消防给水排水工程 第4章 雨淋灭火及水幕系统 4.1 雨淋灭火系统的工作原理与设置 4.2 雨淋灭火系统的主要组件 4.3 雨淋灭火系统的设置规定及设计计算 4.4 水幕系统的工作原理与设置 4.5 水幕系统的主要组件及设置要求 4.6 水幕系统的设计计算 4.1 雨淋灭火系统的工作原理与设置 4.1.1 系统的组成及工作原理 4.1.2 系统的特点及设置场所 4.1.3 系统的分类与选型 4.1.4 系统的控制方式 4.1.1 系统的组成及工作原理 雨淋系统通常由两部分组成：火灾探测传动控制系统；带雨淋报 警阀组和开式喷头的自动喷水灭火系统。雨淋系统组件包括开式 喷头、管道系统、雨淋阀、火灾探测器、报警控制装置、控制组 件和供水设备等。 雨淋系统由开式洒水喷头、雨淋报警阀组等组成，由配套设置的 火灾自动报警系统或传动管联动雨淋阀，由雨淋阀控制配水管道 上的全部开式喷头同时喷水。发生火灾时，被保护的区域急速上 升的热气流使感烟或感温探测器探测到火灾区的燃烧粒子，并立 即向报警控制器发出报警信号，经报警控制器分析确认后发出声 、光报警信号，同时开启雨淋阀的电磁阀，使高压腔压力水快速 排出。 4.1.1 系统的组成及工作原理 由于经单向阀补充流入高压腔的水流缓慢，因而高压腔水压快速 下降，供水作用在阀瓣上的压力将迅速打开雨淋阀门，水流立即 充满整个雨淋管网，使该雨淋阀控制的管网上所有开式喷头同时 喷水，可以在瞬间像下暴雨般喷出大量的水覆盖火区，达到灭火 目的。雨淋阀打开后，水同时流向报警管网，使水力警铃发出声 响报警，在水压作用下，接通压力开关，并通过报警控制器切换 ，给值班室发出电信号或直接启动水泵。在消防主泵起动前，火 灾初期所需的消防用水由高位水箱或气压罐供给。 4.1.2 系统的特点及设置场所 1.雨淋系统的特点 2.雨淋系统的适用场所 3.雨淋系统的设置范围 1.雨淋系统的特点 (1)系统灭火控制面积大，出水量大，灭火及时。 (2)系统反应速度快，灭火效率高。 (3)在实际应用中，系统形式的选择比较灵活。 2.雨淋系统的适用场所 (1)火灾的水平蔓延速度快、闭式喷头的开放不能及时使喷水有效 覆盖着火区域的高度危险的场所或部位。 (2)内部容纳物品的顶部与顶板或吊顶的净距大，发生火灾时，能 驱动火灾自动报警系统，但不易迅速驱动喷头开放的场所或部位 。 (3)严重危险级级场所。 3.雨淋系统的设置范围 (1)火柴厂的氯酸钾压碾厂房；建筑面积大于100m2的生产、使用 硝化棉、喷漆棉、火胶棉、赛璐珞胶片、硝化纤维的厂房。 (2)建筑面积超过60m2或储存量超过2t的硝化棉、喷漆棉、火胶棉 、赛璐珞胶片、硝化纤维的仓库。 (3)日装瓶数量超过3000瓶的液化石油气储配站的灌瓶间、实瓶库 。 (4)特等、甲等或超过1500个座位的其他等级的剧院和超过2000个 座位的会堂或礼堂的舞台的葡萄架下部。 (5)建筑面积大于等于400m2的演播室，建筑面积大于等于500m2 的电影摄影棚。 (6)乒乓球厂的轧坯、切片、磨球、分球检验部位。 4.1.3 系统的分类与选型 1.立式雨淋阀系统 2.由湿式报警阀和雨淋阀组成的雨淋系统 3.充水式雨淋系统 1.立式雨淋阀系统 平时喷水管网为干管状态，属于空管式雨淋系统。该系统雨淋阀 为直立式安装，结构较简单，但在水源压力不稳定时，易发生误 动作。空管系统的雨淋阀起动后，水流要先充满管道，才喷水灭 火，在时间上有一定的滞后。 2.由湿式报警阀和雨淋阀组成的雨淋系统 平时喷水管网为干管状态，属于空管式雨淋系统，该系统的报警 阀组由湿式报警阀和雨淋阀组成，能有效地防止水源压力不稳定 而造成系统的误动作，系统工作比较稳定。 3.充水式雨淋系统 系统雨淋阀后管网内平时充以静压水，水面低于开式喷头的出口 ，并由溢流管保持恒定平面。雨淋管网中总是充满水，一旦雨淋 阀起动即立即喷水，能有效地提高系统出水灭火的速度。 充水式雨淋系统的灭火速度比空管式雨淋系统快。空管管网用于 一般的严重危险场所，要求配水空管的充水时间不超过2min；充 水管网用于易燃易爆的严重危险场所，要求快速动作，高效灭火 。 4.1.4 系统的控制方式 1.闭式喷头的充水或充气传动管控制 2.电动控制 3.手动控制 1.闭式喷头的充水或充气传动管控制 在系统保护区上方均匀布置闭式喷头，闭式喷头的配水管作为雨 淋阀开启的传动控制管。一旦发生火灾，任一闭式喷头开启喷水 ，传动管中水压降低就会立即打开雨淋阀，开式系统便喷水。传 动管内也可充压缩空气代替充水，启动雨淋阀，如图4-1所示。 图4-1 传动管控制的雨淋灭火系统示意图 1水池 2消防水泵 3水泵接合器 4止回阀 5闸阀 6雨淋报警阀 7延迟器 8压力开关 9水力警铃 10报警控制器 11立管 12配水管 13配水支管 14开式洒水喷头 15传动管 16闭式洒水喷头 17水箱 1.闭式喷头的充水或充气传动管控制 2.电动控制 图4-2 电动控制的雨淋灭火系统示意图 1水池 2消防水泵 3水泵接合器 4止回阀 5闸阀 6雨淋报警阀 7延迟器 8压力开关 9水力警铃 10报警控制器 11立管 12配水管 13配水支管 14开式洒水喷头 15感温探测器 16感烟探测器 17水箱 3.手动控制 系统仅设手动控制阀门，是一种最简单的开式喷水系统。适用于 工艺和所在场所危险性小，管道系统小(给水干管直径小于50mm) ，24小时有人值班的场所。当发生火灾时，由人工及时地打开旋 塞，达到灭火目的。 4.2 雨淋灭火系统的主要组件 4.2.1 开式洒水喷头 4.2.2 雨淋阀组 4.2.3 火灾探测传动控制系统 4.2.1 开式洒水喷头 图4-3 开式洒水喷头类型 a)双臂下垂型 b)单臂下垂型 c)双臂直立型 d)双臂边墙型 1本体 2喷水口 3溅水盘 4.2.2 雨淋阀组 雨淋阀组是开式自动喷水灭火系统中的关键设备，具有接通和关 断系统供水，驱动水力警铃报警，启动消防泵等功能。雨淋阀组 由信号蝶阀、雨淋阀、电磁阀、水力警铃、压力开关、放水阀和 压力表等组件组成。 雨淋阀组类型及启动方式在上一章已介绍，此处不再赘述。 4.2.3 火灾探测传动控制系统 1.带易熔锁封的钢丝绳传动控制系统 2.带闭式喷头的传动控制系统 3.感温、感烟、感光等火灾探测器电动控制系统 4.手动旋塞传动控制系统 1.带易熔锁封的钢丝绳传动控制系统 安装在房间的整个顶棚下面，通过拉紧弹簧和连接器，使钢丝绳 保持一定的拉力，并使传动阀保持密闭状态。当易燃物着火时， 室内温度升高，易熔锁封被熔化，钢丝绳断开，传动阀开启放水 ，传动管网内水压骤降，雨淋阀自动开启，所有开式喷头一起自 动喷水灭火。 2.带闭式喷头的传动控制系统 用带易熔元件的闭式喷头或带玻璃球的闭式喷头，作为开式自动 喷水灭火系统探测火灾的感温元件，是一种较好的控制系统。当 易燃物着火后，室内温度上升至一定值时，闭式喷头的闭锁装置 自行脱落并放水，使传动管网中的水压降低，雨淋阀即自动开启 。 3.感温、感烟、感光等火灾探测器电动控制系统 该系统由电气或自控专业设计，此处不作介绍。 4.手动旋塞传动控制系统 发生火灾时，如果感温、感烟、感光等火灾探测器尚未动作，已 经有人发现火灾，可由人工打开旋塞，使传动管网放水泄压，启 动成组作用阀喷水灭火。手动旋塞开关旋转90即可放水泄压， 可以快速启动雨淋系统灭火。 在设计时，采用何种火灾探测传动控制系统，或把哪几种系统联 合使用，应视具体情况而定，但不论设置何种自动控制系统，都 必须同时设置手动控制装置。 4.3 雨淋灭火系统的设置规定及设计计算 4.3.1 系统供水方式 4.3.2 喷头的设置 4.3.3 雨淋阀的设置 4.3.4 管网的设置 4.3.5 雨淋灭火系统设计计算 4.3.1 系统供水方式 当室外管网的流量和水压能满足室内最不利点灭火用水量和水压 要求时，可不设屋顶水箱等贮水设施；当采用临时高压系统时， 火灾初期10min的消防用水量可由屋顶水箱、局部增压设备等提 供，然后再由消防水池和消防水泵主要供水设施提供，而水泵接 合器则是系统不可缺少的补充供水设施。 4.3.2 喷头的设置 图4-4 多个喷水保护区域的喷头及阀门布置 1未喷水的喷头 2正在喷水的喷头 4.3.3 雨淋阀的设置 图4-5 并联设置的雨淋阀组 1雨淋阀 2电磁阀 3开式洒水喷头 4闭式洒水喷头 5传动管 6手动开关 4.3.4 管网的设置 图4-6 喷头与干管、支管的平面布置示意图 a)喷头数为69个的布置形式 b)喷头数为612个的布置形式 c)配水支管不大于6根的布置形式 d)配水支管为612根的布置形式 1喷头常用值 2喷头最大限值 3立管 4配水干管 5配水管 6配水支管 7开 式喷头 4.3.4 管网的设置 表4-1 开式喷头的数量估算管网管径 4.3.5 雨淋灭火系统设计计算 雨淋系统的设计基本参数、计算方法及步骤与闭式自动喷水灭火 系统完全相同。 雨淋系统中每个雨淋阀控制的喷水面积不宜大于表3-8中的作用面 积。雨淋系统设计流量为雨淋阀控制面积内的所有喷头同时开启 喷水的流量之和；设有多组雨淋系统时，应按可能同时作用的雨 淋阀的流量之和的最大值来计算系统设计流量，系统工作压力应 满足设计流量下最不利喷头的最小工作压力，并以此作为消防水 箱、消防水池和消防水泵等的设计依据。 4.4 水幕系统的工作原理与设置 4.4.1 系统的组成及工作原理 4.4.2 系统的特点及设置场所 4.4.3 系统的分类与选型 4.4.1 系统的组成及工作原理 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、管道、供水设备及火灾探测控制装置等组成。 水幕系统的工作原理和控制方式与雨淋系统类似。发生火灾后， 由火灾探测器或人员发现火灾，电动或手动开启控制阀，然后系 统通过水幕喷头喷水，进行阻火、隔火或冷却防火分隔物。与雨 淋系统不同的是：水幕系统雨淋阀后的配水管道是沿门、窗或孔 洞的开口部位布置，采用特制的水幕喷头。 4.4.2 系统的特点及设置场所 1.水幕系统的特点 2.水幕系统的适用场所 1.水幕系统的特点 (1)主要目的不是直接灭火，而是利用密集喷洒所形成的水墙或水 帘，配合防火卷帘等分隔物，阻断烟气和火势的蔓延，同时水墙 或水帘本身具有防火分隔作用，并利用水的冷却作用，保持分隔 物在火灾中的完整性和隔热性。 (2)水幕系统以水帘作为防火分隔物时，不影响火灾区的人员向外 疏散，也不影响消防人员进入火区灭火。 (3)水幕系统利用幕状水流吸收火灾产生的热量，并阻止火舌卷流 和烟气的扩散，同时吸附烟气中的烟粒子及一些有害气体。 2.水幕系统的适用场所 (1)特等、甲等或超过1500个座位的其他等级的剧院和超过2000个 座位的会堂或礼堂的舞台口，以及与舞台相连的侧台、后台的门 窗洞口；高层建筑中超过800个座位的剧院、礼堂的舞台口；人 防工程内，大于800个座位的电影院和礼堂的观众厅，且吊顶下 表面至观众席地坪高度不大于8m时，舞台使用面积大于200m2时 ，观众厅与舞台之间的台口。 (2)应设防火墙等防火分隔物而无法设置的局部开口部位。 (3)需要冷却保护的防火卷帘或防火幕的上部。 (4)相邻建筑物之间的防火间距不能满足要求，其相邻建筑之间的 门、窗、孔洞处及可燃的屋檐处。 (5)用防火卷帘或防火幕代替防火门、防火窗的部位。 2.水幕系统的适用场所 (6)相邻企业生产类别不同，且防火间距不能满足要求，在火灾危 险性大的企业边界处。 (7)地下工程隧道、地下铁道，需要进行防火分隔的地段。 4.4.3 系统的分类与选型 (1)防火分隔水幕：密集喷洒形成水墙或水帘的水幕。