自动喷水灭火系统末端试水装置的作用和功能

自动喷水灭火系统末端试水装置的自动喷水灭火系统末端试水装置的 作用和功能作用和功能 作者 黄晓家 郝 耘 来源 中元国际工程设计研究院 1 前言前言 近年来水消防学术界对自动喷水灭火系统末端试水装 置的功能争论较为激烈 sup 1 4 sup 其争论焦点是 功能一 末端试水装置仅是为了检验水流指示器 压力开关 水力警铃在喷头开放时能否动作和报警的功能 功能二 末端试水装置还具有其辅助检验系统水力状态的作用 文 献 1 强调末端试水装置仅具有功能一 文献 2 3 强调 末端试水装置除具有功能一外 还具有功能二 几次规范和 学术会议上大家的观点也不尽相同 各说其词 本文试图通 过报警阀 水流指示器的功能与系统性能的测试试验方法 的不同 以及国内外的末端试水装置的图式的对比 来说明 系统末端试水装置的功能 以及水流指示器 报警阀性能的 检测方式与系统供水能力的检测方法等 从而确定末端试水 装置的功能和系统供水能力的测试 2末端试水装置的安装图式和设置末端试水装置的安装图式和设置 末端试水装置图式的主要区别是有没有压力表 自动 控制功能 2 项区别 设置的区别在于仅湿式系统设置 还是 闭式系统都可以设置 美国 N FPA 末端试水装置无压力表 强调除湿式系统以外的干式和预作用系统应设置 我国规范 对于末端试水装置的设置仅规定应在系统最不利点喷头处 每个防火分区每层应设置 但对于什么样的系统应设置没 有明确的规定 带有自控功能的末端试水装置是我国开发出 来的 2 1 末端试水装置的安装图式末端试水装置的安装图式 末端试水装置的安装图式国内外略有差异 见图 1 2 3 图 1 a 为过去我国在工程中经常采用的末端试水装置 sup 4 sup 图 1 b 是文献 5 推荐的安装图式 图 2 是文 献 6 推荐的湿式和干式系统的安装图式 图 3 是目前我国 开发的 2 种末端试水装置图式 2 2 末端试水装置的设置末端试水装置的设置 我国 喷规 推荐图 1 b 的形式 是考虑能够准确测 量出喷头处的压力 文献 6 推荐的图 2 并没有设置压力表 但分为湿式系统和干式系统 文献 6 4 2 3 1 条规定末端试 水装置 60s 内能出水的干式系统 其系统管道容积可扩大为 2839 L 以上 4 3 2 2 条规定 预作用自动喷水灭火系统 一个预作用报警阀控制的喷头数不应大于 1000 个 但当末 端试水装置 60s 内能出水的预作用系统 其系统管道容积可 扩大为 2839 L 以上 根据上述的分析 文献 1 提出的末端试水装置不宜用于湿式 系统以外的系统 似乎不太合理 所以末端试水装置可以用 于闭式系统的干式和预作用系统 开式系统因管道系统是 开启的 其末端试水装置开启与否都不因此而出水 因此末 端试水装置在开式系统中不能起到检验水流指示器 报警 阀的压力开关和水力警铃在喷头开放时能否及时动作和报 警的功能 如雨淋系统 开式水幕系统和水喷雾系统等 综 上所述 末端试水装置仅适用于闭式系统 有传导管系统的 开式系统 可在传导管系统上设置 而不应用于开式系统 末端试水装置应具有试水接头和压力表 2 3 有自控功能的末端试水装置有自控功能的末端试水装置 我国开发的具有自动控制功能的末端试水装置 如图 3 a 可用于自动喷水灭火系统的自动检测 这种具有自动控 制功能的末端试水装置能定期定时频繁自动检测 及时发现 系统的故障 从而大大的提高了自动喷水灭火系统的可靠性 所以开发能自动检测的末端试水装置是有意义的 故此在 一些有条件的场所为提高系统的可靠性 可安装具有自动控 制功能的末端试水装置 以便实现自动检测 3末端试水装置的功能末端试水装置的功能 末端试水装置的功能可分为显性功能和潜在功能 显性 功能顾名思义就是直接显示的 由肉眼能看得见的性能 末 端试水装置检验水流指示器 报警阀的压力开关和水力警 铃能否及时动作和报警是现场可观察的 显而易见 因此为 显性功能 其实际是检验水流指示器 报警阀的性能 潜在 功能是指不能现场直接观察 或者经过系统以外的其他辅助 仪表或水力计算来完成的 其实际是检测水流指示器 报警 阀以外的系统其他功能和性能 对于临时高压消防给水系 统 末端试水装置的显性功能通常是在报警阀压力开关动作 直接启动消防泵以前完成 即测得的是临时高压消防给水系 统的稳压装置对系统的影响和作用性能 而潜在功能是在消 防泵启动以后完成 3 1 末端试水装置的显性功能末端试水装置的显性功能 末端试水装置的显性功能是检验水流指示器 报警阀 的压力开关和水力警铃能否及时动作和报警 检验系统的可 靠性 末端试水装置可以定期或不定期的 启动或人工随时 抽检系统是否处于工作状态 以便及时排除故障 提高系统 的可靠性 文献 7 提出报警阀的作用和功能有 3 个 提高系统的可靠性和灭火成功率 自动直接启动消防泵 就地或远距离报警 提醒人员尽快疏散 测试这些功能有 2 种方法 一是在报警阀的试验排水管 二是在系统末端的 末端试水装置 显然末端试水装置仅是系统报警阀性能试验 的 1 种方式 不是全部 这也是为什么开式系统可以没有末 端试水装置 而采用报警阀本身的试验排水管来确定系统的 可靠性 根据文献 5 的有关规定 水流指示器的功能仅是 具有报警功能和指示着火的具体位置 不具备自动启动消防 泵的功能 水流指示器上述功能的检测可通过末端试水装 置 也可通过文献 6 提供的图式检测 见图 4 可见水流 指示器也可通过 2 种方式来检测其性能的可靠性 可见无论是报警阀 还是水流指示器其功能的检测都有 2 种方式 末端试水装置不是系统水流指示器 报警阀功能的 唯一的检测途径 检测报警阀和水流指示器的功能在末端 试水装置上是不需要设置压力表 为此 NFPA13 推荐的图 式中没有压力表 见图 2 但图 4 具有文献 5 末端试水装置 的功能 所以末端试水装置显性功能仅需要在末端试水装 置设置与系统喷头相等的流量系数 K 值的试水接头 因此 末端试水装置显性功能就是测试水流指示器和报警阀的可 靠性和功能 末端试水装置仅设置试水接头和启闭阀门即可 3 2 末端试水装置的潜在功能末端试水装置的潜在功能 文献 2 3 对于末端试水装置检测系统的水力状态基本 一致 即检测系统的供水能力 如压力和流量 文献 3 还进 行了详细的水力计算 论述末端试水装置具有测试系统供水 能力即 压力和流量 但本人认为这似乎不充分 严格地 讲应该是检测系统管网的水力阻力 而不是系统的供水能力 压力和流量 末端试水装置的潜在功能应是借助系统 以外的仪表或通过进一步水力计算得出的结果 目前可以初 步确定的有 3 项潜在功能 NFPA13 提出的干式 预作用 系统末端放水试验的出水时间不大于 60s 是系统容积放大 到 2839 L 以上的先决条件 其附加检测仪表是计时器或秒 表 我国 喷规 5 0 8 第一款规定 当采用闭式自动喷 水 泡沫联用灭火系统时 湿式系统自喷水至喷泡沫的转换 时间 按 4 L s 流量计算 不应大于 3min 此时为检验系统 是否合格应在末端增设多个末端试水装置 检测时还应附加 计时器等计量装置 系统管网的阻力 这要借助于水力计 算 潜在功能 一般在检测中借助计时器检验是没有什 么问题的 潜在功能 要借助水力计算才能完成 下面将着 重论述 末端试水装置的潜在功能与末端试水装置的显性 功能在测试时间段上不尽相同 显性功能是在消防水泵启动 以前完成 而潜在功能 是从打开末端试水装置的阀门起 到出水为止的一段时间 可能启动消防泵 也可能不启动消 防泵 对于潜在功能 则是必须启动消防泵后才能测试等 我国末端试水装置压力表的安装不能满足系统测压的要 求 图 1 中压力表的安装仅测管道的余压 而不是管道的全 压 因末端试水装置管径为 DN25 此时管道内水的速度产 生的压力 即动压对压力表影响较大 作者曾作过多次试 验 发现末端试水装置在试验时往往是零 究其原因是压力 表的安装测静压较为准确 而在水流动时仅能测系统的余压 而不是全压 若要测全压应放大管径 压力表的安装应把测 压管引至管中心 图 4 因配水干管管径较大 可测全压 根据末端试水装置测得准确的末端压力 经水力计算可以确 定末端试水装置的出流量 再经过管网水力计算来确定管 网水头损失 文献 3 己经作了详细的计算 本文不再赘述 NFPA20 是不用末端试水装置来校验消防水泵的供水能 力 在本文 3 3 中详细论述 因此末端试水装置检验系统的 供水能力主要是检测系统管道是否被堵塞或者减压设施是 否正确 即系统管网的阻力 但因为此时喷头的出流量较少 文献 3 计算结果出流量为 1 72 L s 尽管因系统不同 其出 流量计算结果不尽相同 但不可否认的是有较多的系统 末 端试水装置的出流量较小 如文献 3 的计算结果 此时对于 作用面积以外的给水干管 因管道直径较大 而流速较小 即 使有局部堵塞也因流速太小可能测试不出来 因此该功能受 到一定的限制 末端试水装置的潜在功能 不需要在末 端试水装置上设置压力表 末端试水装置的潜在功能 必需 在末端试水装置上设置压力表 通过秒表来完成 通 过后水力计算来完成 但有局限性 3 3系统给水性能的检测系统给水性能的检测 文献 2 3 提出的检验系统的供水能力 即系统的供水 压力和流量不是完全由末端试水装置来完成的 末端试水 装置测得准确的末端压力 经水力计算可以确定末端试水 装置的出流量 再经过管网水力计算来确定和推求系统的 供水能力 管网水头损失 压力和流量 但这很难确定 系统消防水泵的性能是否满足系统设计的要求 美国 NFP A20 8 规定消防泵零流量时的压力不应超过系统设计额定 压力的 140 当水泵流量为额定流量的 150 时 此时 水泵的压力不应低于额定压力的 65 末端试水装置很难 测试这样大范围的水泵性能 因此 NFPA20 是不用末端试 水装置来校验消防水泵的供水能力 所以末端试水装置检 验系统的供水能力主要是检测系统管道是否被堵塞或者减 压设施是否正确 即系统管网的阻力 自动喷水灭火系统 的消防给水系统性能的测试 必须在系统中增设必要的仪表 通常是流量计和精密级的压力表 文献 9 8 8 3 条规定消防水泵出水管上宜设检查用的放水 阀 文献 10 7 5 4 条规定消防供水管上应装设试验和检查 用压力表和 65mm 的放水阀门 因此我国规范对于消防水 泵的性能试验有一定的规定 只是过于粗 在实际验收中无 法应用该装置准确检测出水泵的压力和流量 文献 8 2 14 1 2 条提出消防水泵应设置检测装置 见图 5 流量计的 量程应至少为能测试消防水泵额定流量的 175 的出流量 对于临时高压消防给水系统 测试得消防水泵的供水性 能就是系统的供水性能 4结论结论 通过本文的分析和论证 作者认为末端试水装置具有显 性功能和潜在功能 1 显性功能是 检验水流指示器 报警阀的压力开关 和水力警铃能否及时动作和报警 2 潜在功能是 检验干式 预作用系统末端放水试验的出水时间不 大于 60s 时 系统容积允许放大到 2839L 检验湿式闭式自动喷水 泡沫联用灭火系统自