自動噴水滅火系統設計規範講義

2021-07-31 22:25:48 字數 4731 閱讀 4969

前言根據建設部建標(2001)68號「關於發布國家關標準《自動噴水滅火系統設計規範)的通知」,由公安部會同有關部門共同修訂的(自動噴水滅火系統設計規範》gb50084—200l, 自-2023年7月1日起施行,本規範中的強制性條文必須執行。原國家標準(自動噴水滅火系統設計規範)(gbj84—85)同時廢止。

本規範由公安部天津消防科學研究所會同北京市消防局、上海市消防局、四川省消防局、公安部四川消防科學研究所、大連市消防局、深圳市消防局、建設部建築設計院、天津市建築設計院、化工部第一設計院、天津大學、深圳市捷星消防工程公司等單位共同修訂。

本規範的修訂,遵照國家有關基本建設的方針,和「預防為主、防消結合」的消防工作方針,在總結我國自動噴水滅火系統的科研成果、設計和使用現狀的基礎上, 廣泛徵求了國內有關科研、設計、生產、消防監督、高校等部門的意見, 同時參考了國際標準化組織和美國、英國等發達國家的相關標準,最後經有關部門共同審查定稿。

1992至2023年,美國在7年間連續3次修訂nfpa一13《自動噴水滅火系統安裝標準)。 自2023年開始修訂、至2023年完成的nfpa一13標準(1994)版本,增補了與近期新技術有關的內容。隨後出版的nfpa一13標準(1996)和(1999)版本,進一步完善了涉及近期新技術的規定內容,使之更加詳細、充實。

我國自80年代中期開始跟蹤並研究該領域新技術,為此次修訂規範打下了基礎。

本規範修訂本,共分十一章和五個附錄。內容包括:總則、術語符號,設-置場所火災危險等級、系統選型、設計基本引數、系統元件、噴頭布置、管道、水力計算、供水、操作與控制等。

此次修訂的主要內容包括:

1.按設計系統的工作步驟重新編排了章節順序;

2.充實了設定場所火災危險等級、系統與元件選型、設計基本引數、噴頭布置、管道及供水設施的配置等相關章節的技術內容;

3.補充了新型系統和新型灑水噴頭、及各類倉庫設定該系統的技術要求;

4.特別強調合理的系統選型和配置,對保證自動噴水滅火系統整體效能的重要作用。本規範中強制性條文數量較多的原因:

1.本規範此次修訂,增補的內容較多,對系統設計引數的規定,明顯縮小了與發達國家標準的差距, 對設計質量的要求較高;

2.本規範中的規定,均是用於表述設計自動噴水滅火系統時,所需採取的技術措施,不僅具***系統可靠性與有效性的作用,而且密切相關、相互制約,並對系統的整體效能具有牽一線動全域性的影響。

3.對竣工後的自動噴水滅火系統,我國尚無直接進行其效能檢驗的成熟技術,同時也無法進行**性的模擬試驗,因此只能依靠設計施工中採取的技術措施,保證系統的效能。

4.強制性條文的用詞,仍執行「本規範用詞說明」,用詞「宜」,表示允許稍有選擇。

對本規範存在的不妥之處,歡迎提出意見,並將在區域性修訂時予以解決。

1 總則

制訂本規範的目的, 是為了正確、合理地設計自動噴水滅火系統,保護人身和財產安全。其設計標準,可以弓i用美國nfpa—13標準的下列表述來說明, 即:「提供設計自動噴水滅火系統的最低限度要求」。

本規範根據上述設計標準,提出所應遵循的規定條文和應採取的技術措施。

本規範的適用與不適用範圍:

適用於新建、擴建、改建的民用與工業建築中自動噴水滅火系統的設計。

不適用於火藥、炸藥、彈藥,火工晶工廠、核電站及飛機庫等特殊功能建築中自動噴水滅火系統的設計。

自動噴水滅火系統的適用與不適用範圍:

凡可用水撲救火災的工業與民用建築,均可安裝使用自動噴水滅火系統,但此類系統不適用於存在較多下列物品的場所:

遇水發生**或加速燃燒的物品;

遇水發生劇烈化學反應或產生有毒有害物質的物品;

灑水將導致噴濺或沸溢的液體。

凡自動滅火設施,其成功撲救火災的充分必要條件,包括啟動時間、正常執行和滅火能力。當採用新技術時,應滿足先進性、適用性與成熟性的要求。

當採用包括設計方法在內的新技術,以及替代本規範規定的其他技術措施時,應按有關規定進行技術論證。美國nfpa—13標準的規定為,「不限制採用替代措施,但不得降低系統的可靠性, 並應得到權威機構的批准

工程設計中採用的系統元件,必須符合國家現行的有關標準,並應經國家固定滅火系統質量監督檢驗測試中心等授權機構檢驗合格的產品。

當設定自動噴水滅火系統的建築變更用途時,應校核原有系統的適用性。當不適應時,應按本規範重新設計。

自動噴水滅火系統的設計,除執行本規範外,尚應符合國家現行的相關強制性標準.

2 基本概念

2.1自動噴水滅火系統

「自動噴水滅火系統「是乙個專業術語,特指由灑水噴頭、報警閥組、水流報警裝置(水流指示器或壓力開關)等元件, 以及管道、供水設施組成的自動滅火系統。按規定技術要求組合後的系統, 應能在初期火災階段自動啟動噴水, 滅火或控制火勢的發展蔓延。因此,此類系統的功能是撲救初期火災,其效能應符合本規範的規定。

自動噴水滅火系統是目前國際上應用範圍最廣、用量最大、滅火成功率最高、且造價最為低廉的固定滅火設施, 並被公認是最為有效的建築火災自救設施。2023年美國的統計資料表明: 在當時的技術狀況下, 包括不同火災危險性的各類民用與工業建築在內, 25年間共8萬多次噴淋系統自救滅火的案例中,系統控滅火的成功率達到96%以上。

在滅火失敗的案例中, 屬於裝置失修和誤關閉控制閥門等人為因素導致系統失效的佔一半以上, 上述統計資料充分證明該系統撲救火災的可靠性與有效性。

美國費城第一子午廣場大廈火災,是一起典型的火災案例,充分說明了此類系統的自救滅火能力。該大廈共38層, 自30層向上的樓層安裝了自動噴水滅火系統。大廈22層在當地時間晚8時許**,消防隊於8點30分左右投入滅火,但未能有效遏制火勢,並付出犧牲2名消防員的沉重代價,當火勢蔓延至27層時,消防隊員被迫撤離。

此後,大火繼續自由蔓延,直到次日早7點許大火燒至30層時,驅動了該樓層的10只噴頭,遏制了火勢的蔓延, 並最終在與水槍射流的夾擊下撲滅了這場大火。

自動噴水滅火系統已有100多年的發展歷史,生產與應用技術雖然已於20世紀,50年代趨於成熟, 但仍然存在尚未解決的技術難點。20世紀70年代後期以來, 該系統的技術領域取得了突破性發展,包括:

1.閉式噴頭熱敏性能的定量分析理論與方法,提出了響應時間指數(rtl)概念、建立了標準試驗方法,並開發了快速響應噴頭。

2.噴頭下噴水量穿透力的研究,使系統在高堆垛高貨架倉庫中的應用技術迅速發展,相繼開發出大水滴噴頭、esfr噴頭和elo噴頭等新型噴頭,

按照系統的組成與技術特點,可劃分為濕式、乾式、預作用式和雨淋式四種型別。採用閉式灑水噴頭的自動噴水滅火系統,被稱為閉式系統。雨淋系統與水幕系統採用開式噴頭,可稱為開式系統。

水幕系統與雨淋系統的組成雖很相似,但水幕系統不是滅火設施,而是防火設施。水噴霧系統的組成同樣和雨淋系統極為相似,二者雖僅採用的噴頭不同,但在滅火機理與保護物件方面,二者存在著性質上的不同,因此水噴霧系統不屬於自動噴水滅火系統範疇,是另外一種型別的固定式自動滅火系統。

2.2濕式系統

準工作(或稱「戒備」、「警戒」)狀態時管道內充滿用於啟動系統的有壓水的閉式系統。

濕式系統由閉式噴頭、水流指示器、濕式報警閥組、供水設施、穩壓設施、末端試水裝置及連線管道等組成。連線管道包括短立管、配水支管、配水管、配水幹管, 以及水幫浦的吸水管和供水管等。濕式報警閥組由水流控制閥、濕式報警閥、延遲器、壓力開關、水力警鈴,以及壓力表、過濾器、試驗閥以及安全閥(或稱洩壓閥)等組成。

水流指示器與壓力開關的動作訊號輸入火災報警器。系統的供水幫浦應自動啟動。

依靠閉式噴頭受熱時可自動開啟噴水的技術特點,系統可自動控制噴頭的開放時間和對火災部位的區域性範圍灑水滅火,並在滅火過程中,根據開放噴頭的滅火效果, 自動控制開放噴頭的數量,達到控制噴水面積的目的。一次滅火過程中保持噴水強度的系統最大噴水範圍,體現系統的最大滅火能力。

自動噴水滅火系統用於撲救初期火災。系統有限的噴水強度和噴水面積,不能控制進入猛烈燃燒階段的火災。

綜上所述,系統控火滅火的有效性,取決於閉式噴頭的開放時間和投入的滅火能力。滅火能力體現在兩個方面,即:抑制燃燒的噴水強度和覆蓋**範圍的噴水面積。

所以,系統的設計,首先應保證閉式噴頭響應火災的靈敏性, 使之在初期火災階段被熱煙氣流驅動,在此基礎上應保證噴頭開放後立即持續噴水和在噴水範圍內保持足夠的噴水強度。

此類系統的一大弱點,是噴水容易受障礙物的阻擋而不能順利到達**部位,因此必須在同時考慮噴水彳艮難避免受阻的因素後,確定系統的最大噴水範圍,即作用面積。

閉式噴頭在初期火災適時開放,並且系統的灑水完全覆蓋**範圍,噴水強度大於滅火需求的水量時,系統沒有理由不能滅火。當系統的噴水因「受阻」而不能送達燃燒麵時,將影響滅火能果。

2.3乾式系統。

警戒狀態時配水管道內充滿用於啟動系統的有壓氣體的閉式系統。

在乾式系統中,傳遞火警訊號的介質, 由有壓水轉換為壓縮空氣,因此可消除環境溫度對管道內充水的影響。系統啟動時必須經過管道排氣充水過程後,才能開始噴水。在乾式系統延遲噴水的時間內, 火災將得以繼續蔓延,使滅火難度增大,因此導致其滅火效能低於濕式系統。

通過控制乾式系統配水管道的排氣充水時間,可以把握閉式噴頭開放後的延遲噴水時間。乾式系統應配置乾式報警閥組和保持配水管道內充氣壓力的補氣裝置(通常為空氣壓縮機及其壓力控制裝置)。乾式報警閥的加速器,用於保證乾式報警閥的快速開啟,為了盡快排盡配水管道內的壓縮空氣,配水管道應設定快速排氣閥,並應在快速排氣閥的入口, 設定警戒狀態時封閉管道的電動閥。

2.4預作用系統

準工作(警戒)狀態時配水管道內不充水,由火災自動報警系統聯動雨淋報警閥和供水設施後,轉換為濕式系統的閉式系統。

此類系統由火災自動報警系統與自動噴水滅火系統組合而成,採用閉式噴頭與預作用報警閥組,閥組中配置雨淋報警閥。利用火災探測器的靈敏性優於閉式噴頭的特點,使雨淋報警閥和供水幫浦可在火災自動報警系統動作後啟動,並在閉式噴頭動作前完成配水管道充水的預作用過程,因此可同時消除濕式與乾式系統的缺陷。雨淋報警閥雖有三種控制開啟的方式, 但預作用系統應首選自動啟動方式,目的是為了滿足「管道盡快充水和噴頭開放後立即噴水」的要求。

自動噴水滅火系統設計規範

現批准 自動噴火滅火系統設計規範 gb50084 2001區域性修訂的條文,自2005年10月1日起實施。其中,第5.0.1 5.0.1a 5.0.5 5.0.6 5.0.7 6.2.7 6.5.1 7.1.3 8.0.2 10.3.2 12.0.1 12.0.2 12.0.3條為強制性條文,必須嚴...

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