（天津渤化工程有限公司，天津300193）

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)用于人員密集、不易疏散、外部增援滅火與救生較困難及火災(zāi)危害性較大的化工廠等。該系統(tǒng)從起始點(diǎn)消防水源至終點(diǎn)灑水噴頭，每個(gè)單元均應(yīng)設(shè)計(jì)合理，才能保證其滅火成功。其中設(shè)計(jì)計(jì)算是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的核心，涉及到系統(tǒng)的可靠性，經(jīng)濟(jì)性。

1 系統(tǒng)分類及主要組件

根據(jù)系統(tǒng)的作用形式和特點(diǎn)，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分為濕式滅火系統(tǒng)、干式滅火系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、重復(fù)啟閉預(yù)作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)和自動(dòng)噴水-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)等7種形式。

自動(dòng)噴水滅火全系統(tǒng)由灑水噴頭、報(bào)警閥組、水流報(bào)警裝置（壓力開關(guān)或水流指示器）等組件，以及管道、供水設(shè)施和火災(zāi)探測器等組成。

1.1 噴頭

1.1.1 常用的噴頭形式有：閉式噴頭、開式噴頭、特殊噴頭和自動(dòng)噴水-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)的噴頭。其中：閉式噴頭，在噴頭的噴口處設(shè)有定溫封閉裝置，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到其動(dòng)作溫度時(shí)，該裝置可自動(dòng)開啟，一般定溫裝置有玻璃球形和易熔合金兩種形式，為防誤動(dòng)作，選擇噴頭時(shí)，要求噴頭的工程動(dòng)作溫度比使用環(huán)境的最高溫度要高30℃。噴頭在動(dòng)作噴水后需更換定溫裝置?？捎糜跐袷较到y(tǒng)、干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、重復(fù)啟閉預(yù)作用系統(tǒng)。開式噴頭，是不安裝感溫元件的噴頭，用于雨淋系統(tǒng)或水幕系統(tǒng)。特殊噴頭，包括快速響應(yīng)灑水噴頭、早期擬制快速響應(yīng)灑水噴頭和擴(kuò)大覆蓋面灑水噴頭。自動(dòng)噴水-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)的噴頭：包括水泡沫噴頭、水噴霧噴頭和自動(dòng)噴水噴頭。

1.1.2 噴頭的布置間距

噴頭的布置間距是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，其中設(shè)置場所的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)對(duì)噴頭布置起決定性因素。噴頭間距過大會(huì)影響噴頭的開放時(shí)間及系統(tǒng)的控、滅火效果，間距過小會(huì)造成作用面積內(nèi)噴頭布置過多，系統(tǒng)設(shè)計(jì)用水量偏大。為控制噴頭與起火點(diǎn)之間的距離，保證噴頭開放時(shí)間，又不致引起噴頭開放過多，應(yīng)按相關(guān)規(guī)范要求的布置間距和噴頭最大保護(hù)面積設(shè)計(jì)，確保噴頭既能適時(shí)開放，又能使系統(tǒng)按設(shè)計(jì)選定的強(qiáng)度噴水。

1.2 報(bào)警裝置

報(bào)警閥：報(bào)警閥的作用是開啟和關(guān)斷管網(wǎng)的水流，傳遞控制信號(hào)至控制系統(tǒng)并啟動(dòng)水力警鈴直接報(bào)警。包括濕式、干式、干-濕式和雨淋式。水流報(bào)警裝置：主要包括水力警鈴、水流指示器及壓力開關(guān)。延遲器：罐式容器，安裝于報(bào)警閥與水力警鈴或壓力開關(guān)之間，防止水源壓力波動(dòng)引起誤報(bào)警，延遲15～90s之間可調(diào)。

1.3 管道

配水管道可采用內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼管、銅管、不銹鋼管和氯化聚氯乙烯（PVC-C）管。當(dāng)報(bào)警閥入口前管道采用不防腐的管道時(shí)，應(yīng)在報(bào)警閥前設(shè)置過濾器。當(dāng)系統(tǒng)中設(shè)有2個(gè)及以上報(bào)警閥組時(shí)，報(bào)警閥組前設(shè)置成環(huán)狀供水管道，其上設(shè)置信號(hào)閥，如不采用信號(hào)閥時(shí)，需設(shè)鎖具鎖定閥位。為了充水時(shí)易于排氣，維修時(shí)易于排盡管道內(nèi)積水。水平設(shè)置的管道要求有坡度，并坡向泄水管。

1.4 供水設(shè)備和設(shè)施

1.4.1 消防噴淋水泵

為了保證系統(tǒng)供水的穩(wěn)定性，噴淋水泵需獨(dú)立設(shè)置，并設(shè)置備用泵。對(duì)于一些改造項(xiàng)目，消火栓和噴淋共用水泵時(shí)，管道需在報(bào)警閥前分開，采取措施確保消火栓用水不影響噴淋用水。

1.4.2 氣壓供水設(shè)備

對(duì)于一些改擴(kuò)建項(xiàng)目，原設(shè)計(jì)沒有設(shè)置高位消防水箱并且現(xiàn)在也沒有條件增設(shè)時(shí)，該噴淋系統(tǒng)需要設(shè)置氣壓供水設(shè)備。氣壓供水設(shè)備的有效容積按最不利處的4只噴頭在最不利工作壓力時(shí)5min的用水量來確定，最大不超過18m3。

1.4.3 高位水箱

高位消防水箱設(shè)置于臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中最高建筑物的屋頂或水箱間，可以為系統(tǒng)提供所需水壓，使管道內(nèi)水壓滿足最不利消火栓使用要求。并能保證初期火災(zāi)的用水量和水壓，在消防噴淋水泵故障時(shí)，能夠提供應(yīng)急水，以控制初期火災(zāi)和爭取救援時(shí)間。

1.4.4 水泵接合器

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)供水管道需設(shè)置水泵接合器（10～15L/s），其數(shù)量根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量確定。當(dāng)其供水流量和壓力不能滿足最不利點(diǎn)處噴頭的流量和壓力時(shí)，需設(shè)置接力供水設(shè)施。接力供水設(shè)施主要由接力水箱、接力水泵及消防水泵接合器等組合而成。

1.4.5 火災(zāi)探測器

火災(zāi)探測器有感煙型、感溫型、感光型、可燃?xì)怏w探測器等形式，該系統(tǒng)由電氣自控專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。

1.4.6 其他

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)還需根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置信號(hào)閥、閥門、末端試水裝置等等。

2 設(shè)計(jì)計(jì)算

2.1 化工場所的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)

首先根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的用途、儲(chǔ)存化工物料的性質(zhì)及規(guī)模等因素，分析其火災(zāi)特點(diǎn)和噴頭滅火的難易程度確定。

2.2 設(shè)計(jì)基本參數(shù)

根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)確定噴水強(qiáng)度、作用面積及噴頭工作壓力、噴頭最大保護(hù)面積、噴頭間距等等。

2.3 布置形式

常見的噴頭布置形式有：正方形布置、矩形布置及菱形布置。

2.4 布置要求

噴頭布置應(yīng)滿足自身的布水特性和水力特性，最大和最小間距要求，且不超過其最大保護(hù)面積；噴頭需設(shè)置在有利于噴水且易于接觸火災(zāi)氣流的位置，同時(shí)避免障礙物的阻擋。具體要求詳見《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第7章節(jié)。

2.5 設(shè)計(jì)流量的計(jì)算

常見的計(jì)算方法有3種。作用面積法：其實(shí)質(zhì)為估算法，即作用面積與噴水強(qiáng)度的乘積再乘以1.15～1.30的系數(shù)，不考慮管徑對(duì)流量的制約。此方法用于設(shè)計(jì)初期估算設(shè)計(jì)流量，從而選定噴淋水泵。粗算法：最不利作用面積內(nèi)最不利點(diǎn)處噴頭工作壓力不低于0.05MPa作為終點(diǎn)壓力，不計(jì)算其它噴頭與支管連接的短立管的水頭損失和高差勢能。精算法：最不利作用面積內(nèi)最不利點(diǎn)處噴頭工作壓力應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。

式中q—噴頭出流量（L/min）；

P—噴頭的工作壓力（MPa）；

K—噴頭的流量系數(shù)。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，按最不利點(diǎn)作用面積內(nèi)噴頭噴水的總流量來確定，公式如下：

Q—系數(shù)設(shè)計(jì)流量（L/s）；

qi—最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)各噴頭節(jié)點(diǎn)的流量（L/min）；

n—最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)的灑水噴頭數(shù)。

2.6 計(jì)算系統(tǒng)供水壓力和水泵揚(yáng)程

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算最不利點(diǎn)處作用面積末端至消防噴淋水泵吸水口的水頭損失，確定系統(tǒng)所需壓力。

消防噴淋水泵的揚(yáng)程或系統(tǒng)入口的供水壓力具體計(jì)算公式見《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》9.2.4條。

2.7 減壓措施

根據(jù)規(guī)范要求核實(shí)系統(tǒng)是否需要減壓，常用的減壓方法有：設(shè)置減壓孔板、節(jié)流管、減壓閥以及縮小配水支管的管徑等。

3 結(jié)論

目前，我國化工行業(yè)發(fā)展迅速，陸續(xù)建成了大批大型化工廠，涉及許多大型化工裝置及配套的附屬設(shè)施等，其消防設(shè)計(jì)難度不斷加大。因此，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要密切結(jié)合被保護(hù)對(duì)象的功能及火災(zāi)特點(diǎn)，采用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。以期更好地適應(yīng)我國化工行業(yè)的高速發(fā)展。