自动喷水灭火系统设计方案.docx

1、自动喷水灭火系统设计方案自动喷水灭火系统的设计、安装、调试、检测和验收一、基本设计数据的确定 建筑物的火灾危险等级划分确定后，就要确定该类建筑物喷水灭火系统的基本设计数据。基本设计数据通常包括喷水强度、作用面积、喷头动作数、每只喷头保护面积、最不利点处喷头压力以及理论供水量等。 喷水强度是喷水灭火系统设计最重要的控制数据，不同火灾危险等级的建筑物，喷水强度也不同。我国自动喷水灭火系统设计规范规定轻火灾危险级的建筑物的喷水强度为3Lminm2；中火灾危险级建筑物喷水强度为6Lrainm2；严重火灾危险级建筑物喷水强度为1015Lrainm2。 作用面积，即喷水灭火系统允许喷水最大面积，在这个面积

2、内，喷水强度、喷水的均匀性能得到保证。作用面积的大不主要是根据建筑物燃烧特性(包括建筑物内贮存的可燃物)、可燃物多少及燃烧时间等因素来制定的。我国喷水灭火系统设计规范中轻级、中级、严重级分别为180m2、200m2、300m2。 喷头动作数和作用面积是紧密相关的，选定了喷头，确定了作用面积，也就知道喷头最大动作数了。 最不利点处喷头压力一般情况为0IMPa，最低不得小于005MPa，这主要是根据喷头特性和喷水强度要求决定的。在设计时，决定了最不利点处喷头压力，就要按这一压力下每只喷头的保护面积(符合喷水强度)计算全部作用面积内应配置的喷头数。为了保证作用面积内每个喷头的流量、压力限定在一定的允

3、许偏差范围内，管网管径要有所变动，必要时还要力口设节流管、减压孑L板或比例减压阀，以防在规定时间内的给水量，在限定时间还未到就喷完。 理论用水量和设计用水量。理论用水量，即喷水强度乘作用面积再乘灭火时间，这个乘出来的数值是理论值。实际上，每个喷头的喷水量不可能完全一样，因为有个偏差范围，再加上其他水量损失因素，所以理论用水量必须乘一个系数，一般取11513，即设计用水量应为理论用水量乘11513倍。 二、选定给水源 自动喷水灭火系统的水源可分为有限水源和无限水源，有限水源一般指限定了的水源，无限水源则是不限定的水源。(一)有限水源 有限水源指压力水箱、高位水箱等定量水源。一般用于轻火灾危险级建

4、筑物，允许设置的喷头数不超过1000个，每一保护区的喷头数不超过100个。(二)无限水源 无限水源指城市自来水管网、容量足够喷水灭火系统一次灭火用水量的高位水箱和水池、消防泵给水装置(包括城市自来水管网、加压送水设备、中间水箱)。 无限水源可用于轻火灾危险级和中火灾危险级建筑物，当用于轻火灾危险级建筑物时，允许设置的喷头数不超过2000个，每一防护分区的喷头数不超过500个；当用于中火灾危险级建筑物时，允许设置的喷头数不超过1000个，每一防护分区喷头不超过500个。 用一个无限水源和一个有限水源联合给水时，可用于任何火灾危险等级的建筑物，但允许设置的喷头总数不超过5000个。采用两个无限水源

5、和一个有限水源联合供水的喷水灭火系统，允许设置的喷头总数不超过10000个。采用两个无限水源和两个有限水源供水的喷水灭火系统，允许设置的喷头总数为20000个。 压力水箱设置要求。压力水箱必须设在喷头布置的中心处或设在喷水保护的建筑物内易于接近的房间，该房间必须无可燃物，结构构件必须达到规定的耐火等级要求，且和其他房间设有防火隔断措施。另外，压力水箱设置房间还应有防冻和避免水箱受机械损伤的措施。当压力水箱作单独水源向喷水系统供水时，水箱容量不得小于15m3，水箱充水充气必须自动化。当水箱作双水源中一个水源向喷水灭火系统供水时，水箱内必须保护一定的水量，即轻火灾危险级建筑物为75m3；中火灾危险

6、级和严重火灾危险级为15m3。水箱充水管和充气管上必须配有一个止回阀，其位置应尽量*近水箱。水箱充水管一般不得小于40mm，充气管不得小于20mm。水箱充水时，水流量不得低于6m3h；充气时，气流量不得低于25m3h。充水压力管道上必须装一个压力表。喷水灭火系统消防泵不得用于向压力水箱充水。压力水箱上必须配置一对压力表和一个液位计，液位计必须采取适当的保护措施，防止玻璃管受机械损伤。液位计两端应配活塞，只有在测量水位时才能将活塞打开。压力水箱必须有能够承受水箱工作压力和能持续使用两年以上的防腐保护措施。压力水箱内的空气比例不能低于水量的三分之一。 水箱内最低气压由下列因素决定： 1水箱内气压的

7、比例； 2水箱内的水全部排出后，水力计算时，保证喷头最低压力； 3水箱底部和最高喷头几何高差。 高位水箱(或水池)设置要求。高位水箱系指通过一根专用给水管和喷水灭火系统相连的贮水器。高位水箱的测量高度必须满足喷水灭火系统工作压力。高位水箱可作为有限水源或无限水源。当高位水箱的水量能满足喷水灭火系统全部工作时间用水时，可视作无限水源。作有限水源时，高位水箱内必须保持的最低水量应符合现行规范要求，也可参考下列数值： 轻火灾危险级建筑物时15m3； 中火灾危险级建筑物时30m3； 严重火灾危险级建筑物时40m3； 高位水箱必须保证在任何时候都能提供喷水灭火系统所需的水量。高位水箱必须装一根直径能满足

8、要求的溢流管，安装液位计。高位水箱还必须有防腐保护措施。 消防泵给水装置应设在喷水灭火系统的中心处或设在喷水灭火系统建筑物的房间内。消防泵房建造结构、构造及装修材料等应符合防火设计要求。消防泵房还必须设有良好的通风装置，室温不得低于5，且也不得高于40。泵房内设有柴油发电机组作备用电源时，室温不得低于15，且燃烧时产生的废气必须排至室外。 喷水灭火系统的消防泵必须有直接启动装置，泵上须配有两个可检查的接触开启装置，如按钮开关、压力开关等。消防泵须设吸水或引水设备。当泵吸水管内出现最低水位时，即使泵以设计能量运转也不会出现负压，应另设引水装置；当泵以设计能量运转时，如果在上水位和最低水位之间出现

9、负压，应设置吸水设备。 在消防泵以设计能量运转和出现最低水位情况下，吸水管内负压不得超过0.04MPa；当泵以设计能量运转时，吸水管的流速不得超过2.5ms。 喷水灭火系统采用的消防泵必须根据水力计算结果来选择，即泵的流量不得小于设计供水量，扬程应满足最不利点喷头压力要求。 消防泵的充水装置应设在泵的上方，且能自动充水的水箱。水箱必须通过一根管道和泵的压力管相接，并在管道上紧*泵的地方装一个止回阀。水箱必须保证吸水管内任何时间都充满水。充水水箱必须配一个浮球阀以保证水箱自动充水。充水水箱和充水管道的尺寸不得小于下列规定：用于轻火灾危险级建筑物，充水水箱最低充水量为01m3h，充水管道最小直径为

10、32mm；用于中火灾危险级和严重火灾危险级的建筑物，充水水箱最低充水量为05m3h，充水管道最小直径为50mm。 每套喷水灭火系统消防泵装置都必须配有一根备用排水管，以避免在泵装置发生故障及喷水灭火系统需水量很小的情况下(只开启少量喷头)损坏泵。备用排水管的管径应根据水力计算确定。当泵的实际出流量等于允许的输出量时，备用排水管必须保证其排水量不低于允许输出量的2。如果排出的水量超过允许输出水量的2，在安装设备时必须考虑到这部分水量。 每台喷水灭火系统用泵都必须有单独的引水管或吸水管。在双水源或多个水源情况下，喷水灭火系统用泵必须有选择地由各水源分别供水。 当泵装置直接由自来水管网供水时，喷水灭

11、火系统用泵的附近应有一根旁通管。当喷水灭火系统的输水量为额定值时，自来水管网内的压力不得降到005MPa以下。消防泵的吸水管和出水管上都必须分别装一个适当的压力表。泵的出水管上还必须接一条试验用管道，其位置应在止回阀前面。试验管的直径必须保证在泵以设计输水量12倍的能量试验运转时，最大流速不超过12m/s。 中间贮水池和蓄水池的要求。喷水灭火系统的中间贮水池(高层建筑分区供水时用的较多)和蓄水池可用钢结构或钢筋混凝土结构，可安装在空中或地下，对这类水池有如下几点要求。 1蓄水池的水容量能供喷水灭火系统所需全部用水。水池大小应根据水力计算得出的实际用水量和喷水灭火系统最低工作时间来确定。 2中间

12、水池的容量当作有限水源时，用于轻火灾危险级建筑物，水池容量不小于5m3；用于中火灾危险级建筑物，水池容量不小于20m3；用于严重火灾危险级建筑物，水池容量不小于70m3。 3水池要有防腐防冻措施。地下水池必须配一条内径不小于100的通风管，其位置应高出水平面，通风管必须采取适当保护措施，防止受污染和被堵塞，必须保证避免日光透过通风管照入水池内。室内水池应有通风和采暖设备，防止形成过量的冷凝水。 4水池自动充水必须由两个以上不由外部电源供电的供水系统来完成。水池进水管上应按水流方向设一个止回阀和污泥杂质固液分离机，分离机前后都必须装压力表，以检查分离工作情况。 5水池上应有易读的水位标记，必要时

13、还得装一根溢流管； 6水池应设清洗排放管，以便检查清洗水池。 三、自动喷水灭火系统的设计计算 (一)喷水灭火系统的设计计算 喷水灭火系统的设计包括建筑物火灾危险等级的划分、基本设计数据的确定、组件选择及水源设计和确定等。上述内容前面的章节都已介绍了，这里主要介绍管网布置和水力计算。 1.管网 喷水灭火系统的管网，由直接安装喷头的配水支管、向配水支管供水的配水管、向配水管供水的配水干管以及总控制网向上(向下)的垂直立管组成。 立管主要用来联接楼层间管网和配水管和配水支管。立管和配水管之间的连接方式有四种：即中央中心型给水，测边中心型给水，中央末端型给水和侧边末端型给水。 一般情况下，不同火灾危险

14、等级下，不同管径，不同材质的管了可安装的喷头数量如表4410。 表4410 不同管径的钢管允许安装的喷头数 铜管允许安装的喷头数多于上表数值。楼层允许安装的喷头个数一楼54个二楼54个三楼54个四楼54个五楼54个六楼54个 2设计流量和管道水力计算 (1)自动喷水灭火系统设计秒流量的计算，根据资料有下列几种计算方法： 我国给排水设计手册介绍的方法。即从系统设计最不利点的喷头开始，沿程计算各喷头的压力、流量和管段的累计流量、水头损失，直到管段累计流量达到设计流量为止；在此以后的管段中流量不再增加，仅计算沿程和局部水头损失。此计算方法的特点是：在系统中除最不利点喷头处的任一个喷水量或任意四个相邻

15、喷头的平均喷水量均超过设计要求。 英国“自动喷水装置规定”中规定的严重危险级系统和雨淋、水幕系统的计算方法为： 从水力计算角度确定系统上最不利工作面积的位置，此工作面积的形状尽可能做成正方形，其一边以配水支管为界，并计算出带有同时作用的喷头的配水支管数； 配水管计算应保证最不利工作面积内的最小喷水强度，喷水强度计算是按一个正方形或平行四边形(当喷头为交错排列时)角上的任意四个喷头的总喷水量除以4乘正方形，长方形，平行四边形的面积。 美国“自动喷水系统安装标准”规定： 对系统按水力计算要求确定的设计面积应是矩形面积，它的长边平行于支管，等于或大于作用面积平方根的12倍，喷头数若有小数就进位成整数

16、。 作用面积内的每只喷头喷水量，至少应等于规定的喷水强度，水力计算从面积内是远的喷头处开始，每个喷头的喷水量应根据该喷水处压力计算。 德国“喷头装置规范”规定： 首先应确定作用面积的位置，再求出作用面积的喷头数，要求各单独喷头的防护面积和作用面积内所有喷头的平均防护面积的误差不超过20(相邻四个喷头之间的面积可假定为一个喷头的防护面积)。 综合以上几种计算方法，我国给水手册的方法和英国规定的严重危险系统计算相似，偏于安全，且计算时按最不利点处喷头起逐个计算，不符合火灾发展的一般规律，实际火灾发生时一般都是由火源点呈辐状向四周扩大蔓延，而只有失火区的喷头才会开放喷水，因此采用“矩形面积”保护方法

17、以及仅在“矩形面积内的喷头才计算喷水量是合理的；其中对严重危险级系统为确保安全，在矩形面积内的每个喷头流量应按该喷头处的水压计算确定，只有这样才能保证任意相邻四只喷头的防护面积的喷水强度不得小于规定的喷水强度。对轻危险级和中危险级系统由于燃烧物的性质和数量均次于严重危险级系统，因此不采用严重危险级系数计算方法。火灾实例证明，在火灾初期往往是只开放一只或数只喷头，对轻级或中级危险系统往往也是*少量喷头扑灭了火灾。如上海国际饭店、中百一店和上海厦的几次火案例，开放的喷头数最多不超过4只。1983年北京香山饭店地下室的一次火灾也仅开放了3只喷头。这是因为火灾初期可燃物少，且少量喷头开放，每只喷头的实

18、际水压和流量必然超过设计值较多，有利于灭火；即使火灾扩大，对上述系统只要确保在作用面积内的平均喷水强度也能保证灭火。因此，对轻级和中级危险系统计算时，假定在作用面积内每只喷头的喷水量均等于不利点喷头的喷水量，这样也简化计算过程。 对仅在走道内安装一排喷头保护时，如旅馆有服务台的客房层走道，其计算动作喷头数按下述因素确定： 双面布房时建筑走道的最小宽度为140m，对疏散最不利的袋形走道最长疏散距离为15m。 当喷头处压力49X104h，则喷水量为4557Lmin。 袋形走道内需布置的喷头为15316=5只对轻危险级建筑物，袋形走道最长疏散距离为22m，为达到30Lminm2喷头强度时圆形保护面积

19、为1886m2，故喷头有效保护半径R：245m。 综合以上诸因素，对仅在走道内布置一排喷头时，其水力计算不必按“矩形面积”法，且不论走道内单排管道上布置多少喷头，动作喷头每层最大按5只计算。对雨淋、水幕系统和严重危险级系统应按实际计算确定，但要求系统最有利点和最不利点处喷头流量差不致过大。对轻危险级和中危险级系统，由于计算时假定和喷头处流量相等，因此，干管设计流量必须按经验适当加大。 按我国给排水设计手册的计算方法，计算多种类型的枝状管道系统，计算所得的设计流量约为理论值的1.15-1.40倍。综合以上资料，我国规范规定设计流量为理论值的1.151.30倍是可行的。 (2)在多层或高层建筑的消

20、防给水系统设计中，由于高低层消火栓所承受的水压相差很大，低层部分消火栓的出水量会远远超过规定的流量，以致使储存于水箱中的10rain消防储水量在45min内即用完，通常的方法是低层部分消火栓前装置减压孔板，以降低消火栓出口压力，使出水不致过大。在自动喷水灭火系统设计中，不但存在着低层管道系统中水压的不平衡，即使在同层中，当保护面积较大时，由于设计是按最不利工作面积计算，则对系统中的有利工作面积内喷头的水压也有剩余，需要喷头数量太多，所以习惯是对连接的有利工作面积的配水管或配水干管予以减压，减压的方法可以采用设置减压阀，减压孔板、节流管，比例减压以及缩小有利工作面配水支管的管径等方法增加沿途水头

21、损失达到减压目的。 (3)自动喷水灭火系统管道内的水流速度参考下述资料确定： 我国给排水设计手册建议，管内允许流速钢管一般不大于5ms；铸铁管为3ms。 德国在规范中规定，必须保证在报警阀和喷头之间，水的流速在管网内不超过10ms，在配件内不超过5ms。 综合以上资料，自动喷水灭火系统管网内的水流速度不应大于5ms。而对某些配水支管需用缩小管径增大沿程水头损失达到减压目的时，水流速度可以超过5ms，但也不应超过10ms。 (4)国内外对自动喷水灭火系统管道的水头损失计算公式类型较多，常用的有下列几种。 英、美、日、德等国自动喷水灭火系统规范公式，即海珍威廉公式中，管道材质常数C，对铸铁管C：1

22、00，钢管C：120。又：美国工业防火手册规定，对自动喷水系统的管道为钢管或镀锌管时，管径为2时或以下时，C：100，大于2时时，C：120。日本资料介绍： 当管径大于50mm，管道内平均流速大于15ms时，采用海珍威廉公式，其中C值：对干式喷水系统的钢管C：100 湿式喷水系统的钢管C：120湿式系统的铸铁管C：100 由于各公式本身的局限性或某些缺陷，以及采用的系数值(n、c、入)差异，其计算结果相差较大，尤以我国室内给水排水设计规范)采用的公式计算水头损失值为最高。 考虑下述因素： 自动喷水灭火系统管道计算和室内给水系统管道计算的一致性； 据美国工业防火手册介绍：“经过实测，自动喷水系统

23、管道在使用2025年后，其水头损失接近设计值”。我国三十年代安装的喷水系统管道，至今已有50年以上的历史，有的因锈蚀而堵塞，更多的仍在继续使用，所以管道水头损失的计算公式偏于安全。 所以在目前国内对自动喷水管道尚无水头损失实测资料之前，计算公式采用室内给水排水和热水供应设计规范)的公式。局部水头损失计算，国内外普遍采用的方法不外乎采用公式计算或估算两种。公式计算是基础，但为了方便计算，且公式计算中的局部阻力系统值也是一个经验数据值，同时局部水头损失值的比例也较小，因此各国规范中对局部水头损失都采用估算方法。现分述如下： 我国规定：消防给水管网局部水头损失按沿途水头损失的10计，生活、生产、消防

24、共用给水管网，相应为20。 我国给排水设计手册)中建议，自动喷水系统管道局部水头损失按沿途水头损失的20取用。英、美、日德等国规范，均采用当量长度法计算。 英国FOC规定： 轻危险级系统，水流经过弯管、丁字管的局部压力损耗相似于2m长的直管； 中危险级系统和严重危险级系统，相应为3m管长 日本、德国规范的当量长度是按管道材质系数C二120计，当C：100时，需乘以修正系数0713。 自动喷水灭火系统管道水力计算较为繁琐，因其分枝管路较多，管道中同时有许多喷头喷水，且每个喷头出水流量由于各处水压不同而各不相同，且冗长的、重复的计算过程中还可能出现人为的差错，为简化计算，国外规范中都列有管道估算表

25、。由于实际工程设计中管网布置形式多变，且火灾发生时喷头实际动作情况也是多变的。因此，如何编制管道估算表以及管道估算表的适用范围，这在国外资料介绍中也有所不同。前苏联规范规定，可按估算表初步确定管径，并用水力计算进行验算。英、美国规范将估算表列入规范正文，可以和水力计算法同样有效地确定管径。但管道估算表不适于环状管网和布置复杂的枝状管道中。所以最好的办法是采用电子计算机进行水力计算。但限于条件，目前还不能得到普遍推广，因此有条件地采用管道估算表法，是当前比较现实的简化计算法。 3减压孔、节流管和比例减压阀 孔板须是具有无毛刺光面中心孔的黄铜板.自动喷水灭火系统的施工安装、调试 自动喷水灭火系统的

26、施工和验收是保证该系统能正常投入工作状态，在万一发生火灾时准确启动灭火的又一关键步骤。先将国内外这方面的资料和经验简要介绍一下，以便施工单位、公安消防机构有关人员参考。 一、施工前的准备工作 自动喷水灭火系统的施工人员必须经过技术培训，对喷水系统的原理、使用有所了解，并熟悉设计图纸。 施工单位必须有安装喷头的专用工具，备有专用的部件、管件、防晃支架、吊架及其他专用的材料和设备。 自动喷水灭火系统的控制阀、喷头、电磁阀、水流指示器、安全信号阀、压力开关、比例减压阀以及和之配套的火灾报警系统系列产品，均应符合国家及省、市有关标准，且经验测合格，不合格产品不准使用。 自动喷水灭火系统在施工前，设计单

27、位应向施工单位进行详细的技术交底，并有专人负责施工质量检查及系统设备保管、检验。 二、材料及组件检验 自动喷水灭火系统所用的管子、管件、支架、防晃架等应进行如下检验：(一)管子、管件、各种支吊架所用材质、规格、型号等应和设计图纸所标明的要求相符。凡未标明的，应使用生产厂家合格产品或经有关部门认可的产品，不得用不合格产品或随意用替代品。一般情况下，系统管网用镀锌钢管或铜管和镀锌无缝钢管。管子表面要求无裂纹、缩孔、夹渣、重皮等缺陷。管子的尺寸偏差要符合现行部颁标准和国标要求。管子的螺纹密封面完整，无损伤、毛刺等缺陷，精度及表面粗糙度应达到设计要求和制造标准。 非金属密封垫片要求质地柔软、无老化变质

28、或分层现象，表面无损伤、邹纹等缺陷。法兰密封面应平整光洁，不得有毛刺及径向沟槽，凹面法兰能自然嵌合，面的高度不得低于凹槽的深度。(二)喷头应进行如下检验： 1凡新设计的工程，应采用合格的新喷头；凡改过的工程，应采用和原系统喷头型号、规格一致的喷头，若无原型号、规格的喷头，应选用温级一致且型号接近的喷头。 2喷头的色标必须明显，且符合规定的色标温级，不得自行在喷头上涂其他颜色涂层。凡发现色标和温级不符的喷头，要退回厂方，不得凑合使用。 3工程中的使用的各种型号、规格喷头，要按标准进行使用前的抽检，不合格的不能用。 4选用的喷头型号、规格要符合设计要求，一般情况下，喷头的温级要和使用环境相协调，即

29、闭式喷头的动作温度比使用环境温度高30左右。 5喷头的商标、型号、制造年月及制造厂等标志要齐全。喷头外观无加工缺陷和机械损伤；螺纹密封要平整、光滑，其尺寸偏差符合现行标准。 6闭式喷头的性能检测或抽检。 7开式喷头性能检测：开式喷头包括水幕喷头、水喷雾喷头和普通开式喷头。这些喷头共同的检渑项目是布水性能试验。另外水幕喷头还得作降温、隔热隔烟等性能检测试验；水喷雾喷头还得作水的雾化性能及灭火性能试验等，普通开式喷头都得作喷头强度等性能检验。 不管闭式喷头还是开式喷头，在安装使用前，要保存在不受振动、无腐蚀的地方。(三)阀门检验 自动喷头灭火系统所用的闸阀、止回阀、电动蝶阀、报警控制阀、安全信号阀

30、、比例减压阀、安全阀、排气阀等各类安全阀门在系统中的作用如下： 1闸阀主要安装在供水立管、配水干管上，即自动喷水灭火系，统定期进行检修时，关闭供水系统部份管段的闸阀，检修完以后，再：开启并锁定在开启位置。现在，闸阀一般被安全信号阀代替，因闸阀没有锁定装置，有时被关闭或半关闭，万一发生火灾，造成中断供水，故用安全信号阀代替闸阀或闸阀加锁定装置是必要的。 2止回阀一般安装在不允许水倒流的管段上，如水泵出水管上，通向水箱的立管上、不泵接合器上以及其他防止水倒流的管段上。 3电动蝶阀一般安装在要求设自动控制其开启的阀门处，如报警控制阀的上下管段上，平时无人且又要求该管段上设的阀门能电动开启的地方。 4报警控制阀是带报警装置的控制阀门，有湿式报警控制阀；干式报警控制阀；干、湿两用报警控制阀；雨淋阀等。这些控制阀共同的地方是报警装置和能切断或接通水流且防止水倒流等，不同的是用于不同喷水灭火系统，阀的开启关闭方式不同。 5安全信号阀是安装在管道上带启闭信号的阀门，该阀一般安装在配水干管和配水管上，可代替闸阀。 6比例减压阀是安装在需要按比例减少管网不同管段水流压力损失的阀门。 7安全阀一般安装在水泵出水管道上或加压给水装置的进水管道上，当水压超过设计压力时能自动泄放压力的阀门。该阀可减小系统因水泵启动或阀门等