自动喷水系统9二自动喷水灭火系统的组成及分类9三设置场所危险等级举例10第二节 闭式系统11一湿式喷水灭火系统11二干式自动喷水灭火系统14三预作用系统16四重复启闭预作用系统17第三节 开式系统18一雨淋系统18二水幕系统19三自动喷水-泡沫联用系统20第四节 小结20第四章 细水雾灭火系统21第一节 细水雾灭火系统简介21一基本概念21二细水雾的分类23三细水雾的工作原理24四细水雾灭火系统的特点24第二节 细水雾灭火系统的分类25一细水雾灭火系统按照工作压力分类25二细水雾灭火系统按照应用方式分类25三细水雾灭火系统按工作介质分类25四细水雾灭火系统按供水方式分类25第三节 细水雾灭火系统的使用条件和要求26第四节 细水雾灭火系统在高层建筑中的适应性分析26一细水雾灭火系统的优越性26二细水雾灭火系统优越性的体现27第五章 固定灭火系统29第一节 泡沫灭火系统29一基本概念29二泡沫灭火系统的灭火原理及分类30三泡沫灭火系统的特点30四泡沫灭火系统的适用场所30第二节 干粉灭火系统31一基本概念31二干粉灭火系统的灭火原理及分类31三干粉灭火系统的特点32四干粉灭火系统的适用场所32第三节 气体灭火系统33一基本概念33二气体灭火系统的灭火原理及分类34三.气体灭火系统的特点及适用场所34小结34参考文献35致谢3739第一章 绪论第一节 引言 近年来，城市建筑越来越高，高层建筑火灾也是层出不穷，并有愈演愈烈之势。2010年9月9日，吉林省长春市一座在建楼盘的两栋32层高楼发生火灾。由于楼太高，高喷车根本就够不到，再加上烟筒效应，火势垂直蔓延5米/秒，现场逃生混乱，给救援带来了一定的困难。消防人员接警后迅速出动，从两栋高楼中成功疏散31名施工人员，大火共造成42人受伤，经济损失约600万元人民币。2014年4月14日，湖北省襄阳市樊城区前进东路一景城市花园酒店发生火灾，大火从一楼网吧烧起，一直蔓延到整个酒店火灾共造成61人伤亡，其中14人遇难。近些年来,我国的火灾形势非常严峻,火灾发生的次数逐年增多,造成的损失也越来越大。消防水源匮乏、供水设施不健全、日常维护管理不到位是主要原因,因此导致小火酿成大火,造成不必要的损失。这就要求我们要更好的加强供水灭火系统的灭火成效通过选择更经济有效的灭火系统使人们的生命财产得到障。第二节 高层建筑火灾的特点 一火灾的分类 根据燃烧物的类型火灾大致可以分为五类：A类火灾（固体燃烧的火灾），B类火灾（液体火灾和可熔化的固体物质火灾），C类火灾（气体燃烧的火灾），D类火灾（金属燃烧的火灾），带电火灾。 二高层建筑的分类及耐火极限建筑物从用途方面可以分为两类，工业建筑和民用建筑。（1） 工业建筑工业建筑是指从事各类生产活动的建筑物和构筑物。例如，工业厂房（2） 民用建筑民用建筑是指非生产性的建筑物即供人们居住和进行公共活动的建筑物的总称。民用建筑又可以分为居住建筑和公共建筑，其中居住建筑主要包括住宅建筑和宿舍建筑；公共建筑则包括教育、办公、科研、文化、商业、体育、医疗、交通、司法、纪念、园林、综合等建筑物。高层建筑是指10层以上的住宅建筑和总高度大于24m的公共建筑及综合性建筑。高层建筑一般是指高层民用建筑。根据高层民用建筑的使用性质、火灾的危险性、疏散和扑救难度将其分为两类,表 1.1 高层民用建筑的分类1名称一类二类居住建筑高级住宅十九层及十九层以上的普通住宅十层至十八层的普通住宅公共建筑1.医院2.高级旅馆3.建筑高度超过50m或24m以上部分的任一楼层的建筑面积超过1000m2的商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼4.建筑高度超过50m或24m以上部分的任一楼层的建筑面积超过1500m2的商住楼5.中央级和省级(含计划单列市)广播电视楼6.网局级和省级(含计划单列市)电力调度楼7.省级(含计划单列市)邮政楼、防灾指挥调度楼8.藏书超过100万册的图书馆、书库9.重要的办公楼、科研楼、档案楼10.建筑高度超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等1.除一类建筑以外商业楼、展览楼、综合楼、电信楼、财贸金融楼、商住楼、图书馆、书库2.省级以下的邮政楼、防灾指挥调度楼、广播电视楼、电力调度楼3.建筑高度不超过50m的教学楼和普通的旅馆、办公楼、科研楼、档案楼等高层建筑的耐火等级应分为一、二两级，其建筑构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表1.2的规定。表 1.2 建筑构件的燃烧性能及耐火极限1称名件构限极火耐及能性烧燃耐火等级一级二级墙防火墙不燃烧体3.00不燃烧体3.00承重墙、楼梯间的墙、电梯井的墙和住宅单元之间的墙、住宅分户墙不燃烧体2.00不燃烧体2.00非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙不燃烧体1.00不燃烧体1.00房间隔墙不燃烧体0.75不燃烧体0.50柱不燃烧体3.00不燃烧体2.50梁不燃烧体2.00不燃烧体1.50楼板、疏散楼梯、屋顶承重构件不燃烧体1.50不燃烧体1.00吊顶不燃烧体0.25难燃烧体0.25高规中规定一类高层建筑的耐火等级应为一级，二类高层建筑的耐火等级不应低于二级。裙房的耐火等级不应低于二级。高层建筑地下室的耐火等级应为一级。三高层建筑火灾的特点高层建筑火灾烟囱效应强，火势极易向上快速蔓延，甚至出现基层同时燃烧的现象，形成立体火灾。高层建筑火灾一旦发生便难以控制现将其特点总结如下2： a.可燃物多，内部空间大，燃烧猛烈，扑救难度大；b.人员集中，疏散困难；c.火灾蔓延途径多，燃烧速度快；d.起火原因复杂多样；e.火灾探测难度大。第三节 灭火系统研究现状 水灭火（消防）系统是指以水为介质，用于灭火、控火和暴露防护等功能的消火栓、自动喷水系统、水喷雾系统、泡沫系统、固定消防炮等。其中固定灭火系统一般用于高层建筑的局部灭火。对于室内、室外消火栓给水系统，高层建筑防火规范中规定高层建筑必须设置室内室外消火栓给水系统。自动喷水灭火系统和水喷雾灭火系统是两个比较先进的灭火系统，他们各具特色，根据建筑类型不同可采用不同的灭火系统。第四节 研究内容和意义 随着经济的飞速发展,城市建设的速度也逐渐加快,为了节约土地资源,现代城市建筑日趋向高空发展,高层建筑的数量越来越多。本文指出了高层建筑的火灾特点,主要为:火灾隐患多、火灾扑救困难、人员疏散困难、经济损失大。3 高层建筑火灾一旦发生便难以控制且火灾蔓延造成的损失巨大，不仅使人们的财产遭受损失也严重威胁人们的生命安全。因此，灭火系统的研究就显得颇为重要，本文将对高层建筑防灭火系统进行分别分析，描述其灭火原理，适用场所，设置条件等，通过对每种灭火系统的优缺点进行了解对比确定不同场所不同情况下应采用的灭火系统，为高层建筑防灭火系统的选择提供依据。 高层建筑的防灭火措施有防火分区，消火栓系统，自动喷水灭火系统，细水雾灭火系统，固定灭火系统，固定消防炮等，其中防火分区是指在建筑中，使用防火的物质将其分成很多个区域，这样在火情出现的时候，就可以形成一定的阻隔，避免火情发展到别的区域之中。防火分区一般在建筑物建成的同时已经形成。而消火栓系统，自动喷水灭火系统，细水雾灭火系统，固定灭火系统可以在后期设置。本文的主要内容有：（1）消火栓灭火系统的灭火原理，分类以及适用场所；（2）自动喷水灭火系统的灭火原理，分类及适用场所，设置要求；（3）细水雾灭火系统的灭火原理，分类，相比于其他灭火系统的优势以及适用场所，设置要求；（4）固定灭火系统中的泡沫灭火系统，干粉灭火系统，气体灭火系统的灭火原理，分类，适用场所。 第二章 消火栓系统第一节 有关消火栓系统的基本知识一基本概念 （1）消火栓与消防给水系统或给水系统相接，设有开关阀门和一个或多个出口被用于给消防水龙带供水或给消防车供水的装置。消火栓分为室内消火栓和室外消火栓。（2）消火栓系统4由消防给水系统和消火栓等组成的水灭火系统。（3）常高压消防给水系统4消防给水系统的水压和流量在任何时间和地点都能满足其服务的水消防灭火设施灭火时所需要的额定压力和流量，且在其系统供水保护范围内，系统中不需要设消防给水泵的消防给水系统称为常高压消防给水系统。（4）临时高压消防给水系统4系统在准工作状态由高位消防水箱和气压水罐等维持系统处于充水状态，并维持一定的压力，灭火时系统应能启动消防主泵，且满足消防给水系统灭火时所需的额定压力和流量。当系统在准工作状态由稳压泵维持系统处于充水状态，并使系统维持一定的压力，灭火时系统应能自动启动消防主泵，且消防给水系统满足灭火时所需的额定压力和流量称为稳高消防给水系统，也是临时高压消防给水系统。（5） 低压消防给水系统4给水系统的压力和流量在满足其他用途用水量的最不利工况下，应仍能满足消防车取水所需的额定压力和流量的消防给水系统称为低压消防给水系统。（6）单水源消防给水系统4能提供火灾延续时间内一种或几种水灭火系统扑救一次火灾所需的消防用水量的消防给水系统。（7）双水源消防给水系统4由2 个独立的单水源消防给水系统组成，能提供火灾延续时间内一种或几种水灭火系统扑救二次火灾所需的消防用水量的消防给水系统。当其中1个单水源消防给水系统出现故障时，另1个单水源消防给水系统仍应能满足水灭火系统扑救一次灭火所需的消防用水量。（8）等效双水源消防给水系统4可靠性介于单水源和双水源之间，当能满足扑救一次火灾所需的消防用水量的单水源消防给水系统。出现故障时，还应有一个至少能满足初期火灾扑救用水量的辅助水源组成的消防给水系统。（9）干式消火栓给水系统4消火栓系统管道准工作状态系统不充水，仅在使用时充满水。（10）湿式消火栓给水系统4消火栓给水系统管道在任何时间都充满水。（11） 自动消火栓给水系统4一个在任何时间和地点仅打开消火栓的阀门和敷设水龙带，而不需要其它任何动作就能达到灭火要求出流量的消火栓系统。（12）手动干式消火栓给水系统4消火栓系统管道准工作状态系统不充水，仅在使用时由消防车向系统供水。二高层建筑消火栓系统 高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。消火栓消防用水可由给水管网、消防水池或天然水源供给。利用天然水源应确保枯水期最低水位时的消防用水量，并应设置可靠的取水设施。室内消防给水应采用高压或临时高压给水系统。当室内消防用水量达到最大时，其水压应满足室内最不利点灭火设施的要求。室外低压给水管道的水压，当生活、生产和消防用水量达到最大时，不应小于0.10MPa(从室外地面算起)。第二节 室内消火栓系统一室内消火栓系统的组成室内消火栓系统作为国家规范强制要求设置的消防设施,是扑救高层民用建筑火灾的重要手段。室内消火栓系统包括消防给水基础设施、室内消火栓设备、消防给水管网、报警控制设备及系统附件等。其中消防给水基础设施包括市政管网、室外消防给水管网及室外消火栓、消防水池、消防水箱、消防水泵、水泵接合器、增压稳压设备等;室内消火栓设备由水带、水喉、水枪等组成;给水管网由水平干管、进水管、消防竖管等组成;系统附件包括各种阔门、屋顶消火栓等。 高层民用建筑设计防火规范中规定室内消防给水系统应与生活、生产给水系统分开独立设置。室内消防给水管道应布置成环状。室内消防给水环状管网的进水管和区域高压或临时高压给水系统的引入管不应少于两根，当其中一根发生故障时，其余的进水管或引入管应能保证消防用水量和水压的要求5。 二室内消火栓系统的分类及设置要求 室内消火栓系统可以分为无加压泵和水箱的室内消火栓系统，设有水箱的室内消火栓系统，设有加压泵和水箱的的室内消火栓系统，其中无加压泵和水箱的室内消火栓系统适用于建筑物高度不大且室外给水管网的压力和流量在任何时候都能满足室内最不利消火栓所需设计压力和流量时；设有水箱的适用于在室外给水管网中水压变化较大的城市和居住区；设有加压泵和水箱的室内消火栓系统适用于室外管网经常不能满足室内消火栓设计水压和流量时。除下列情况外，室内消火栓系统系统应采用双水源消防给水系统：a.当采用局部应用自动喷水灭火系统时可采用单水源消防给水系统；b.室内消火栓用水量小于20L/s 时，可采用单水源消防给水系统;c.别墅或者多层住宅自动喷水灭火系统，可采用单水源消防给水统;d.当室内消火栓用水量不小于20L/s，且不大于200L/s 时采用双水源消防给水系统确有困难时，宜采用等效双水源消防给水系统替代；e.当建、构筑物要求消防设施在任何时间都能实施灭火时，对水灭火系统灭火可靠性要求较高，火灾后果严重，其消防给水系统必须采用双水源消防给水系统。第三节 室外消火栓系统 一室外消火栓的分类室外消火栓系统的任务是通过室外消火栓为消防车等消防设备提供消防用水，或通过进户管为室内消防给水设备提供消防用水。建筑设计防火规范中规定在城市、居住区、工厂、仓库等的规划和建筑设计时，必须同时设计消防给水系统。城市、居住区应设市政消火栓。民用建筑、厂房（仓库）、储罐（区）、堆场应设室外消火栓。 室外消火栓系统可以分为合并的消火栓给水系统和独立的消火栓给水系统。合并的消火栓给水系统是指在有室内消火栓的片区，室内外消火栓系统合用；独立的室外消火栓系统是指在无室内消火栓的片区，室外消火栓环网采用独立临时高压给水系统。二室外消火栓系统的设置要求室外消火栓系统宜与生产生活给水系统合用，当生产生活给水系统在能满足生产生活最大时用水量后，仍能满足室外消火栓系统所需的压力和流量时，室外消火栓系统应采用合用消防给水系统；当生产生活给水系统在能满足生产生活最大时用水量后，不能满足室外消火栓系统所需的压力和流量时，室外消火栓系统可采用下列技术措施，并应根据工程具体情况在分析可靠性和技术经济合理性的基础上确定：a采用能满足室外消火栓系统所需压力和流量由消防水池消防水泵组成的独立室外消火栓系统，或与室内消防给水系统合并，采用联合消防给水系统或区域消防给水系统；b室外消防水池或天然消防水源设置消防车取水口的150m 范围之内；c. 建筑物周围15m40m 范围内市政消火栓的出流量大于室外消火栓用水量时，可不设置室外消火栓给水系统。除下列情况外，室外消火栓系统应采用双水源消防给水系统：当室外消火栓用水量不大于20L/s 时宜采用单水源消防给水系统；当室外消火栓用水量大于20L/s，应采用双水源室外消火栓消防给水系统，当市政给水管网不能满足双水源消防给水系统时，宜符合以上提出的要求。第三章 自动喷水灭火系统第一节 自动喷水灭火系统简介一高层建筑中的自动喷水系统室内外消火栓给水系统是高层建筑灭火的基本手段，自动喷水灭火系统是高层建筑灭火的有效方法。自动喷水灭火系统以其集报警、灭火于一体的优越性，以及反应迅速、灭火效率高等特性，在消防设计中得到越来越广泛的应用。尤其是在高层、超高层建筑中，这些建筑往往具有人员密集、可燃物相对集中、火灾隐患也较多等特点，一旦发生火灾，建筑内人员疏散困难、火灾蔓延迅速、组织救援与实施灭火都相对困难，所以在高层、超高层建筑中，消防措施更离不开自动喷水灭火系统。二自动喷水灭火系统的组成及分类自动喷水灭火系统是由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组件，以及管道、供水设施组成，并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。自动喷水灭火系统根据其喷头的不同可以分为：采用闭式洒水喷头的为闭式系统；采用开式洒水喷头的为开式系统。其中闭式系统又包括湿式系统，干式系统，预作用系统，重复启闭预作用系统。开式系统包括雨淋系统和水幕系统。除此之外还有自动喷水-泡沫联用系统。三设置场所危险等级举例自动喷水灭火系统的选用应根据设置场所的危险等级，灭火效率等情况综合考虑，设置场所危险等级举例如下表：表 4.1 设置场所火灾危险等级举例1火灾危险等级设置场所举例轻危险级建筑高度为24m 及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统的建筑等中危险级I级1)高层民用建筑：旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调度楼、广播电视楼(塔)等2)公共建筑(含单、多高层)：医院、疗养院；图书馆(书库除外)、档案馆、展览馆(厅)；影剧院、音乐厅和礼堂(舞台除外)及其他娱乐场所；火车站和飞机场及码头的建筑；总建筑面积小于5000m2的商场，总建筑面积小于1000m2 的地下商场等3)文化遗产建筑：木结构古建筑、国家文物保护单位等4)工业建筑：食品、家用电器、玻璃制品等工厂的备料与生产车间等；冷藏库、钢屋架等建筑构件级1)民用建筑：书库、舞台(葡萄架除外)、汽车停车场、总建筑面积5000m2及以上的商场、总建筑面积1000m2 及以上的地下商场等2)工业建筑：棉毛麻丝及化纤的纺织、织物及制品、木树木器及胶合板、谷物加工、烟草及制品、饮用酒(啤酒除外)、皮革及制品、造纸及纸制品、制药等工厂的备料与生产车间严重危险级I级印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的备料与车间等级易燃液体喷雾操作区域、固体易燃物品、可燃的气溶胶制品、溶剂、油漆、沥青制品等工厂的备料及生产车间、摄影棚、舞台“葡萄架”下部仓库危险级I级食品、烟酒；木箱、纸箱包装的不燃难燃物品、仓储式商场的货架区等级木材、纸、皮革、谷物及制品、棉毛麻丝化纤及制品、家用电器、电缆、B组塑料与橡胶及其制品、钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的仓库等级A 组塑料与橡胶及其制品；沥青制品等第二节 闭式系统一湿式喷水灭火系统湿式喷水灭火系统由湿式报警阀组、闭式喷头、水流指示器、控制阀门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。其在准工作状态时管道内充满用于启动系统的有压水，在火灾发生的初期，建筑物的温度随之不断上升，当温度上升到以闭式喷头温感元件爆破或熔化脱落时，喷头即自动喷水灭火。其原理图如下：图4-1湿式系统原理图6湿式自动喷水灭火系统控火灭火的特点：（1）自动跟踪火源。在着火点附近喷头的热敏元件首先受热，脱离喷头，喷头自动开启喷水，从而实现自动跟踪火源。喷头的开启与场所的火灾荷载、可燃物的堆放形式、燃烧速度、建筑物的空间结构和喷头布置有关，其中火灾荷载和燃烧速度是关键因素，也是系统选型的根本。对于轻中危险等级的场所，喷头最好选择快速反应喷头。而对于严重危险等级和仓库等高危险场所，除仓库采用 ESFR为快速反应喷头外，不宜采用快速反应喷头。严重危险等级或仓库场所采用快速反应喷头，由于严重危险场所发生火灾时，燃烧加速度快，快速释放大量的热量，由于快速反应喷头对热更敏感，有可能造成大面积的喷头开启，从而使开启喷头数量超过设计水平，导致喷水强度不足而无法实现完全灭火。 （2）自动启动系统。开放一只喷头后自动启动系统，喷头的开放将驱动水流指水器和湿式报警阀组的压力开关和水力警铃，并由压力开关直接自动启动自动喷水灭火系统、消防给水泵。当系统无消防给水泵时，压力开关动作信号应传至消防控制中心报警，这样系统完成自动启动.水力警钟的作用是就地机械水力自动报警，提醒着火现场的人员尽快疏散离开火场，并通知消防人员。 （3）系统作用面积和喷水强度。燃烧三要素中切断其中任何一个要素、燃烧便会停止，连续燃烧还要增加一个团聚即是未受抑制的链式反应。自动喷水灭火系统的灭火原理是降低燃烧三要素中的热量或火场的温度，使其低于连续燃烧所必须的热量即低于连续燃烧的点燃能量、燃烧会逐渐停止直至熄灭，从而达到灭火的目的。 喷头的开放是以着火点为中心依次向外开放的，第一批喷头开放后，一部分水直接穿过燃烧的火焰和烟雾到达燃烧物的表面，直接吸收燃烧产生的热量，一部分水顶淋湿燃烧物周围的物质，以防止火灾的蔓延。若第一批喷头开放后，由于喷水吸收火场产生的热量，导致燃烧释放的有效热量少于继续燃烧所必须的热量，火灾逐渐熄灭，可停止喷头继续开放；若第一批喷头开放未能成功控火后，此时火场的热量释放量必然大于连续燃烧所需的热量，可燃物继续燃烧，释放出更多的热量，导致第二批喷头打开，当第二批喷头打开后，由于更多的水直接喷洒在燃烧物表面，导致火场温度下降，燃烧释放的热量少于继续燃烧所必须的热量，火灾逐渐熄灭，喷头不在继续开放；若环境温度会继续上升，导致周围喷头继续开放，直至达到控制或扑灭火灾为止。因此，系统的喷水面积，是由火场环境温度自动控制喷头的开放来确定。而系统开放的喷头数，则由开放喷头的控火效果决定，二者相辅相成，互相制约，从而实现自动控制系统喷水面积。 如果保护场所的使用功能发生变化或设计施工维护不当，出现闭式喷头滞后动作，或闭式喷头“沉积”、溅水盘变形等造成布水状态被破坏，或洒水严重受阻、以及供水不足等异常现象，将导致系统延迟启动或投入的灭火水量不足，使首批开放的喷头不能有效灭控火，引发喷头继续开放，直至控制、扑灭火灾，或出现控灭火失败。作用面积是系统有效喷水的极限范围，如果喷水面积达到作用面积后仍不能控制火势，系统将失去作用，灭火失败，即系统喷水没有达到吸收热量和预淋湿燃烧物实现控灭火的目的。这可能存在下列 3 种情况：a. 火灾荷载大于设计时的假定值，即危险等级的设定有误；b. 喷水强度设计不合理；c. 障碍物的遮挡或喷头布水没有达到预定的布水要求。上述三个因素的根源是供水不足。因此在系统设计中一定要根据设计对象确定合理的作用喷水面积、喷水强度以及合理布置喷头。 （4）系统简单。施工管理方便，湿式自动喷水灭火系统与干式系统相比无空气维持装置，与预作用系统比无连锁或空气维持装置，系统施工对管道系统的排气和排水要求不严格，各种形式和类型的闭式喷头都能用。 （5）灭火效率高。湿式自动喷水灭火系统有着极强的灭火效率，美国消防协会统外资料表明，自动喷水灭火系统控火成功率为 96.2。美国纽约洲 19691978年 l0 年间，自动喷水灭火系统灭火成功率为 99.8，澳大利亚和新西兰报道自动喷水灭火系统的灭火成功率为 99.8。据统计资料表明，湿式系统开启喷头数不大于 2 个的累积灭火成功率为 65，而干式系统开启喷头数不大于 2 个的累积灭火成功率为 35，这充分说明了湿式系统的灭火效率高。 （6）使用范围广。现在人类生活和工作的各种场所，除遇水起化学反应或爆炸的场所不得采用自动喷水灭火系统外，其他环境温度在 4至 70之间的场所绝大多数采用自动喷水灭火系统来进行人身和财产的保护，是目前最经济最有效的灭火设施，仅有少部分因怕水渍损失而考虑采用预作用系统。自动喷水灭火系统设计规范（下文中简称“喷规”）中规定，在环境温度不低于4、不高于70的建筑物和场所（不能用水扑救的建筑物和场所除外）都可以采用湿式系统。该系统局部应用时，适用于室内最大净空高度不超过8m、总建筑面积不超过1000的民用建筑中的轻危险级或中危险级级需要局部保护的区域。二干式自动喷水灭火系统干式系统与湿式类似只是控制信号阀的结构和作用原理不同，配水管网与供水管间设置干式控制信号阀将它们隔开，而在配水管网中平时充满着有压力气体用于系统的启动。干式系统是准工作状态时配水管道内充满用于启动系统的有压气体的闭式系统，发生火灾时，喷头首先气体，致使管网中压力降低，供水管道中的压力水打开控制信号阀而进入配水管网，接着从喷头喷出灭火。不过该系统需要多增设一套充气设备，一次性投资高、平时管理较复杂、灭火速度较慢。其原理图如下：图 4-2 干式系统原理图6干式自动喷水灭火系统控火灭火的特点：（1）干式系统，在报警阀后的管网内无水，故可避免冻结和水汽化险，受环境温度的制约，可用于一些无法使用湿式系统的场所。（2）干式系统比湿式系统投资高，因需充气，增加了一套充气设备而提高了系统造价。干式自动喷水灭火系统与湿式自动喷水灭火系统相比多了空气维护装置、加速器和排气装置，增加这些附件的目的是使系统能正常运行，并保证系统的可靠性。其中，空压机用于供给管网所需的压缩空气。管网内气压因漏气降低时，压力维持装置自动启动空压机向管充气，保证阀后管网中空气压力恒定。快速排气装置用于当闭式喷头开启后，快速减小阀后管网内的气压，使管网尽快充水灭火，它分加速机和排气机两种。（3）干式系统的施工和维护管理较复杂，对管道的气密性有较严格的要求，管道平时的气压应保持在一定的范围，当气压下降到一定值时，就需进行充气；（4）比湿式系统喷水灭火速度慢，灭火效率低，因为喷头受热开启后，首先要排出管道中的气体，然后再出水，这就延误了时机。为保证干式自动喷水灭火系统灭火的可靠性。干式自动喷水灭火系统设计的喷水强度在作用面积不变的情况下要增大喷水强度，一般为湿式自动喷水灭火系统的 1.3 倍；或者喷水强度不变而作用面积是湿式自动喷水灭火系统的 1.3倍内涂塑钢管道。自动喷水灭火系统设计规范中规定干式系统适用于环境温度低于4和高于70的建筑物和场所，如不采暖的地下车库、冷库等。 三预作用系统 准工作状态时配水管道内不充水，由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀后，转换为湿式系统的闭式系统。其适用的场所：系统处于准工作状态是严禁管道漏水；严禁系统误喷；替代干式系统。预作用系统的主要特点是:（1）适用于怕水渍损失的场所,与湿式系统比较,这种系统在预作用阀以后的管网中平时不充水,而充低压空气或氮气,或是干管。只有在发生火灾时,火灾探测系统自动打开预作用阀,使管道充水变成湿式系统。管网内平时无水,可避免因系统破损而造成的水渍损失。另外这种系统有早期报警装置,能在喷头动作之前及时报警,以便及早组织扑救,相比之下,湿式系统必需在喷水后才报警。（2）适合于冬季结冰和不能采暖建筑物内，预作用系统具有干式喷水灭火系统必须平时管道无水的优点, 同时它又没有干式喷水灭火必须待喷头动作后,完成排气才能喷水灭火,从而延迟喷头喷水时间的缺点。 （3）灭火效率高。预作用系统在喷头打开前配水管道充水转换为湿式自动喷水灭火系统，从而不存在喷水延迟的问题。因此它的灭火效率同湿式自动喷水灭火系统一样。但双连锁系统无法在喷水以前使系统转换为湿式自动喷水灭火系统，因此其灭火效率应按干式自动喷水灭火系统考虑。（4）系统的安全可靠性高，本系统与雨淋系统比较,虽然都有早期报警装置,但雨淋系统安装的是开式喷头,而且雨淋阀后的管道平时通常为空管,而充气的预作用系统可以配合自动监测装置发现系统中是否有渗漏现象,提高了系统的安全可靠性。由于预作用系统同时具备了干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统的特点,而且还克服了干式喷水灭火系统控火灭火效率低,湿式系统容易产生水渍的缺陷,可以代替干式系统提高灭火速度,也可代替湿式系统用于管道和喷头易于被损坏而产生喷水和漏水,以致造成严重水渍的场所,但是预作用系统的系统组成较其它系统复杂,投资也要高于其它系统,因此预作用系统通常用于不能使用干式系统或湿式系统得场所,或者是用于对自动喷水灭火系统安全要求高的建筑物中。（5）管道、喷头安装要求严格。因预作用系统准工作状态时阀后管道内充满空气，为保证系统在准工作状态时，管道内无水，喷头安装要求严格。（6）投资大。预作用自动喷水灭火系统的投资比湿式自动喷水灭火系统、干式自动喷水灭火系统投资要大，管理上技术难度亦大。系统处于准工作状态时，严禁管道漏水、严禁系统误喷、替代干式系统。预作用自动喷水灭火系统适用于怕水渍损失的场所，以及环境温度低于 4或大于70的场所。在怕水渍损失的场所可以代替湿式自动喷水灭火系统。目前多用于保护档案、计算机房、贵重纸张和票证等场所。 “喷规”规定的预作用自动喷水灭火系统可以采用快速反应喷头和 ESFR 喷头，原因是“喷规”规定的预作作用自动喷水灭火系统仅为电气连锁系统，在喷头开放以前管道系统已经充水7。采用快速反应喷头不影响灭火效果，但对管道系统的充水时间这个设计参数应慎重考虑的原因是快速反应喷头比普通喷头动作快，设计还采用管道系统充水 2mm 可能就不合理，当然可采用更为先进的早期报警的火灾报警系统，在这种情况下，系统应尽可能减少系统的管道容积。对于冷库于结冰的统无法正常运行。 预作用自动喷水灭火系统因要与火灾自动报警系统联动，而增加投资成本，防冻系统要增加防冻液或电伴热措施，投资和日常管理成本都增加，因此在这些场所采用干式自动喷水灭火系统。四重复启闭预作用系统能在扑灭火灾后自动关阀、复燃时再次开阀喷水的预作用系统。适用于灭火后必须及时停止喷水的场所。目前这种系统有两种形式：一种是喷头具有自动重复启闭的功能，另一种是系统通过烟、温感传感器控制系统的控制阀来实现系统的重复启闭功能。通常的自动喷水灭火系统自动启动后，必须人工关闭。而重复启闭预作用系统具有自动启动，自动关闭的特点，从而防止因系统自动启动灭火后无人关闭系统，而产生不必要的水渍损失。 通常的自动喷水灭火系统自动启动后，闭式系统必须更换喷头后才能再次自动启动；开式系统即雨淋系统，要使雨淋报警阀复位后才能再次自动启动。而重复启闭预作用系统具有多次自动启动和自动关闭的特点，在火灾复燃后能有效扑灭。重复启闭自动喷水灭火系统的组成和工作原理与预作用系统相似。重复启闭预作用自动喷水灭火系统的特点：（1）功能优于以往所有的喷水灭火系统，其使用范围不受控制。（2）系统在灭火后能自动关闭，节省消防用水，最重要的是能将由于灭火而造成的水渍损失减轻到最低限度。（3） 火灾后喷头的替换，可以在不关闭系统，系统仍处于工作状态的情况下马上进行，平时喷头或管网的损坏也不会造成水渍破坏。（4）系统断电时，能自动切换转用备用电池操作，如果电池在恢复供电前用完，电磁阀开启，系统转为湿式系统形式工作。自动喷水灭火系统设计规范中规定具有下列要求之一的场所应采用预作用系统:系统处于准工作状态时，严禁管道漏水；严禁系统误喷；替代干式系统。灭火后必须及时停止喷水的场所，应采用重复启闭预作用系统7。第三节 开式系统一雨淋系统由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统。亦称开式系统。雨淋喷水灭火系统由开式喷头、管道系统、雨淋阀、火灾探测器、报警控制组件和供水设施等组成。系统工作时所有喷头同时喷水,好似倾盆大雨,故称为雨淋系统或洪水系统。发生火灾时,火灾探测器将信号送至火灾报警控制器,控制器输出信号打开雨淋阀,使整个保护区内的开式喷头喷水灭火。同时启动水泵保证供水,压力开关、水力警铃一起报警。雨淋系统的特点：（1） 雨淋系统与湿式、干式和预作用自动喷水灭火系统最大的区别是采用开式喷头，系统旦动作保护面积内将全面喷水。 （2）湿式、干式和预作用系统对于火势发展迅猛、蔓延迅速的火灾无效，原因是喷头的开放速度明显慢于火灾燃烧速度，只有雨淋系统一启动就达到设计作用面积内全面喷水，才能有效地控大此类火灾。 （3）系统设计流量相对较大，同时雨淋系统只能通过水力计算进行系统管道设计，不能采用估算法。自动喷水灭火系统设计规范中规定具有下列条件之一的场所，应采用雨淋系统：火灾的水平蔓延速度快、闭式喷头的开放不能及时使喷水有效覆盖着火区域；室内净空高度超过本规范6.1.1 条的规定，且必须迅速扑救初期火灾；严重危险级级。规范6.1.1 采用闭式系统场所的最大净空高度不应大于表4-1的规定，仅用于保护室内钢屋架等建筑构件和设置货架内喷头的闭式系统，不受此表规定的限制7。表 4-1 采用闭式系统场所的最大净空高度设置场所采用闭式系统场所的最大净空高度(m)民用建筑和工业厂房8仓库9采用快速响应早期抑制喷头的仓库12二水幕系统 由开式洒水喷头或水幕喷头、雨淋报警阀组或感温雨淋阀，以及水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组成，用于档烟阻火和冷却分隔物的喷水系统。水幕系统分为防火分隔水幕和防护冷却水幕。防火分隔水幕是密集喷洒形成水墙或水帘的水幕；防护冷却水幕是冷却防火卷帘等分隔物的水幕。水幕系统的工作原理与雨淋系统基本相同,所不同的是水幕系统喷出的水为水幕状,而雨淋系统喷出的水为开花射流。由于水幕喷出的水为水帘状,因此它不是直接用来扑灭火灾的,而是与防火卷帘、防火水幕配合使用,起到防火隔断和局部降温的作用,防止火势扩大和蔓延。 水幕系统一般可分为2种类型，第1种与雨淋系统相似，由开式喷头、供水管道、控制供水的阀门，以及供水设施和火灾自动报警系统等组成；第2种与第1种相似，只是由开式喷头改为水幕喷头；第1种是用水墙或水帘作为防火分隔物，第2种既可作为水墙或水帘作用的防火分隔物，又可作为冷却防火分隔物，水幕系统的特点是一旦有火，系统整体动作喷水；目前2种形式在工程中都采用，设计人员可根据工程具体情况和当地消防局的意见进行设计。水幕系统中的报警阀，可以采用雨淋报警阀组，也可采用常规的手动操作启闭的阀门。采用雨淋报警阀组的水幕系统，须设配套的火灾自动报警系统或传动管系统联动，由报警系统或传动管系统监测火灾和启动雨淋阀的启动。三自动喷水-泡沫联用系统自动喷水-泡沫联用系统是配置供给泡沫混合液的设备后，组成既可喷水又可喷泡沫的自动喷水灭火系统。自动喷水泡沫联用灭火系统有 3 种功能，一是灭火功能；二是有预防作用，在有 B 类易燃液体火灾时，可以预防因易燃液体的沸溢和溢流而把火灾引到邻近区域，以及复燃；三是控制和防止火灾蔓延，在不能扑灭火灾时，控制火灾燃烧，减少热量的传递，使暴露在火灾中的其他物质不致受损，在自动喷水灭火系统中配置可供给泡沫混合液的设备，组成既可喷水又可喷泡沫的固定灭火系统。自动喷水泡沫联用系统从喷水先后可分为 2 种类型，一种是先喷泡沫后喷水，另一种是先喷水后喷泡沫。自动喷水泡沫联用系统本身类型可分为闭式系统和开式系统 2 种，在实际工程中各种类型都会用到，如上海市柴油发电机房采用闭式自动喷水泡沫联用系统，以及汽车库采用闭式自动喷水泡沫联用系统，而对于 B 类的火灾，为加强灭火效果采用开式水喷雾泡沫联用系统，此系统的特点是先喷水后喷泡沫。自动喷水灭火系统设计规范中规定，存在较多易燃液体的场所，宜按下列方式之一采用自动喷水泡沫联用系统:采用泡沫灭火剂强化闭式系统性能；雨淋系统前期喷水控火，后期喷泡沫强化灭火效能；雨淋系统前期喷泡沫灭火，后期喷水冷却防止复燃。第四节 小结自动喷水灭火系统应在人员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生较困难的性质重要或火灾危险性较大的场所中设置。自动喷水灭火系统不适用于存在较多下列物品的场所7:（1）遇水发生爆炸或加速燃烧的物品；（2）遇水发生剧烈化学反应或产生有毒有害物质的物品；（3）洒水将导致喷溅或沸溢的液体；（4）自动喷水灭火系统的系统选型，应根据设置场所的火灾特点或环境条件确定，露天场所不宜采用闭式系统。自动喷水灭火系统的设计原则应符合下列规定: （1）闭式喷头或启动系统的火灾探测器，应能有效探测初期火灾；（2）湿式系统、干式系统应在开放一只喷头后自动启动，预作用系统、雨淋系统应在火灾自动报警系统报警后自动启动；（3）作用面积内开放的喷头，应在规定时间内按设计选定的强度持续喷水；（4）喷头洒水时，应均匀分布，且不应受阻挡。第四章 细水雾灭火系统第一节 细水雾灭火系统简介 细水雾灭火系统也可以看做是自动喷水灭火系统的一种。但是其相对于自动喷水灭火系统中的其他灭火系统又有其不可比拟的优点，因此本章将单独对细水雾灭火系统进行介绍。一基本概念（1）Dvf.雾滴直径由零到该值的所有雾滴的累积体积占雾滴总体的比例为f，该雾滴直径值为Dvf。（2）细水雾在喷头的最低设计工作压力下，雾滴的累积体积分布Dv0.99 小于1000 微米的水雾。（3）细水雾喷头一种有特种用途的装置，包含一个或多个喷嘴，能产生、喷射符合定义的细水雾或满足已认可的细水雾灭火试验协议的具体要求的细水雾。（4）自动式细水雾喷头通过喷头自带的探测/启动装置，可与其它喷头分开独立动作的细水雾喷头。（5）混合式细水雾喷头既可以自动方式工作，又可以非自动方式工作的喷头。（6）非自动式细水雾喷头（开式）含开式喷嘴的喷头，由一套独立的探