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摘要:论文首先分析了自动喷水系统的应用情况,给出了其灭火的基本原理,对我国的自动灭火系统现状和应用前景展开了深入的探讨。最后对不同种类自动喷水灭火系统进行了性能的分析,对有关人员可以起到一定的参考作用。
一、自动喷水灭火系统概述
自古以来应用最广泛的灭火剂就是水,虽然现代科学技术日新月异,各种人工合成灭火药剂层出不穷,但水仍以其价廉,易获取、低污染、试用性强、灭火效果好、可靠性高等特点,作为人类首选的灭火方式。自动喷水灭火系统自问世一百多年来,一直随着经济技术的发展不断改进和完善。随着科学技术和工业生产的发展,逐步形成了以闭式喷头为洒水部件的湿式系统、干式系统、予作用系统、水幕系统等自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统由于具有工作性能稳定、安全可靠、使用期长、投资少、不污染环境等优点,被广泛应用于公共建筑、工厂、仓库、大型化工生产装置等可以用水灭火的对象和保护场所。
二、自动喷水灭火系统工作原理
(一)、窒息灭火
可燃物的燃烧是氧化作用,需要在最低氧浓度以上才能进行,低于最低氧浓度,燃烧不能进行,火灾即被扑灭。在水受热变成水蒸气后体积迅速膨胀1700多倍,从而造成隔绝氧气的窒息作用来达到灭火的目的。另外,在条件允许时,可用水淹窒息法灭火。另外水喷雾灭火系统的水滴尺寸很小,一般在100微米以下,具有很大的表面积和很高的密度。不但具有上述的灭火优点,而且还有其它的优点,因此它还能灭液体火。其一乳化作用,当扑救油类火灾时,水雾冲击油品表面,形成乳化层,一方面降低了油品的蒸发速度,另一方面由于水雾滴的单击搅拌作用能使可燃液体表层产生不燃烧的乳化层,起到了阻燃的作用。其二浸润作用,当用于扑救溶于水的可燃液体火灾时,可产生稀释冲淡效果,降低了燃烧速率,起到控制火灾的作用。
(二)、冷却灭火
一旦可燃物达到着火点,即会燃烧或持续燃烧。将可燃物的温度降到一定温度以下,燃烧即会停止。应用这一机理,用水来扑灭一般固体物质的火灾,就是利用了水具有较大的热容量和很高的气化潜热,冷却性能很好。在用水灭火的过程中,水大量的吸收热量,使燃烧物的温度迅速降低,致使火势控制、火焰熄灭、火灾终止。水喷雾灭火系统的水雾,由于其水滴尺寸很小,比表面积很大,因而水滴的表面换热系数增大,在环境温度升高时,可以迅速汽化,吸收大量热量,降低空间的温度。
三、我国自动喷水灭火应用现状与前景
(一)、基本应用情况
目前我国自动喷水灭火系统得到了非常广泛的应用。自动喷水灭火系统的应用也己有70多年。早在1926年,上海的毛纺厂就开始安装自动喷水灭火系统。从90年代初开始,我国对自动喷水灭火系统的产品进行规模生产,并大量在工程项目中运用。通过这些年来的系统研究,我国己建立了自动喷水灭火系统的产品质量标准,成立了产品质量检测中心,编制了设计施工验收规范和安装图集。
(二)、多场合与不同种类系统的应用
现在我国对于自动喷水系统的应用有了更多的研究。例如在地下建筑中的应用。目前的问题是设置的自动喷水灭火系统如何适应地下建筑的特殊性,如目前使用的标准喷头灭地下建筑火灾的效果如何,设计喷水强度、设计作用面积的取值喷头的与布置形式,喷水延续时间就为多大等。我国已专门立项进行地下建筑自动喷水灭火系统的高新技术研究。还有简易自动喷水系统更加方便了老百姓。国内目前把组成简单、造价低廉的自动喷水灭火系统叫做简易自动喷水灭火系统。当前在我国首要是解决中小型人员密集场所、居住建筑灭火问题,这是符合我国国情的。简易自动喷水灭火系统是现有自动喷水灭火系统的补充,对于高层居住建筑还是采用现有的系统;对于市政管网压力、消火栓系统压力等可满足的低层建筑应优先选用简易自动喷水灭火系统。
(三)、未来的应用前景与需求
进入21世纪以来,公众对建筑提出了更高的要求,由于建筑火灾.时有发生,所以对自动喷水灭火系统提出了更高的要求。例如为了满足建筑功能的需要,许多系统与建筑相结合产生了其适用于建筑新的特点与设计安装要求。建筑的自动喷水灭火系统除传统的湿式自动喷水灭火系统外,还有使用于建筑内用以扑灭可燃气体及液体火灾的水喷雾系统、泡沫/水喷淋系统,在建筑大空间上采用装有快速响应喷头的灭火系统等新型系统。这些系统都极大提高了系统灭火性能及建筑的安全性。
四、自动喷水灭火系统的分类
(一)、湿式自动喷水灭火系统
湿式自动喷水灭火系统是充满水的管道系统上安装有自动喷水闭式喷头,并与至少一个自动给水装置相连,当喷头受到来自火灾释放的热量驱动打开后,立即喷水灭火。或者是准工作状态时管道内充满有压水的自动喷水灭火系统。系统采用湿式报警阀,报警阀的前后管道内均充满压力水。该系统包括闭式喷头、水流指示器、湿式报警阀组、控制阀和至少一套自动供水系统,以及消防水泵结合器等组成。自动供水系统是指自动喷水灭火系统动作时水能自动满足系统供水压力和水量的城市自来水、高位水塔(水箱)、气压水罐、水力自动控制的消防给水泵。
优缺点:湿式自动喷水灭火系统应用较为广泛,占自动喷水灭火系统总应用量的70%以上。其构造简单,经济可靠,灭火速度和控火效率高,施工维修方便等优点。
(二)、干式自动喷水灭火系统
干式自动喷水灭火系统是干式报警阀后充满有压空气或氮气的管道系统上安装有自动喷水闭式喷头,当喷头受到来自火灾释放的能量作用打开后,喷头首先喷射管道中的气体,排出气体后,有压水通过管道到达喷头喷水灭火。
优缺点:由于干式喷水灭火系统在报警阀后充以空气而无水,该系统在喷水之前有一个排气进水的过程,使喷水灭火的动作较湿式系统缓慢,影响控火速度。另外,干式喷水灭火系统需要1套充气设备,管网气密性能要求高,系统设备复杂,维护管理也较为不便。
(三)、雨淋自动喷水灭火系统
雨淋系统是采用开式喷头,由配套设置的火灾自动报替系统或传动管系统自动连锁或远控、手动启动雨淋阀后,控制一组喷头同时喷水的自动喷水灭火系统,亦称开式系统。雨淋系统适用于火灾水平行速蔓延的场所,以及高度超过闭式喷头保护能力的空间、严重危险11级。雨淋系统由开式喷头(用于开式空管系统)或闭式喷头(用于闭式系统)、雨淋阀、火灾探测器、报警控制系统和供水系统组成。
优缺点:雨淋喷水灭火系统出水迅速,喷水量大,覆盖面积大,其降温和灭火效率显著,因此有利于控制来势凶猛、蔓延快的火灾。但系统的喷头全部为开式,启动完全由控制系统操纵,因而自控系统可靠性要求高。
(四)、预作用自动喷水灭火系统
预作用自动喷水灭火系统由雨淋阀、传动系统、管网、闭式喷头、报警装置、末端试水装置、水源控制阀、水流指示器、信号阀、气源供给装置等组成。
预作用系统的系统侧管网内平时充气,雨淋阀受控于传动装置,当火灾发生后,感烟探测器首先动作,向控制室报警,同时发出电信号,使传动管网上的电磁阀启动,雨淋阀传动腔降压,雨淋阀开启,系统侧充水,由干式转变为湿式,等待喷头动作后再喷水。预作用自动喷水灭火系统由火灾自动报警系统自动启动。戒备状态时,报警阀后喷水管道不充水,可消除误喷和管道漏水现象,也可在低温或高温环境中使用,可在不允许误喷和管道漏水等怕水渍损失的场所替代湿式系统。
预作用系统不像湿式系统那样容易误喷而造成水害,也不像干式那样有个排气过程而延误喷水时间,它有个早期报警过程,便于人们及时发现火情,因此,在一些不允许有水损和误喷的场合常被采用。
(五)自动喷水一泡沫联用灭火系统
自动喷水一泡沫联用灭火系统是在自动喷水灭火系统中配置可供给泡沫混合液的设备,组成即可喷水又可喷泡沫的固定灭火系统。自动喷水一泡沫联用灭火系统既可以灭火,也有预防作用。可以预防因易燃液体的沸溢和溢流而把火灾引到附近区域,以及复燃;还可以控制和暴露防护,在不能扑灭火灾时控制火灾燃烧,减少热量的传递。自动喷水一泡沫系统是比自动灭火系统更有效的系统,可应用于固体火灾、易燃液体火灾、气体火灾的扑灭。可在需要时,代替自动喷水灭火系统和水喷雾系统。
优缺点:自动喷水一泡沫联用灭火系统是利用泡沫灭火剂来强化灭火效果,前期喷水控火,后期喷泡沫强化灭火效果;或前期喷泡沫灭火,后期喷水冷却防止复燃。该系统因加入了泡沫灭火剂灭火效果更好,为此可以节省灭火用水。
参考文献
[1]2001年火灾形势分析与防治对策消防技术与产品信息2002,(6)
[2]张先来.将自动喷水灭火系统纳入社会消防系统.消防技术与产品信息1999,(6)
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