第4章 1-3-11

1、1安全科学与工程学院安全科学与工程学院消防工程系消防工程系23456第一节第一节 系统概述系统概述789一、自动喷水灭火系统的应用及灭火效果一、自动喷水灭火系统的应用及灭火效果案例案例1 2000年年7月月2日凌晨，上海浦东国际机场一座日凌晨，上海浦东国际机场一座6月份刚通过消防验收的月份刚通过消防验收的7层高的某业务楼中，层高的某业务楼中，6层一层一间间40m2的办公室由于电气设备故障引起燃烧，火的办公室由于电气设备故障引起燃烧，火灾自动报警系统灾自动报警系统5：20发出火灾报警信号，发出火灾报警信号，5：24，2个喷头动作喷水，很快将火扑灭。个喷头动作喷水，很快将火扑灭。案例案例2 200

2、0年年5月月25日中午，一座日中午，一座4层高的餐饮楼层高的餐饮楼2层层餐厅厨房电油锅燃烧，餐厅厨房电油锅燃烧，12：01：38，火灾自动报警，火灾自动报警系统报警，系统报警，12：02：26，1个喷头开启喷水，同时个喷头开启喷水，同时水流指示器报警，水流指示器报警，12：03：22，火即被扑灭。整个，火即被扑灭。整个灭火过程仅用了灭火过程仅用了56秒秒。10案例案例4 美国宾西法尼亚州第一子午广场大楼美国宾西法尼亚州第一子午广场大楼火灾。该楼之在地下和第火灾。该楼之在地下和第30、34和和35层设有层设有自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统。 1991年年2月月23日发生火日发生火灾，起火灾灾

3、，起火灾22层，当烧到第层，当烧到第30层时层时9个喷头开个喷头开启，扑灭了火灾。启，扑灭了火灾。11 1812年有记载的世界第一套简易自动喷水年有记载的世界第一套简易自动喷水灭火系统安装在伦敦西区特鲁里街的皇家剧院。灭火系统安装在伦敦西区特鲁里街的皇家剧院。 该系统储水量为该系统储水量为98.2立方米，通过立方米，通过DN250的的主干管向主干管向3排配水管供水，配水管上有孔径为排配水管供水，配水管上有孔径为15mm的的2000个孔，系统由阀门分成多个区域，个孔，系统由阀门分成多个区域，人工根据着火点的位置人工根据着火点的位置打开相应的区域喷水。打开相应的区域喷水。 该系统由该系统由Colo

4、nel William Congreve设计，设计，并于并于1812年获得专利，专利号为年获得专利，专利号为NO 3606。发展历史发展历史121864年第一只真正年第一只真正的自动喷水喷头问的自动喷水喷头问世，世，Harrison设计。设计。Harrison型喷头型喷头由于美国内战，尽由于美国内战，尽管这种喷头比以前管这种喷头比以前的喷头更敏感，但的喷头更敏感，但没有引起注意。没有引起注意。13Parmelee型喷头型喷头Henry S. Parmelee1871年芝加哥钢琴厂年芝加哥钢琴厂1872年波士顿钢琴厂年波士顿钢琴厂分别发生火灾。他为分别发生火灾。他为了反对琴厂的保险费了反对琴厂的

5、保险费的上升而发明此型喷的上升而发明此型喷头。头。14现代喷头现代喷头15灭火效率灭火效率1、NFPA:18971924 成功率为成功率为95.8%2、NFPA:19251969 81425次火灾次火灾 成功率为成功率为96.2%3、澳大利亚和新西兰：、澳大利亚和新西兰：18861968 5734次火灾成功率为次火灾成功率为99.8%4、US Navy:19661970 成功率为成功率为94.8%5、UK Fire Statistics:19651969 成功率为成功率为91.8%6、上海：、上海：8次火灾，次火灾，7次成功，一次失败原因是阀门关闭。次成功，一次失败原因是阀门关闭。7、 NFP

6、A:19251964 学校、公共建筑、办事处、住宅、公共学校、公共建筑、办事处、住宅、公共集会场所集会场所 、仓库、百货小卖市场、工厂以及其他建筑的、仓库、百货小卖市场、工厂以及其他建筑的统计结果统计结果:自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统总的成功率为总的成功率为96.2%16国内部分火灾统计喷头开启数和灭火概率国内部分火灾统计喷头开启数和灭火概率l灭火时间迅速，通常在灭火时间迅速，通常在10min之内之内17u 大量统计资料表明，自动喷水灭火系大量统计资料表明，自动喷水灭火系统在保护建筑内的生命和财产安全有着极统在保护建筑内的生命和财产安全有着极高的效率，相比较而言，生命损失要少高的效率，相比

7、较而言，生命损失要少1/3至至2/3，财产损失要少，财产损失要少1/2到到2/3。18 喷淋系统投资占总投资的喷淋系统投资占总投资的1%3% 喷淋系统投资一般为喷淋系统投资一般为40-80元元/平方米平方米 在这些投资中，主要费用为管材和施工费用，而在这些投资中，主要费用为管材和施工费用，而喷头、报警阀等主要组件所占费用极少喷头、报警阀等主要组件所占费用极少: 如某办公楼建筑面积如某办公楼建筑面积5.8万平方米，投资万平方米，投资2.4亿人民币，喷亿人民币，喷淋系统采用进口设备，其报警阀、喷头、信号阀等主要组件投淋系统采用进口设备，其报警阀、喷头、信号阀等主要组件投资为资为42.24万元，造价

8、为万元，造价为7.3元元/平米；如采用国产设备则组件投平米；如采用国产设备则组件投资为资为29.56万元，造价为万元，造价为5.1元元/平米。平米。 由此可见，喷淋系统组件投资占总投资的比例为由此可见，喷淋系统组件投资占总投资的比例为13。技术经济技术经济19美国的火灾保险费，因优惠而少缴的保险美国的火灾保险费，因优惠而少缴的保险费在费在一年半至三年一年半至三年的时间内，就可抵消建的时间内，就可抵消建设资金。设资金。为了鼓励自动喷水灭火系统的推广应用，为了鼓励自动喷水灭火系统的推广应用，美国保险商利用降低保险费用的办法美国保险商利用降低保险费用的办法如：如：FM公司从无自喷系统的公司从无自喷系

9、统的100美元资产平美元资产平均保险费均保险费0.30美元，降为设有自喷的美元，降为设有自喷的0.03美美元元 降低建筑防火设计其他要求：降低建筑防火设计其他要求：防火分区、防火分区、耐火等级、安全疏散距离等耐火等级、安全疏散距离等20自动喷水灭火系统的发展方向自动喷水灭火系统的发展方向 （喷头发展方向）高效、可靠、智能（喷头发展方向）高效、可靠、智能1、高效：、高效： 雾滴粒径雾滴粒径2、可靠：、可靠：响应速度（响应速度（ESFR）3、智能、智能: 自动扫描喷头（大空间）自动扫描喷头（大空间）21二、系统的适用范围二、系统的适用范围 自动喷水灭火系统应在自动喷水灭火系统应在人员密集、不易疏人

10、员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生较困难散、外部增援灭火与救生较困难的性质重要或的性质重要或火灾危险性较大的场所中设置火灾危险性较大的场所中设置22 自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统不适用不适用于存在较多下列于存在较多下列物品的场所物品的场所:1、遇水发生爆炸或加速燃烧的物品、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、遇水发生剧烈化学反应或产生有毒有害物质的物品毒有害物质的物品;3、洒水将导致喷溅或沸溢的液体、洒水将导致喷溅或沸溢的液体;4、露天场所露天场所不宜采用闭式系统不宜采用闭式系统23三、系统的设置原则三、系统的设置原则l建筑设计防火规范建筑设计防火规范l高层

11、民用建筑设计防火规范高层民用建筑设计防火规范l人民防空工程设计防火规范人民防空工程设计防火规范l汽车库、修车库、停车场设计防火规范汽车库、修车库、停车场设计防火规范在下列消防技术规范中，对自动喷水灭火系统在下列消防技术规范中，对自动喷水灭火系统的设置与否作出了原则性规定：的设置与否作出了原则性规定：应设置闭式系统的建筑及部位应设置闭式系统的建筑及部位应设置雨淋系统的建筑及部位应设置雨淋系统的建筑及部位书书p96-992425（一）划分依据（一）划分依据 根据根据火灾荷载火灾荷载的大小（由可燃物的性质、的大小（由可燃物的性质、数量及分布状况决定数量及分布状况决定, 如纸制品和发泡塑料如纸制品和发

12、泡塑料）第二节第二节 系统的设置场所火灾危险等级系统的设置场所火灾危险等级 人员密集程度人员密集程度 采用自动喷水灭火系统扑救初期火灾的采用自动喷水灭火系统扑救初期火灾的难易程度难易程度 疏散及外部增援条件疏散及外部增援条件26（二）危险等级（二）危险等级轻危险级轻危险级 4 L/minm2中危险级中危险级 级（级（6） 级（级（8）严重危险级严重危险级 级级 （12） 级（级（16） 仓库危险级仓库危险级 级级 （12）级（级（16）级（级（20）“四级八等四级八等”严重严重27（三）划分举例（三）划分举例2829自动喷水自动喷水灭火系统灭火系统sprinkler systems闭式系统闭式

13、系统开式系统开式系统湿式系统湿式系统( (wet pipe system) )干式系统干式系统( (dry pipe system) )预作用系统预作用系统( (preaction system) )重复启闭预作用系统重复启闭预作用系统(recycling preaction system)雨淋系统雨淋系统( (deluge system) )水幕系统水幕系统( (drencher systems) )水喷雾系统水喷雾系统自动喷水自动喷水泡沫联用系统泡沫联用系统闭式闭式雨淋雨淋类型与选择类型与选择30类型与选择类型与选择- -湿式系统湿式系统3132末端试验阀开启火灾发生喷头开启水力警铃动作水

14、流指示器动作报警阀动作阀组试验阀开启高位水箱气压罐供水水泵接合器供 水压力开关动 作消防中心控制室水泵开启供 水喷头正常喷水灭火喷头开启火灾发生阀组试验阀开启水力警铃动作水泵开启供 水压力开关动 作水流指示器动作喷头正常喷水灭火报警阀动作高位水箱气压罐供水水泵接合器供 水末端试验阀开启水泵开启供 水直接启泵自动联动启泵高位水箱气压罐供水报警联动控制器报水流指示器动 作报警联动控制器报压力开关动 作3344环境温度环境温度707034 喷头可向上或向下安装，易受碰撞的喷头可向上或向下安装，易受碰撞的部位，应向上安装或采用带保护罩的喷头部位，应向上安装或采用带保护罩的喷头35类型与选择类型与选择-

15、 -干式系统干式系统定义：定义：准工作状态时配水管道内充满用于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。启动系统的有压气体的闭式系统。3637水泵接合器供 水阀组试验阀开启末端试验阀开启放气火灾发生水力警铃动 作水流指示器动 作高位水箱气压罐供水水流进入喷水管网消防中心控制室水泵开启供 水喷头正常喷水灭火火灾发生水力警铃动 作水泵开启供 水水流指示器动 作喷头正常喷水灭火高位水箱气压罐供水水流进入喷水管网干式报警阀开启干式报警阀开启压力开关动 作压力开关动 作直接启泵自动联动启泵水泵开启供 水高位水箱气压罐供水末端试验阀开启放气水泵接合器供 水阀组试验阀开启报警联动控制器报水

16、流指示器动 作报警联动控制器报压力开关动 作喷头或排气阀开启放气喷头或排气阀开启放气38可适应温度高和低的环境可适应温度高和低的环境环境温度环境温度4 4 或或 环境温度环境温度707039（四）（四）计要求计要求1 1、喷头向上安装（、喷头向上安装（干式下垂型干式下垂型喷头除外）喷头除外） 2、配水管道应设快速排气阀，快速排气阀、配水管道应设快速排气阀，快速排气阀入口前应设电动阀入口前应设电动阀 3、配水管道内的气压值应根据报警阀的技、配水管道内的气压值应根据报警阀的技术性能确定术性能确定4、配水管道充水时间不宜大于、配水管道充水时间不宜大于1min40类型与选择类型与选择- -预作用系统预

17、作用系统 定义：定义：准工作状态时配水管道内不充水，火准工作状态时配水管道内不充水，火警时由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警时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。警阀后，转换为湿式系统的闭式系统。组成：火灾探测系统、闭式喷头、组成：火灾探测系统、闭式喷头、预作用阀预作用阀、 充气设备、管路系统、控制组件充气设备、管路系统、控制组件41预作用系统的组成42闭式喷头开启喷水水泵接合器供 水手动应急阀开启水力警铃动 作水流指示器动 作高位水箱气压罐供水水流进入喷水管网（成为湿式系统）消防中心控制室水泵开启供 水喷头正常喷水灭火水力警铃动 作水流指示器动 作喷头正常喷水灭

18、火高位水箱气压罐供水预作用报警阀开启预作用报警阀开启压力开关动 作压力开关动 作自动联动启泵水泵开启供 水高位水箱气压罐供水水泵接合器供 水手动应急阀开启报警联动控制器报水流指示器动 作报警联动控制器报压力开关动 作闭式喷头开启喷水水流进入喷水管网（成为湿式系统）延时30s确认火情火灾发生报警控制器报警联动电控排气阀排气末端试验阀开启末端试验阀开启联动电控排气阀排气报警控制器报警火灾发生431 1、兼容了干式系统和湿式系统的优点、兼容了干式系统和湿式系统的优点2、避免因喷头破损而造成的水渍损失、避免因喷头破损而造成的水渍损失3、在喷头动作之前实现早期报警、在喷头动作之前实现早期报警4、实现故障

19、自动监控（压力开关）、实现故障自动监控（压力开关）5 5、系统构造复杂，维护管理要求高，造价高、系统构造复杂，维护管理要求高，造价高44 具有下列要求之一的场所应采用预作具有下列要求之一的场所应采用预作用系统：用系统：1、系统处于准工作状态时，严禁管道漏水、系统处于准工作状态时，严禁管道漏水2、严禁系统误喷、严禁系统误喷3、替代干式系统、替代干式系统45（四）设计要求（四）设计要求1 1、喷头向上安装（干式下垂型喷头除外）、喷头向上安装（干式下垂型喷头除外） 2、配水管道应设快速排气阀，快速排气、配水管道应设快速排气阀，快速排气阀入口前应设电动阀阀入口前应设电动阀 3 3、在同一保护区域内应设

20、置相应的火灾探测、在同一保护区域内应设置相应的火灾探测装置，且装置，且火灾探测器火灾探测器先于喷头动作先于喷头动作 4、配水管道内的气压值不宜小于、配水管道内的气压值不宜小于0.03MPa，且不宜大于且不宜大于0.05MPa5、配水管道充水时间不宜大于、配水管道充水时间不宜大于2min46类型与选择类型与选择- -重复启闭预作用系统重复启闭预作用系统发发生生火火灾灾自动开启喷水自动开启喷水火被扑灭火被扑灭自动关闭自动关闭复燃复燃定时器（定时器（15min）关键部件：关键部件：能自动复位的改进型雨能自动复位的改进型雨淋阀和一套约淋阀和一套约60度的热探测装置度的热探测装置4748类型与选择类型与

21、选择- -雨淋系统雨淋系统1.1.定义定义由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀雨淋报警阀和启动和启动供水泵供水泵后，向开式洒水喷头后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统。供水的自动喷水灭火系统。2. 系统的系统的组成及工作原理组成及工作原理组成：开式喷头、组成：开式喷头、雨淋阀、探测系统雨淋阀、探测系统、 传动控制组件、管路系统、给水设备传动控制组件、管路系统、给水设备3. 3. 工作原理：工作原理：喷头为开式喷头。通过雨淋阀的开启，控制系统的启动。喷头为开式喷头。通过雨淋阀的开启，控制系统的启动。491.1.消防水池消防水池2.2.消防

22、水泵消防水泵3.3.闸阀闸阀4.4.止回阀止回阀5.5.水泵结合器水泵结合器6.6.雨淋报阀雨淋报阀7.7.报警控器报警控器8.8.声光报器声光报器9.9.感温感烟感温感烟探测器探测器10.10.蝶阀蝶阀11.11.高位水箱高位水箱12.12.开式喷头开式喷头50水泵接合器供 水手动应急开启末端试验阀开启放气火灾发生水力警铃动 作高位水箱气压罐供水水流进入喷水管网消防中心控制室水泵开启供 水喷头正常喷水灭火火灾发生水力警铃动 作水泵开启供 水开式喷头喷水灭火高位水箱气压罐供水水流进入喷水管网雨淋阀开启雨淋阀开启压力开关动 作压力开关动 作直接启泵自动联动启泵水泵开启供 水高位水箱气压罐供水末端

23、试验阀开启水泵接合器供 水手动应急阀开启报警联动控制器报压力开关动 作喷头或电磁阀开启喷头或电磁阀开启传动管上的闭式喷头或电磁阀或水幕喷头或水喷雾喷头水流指示器动 作5152(1) 火灾的水平火灾的水平蔓延速度快蔓延速度快，闭式喷头的开放不能，闭式喷头的开放不能及时使喷水有效覆盖着火区域的场所及时使喷水有效覆盖着火区域的场所(2) 室内净空高度室内净空高度超过规范规定超过规范规定的采用闭式系统场所的采用闭式系统场所的最大净空高度，且必须迅速扑救初期火灾的场所的最大净空高度，且必须迅速扑救初期火灾的场所(3) 火灾危险等级为严重危险级火灾危险等级为严重危险级级的场所级的场所设置场所 采用闭式系统场所的最大净空高度 民