自動(dòng)噴水滅火的原理

【專(zhuān)家解說(shuō)】：自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的分類(lèi)與組成 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)由灑水噴頭、報(bào)警閥組、水流報(bào)警裝置(水流指示器或壓力開(kāi)關(guān))、管道系統(tǒng)、供水設(shè)施等組成。 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，根據(jù)被保護(hù)建筑物的性質(zhì)和火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展特性的不同，可以有許多不同的系統(tǒng)形式。通常根據(jù)系統(tǒng)中所使用的噴頭形式的不同，分為閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和開(kāi)式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)兩大類(lèi)。 閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)包括濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、干濕交替式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、重復(fù)啟閉預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。 開(kāi)式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)包括雨淋滅火系統(tǒng)、水幕滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)。 閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用閉式噴頭，它是一種常閉噴頭，噴頭的感溫、閉鎖裝置只有在預(yù)定的溫度環(huán)境下，才會(huì)脫落，開(kāi)啟噴頭。因此，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，這種噴水滅火系統(tǒng)只有處于火焰之中或臨近火源的噴頭才會(huì)開(kāi)啟滅火。 開(kāi)式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用的是開(kāi)式噴頭，開(kāi)式噴頭不帶感溫、閉鎖裝置，處于常開(kāi)狀態(tài)。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)所處的系統(tǒng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)的所有開(kāi)式噴頭一起出水滅火。 1.濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，是世界上使用時(shí)間最長(zhǎng)，應(yīng)用最廣泛，控火、滅火中使用頻率最高的一種閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，目前世界上已安裝的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中有70％以上采用了濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。 ①系統(tǒng)的組成和工作原理 濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)一般包括：閉式噴頭、管道系統(tǒng)、濕式報(bào)警閥和供水設(shè)備。濕式報(bào)警閥的上下管網(wǎng)內(nèi)均充以壓力水。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火源周?chē)h(huán)境溫度上升，導(dǎo)致火源上方的噴頭開(kāi)啟、出水、管網(wǎng)壓力下降，報(bào)警閥后壓力下降致使閥板開(kāi)啟，接通管網(wǎng)和水源，供水滅火。與此同時(shí)，部分水由閥座上的凹形槽經(jīng)報(bào)警閥的信號(hào)管，帶動(dòng)水力警鈴發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如果管網(wǎng)中設(shè)有水流指示器，水流指示器感應(yīng)到水流流動(dòng)，也可發(fā)出電信號(hào)。如果管網(wǎng)中設(shè)有壓力開(kāi)關(guān)，當(dāng)管網(wǎng)水壓下降到一定值時(shí)，也可發(fā)出電信號(hào)，啟動(dòng)水泵供水。 ②系統(tǒng)的適用范圍 濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在環(huán)境溫度不低于4℃且不高于70℃的建筑物和場(chǎng)所(不能用水撲救的建筑物和場(chǎng)所除外)都可采用。 2.干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)主要是為了解決某些不適宜采用濕式系統(tǒng)的場(chǎng)所。雖然干式系統(tǒng)滅火效率不如濕式系統(tǒng)，造價(jià)也高于濕式系統(tǒng)，但由于它的特殊用途，至今仍受到人們的重視。 （1）系統(tǒng)的組成和工作原理 干式系統(tǒng)主要由閉式噴頭、管網(wǎng)、干式報(bào)警閥、充氣設(shè)備、報(bào)警裝置和供水設(shè)備組成。平時(shí)報(bào)警閥后管網(wǎng)充有壓力氣體，水源至報(bào)警閥前端的管段內(nèi)充有壓力水。 干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火源處溫度上升，使火源上方噴頭開(kāi)啟，首先排出管網(wǎng)中的壓縮空氣，于是報(bào)警閥后管網(wǎng)壓力下降，干式報(bào)警閥閥前壓力大于閥后壓力，干式報(bào)警閥開(kāi)啟，水流向配水管網(wǎng)，并通過(guò)已開(kāi)啟的噴頭噴水滅火。 干式系統(tǒng)平時(shí)報(bào)警閥上下閥板壓力保持平衡，當(dāng)系統(tǒng)管網(wǎng)有輕微漏氣時(shí)，由空壓機(jī)進(jìn)行補(bǔ)氣，安裝在供氣管道上的壓力開(kāi)關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)管網(wǎng)的氣壓變化狀況。 （2）系統(tǒng)的適用范圍 干式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度低于4℃和高于70℃的建筑物和場(chǎng)所，如不采暖的地下停車(chē)場(chǎng)、冷庫(kù)等等。噴頭應(yīng)向上安裝，或采用干式下垂型噴頭。 3.干濕交替式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 干濕交替式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是交替使用干式系統(tǒng)和濕式系統(tǒng)的一種閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。報(bào)警閥為干濕兩用報(bào)警閥或干式報(bào)警閥與濕式報(bào)警閥組合閥。其工作原理與干式、濕式系統(tǒng)相同。 4.預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) （1）系統(tǒng)的組成和工作原理 預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)主要由閉式噴頭、管網(wǎng)系統(tǒng)、預(yù)作用閥組充氣設(shè)備、供水設(shè)備、火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)等組成。 預(yù)作用系統(tǒng)，平時(shí)預(yù)作用閥后管網(wǎng)充以低壓壓縮空氣或氮?dú)?也可以是空管)，火災(zāi)時(shí)，由火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟預(yù)作用閥，使管道充水呈臨時(shí)濕式系統(tǒng)。因此，要求火災(zāi)探測(cè)器的動(dòng)作先于噴頭的動(dòng)作，而且應(yīng)確保當(dāng)閉式噴頭受熱開(kāi)放時(shí)管道內(nèi)已充滿了壓力水。從火災(zāi)探測(cè)器動(dòng)作并開(kāi)啟預(yù)作用閥開(kāi)始充水，到水流流到最遠(yuǎn)噴頭的時(shí)間，應(yīng)不超過(guò)3min，水流在配水支管中的流速不應(yīng)大于2m/s，以此來(lái)確定預(yù)作用系統(tǒng)管網(wǎng)最長(zhǎng)的保護(hù)距離。 發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由火災(zāi)探測(cè)器探測(cè)到火災(zāi)，通過(guò)火災(zāi)報(bào)警控制箱開(kāi)啟預(yù)作用閥，或手動(dòng)開(kāi)啟預(yù)作用閥，向噴水管網(wǎng)充水，當(dāng)火源處溫度繼續(xù)上升，噴頭開(kāi)啟迅速出水滅火。如果發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)探測(cè)器發(fā)生故障，沒(méi)能發(fā)出報(bào)警信號(hào)啟動(dòng)預(yù)作用閥，而火源處溫度繼續(xù)上升，使得噴頭開(kāi)啟，于是管網(wǎng)中的壓縮空氣氣壓迅速下降，由壓力開(kāi)關(guān)探測(cè)到管網(wǎng)壓力驟降的情況，壓力開(kāi)關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通過(guò)火災(zāi)報(bào)警控制箱也可以啟動(dòng)預(yù)作用閥，啟動(dòng)滅火。因此，對(duì)于充氣式預(yù)作用系統(tǒng)，即使火災(zāi)探測(cè)器發(fā)生故障，預(yù)作用系統(tǒng)也能正常工作。 （2）適用范圍 預(yù)作用系統(tǒng)同時(shí)具備了干式噴水滅火系統(tǒng)和濕式噴水滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)，而且還克服了干式噴水滅火系統(tǒng)控火滅火率低，濕式系統(tǒng)易產(chǎn)生水漬的缺陷。因此，預(yù)作用系統(tǒng)可以用于干式系統(tǒng)、濕式系統(tǒng)和干濕式系統(tǒng)所能使用的任何場(chǎng)所，而且還能用于一些這三個(gè)系統(tǒng)都不適宜的場(chǎng)所。 5.重復(fù)啟閉預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 從濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)到預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)得到了很大的發(fā)展，功能日趨完善，20世紀(jì)70年代，又發(fā)展了一種新的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，這種系統(tǒng)不但能自動(dòng)噴水滅火，而且當(dāng)火被撲滅后又能自動(dòng)關(guān)閉；當(dāng)火災(zāi)再發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)仍能重新啟動(dòng)噴水滅火，這就是重復(fù)啟閉預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。 重復(fù)啟閉自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的組成和工作原理與預(yù)作用系統(tǒng)相似。重復(fù)啟閉預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)特點(diǎn)： (1)功能優(yōu)于以往所有的噴水滅火系統(tǒng)，其使用范圍不受控制。 (2)系統(tǒng)在滅火后能自動(dòng)關(guān)閉，節(jié)省消防用水，最重要的是能將由于滅火而造成的水漬損失減輕到最低限度。 (3)火災(zāi)后噴頭的替換，可以在不關(guān)閉系統(tǒng)，系統(tǒng)仍處于工作狀態(tài)的情況下馬上進(jìn)行，平時(shí)噴頭或管網(wǎng)的損壞也不會(huì)造成水漬破壞。 (4)系統(tǒng)斷電時(shí)，能自動(dòng)切換轉(zhuǎn)用備用電池操作，如果電池在恢復(fù)供電前用完，電磁閥開(kāi)啟，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為濕式系統(tǒng)形式工作。 (5)重復(fù)啟閉預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)造價(jià)較高，一般只用在特殊場(chǎng)合。 6.雨淋系統(tǒng) 雨淋系統(tǒng)為開(kāi)式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的一種，系統(tǒng)所使用的噴頭為開(kāi)式噴頭，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)保護(hù)區(qū)域上的所有噴頭一起噴水滅火。 （1）系統(tǒng)的組成 雨淋系統(tǒng)通常由三部分組成：火災(zāi)探測(cè)傳動(dòng)控制系統(tǒng)；自動(dòng)控制成組作用閥門(mén)系統(tǒng)；帶開(kāi)式噴頭的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。其中火災(zāi)探測(cè)傳動(dòng)控制系統(tǒng)可采用火災(zāi)探測(cè)器、傳動(dòng)管網(wǎng)或易熔合金鎖封來(lái)啟動(dòng)成組作用閥?；馂?zāi)探測(cè)器、傳動(dòng)管網(wǎng)、易熔鎖封控制屬自動(dòng)控制手段。當(dāng)采用自動(dòng)手段時(shí)，還應(yīng)設(shè)手動(dòng)裝置備用。自動(dòng)控制成組作用閥門(mén)系統(tǒng)，可采用雨淋閥或雨淋閥加濕式報(bào)警閥。 雨淋系統(tǒng)可分為空管式雨淋系統(tǒng)和充水式雨淋系統(tǒng)兩大類(lèi)型。充水式雨淋系統(tǒng)的滅火速度比空管式雨淋系統(tǒng)快，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)保護(hù)對(duì)象的要求來(lái)選擇合適的形式。 在實(shí)際應(yīng)用中，雨淋系統(tǒng)可能有許多不同的組成形式，但其工作原理大致相同。雨淋系統(tǒng)采用的是開(kāi)式噴頭，所以噴水是整個(gè)保護(hù)區(qū)域內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)感知到火災(zāi)，控制雨淋閥開(kāi)啟，接通水源和雨淋管網(wǎng)，噴頭出水滅火。 （2）適用范圍 雨淋系統(tǒng)適用于燃燒猛烈、蔓延迅速的嚴(yán)重危險(xiǎn)建筑構(gòu)成場(chǎng)所，如劇院舞臺(tái)上部、大型演播室、電影攝影棚等等。如果在這些建筑物中采用閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，只有火焰直接影響到噴頭才被開(kāi)啟噴水，且閉式噴頭開(kāi)啟的速度慢于火勢(shì)蔓延的速度。因此，不能迅速出水控制火災(zāi)。 （3）雨淋系統(tǒng)的主要特點(diǎn)： ①雨淋系統(tǒng)反應(yīng)快，它是采用火災(zāi)探測(cè)傳動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)開(kāi)啟系統(tǒng)的。由于火災(zāi)發(fā)生到火災(zāi)探測(cè)傳動(dòng)控制系統(tǒng)報(bào)警的時(shí)間短于閉式噴頭開(kāi)啟的時(shí)間，所以雨淋系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間比閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)快得多。如果采用充水式雨淋系統(tǒng)，則其反應(yīng)速度更快，更利于盡快出水滅火。 ②系統(tǒng)滅火控制面積大、用水量大。雨淋系統(tǒng)采用的是開(kāi)式噴頭，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)的所有噴頭一起出水滅火，能有效地控制火災(zāi)，防止火災(zāi)蔓延，初期滅火用水量就很大，有助于迅速撲滅火災(zāi)。 7.水幕系統(tǒng) 水幕系統(tǒng)是開(kāi)式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的一種。水幕系統(tǒng)噴頭成1～3排排列，將水噴灑成水幕狀，具有阻火、隔火作用，能阻止火焰穿過(guò)開(kāi)口部位，防止火勢(shì)蔓延，冷卻防火隔絕物，增強(qiáng)其耐火性能，并能撲滅局部火災(zāi)。 （1）系統(tǒng)的組成和工作原理 水幕系統(tǒng)的組成與雨淋系統(tǒng)一樣，主要由三部分組成：火災(zāi)探測(cè)傳動(dòng)控制系統(tǒng)、控制閥門(mén)系統(tǒng)、帶水幕噴頭的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。 水幕系統(tǒng)的作用方式和工作原理與雨淋系統(tǒng)相同，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由火災(zāi)探測(cè)器或人發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，電動(dòng)或手動(dòng)開(kāi)啟控制閥，然后系統(tǒng)通過(guò)水幕噴頭噴水，進(jìn)行阻火、隔火或冷卻防火隔斷物?？刂崎y可以是雨淋閥、電磁閥和手動(dòng)閘閥。 （2）主要特點(diǎn) 水幕系統(tǒng)是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中唯一的一種不以滅火為主要目的的系統(tǒng)。水幕系統(tǒng)可安裝在舞臺(tái)口、門(mén)窗、孔洞用來(lái)阻火、隔斷火源，使火災(zāi)不致通過(guò)這些通道蔓延。水幕系統(tǒng)還可以配合防火卷簾、防火幕等一起使用，用來(lái)冷卻這些防火隔斷物，以增強(qiáng)它們的耐火性能。水幕系統(tǒng)還可作為防火分區(qū)的手段，在建筑面積超過(guò)防火分區(qū)的規(guī)定要求，而工藝要求又不允許設(shè)防火隔斷物時(shí)，可采用水幕系統(tǒng)來(lái)代替防火隔斷設(shè)施。 （3）水幕系統(tǒng)的適用范圍 ①超過(guò)1500個(gè)座位的劇院和超過(guò)2000個(gè)座位的會(huì)堂、禮堂的舞臺(tái)口，以及與舞臺(tái)相連的側(cè)臺(tái)、后臺(tái)的門(mén)窗洞口。 ②防火卷簾和防火幕的上部。 ③應(yīng)設(shè)防火墻、防火門(mén)等隔斷物，而又無(wú)法設(shè)置的開(kāi)口部位。相鄰建筑之間的防火間距不能滿足要求時(shí)，面向相鄰建筑物的門(mén)、窗、孔洞處以及可燃的屋檐下。 8、水噴霧滅火系統(tǒng) 水噴霧滅火系統(tǒng)是將高壓水通過(guò)特殊構(gòu)造的水霧噴頭，呈霧狀噴出，霧狀水滴的平均粒徑一般在100～700μm之間。水霧噴向燃燒物,通過(guò)冷卻、窒息、稀釋等作用撲滅火災(zāi)。 水噴霧滅火系統(tǒng)屬于開(kāi)式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的一種。 （1）組成和工作原理 水噴霧滅火系統(tǒng)根據(jù)需要可設(shè)計(jì)成固定式或移動(dòng)式兩種。移動(dòng)式是從消火栓或消防水泵上接出水帶，安裝噴霧水槍。移動(dòng)式可作為固定式水噴霧系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)。 固定式水噴霧滅火系統(tǒng)的組成一般由水噴霧噴頭、管網(wǎng)、高壓水供水設(shè)備、控制閥、火災(zāi)探測(cè)自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。 工作原理：水噴霧滅火系統(tǒng)，平時(shí)管網(wǎng)里充以低壓水，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由火災(zāi)探測(cè)器探測(cè)到火災(zāi)，通過(guò)控制箱，電動(dòng)開(kāi)啟著火區(qū)域的控制閥，或由火災(zāi)探測(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟著火區(qū)域的控制閥和消防水泵，管網(wǎng)水壓增大，當(dāng)水壓大于一定值時(shí)，水噴霧頭上的壓力起動(dòng)帽脫落，噴頭一起噴水滅火。 （2）適用范圍和主要特點(diǎn) 水噴霧系統(tǒng)主要用于撲救貯存易燃液體場(chǎng)所貯罐的火災(zāi)，也可用于有火災(zāi)危險(xiǎn)的工業(yè)裝置，有粉塵火災(zāi)(爆炸)危險(xiǎn)的車(chē)間，以及電氣、橡膠等特殊可燃物的火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所。 使用水噴霧系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)綜合考慮保護(hù)對(duì)象性質(zhì)和可燃物的火災(zāi)特性，以及周?chē)h(huán)境等因素。 下列情況不應(yīng)使用水噴霧滅火系統(tǒng)： ①與水混合后起劇烈反應(yīng)的物質(zhì)，與水反應(yīng)后發(fā)生危險(xiǎn)的物質(zhì)； ②沒(méi)有適當(dāng)?shù)囊缌髟O(shè)備，沒(méi)有排水設(shè)施的無(wú)蓋容器； ③裝有加熱運(yùn)轉(zhuǎn)溫度126℃以上的可燃性液壓無(wú)蓋容器； ④高溫物質(zhì)和蒸餾時(shí)容易蒸發(fā)的物質(zhì)，其沸騰后溢流出來(lái)的物質(zhì)造成危險(xiǎn)情況時(shí)； ⑤對(duì)于運(yùn)行時(shí)表面溫度在260℃以上的設(shè)備，當(dāng)直接噴射會(huì)引起嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備的情況時(shí)。 水噴霧系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：水壓高，噴射出來(lái)的水滴小，分布均勻，水霧絕緣性好，在滅火時(shí)能產(chǎn)生大量的水蒸氣，具有冷卻滅火、窒息滅火作用。