主页 > 新闻动态 > 自动喷淋灭火系统性能的分类、问题及测试方法 2021-11-24

自动喷淋灭火系统性能的分类、问题及测试方法

自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组件，以及管道、供水设施组成，并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。由湿式报警阀组、闭式喷头、水流指示器、控制阀门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。系统的管道内充满有压水，一旦发生火灾，喷头动作后立即喷水。
一、自动喷水灭火系统的分类：
依照采用的喷头分为两类：采用闭式洒水喷头的为闭式系统；采用开式洒水喷头的为开式系统。
1.闭式系统：闭式系统的类型较多，基本类型包括湿式、干式、预作用及重复启闭预作用系统等。用量最多的是湿式系统。在已安装的自动喷水灭火系统中，有70%以上为湿式系统。
（1）湿式系统：由湿式报警阀组、闭式喷头、水流指示器、控制阀门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。系统的管道内充满有压水，一旦发生火灾，喷头动作后立即喷水。
（2）干式系统：准工作状态时配水管道内充满用于启动系统的有压气体的闭式系统。
（3）预作用系统：准工作状态时配水管道内不充水，由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀后，转换为湿式系统的闭式系统。
2.开式系统：采用开式洒水喷头的自动喷水灭火系统，包括：雨淋系统、水幕系统。
（1）雨淋系统：由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统。亦称开式系统。
（2）水幕系统：由开式洒水喷头或水幕喷头、雨淋报警阀组或感温雨淋阀，以及水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组成，用于档烟阻火和冷却分隔物的喷水系统。
二、自动喷淋灭火系统存在问题：
自动喷淋灭火系统的可靠性已毋庸置疑,然而在设计施工和运行维护中出现的问题却影响到灭火的效果。例如在设计时,喷头布置不当或者在日后的使用中重新划分防火分区而导致喷头作用面积不足,出现喷水盲点；在施工过程中油漆、涂料等附着在喷头热敏元件上,延迟喷头响应时间；喷淋体统管网缺少减压装置,导致管道压力过大,管道破裂漏水留下水渍；屋顶水箱直接连接到喷淋系统管网而没有经过报警阀等。种种问题影响到自动喷淋灭火系统控火、灭火的可靠性和系统运行的稳定性,其中最为严重的就是喷头作用面积不足而存在的喷水盲点。因此探索测试自动喷淋灭火系统性能的方法,找出喷头保护不到的区域就显得尤为重要。
三、测试自动喷淋灭火系统性能的方法：
理论与实验相结合,测试喷头的保护面积,消除喷头保护区域的盲点,提高自动喷淋系统的可靠性在实际应用上具有很大的意义。
国内外针对喷头喷水强度在空间上的分布已有过专门的研究。例如中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室做过的喷淋液滴运动轨迹及有效控制半径的理论模型研究。研究通过对单个液滴水平和竖直方向上的速度建立数学模型,分析得出初始喷射角、初始速度和粒径是决定喷头保护面积的决定性因素。美国伊利诺州西北大学应用粒子成像测速法(PIV)测量喷头附近液滴运行速度,得到几个典型喷头在不同角度和不同方位情况下的速度分布。相比较已经得出的偏于理论的研究成果,如果可以建立一套简单的实验装置直观的反映出单个喷头喷水液滴在空间的强度分布情况,并以此装置为基础得出整个喷淋系统喷水强度分布情况,就可以确定自动喷淋系统的喷水性能,找到喷头作用面积保护不到的地方。这对自动喷淋系统的发展有着十分重要的作用。
建立一套实验装置,以测定喷头喷水量在作用面积上的喷水强度与喷头出流量、出流压力、作用高度和喷水半径关系来更好的确定自动喷淋系统的喷头布置为实验目的。以流量作为主要变量,因流量分布直接影响到自动喷淋系统的控火、灭火效果。以单个标准喷头为主要研究对象,从单个喷头得到的结论拓展研究两个、多个喷头共同作用下的喷水强度分布情况,以期结合计算机分析应用于工程甚至在线监测系统,测试任意自动喷淋灭火系统是否可以达到灭火要求。
实验通过水泵将水提升至实验室屋顶水箱,之后自流供水经压力调节阀、蝶阀、压力表和流量计至固定在支架上的标准喷头。通过喷头前设置的阀门控制喷头出流水量、水压,通过流量计、压力表测出水量、水压。另外,通过改变支架活动横杆的位置来调节喷头距离地面高度。这样就可以做到在确定水量、水压、高度三个变量中任意两个变量的情况下,喷水强度和单一变量之间的关系。在喷头喷水覆盖面积内放置一定数量的烧杯(配量筒),喷水强度的测试由在喷头作用面积内安装的固定烧杯(配量筒)直观得出结果。在作用面积上设置积水坑,收集喷洒下来的水,通过水泵再次提升至屋顶水箱实现水的循环使用。分析实验数据,在坐标纸上描出喷水强度与水量、水压、高度等变量的曲线,从而利用高等数学的知识分析数据得到喷水强度与变量的方程。实验中主要调节的变量为,喷头出水流量Q、喷头出水压力P和喷头距地面作用高度H。采用单变量法,改变任一变量数值,固定其他变量,分别测量喷头保护面积的半径R及保护面积内各点喷水强度qr具体步骤如下。
(1)固定喷头出水流量Q和喷头出水压力P,移动固定喷头的支架横杆调节喷头作用高度H,读取压力表和流量计读数,测量喷头作用高度与喷头保护面积半径R及保护面积内各点喷水强度qr。
(2)固定喷头作用高度H和喷头出水流量Q,调节蝶阀改变喷头出水压力P,读取压力表和流量计读数,测量喷头作用高度与喷头保护面积半径R及保护面积内各点喷水强度qr。
(3)固定喷头作用高度H和喷头出水压力P,调节蝶阀改变喷头出水流量Q,读取压力表和流量计读数,测量喷头作用高度与喷头保护面积半径R及保护面积内各点喷水强度qr。
具体实验装置如图1。

图1 实验装置

通过对单一标准喷头的实验,得到喷水强度与喷水水量、喷水水压和喷头作用高度的关系,应用数学模型算出喷头的保护面积,从而得到影响自动喷淋系统保护面积的因素。以本实验为基础,找出多个喷头共同作用下影响喷头喷水强度的因素,测试自动喷淋灭火系统的性能,在今后的自动喷淋灭火系统的发展中无疑有着十分广阔的空间。
四、教学设备的推荐与介绍：

MY-54A 喷淋灭火系统实训设备

一、自动喷淋灭火系统实训装置,智能楼宇实训室设备,自动喷淋灭火系统实训设备产品概述：
本装置主要依据《自动喷水灭火系统设计规范》相关标准设计,该系统具有喷水灭火系统典型结构，能够完成火灾探测，火灾报警，现场灭火等演示性实训项目，同时还能清楚的展示喷淋灭火系统的典型设备构成和系统工作原理，通过该装置的操作学习，学生可以对楼宇中喷水灭火系统的结构有一个全面的了解，掌握建筑物内部主要灭火设备的应用，熟悉楼宇中湿式报警阀、水流指示器、压力开关等灭火设备的结构和原理，熟悉灭火系统的控制原理和工作过程。它适用于学习《建筑灭火系统》、《楼宇给排水系统》、《楼宇消防控制系统》等专业课的中职业院校的实训教学。
二、自动喷淋灭火系统实训装置,智能楼宇实训室设备,自动喷淋灭火系统实训设备产品特点：
1.具有试验性喷淋启动功能，当自动控制系统出现故障时，可手动启动喷淋泵
2.本身自带控制器，可实现本地控制，也可实现消防报警联动控制
3.模型框架和水箱等主要部件全部使用不锈钢器件，保证不生锈、不易老化
4.喷淋泵和气压罐等关键设备分别采用德国和瑞士进口设备，稳定型强
5.湿式报警阀、水流指示器、压力开关等设备全部通过国家强制性产品认证
三、自动喷淋灭火系统实训装置,智能楼宇实训室设备,自动喷淋灭火系统实训设备技术参数：
1.输入电源：三相四线～380V±10% 50Hz
2.环境温度：+4℃～+45℃
3.装置容量：＜4kVA
4.外形尺寸：2170mm×720mm×1808mm
5.安全保护：具有漏电自动保护装置
四、自动喷淋灭火系统实训装置,智能楼宇实训室设备,自动喷淋灭火系统实训设备实训项目：
1.系统结构与设备认识
2.喷淋灭火系统仿真软件安装与使用
3.喷淋灭火系统伺应状态操作
4.喷淋灭火系统调试
5.火灾探测与火灾报警
6.喷淋灭火操作
7.喷淋灭火监控软件安装与使用
8.喷淋系统系统综合操作训练
9.喷淋灭火系统与消防报警系统联动（选做）
五、自动喷淋灭火系统实训装置,智能楼宇实训室设备,自动喷淋灭火系统实训设备基本配置及参数
1.喷淋灭火系统配置
2.模型框架和水箱等主要部件全部使用不锈钢器件，保证不生锈、不易老化，模拟两层大楼喷淋灭火系统；模型系统主要由喷淋水泵、气压罐、湿式报警阀、水力警铃、延时器、压力开关、水流指示器、封闭式喷头、试验阀、火灾探测器、火灾报警器等典型喷水灭火设备构成，能生动模拟大楼内水灭火系统的典型结构。
3.喷淋水泵：数量1台功率 750W 扬程：30米流量:8立方米/小时
4.高位水泵模拟气压罐：数量1台容积50升，功率 750W扬程：30米，0.3MP
5.湿式报警阀：数量1台口径：Ф100mm额定工作压力1.2MPa
6.玻璃球喷头：数量6个68℃温级
7.水流指示器：数量2个灵敏度15L-37.5L/min
8.感烟探测器：1个，总线编码型，报警电流小2MA普通烟雾体浓渡等级
9.感温探测器：1个总线编码型，报警电流小2MA、68℃温级
10.电源控制屏：提供交流电源：单相交流电220V 50Hz，带有过流保护
11.火灾报警控制器(联动型)
（1）采用192×64点阵液晶显示，可同屏显示4行12列汉字信息
（2）可以现场编辑总线设备的区、层、状态、类型、安装位置等信息
（3）256条事件记录，记录控制器运行中的各种事件，可随时查阅
（4）可以现场编辑联动公式
（5）2个总线回路，可连接254个现场器件
（6）1个 RS485 通讯口，用于同火灾显示盘、设备操作盘、灭火控制盘进行通讯，可接16台火灾显示盘；2台设备操作盘；4台（8区）灭火控制盘
（7）探测器
配备可燃气体探测器、智能光电感烟探测器和差定温火灾探测器等三种探测器。
（8）输入模块、控制模块输入模块
主要用于压力开关等信号检测，控制模块主要用于控制排烟阀、送风阀、卷帘门等设备。
12.联动盘现场接口
（1）三线控制，接线部分简洁方便，轻松实现启停回答功能；
（2）两种输出控制方式可供选择，电平输出和脉冲输出。
13.手动报警按钮
火灾发生时，按下有机玻璃片，按钮的火警灯点亮，同时向控制器发出火警信号。
14.消防栓按钮
火灾时按下压片控制器报警，点亮火警指示灯(红)，同时输出一组外控空接点，启动消防泵时，接入启泵回答信号，启泵指示灯点亮(绿色)，复位时，滑下滑动盖，按下复位按钮。
15.声光报警器、警铃
现场发生火灾接到控制信号后，发出强烈的声音警报信号，以达到提醒现场人员注意的目的。
五、本实验对于自动喷淋灭火系统的发展前景
自动喷淋灭火系统因其可靠的性能在当今得到广泛的应用。然而,由于设计施工和运行维护中存在的问题却使自动喷淋灭火系统的性能不能得到最为有效地发挥。以单一标准喷头的实验为基础,拓展到由多个喷头互相作用组成的自动喷淋灭火系统,找到喷水强度的分布规律和影响喷头喷水强度的因素,就可以确定喷淋系统中的喷水强度保护的最大面积是否达到建筑的防火要求。
以此种理论模型为依托,可以设计一种仪器应用于工程。便携的仪器作为客户端可以输入喷头的水量水压以及作用高度这些简单的数据。数据经客户端传输到录入了喷头保护面积与变量关系的数学模型的计算机终端上进行分析。分析得到喷头作用面积返回至客户端,由客户端判断自动喷淋灭火系统的喷头布置是否达到建筑的防火要求。这样可以避免因设计或者施工中存在的问题而影响到自动喷淋灭火系统的可靠性,并对其经行实时的在线监测。总之,自动喷淋灭火系统有着很大的发展空间需要我们来不断地探索和发掘。

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