张 锋，高关胜
(云南能源职业技术学院，云南 曲靖 655000)
随着经济的发展和科技的进步，建筑业发展迅速且智能化程度越来越高，为人们提供了安全、舒适的生活环境。同时现代建筑内各种用电系统繁多，由于电气故障引起的火灾几率较大，火灾成了建筑面临的主要安全问题。建筑消防安全受到社会各界的重视，自动喷水灭火系统是目前国内外公认应用最广泛、灭火最有效、灭火成功率最高的水灭火系统，该系统具有自动报警、自动灭火的功能，平时处于准工作状态，发生火灾时系统喷水灭火，达到延缓火势和扑灭火灾的目的。随着自动喷水灭火系统的功能越来越完善、效率越来越高，在全世界的使用越来越普遍。笔者就目前几种自动喷水灭火系统的适应性标准进行了分析。
自动喷水灭火系统分为闭式系统和开式系统，闭式采用闭式喷头，准工作状态下管网系统密闭不与大气连通，开式系统采用开式喷头，准工作状态下管网系统和大气相通，根据系统工作原理、报警阀类型等，可进一步细分为水幕系统、雨淋系统、预作用系统、湿式系统、干式系统等，见图1。各系统的特点、控制要求不一样，火灾时投入灭火的主要任务也不一样。
图1 自动喷水灭火系统的分类Fig.1 Classification of an autonomic sprinkler system
2.1 湿式自动喷水灭火系统
湿式系统的组成见图2，在准工作状态时管道内充满水，系统采用湿式报警阀、闭式喷头，不与大气连通，火灾时系统由闭式喷头启动。
1.消防水池；
2.水泵；
3.止回阀；
4.闸阀；
5.水泵接合器；
6.消防水箱；
7.湿式报警阀组；
8.配水干管；
9.水流指示器；
10.配水管；
11.闭式喷头；
12.配水支管；
13.末端试水装置；
14.报警控制器；
15.泄水阀；
16.压力开关；
17.信号箱；
18.驱动电动机图2 湿式系统组成Fig.2 Parts of the wet system
湿式报警阀在规定压力、流量下驱动配套部件报警，靠阀瓣前后的压力差开启，见图3，准工作状态下阀瓣前后水压相等处于关闭状态，发生火灾时喷头喷水使出口侧压力下降，阀瓣开启高位水箱向管网供水灭火，同时水沿着报警环路流向延迟器、水力警铃，当延迟器水集满后水流进入警铃，带动铃锤敲击铃盖，发出声响报警，同时压力开关输出反馈信号启动水泵。
图3 湿式报警阀结构Fig.3 Structure of the wet alarm valve
如图4所示，发生火灾时温度上升到喷头动作温度，闭式喷头爆裂喷水，管网中的水流动，通过水流指示器向控制器报警。喷头继续喷水阀瓣上侧水压下降低于下测水压，在压差的作用下湿式报警阀被迫开启，高位水箱的水流向喷头喷洒灭火，阀瓣开启水流同时流向报警阀报警管路，当延迟器充满水后水力警铃报警，高位消防水箱出水管处流量开关、水泵出水干管压力开关、报警阀处压力开关输出信号可直接启动供水泵，管网中的水改为消防水泵供水。
图4 湿式系统工作示意图Fig.4 Working diagram of the wet system
由于湿式系统在准工作状态下管网中充满有压水，在较低温度下存在着系统管道和组件内充水冰冻的危险，在高温度环境下系统管道和组件内可能水蒸汽压升高压力增大破坏管道，故湿式系统适合在环境温度≥4 ℃且≤70 ℃的场所使用，但在环境振动大导致管网连接处不紧密易泄露的场所，层高较高的大空间火灾时温度难以及时达到喷头动作温度的场所，对灭火后水渍可能会带来其他损失的场所不建议使用。
2.2 干式自动喷水灭火系统
干式系统与湿式系统相似，将湿式报警阀换为干式报警阀，喷头由管道中的有压气体启动，见图5。
1.消防水池；
2.水泵；
3.止回阀；
4.闸阀；
5.水泵接合器；
6.消防水箱；
7.干式报警阀组；
8.配水干管；
9.配水管；
10.闭式喷头；
11.配水支管；
12.排气阀；
13.电动阀；
14.报警控制器；
15.泄水阀；
16.压力开关；
17.信号箱；
18.驱动电动机图5 干式系统组成Fig.5 Parts of the dry system
干式报警阀上部与系统管路相连内充满压缩空气，下部与水源相连，阀瓣上下压力平衡使阀瓣始终处于关闭状态，通过阀瓣两侧的压力变化控制阀瓣的开启和关闭，见图6。
图6 干式报警阀结构Fig.6 Structure of the dry alarm valve
火灾时环境温度达到喷头动作温度时，喷头爆裂排气，使得报警阀阀瓣上侧压力小于下侧压力，报警阀自动开启，高位消防水箱处的水进入供水管道，压缩管道剩余空气从系统立管顶端或横干管最高处排气阀排出。报警阀阀瓣开启同时水流也进入报警管路，水充满延迟器后达到水力警铃和压力开关，水力警铃发出警报声响，压力开关反馈信号，高位消防水箱流量开关、水泵出水干管处压力开关、报警阀压力开关输出信号可直接启动水泵。见图7。
图7 干式系统工作图Fig.7 Working diagram of the dry system
干式系统弥补了湿式系统不适用于高、低温环境场所的缺点，故主要用于环境温度>70 ℃或<4 ℃的地方，但在应用时要注意由于干式系统准工作状态时管道内没有充水，火灾时喷头爆裂系统启动时管道先排气再充水，喷水会滞后不利于及时灭火，对于有大量可燃物存在初期火灾燃烧迅速的场所，或是由于建筑结构等原因火灾产生后蔓延极快的场所不建议选择。
2.3 预作用自动喷水灭火系统
预作用系统和干式、湿式系统组成差不多，组成见图8，不同的地方是预作用系统采用的是预作用报警阀。准工作状态时管道内无水，火灾发生时提前将管道的气体排出，在火灾温度达到喷头爆裂温度前，系统已完成排气冲水转换为湿式系统。
1.消防水池；
2.水泵；
3.止回阀；
4.闸阀；
5.水泵接合器；
6.消防水箱；
7.干式报警阀组；
8.配水干管；
9.配水管；
10.闭式喷头；
11.配水支管；
12.排气阀；
13.电动阀；
14.报警控制器；
15.泄水阀；
16.压力开关；
17.信号箱；
18.驱动电动机图8 预作用系统组成Fig.8 Part of the pre-action system
预作用报警阀其实是一种雨淋阀，见图9，通过电动、气动、机械或其它方式可以控制该阀的开启。
图9 雨淋阀结构Fig.9 Structure of the deluge valve
发生火灾时探测器报警确认火警后，控制器控制打开电磁排气阀和预作用阀组，配水管道排气充水，在火灾区域温度达到闭式喷头动作温度前系统转换成湿式系统。如果发生火灾时，探测器故障没有启动雨淋阀和电磁阀，火灾区域温度继续上升喷头爆裂开启排气，管网中压力下降，安装在管道中的压力开关发出信号，控制器开启雨淋阀供水灭火，见图10。
图10 预作用系统工作图Fig.10 Working diagram of the pre-action system
预作用系统克服了湿式系统和干式系统的缺点，可在低温或高温环境中替代干式系统，可用在平时不允许管道泄漏、系统误启动造成误喷产生水渍污染的场所。
2.4 重复启闭预作用系统
重复启闭预作用系统报警阀是能控制重复启动和关闭的雨淋阀，在扑灭火灾后自动关闭报警阀停止喷水；
当火灾复燃时自动开启报警阀恢复喷水；
该系统采用的感温探测器可以在发生火灾时发出信号报警，火灾扑灭后环境恢复常温时发出信号关停系统，这样根据现场火灾情况重复启动、关闭水泵和具有复位功能的雨淋阀，直至彻底灭火。重复启闭预作用系统用于不能因为过度喷水产生大量损失，灭火结束后要立即停止喷水的场所，如集控计算机房、电缆间、配电间和电缆隧道等。
2.5 雨淋系统
与前几种系统不同，雨淋系统采用开式喷头和雨淋阀报警阀，由火灾自动报警系统控制(电动控制)或传动管控制(液动控制)启动，见图11。系统一启动就会立即大面积喷水，初期用水量较多。适用于可燃物较多，发生火灾时火势蔓延速度特别快，需要立即大面积喷水、快速灭火、快速控火的特别危险场所；
或者室内层高较高采用闭式系统的话由于火灾前期喷水不及时导致火势难于控制，为防止火势蔓延必须迅速扑救初期火灾的严重危险级Ⅱ级场所。
1.消防水池；
2.水泵；
3.止回阀；
4.闸阀；
5.水泵接合器；
6.消防水箱；
7.雨淋报警阀组；
8.配水干管；
9.配水管；
10.开式喷头；
11.配水支管；
12.报警控制器；
13.压力开关；
14.电磁阀；
15.感温探测器；
16.感烟探测器；
17.信号箱；
18.驱动电动机(a)电动机雨淋系统示意图1.消防水池；
2.水泵；
3.止回阀；
4.闸阀；
5.水泵接合器；
6.消防水箱；
7.雨淋报警阀组；
8.配水干管；
9.配水管；
10.开式喷头；
11.配水支管；
12.报警控制器；
13.压力开关；
14.开式喷头；
15.信号箱；
16.驱动电动机(b)液动雨淋系统示意图图11 雨淋系统组成Fig.11 Parts of the deluge system
2.6 水幕系统
水幕系统的组成和工作原理与雨淋系统一样，采用开式喷头和雨淋阀。不同点在于雨淋系统的主要任务是迅速扑灭初期火灾，防止火势失去控制；
水幕系统的主要任务是控制火势不扩散到其他防火分区。水幕系统可分为防火分隔水幕和防护冷却水幕，前者在防火隔断处设置多排开式喷头，利用喷洒形成的水帘阻挡火灾和烟气向其他场所扩散，将火势控制在火灾区域；
后者主要是发生火灾时喷水在防火分隔设施(如防火卷帘、防火门)表面进行降温，使其耐火完整性和耐火隔热性免遭破坏。适用于设置防火卷帘或防火幕的上部；
不能设置防火分隔的地方，如舞台口等；
建筑物的门窗洞口等防火间距不满足要求的地方；
石油化工企业防火分区处或防火分隔处等水幕保护或分隔的场所。
自动喷水灭火系统灭火成功率高、应用安全可靠、运行维护成本低，是建筑消防灭火系统的首选水灭火系统，在进行自动喷水灭火系统的系统类型选项设计时，要根据建筑物的不同用途、规模、火灾危险等级，设置场所的火灾特点及环境条件，结合各类系统的工作原理、控制方式及管网充水情况，综合选择最合适的系统类型。
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