建筑自动喷水灭火系统常见设计缺陷分析

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　　摘要：根据国家现行规范及技术标准，结合自动喷水灭火系统设计和施工的实践，对自动喷水灭火系统设计中常见的容易忽视的问题进行探讨，对施工中应注意的几点问题提出看法。力求设计者和施工单位对此类问题引起重视。
　　关键词：建筑消防自动喷水设计施工联动控制
　　
　　自动喷水灭火系统一般由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置、管道、供水设施等组成，是一种安全可靠、经济实用的灭火技术，因其具备较高的灭火成功率在保护人身和财产安全方面得到了广泛的应用。与消火栓系统相比，消火栓系统虽然造价相对较低，但它需要具备一定体力和专业消防知识的人员才能使用，且在救火的速度和效果上不如自动喷水灭火系统;与火灾报警系统相比，自动喷水灭火系统不仅具备火灾报警的功能，还有控火、灭火的功能，同时该系统还具备对烟雾的削减作用，有利于人员的安全疏散，适用于自救场所。笔者认为，要想正确发挥自动喷水灭火系统的功能，就必须在设计、施工过程中严格依照规范进行。但是，在实际工程中，一些建筑物的自动喷水灭火系统设计以及施工中存在不少问题，不仅影响到系统的可靠性，更影响到建筑物的使用安全。
　　1、水流指示器直接启动喷淋泵
　　水流指示器是一种把水流信号转换成电信号的报警部件，在多层或大型建筑的自动喷水灭火系统上，为了便于明确火灾发生的保护分区，一般在每一层或每个分区的干管或支管的始端安装一个水流指示器。正常情况下，自动喷水灭火系统的喷头动作后，水在管路中流动，水流指示器动作，并发出报警信号，湿式报警阀打开后，压力开关动作，发出报警信号并启动喷淋泵。由于水流指示器后的管网容积大，容易积存较多的空气，系统在平时的正常运行中，当系统内压力下降，稳压泵自动启动向系统内补压时，由于压缩了这部分空气，有水流通过了指示器，使它发出报警信号，造成误报。如果水流指示器直接联锁自动启动喷淋泵，则会造成喷淋泵误动作，使管网内的水压增加过大。
　　在自动喷水灭火中，《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）第13.4.4条规定：“自动喷水灭火系统中设置的水流指示器，不应作为自动启动消防水泵的控制装置，报警阀压力开关、水位控制开关和气压水罐压力开关等可控制消防水泵自动启动”。《自动喷水灭火系统施工及验收规范》（GB50261-2005）第7.2.5条规定：“湿式报警阀调试时，在其试水装置处放水，报警阀应及时动作，水力警铃应发出报警信号，水流指示器应输出报警信号，压力开关应接通电路报警，同时启动消防水泵。”所以，水流指示器与压力开关的作用是不同的。水流指示器只起到报警并指示具体区域的作用，可将其视为一个报警信号点，与消防水泵的动作无直接联系；压力开关能起到报警的作用，并能启动消防水泵：不能把两者同等对待，水流指示器的作用应低于压力开关。出现错误的工程中，水流指示器与压力开关有的是与关系，有的是或关系，还有水流指示器直接启动水泵的，这些都是不应该采取的方式。
　　有一种情况例外，即在保护面积小，如高层公寓、小型商店等有用水流指示器代替湿式报警阀的，则可以直接联动启动喷淋泵。
　　2、消防水箱设置存在问题
　　（1）《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2005，下同）第5.0.1条规定：“系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05Mpa”。这就要求消防水箱与距离最不利点喷头的垂直高度不低于5m，一些建筑工程没有设置增压措施，就是没有考虑此规定。应该设置增压水泵和稳压罐确保在供水泵启动前供给启动初期的水压；而在实际施工中，有些工程将增压水泵出水管作为消防水箱的出水管，这是非常错误的做法。这是因为，设置增压水泵的主要目的是在火灾初期消防水泵启动前，满足消火栓和自动喷水灭火系统的水压要求，其出水量对消火栓给水系统不应大于5L/s，对自动喷水灭火系统不应大于1L/s，显然大大小于规范要求的室内消防用水量，不能满足扑救初期火灾水量的要求。所以，在屋顶设置的增压水泵，应在增压水泵出水管一侧设旁通管，出水流量不应小于扑救初期火灾需要的用水量。
　　（2）《自动喷水灭火系统设计规范》第10.3.3条规定：“消防水箱的出水管应设止回阀，并应与报警阀入口前管道连接”。一些工程没有设止回阀，没有考虑到此规定是为了防止水泵启动后供水倒流入消防水箱。更有甚者，将消防水箱稳压管道不经过报警阀就直接与给水管网相连。如果水箱的水流不经过报警阀，报警阀后所设的压力开关、水力警铃不能发生报警，自动喷水灭火系统的消防泵不能及时启动，会导致发生火灾时将屋顶水箱的水用完后，自动喷水灭火系统也根本没有到达设计目的，直接影响到系统的灭火效能。正确的连接方式应从消防水箱出水管引下来一根单独的竖管连接到报警阀前部。
　　（3）《自动喷水灭火系统设计规范》第11.0.5条规定：“消防控制室（盘）应能显示消防水箱水位是否处于正常状态的反馈信号”。许多设计和施工单位在设计和施工中往往忽略了消防水箱的水位报警功能。当消防水箱进水的浮球阀老化损坏，不能正常工作时，可能会导致消防水箱储水量不足现象发生，一旦发生火灾，消防用水量不足，贻误灭火时机。当控制室能及时反馈消防水位时，就能及时给水箱补水，保证消防储水量时刻处于正常状态。
　　（4）屋顶水箱不经过报警阀直接连入系统给水管网。初起火灾扑救时，自动喷水灭火系统的前l0分钟的消防用水一般由屋顶水箱提供。从屋顶水箱下来的水流如不经过系统的报警阀，报警阀后所设的压力开关、水力警铃不能发出警报，喷淋泵就不能及时启动，直接影响到系统的灭火效能。正确的联接方式应是将屋顶水箱下的竖管联接到报警阀前部，即屋顶水箱里的水必须先进人报警阀后再通过喷头洒水。
　　3、火灾探测器报警后联锁启动喷淋泵
　　自动喷水灭火系统在喷头未爆裂喷水之前，是一个封闭的系统，如火灾探测器报警就联锁启动喷淋泵，会造成大功率的喷淋泵始终打“闷泵”，使管网内的水压急剧升高，甚至造成管网破裂。即使采用感烟、感温探测器联动的方式启动喷淋泵也不可行，因为虽然探测器确认了火灾，但喷淋头如未破裂进入灭火状态，启动喷淋泵后管网的压力仍无法释放，所以，感烟、感温探测器只能联锁启动气动灭火系统、防排烟系统或防火卷帘等，而不应联锁启动喷淋泵。
　　4、稳压泵补水速率过大造成喷淋泵误启动
　　稳压泵稳压系统是保证喷淋系统的压力处于一定范围，下限压力必须满足最不利点喷头的工作压力，当系统压力降至下限时，稳压泵自动启动向管网补水，补至上限压力时停泵。湿式报警阀的阀瓣在小角度范围（不超过30º）内开启时报警阀的报警通道尚未开启，不会引起喷淋泵的启动。如稳压泵的补水速率过大，会使报警阀的阀瓣大角度开启，造成压力开关、水力警铃动作，启动喷淋泵。所以应选择小流量的稳压泵，使补水速率至合适值。
　　5、系统没有设减压措施
　　在自动喷水灭火系统中，尤其是在高层建筑内，存在着高、低层管道中水压的不平衡，即使在低层建筑内，如果系统分布面积大、配水管道长、联接喷头数量多，最远点喷头和靠近干管喷头出口水压相差也很大，喷头的流量和压力也会存在悬殊。所以在管网设计中，必须考虑水压平衡问题，在控制管道静压的区段设减压阀，控制管道动压的区段设减压板或节流管，并符合规范的其它规定，以达到减压和节流的目的。

　　6、末端试水装置不能正确判断最不利点喷头的工作压力
　　末端试水装置应设在每个报警阀组控制的最不利点喷头处，直径为25mm的试水阀应设在每个楼层、防火分区的最不利点喷头处。两者的区别还在于它们的组成不同，末端试水装置由试水阀、压力表以及试水接头组成，试水阀结构简单，只需安装直径为25mm的试水管和阀门直接放水。末端试水装置主要用来测试系统最不利点处喷头的工作压力能否达到系统设计的基本参数要求，判断系统灭火功效能否满足火灾扑救的实际需要，直径为25mm的试水阀则通过放水试验，检查各层水流指示器动作情况、消防控制中心信号显示情况、以及消防水泵联动启动情况等。
　　在实际应用中，设计不正确的有些做法主要是不分系统最不利点和楼层最不利点这两个部位，只管在每个楼层管网末端设计阀门放水，直接排入下水管。这些阀门，要么全部都是末端试水装置的结构，要么全部都是直径为25mm的试水阀结构，甚至有的什么结构都不是，只是根管子加阀门排水而已。这样的系统检测装置无法正常进行系统功能动态模拟试验，也无法准确判定最不利点处喷头的工作压力。
　　其次，设计正确了，安装不正确也会影响对系统的检查与维护。常见问题有：安装位置不便于操作、检查和观测；排水不通畅；末端试水装置的试水接头不符合要求等三个方面。正确的做法，应将试水装置设在方便操作、检查和观测的部位，距离楼（地）面高度约1.5米，不能因考虑美观等因素，将其安装在吊顶内或阴暗不明显的角落，甚至易被装饰物或货物遮挡的地点。同时，为做到排水通畅，一般设在卫生间等排水管网集中的场所。另外，按照规范规定，试水接头出水口的流量系数，应等同于同楼层或防火分区内的最小流量系数喷头，为达到此设计要求，可采用破除热敏元件后的同类型闭式喷头（实为开式喷头）作为试水接头。
　　7、湿式报警阀设计、安装不当，导致检查、操作和观测不便，影响系统正常功效的发挥
　　常见湿式报警阀组设计、安装的位置，不是按规范规定宜设在安全及易于操作的地点，而多数设在无人值守的消防水泵房、管道井内、仓库内、地下室或楼梯间下角等处，不但检查操作不便，火灾扑灭后也无法靠近切断供水总阀，导致喷头继续喷水的现象时有发生，造成不必要的水渍损失。有的湿式报警阀组即使安装在易于检查的地点，但远离值班室、消防控制中心等有人值班的地点附近，听不到水力警铃的报警，值班人员平时也不便观测报警阀组的运行情况。因此，应尽量创造条件将报警阀组设在24小时有人值班的地点或其相邻的房间内。同时，为了定期对报警阀进行功能试验，还要设计放水排水的相应措施。
　　8、结束语
　　自动喷水灭火系统中一种广泛应用的建筑消防灭火系统。它对于控制和扑灭初期火灾具有很高的成功率。因此，相关部门应加强自动喷水灭火系统的设计和施工质量管理，确保火灾状态下，系统能够发挥其应有的作用，减少和降低火灾危害，保障国家和人民生命财产安全。
　　
　　参考文献
　　［1］《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）（2005年版）
　　［2］《自动喷水灭火系统施工及验收规范》（GB50261-2005）
　　［3］《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）
　　［4］《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
　　

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