文/向晴 信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司 四川成都 610000

淺談?lì)A(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

文/向晴 信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司 四川成都 610000

從預(yù)作用系統(tǒng)的工作原理入手，從系統(tǒng)控制、噴頭選用、充水時(shí)間以及排氣閥的設(shè)置四點(diǎn)上，進(jìn)行歸納總結(jié)并提出設(shè)計(jì)建議。

預(yù)作用；滅火；設(shè)計(jì)

預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用在嚴(yán)禁誤噴的民用、工業(yè)建筑，以及各種寒冷無(wú)采暖區(qū)域。系統(tǒng)主要由供水設(shè)施、充氣設(shè)備、預(yù)作用報(bào)警閥組、有壓氣體管網(wǎng)、噴頭以及火災(zāi)探測(cè)裝置等組成。美國(guó)消防協(xié)會(huì)NFPA 13 將預(yù)作用系統(tǒng)分為：単連鎖（single-interlock）、雙連鎖（double-interlock），以及無(wú)連鎖（noninterlock）。國(guó)內(nèi)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《噴規(guī)》）中的預(yù)作用系統(tǒng)僅僅指単連鎖系統(tǒng)（電氣単連鎖），本文主要討論単連鎖預(yù)作用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1、系統(tǒng)控制

預(yù)作用系統(tǒng)在準(zhǔn)工作狀態(tài)下，報(bào)警閥后管道不充水，由空壓機(jī)維持管網(wǎng)氣體壓力在0.03～0.05 MPa（系統(tǒng)帶氣壓監(jiān)測(cè)：設(shè)壓力開關(guān)，控制空壓機(jī)啟?；蚬夤茈姶砰y開關(guān)）。當(dāng)發(fā)生火情，設(shè)置在保護(hù)區(qū)內(nèi)的火災(zāi)探測(cè)器先于噴頭動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)開啟預(yù)作用報(bào)警閥中的電磁閥，泄放預(yù)作用閥隔膜室的壓力水，閥板在穩(wěn)壓裝置的水壓推動(dòng)下開啟，使閥后管網(wǎng)沖水。預(yù)作用閥開啟的同時(shí)完成三個(gè)動(dòng)作：水流經(jīng)過(guò)閥組內(nèi)的壓力開關(guān)，開關(guān)動(dòng)作發(fā)出指令開啟噴淋泵，并且關(guān)閉空壓機(jī)或者供氣管道上的電磁閥；水流推動(dòng)水利警鈴發(fā)出報(bào)警。同時(shí)火災(zāi)探測(cè)器發(fā)出的信號(hào)也開啟管網(wǎng)末端排氣閥前的電磁閥，使管道內(nèi)氣體能順利排出。排氣充水完成，預(yù)作用系統(tǒng)轉(zhuǎn)為濕式系統(tǒng)。如果是誤操作開啟了報(bào)警閥組，或者是火情被控制住，噴頭沒(méi)有破裂，泵站內(nèi)的泄壓閥開啟，保證系統(tǒng)不發(fā)生超壓。這時(shí)可以人工關(guān)閉噴淋泵，放盡管網(wǎng)余水，使系統(tǒng)恢復(fù)到準(zhǔn)工作狀態(tài)。如果火情繼續(xù)發(fā)展，高溫使噴頭破裂，閉式噴頭開啟噴水滅火。此外還有一個(gè)啟泵信號(hào)，就是屋頂高位水箱-穩(wěn)壓裝置出水管上的流量開關(guān)。以上是単連鎖系統(tǒng)的運(yùn)行控制，在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意以上幾個(gè)信號(hào)指令。

NFPA 13中的雙連鎖（double-interlock），是指開啟報(bào)警閥和排氣閥的觸發(fā)條件是火災(zāi)探測(cè)器和噴頭同時(shí)動(dòng)作，這就要求供氣管上的壓力開關(guān)在噴頭破裂管網(wǎng)氣壓下降至某個(gè)設(shè)定值時(shí)，發(fā)出信號(hào)，和火災(zāi)探測(cè)器的信號(hào)一同作用開啟報(bào)警閥組和排氣閥，適用于嚴(yán)格禁止水誤噴的區(qū)域。而無(wú)連鎖（non-interlock）是指火災(zāi)探測(cè)器和噴頭任何一個(gè)動(dòng)作都可以啟動(dòng)系統(tǒng)充水，這種控制方式比較少見(jiàn)。

2、噴頭選用

《噴規(guī)》6.1.4中規(guī)定：“干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)應(yīng)采用直立型噴頭或干式下垂型噴頭”。預(yù)作用系統(tǒng)充水之后排盡余水恢復(fù)到準(zhǔn)工作狀態(tài)，如果安裝的是普通下垂型噴頭，噴頭的直立管內(nèi)會(huì)有一段無(wú)法排除的積水。如果安裝在采暖房間內(nèi)，噴頭誤噴會(huì)有水漬污染的危險(xiǎn)，如果是在非采暖區(qū)域，管內(nèi)積水結(jié)冰可能凍破管道，這樣都違背了設(shè)置預(yù)作用系統(tǒng)的初衷。有的項(xiàng)目考慮到干式下垂型噴頭造價(jià)較高，還是采用普通下垂型噴頭，系統(tǒng)重置時(shí)將噴頭挨個(gè)拆下來(lái)放盡余水，但筆者認(rèn)為這種方法人為影響因素比較多，也不方便操作，不建議采用。

3、充水時(shí)間

預(yù)作用系統(tǒng)比干式系統(tǒng)的滅火效率更高，原因就在于預(yù)作用系統(tǒng)的噴頭一開啟就有水可噴，而這是由預(yù)作用系統(tǒng)的充水要求達(dá)到的?！秶娨?guī)》中規(guī)定預(yù)作用系統(tǒng)的充水時(shí)間在2min內(nèi)。系統(tǒng)充水時(shí)間與管網(wǎng)容積、系統(tǒng)流量存在以下關(guān)系：

V------預(yù)作用系統(tǒng)管網(wǎng)容積，即報(bào)警閥后所有管道的容積之和

Q------系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量

T------充水時(shí)間＜2min

由上式可以看出，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量確定以后，管網(wǎng)容積有一個(gè)上限值，容積越小，系統(tǒng)的充水時(shí)間也越小。但是這樣就意味著要增加報(bào)警閥組的數(shù)量，即增加成本又使系統(tǒng)復(fù)雜化。那么怎樣才能使一個(gè)報(bào)警閥組控制的噴頭數(shù)盡可能多呢？我們都知道，管道尺寸越小，管道體積就越小。有研究表明，在噴頭數(shù)量不變的情況下，將系統(tǒng)布置成主干管+分干管+小支管的形式，分干管一側(cè)的噴頭數(shù)量越少，管網(wǎng)總?cè)莘e就越小。

4、排氣閥的設(shè)置

有一些設(shè)計(jì)者擔(dān)心排氣閥不能及時(shí)排出管網(wǎng)的氣體，在一個(gè)報(bào)警閥控制的管網(wǎng)內(nèi)設(shè)置多個(gè)排氣閥。其實(shí)這是不必要的，首先，每個(gè)排氣閥都是一個(gè)潛在的漏氣點(diǎn)，其次，排氣閥多了，需要控制的電磁閥也會(huì)增加。其實(shí)不管排氣閥怎么設(shè)置，充水過(guò)程中管網(wǎng)內(nèi)的氣體都是不可能被完全排出的。預(yù)作用系統(tǒng)的充水實(shí)際上是在自噴泵的水力推動(dòng)下完成的。假設(shè)準(zhǔn)工作狀態(tài)下氣體壓力為0.03MPa，充水完成后壓力為0.40MPa，這時(shí)候管網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有排走的氣體，其體積僅為準(zhǔn)工作狀態(tài)下的0.075倍，這一點(diǎn)體積完全可以在噴頭開放后一瞬間就排掉了，并不影響噴頭的滅火效果。由于管網(wǎng)容積要求的特殊性，一個(gè)預(yù)作用報(bào)警閥很少有同時(shí)控制不同樓層的情況，因此每個(gè)報(bào)警閥只需在系統(tǒng)最高處配備一個(gè)排氣閥即可。

小結(jié)：

設(shè)計(jì)預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)首先要清楚它的控制原理，特別要注意各種信號(hào)采集、指令傳遞；預(yù)作用系統(tǒng)的下噴一定要選用干式下垂型噴頭；盡量將系統(tǒng)布置成主干管+分干管+小支管的形式，這樣可以有效減少管網(wǎng)容積，使一個(gè)報(bào)警閥能盡可能控制更多個(gè)噴頭；排氣閥設(shè)置在系統(tǒng)最高點(diǎn)，如果是多層，也可以每層設(shè)一個(gè)。

[1］GB 50084-2001.自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，2005版

[2］GB 50016-2014.建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范

[3］方汝清，余斌，朱振平.預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的控制和運(yùn)行。給水排水，2001，27（9），61～63

[4］張留霞.預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討。給水排水，2009，35，388～392