预作用自动喷水灭火系统的组成

预作用自动喷水灭火系统的组成

预作用自动喷水灭火系统(简称预作用系统)

主要由闭式喷头、管网、预作用阀组、充气设备、供水设施、火灾探测报警装置等组成。预作用系统的喷水强度、作用面积、持续喷水时间、喷头选型与布置、管网水力计算和安装等均与湿式自动喷水灭火系统相同。预作用系统可以代替干式系统提高灭火速度和效率,也可代替湿式系统用于防止

管道和喷头故障而产生漏水或误喷的场所, 适用于对自动喷水灭火系统安全要求较高的建筑物中。笔者就高架仓库预作用系统设计的几个问题进行阐述, 供同行参考。

1 设置场所火灾危险等级的划分

设置场所火灾危险等级的划分, 是正确合理设计自动喷水灭火系统的

关键之一, 定性正确与否,关系到系统设置能否可靠发挥作用。在设计过程中, 应根据设置场所的具体情况, 参照《自动喷水灭火系统设计规范》

GB50084- 2001(以下简称“喷规”) 附录A、B 以及3. 0. 1、3. 0. 2、3. 0.

3 条文说明确定其火灾危险等级。

“喷规”对建筑物火灾危险等级的划分, 是对原规范第2. 0. 1 条的修改, 容易掌握。而仓库火灾危险等级的划分,则是在参照美国相关规范标准, 结合我国国情, 综合归纳并简化为I 级、II 级、III 级。文献2按照储存物品的种类及大小、摆放方式(密集程度、堆积高度)、包装材料及包装方式、货架形式等将仓库火灾危险等级划分为I 级、II 级、III级、IV 级和塑料橡胶类(A、B、C) , 附表列举种类较多, 设计时很容易类比确定。建议“喷规”修订时,对仓库火灾危险等级的划分再详细一些, 以便实际操作。

2 保证规范规定的预作用系统充水时间应采取的技术措施

“喷规”第8. 0. 9 条规定: 预作用喷水灭火系统的充水时间不宜大于2 m in。文献2 规定, 喷水系统及所控制的喷头配置应满足时限要求, 即从感温系统动作开始, 水流通过每122 m 长的配水干管到达最不利点喷头的时间不超过1 min, 最大总时间不应超过3m in。如何保证规定的充水时间, 在设计中笔者认真分析了与充水时间有关的因素, 针对这几种因素, 设计采取了以下几条技术措施。

2. 1 排气阀的设置

为加速排气使原来充气的管网变成充满有压水的湿式系统, 设置排气

阀是必要的,但预作用系统的排气主要是在消防工作泵启动后高压水流的推

动下进行的。因此, 在系统管网最高处设置自动放气阀即可达到此目的,电磁阀打开后自动放气阀即可自动排气,当气体排完在水压作用下自动放气阀自

动关闭。如果是多层设置预作用系统在管网最高处设自动放气阀是不可能将系统内的气体全部排尽的, 即使每层末端设置自动放气阀同样不可能将系统内的气体完全排尽, 放气阀设置过多, 会使系统泄漏加大, 可能会影响低气压报警的准确性。

2. 2 合理布置管网

排气是与充水时间有关的因素之一。而排气的时间与管网布置密切相关。由于该系统管路平时充满了气体, 发生火灾时如不能迅速排除, 对充水的速度就会起到阻碍, 针对能快速排除管路气体, 且能排除干净这个问题,

在设计上采取了以下技术措施。

(1) 缩短排气距离。排气主要靠该配水主干立管管顶的排气阀。因此, 该配水主干立管的设置妥否对排气很重要。采用均衡管网布置方式,设置配水主干双立管加快了排气速度。虽然设置配水主干双立管会增加系统体积, 延长充水时间, 但相对整个系统来讲, 对充水时间影响甚微。

(2) 喷淋立管尽量布置在管网中央部位, 从喷淋立管到最不利点喷头

的配水管长度可相应缩短, 其效果与增加喷淋立管是相似的,尤其是喷淋管

网的形状为狭长形时, 不宜将立管设置在管网的端头。

(3) 水平管敷设避免产生集气段。因为集气段会产生气塞, 对充水不利。原则上设计配水干管、配水管、配水支管应水平直线安装,不能因避让原因出现凸形安装。故设计中注意同各专业工种配合, 合理布置好综合管线, 使水平管的安装达到设计上的要求。

2. 3 充气气压

“喷规”第5. 0. 12 条规定, 利用有压气体检测管道是否严密的预作用系统, 配水管道的气压值不宜小于0. 03M Pa, 不宜大于0. 05M Pa。在温度相同的情况下, 气体的体积与气压成反比, 如果供水压力为0. 8M Pa,管网内气体的体积大约缩小26 倍, 残留的少量气体不会影响灭火效果。调试时只要充水时间不超过2 m in 即可。因此, 确定一个对排气有利的充气气压值是保证充水时间的技术措施之一。该气压值的确定是以保证起到应有作用的前提下, 尽量取小值为原则。

3 喷头布置

“喷规”第5. 0. 7 条、第7. 1. 6 条等对货架内喷头的设置做了规定。文献2 中,按货品的火灾危险等级、堆积高度等以不同的初始条件给出了货架内喷头的平面立面具体位置。同时规定了影响喷头布置的货品的大小尺寸、巷道宽度、货品间的纵横净宽、最高货品顶面距顶板的净距等。

4 屋顶水箱设置

对于单层、大跨度层面的高架仓库, 建筑高度达27. 8 m , 屋面上不允许设置水箱,故该系统管路充水不能由屋面水箱提供。为了解决好充水方式问题, 设计时必须采取针对性的措施。

在设计曲靖烟厂的自动化物流仓库时, 结合厂区的室外给水压力可达到0. 30M Pa (水塔供水) ,此压力尽管满足不了最不利点喷头的水压要求, 但可保证准工作状态时关闭密封预作用阀。采用增压设施来保证最不利点喷头的水压措施,会使增压系统庞大、复杂。而采用提前开泵的措施来解决充水保证最不利点喷头的水压问题就比较简单、可行。因为系统主泵供水能力为96 L?s,只需2 m in 多即可将管路充满水。因此,

采取提前开泵的措施实际上是通过调整预作用灭火系统的正常灭火

运行程序来实现充水。灭火运行程序为: 火灾发生→探测器动作→证实→雨淋阀、排水阀开启→消防控制室→开泵充水、喷水。减少了“管道充水”和“水流指示器动作”2 个环节, 因此, 加强“证实”环节,确保其准确性就成了设计的关键, 采取的主要措施有2 种。

(1) 针对已定的运行程序所需要的功能选择采用了激光探测技术、人工神经网络和独特的主动式空气采样探测器。该系统的核心技术有两点,即激光散射测量和烟粒子计数。实际测试数据表明, 在空气中烟粒子浓度达到1 000个/m3 时,探测器就可发出报警信号。空气采样探测器克服了传统点式探

头被动探测的局限, 能够早期多级别报警, 通过多级报警来启动相关的灭火设备。

(2) 通过对火灾报警控制器采取的控制方式来实现自动控制运行程序和人工控制运行程序。为了完成排气、充气过程, 该系统主要配套设备均以满足功能需要来选择。在设计中,控制阀选用了英国喷宝公司生产的单联锁预作用阀。该阀由空气采样探测器动作的信息指令开启,单联锁预作用阀从功能上满足了该设计的要求。排气阀选用了705 型黄铜自动排气阀。该阀主要材料为优质黄铜,性能特点是灵敏度、可靠性高。在系统配水主干双立管管顶均安装了DN 25 的排气阀,这些阀门在预作用阀开启之前由控制器指令开启控制排气阀的电磁阀, 排气阀即可排气。为了保证预作用阀的关闭与开启, 必须使该阀之前的管路保证一定的压力。该系统设置了增压措施, 其中NA E802600 气压罐1台, 增压泵2 台, 其增压泵调试压力为0. 4M Pa。当发生火情时, 预作用阀上的泄水阀开启, 泄放隔膜室内的压力水,当压力降至小于增压设施的压力时, 在增压系统的压力下, 预作用阀开启。该系统设置的水流指示器的功能是检验喷头是否动作, 如喷头动作,水泵继续运行; 如不动作, 水泵停止运行。

5 设置减压装置

曲靖烟厂的自动化物流仓库内既设置了顶板下ESFR 喷头, 又设置了货架内喷头, 而两种喷头系统的要求不同。ESFR 喷头(K =200) , 最低工作压力0. 50M Pa; 货架内喷头(K = 80) 最低工作压力0. 10M Pa。因此,设计时对两种系统分别设置预作用阀, 在货架喷水系统预作用阀前加设减压阀, 以减小喷水不均匀性, 使其符合“喷规”要求。