消防安全技术实务第三篇建筑消防设施第六章自动跟踪定位射流灭火系统

第一节 系统分类、组成及灭火机理

一、系统分类

自动跟踪定位射流灭火系统可分为自动消防炮灭火系统、喷射型自动射流灭火系统和喷洒型自动射流灭火系统。

自动消防炮灭火系统是指灭火装置的流量大于16L/s的自动跟踪定位射流灭火系统。喷射型自动射流灭火系统指灭火装置的流量不大于16L/s且不小于5L/s的、射流方式为喷射型的自动跟踪定位射流灭火系统。喷洒型自动射流灭火系统指灭火装置的喷射流量不大于16L/s且不小于5L/s、射流方式为喷洒型的自动跟踪定位射流灭火系统。

二、系统组成

自动跟踪定位射流灭火系统应由灭火装置、探测装置、控制装置、水流指示器、模拟末端试水装置等组成,以及管道与阀门、供水设施等主要组件组成。

(一)灭火装置

灭火装置是以射流方式喷射水介质进行灭火的设备,它又可分为自动消防炮、喷射型自动射流灭火装置和喷洒型自动射流灭火装置。

(二)探测装置

探测装置是指具有自动探测、定位火源,并向控制装置传送火源信号等功能的设备。

(三)控制装置

控制装置是指系统的控制和信息处理组件,具有接收并处理火灾探测信号,发出控制和报警信息,驱动灭火装置定点灭火,接收反馈信号,同时完成相应的现实、记录、并向火灾报警控制器或消防联动控制器传送信号等功能的装置。

三、灭火机理

自动跟踪定位射流灭火系统灭火主要利用水的冷却、窒息及隔离作用。射流的水直接由冲击力大的水柱或喷洒的大水滴到达燃烧物的表面,水覆盖在可燃物的表面,吸收大量的热、将燃烧物的温度降低,达到一定温值以下,燃烧即会停止。射流穿越燃烧的火焰,将水汽化,有助于助燃物(氧气)浓度的稀释降低,起到隔绝空气的作用。喷洒的水还可将火焰与可燃物、助燃物分隔开。

第二节 系统工作原理与适用范围

一、系统工作原理

(一)自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统

自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统在准工作状态时,由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持管道内的充水压力。探测装置对保护现场的火灾信号进行监测。

发生火灾时,在火灾光、烟气的作用下,探测装置自动探测到火源,再次确认火灾信号后定位火源,同时向控制装置传送火源信号。控制装置受到信号后,及时处理火灾探测信号,发出控制和报警信息,驱动对应的自动消防炮、喷射型自动射流灭火装置扫描、定位。对应的自动消防炮、喷射型自动射流灭火装置定位到火源后,控制装置打开自动控制阀,同时启动消防水泵进行供水,对火源进行射流灭火。水流经水流指示器后,水流指示的动作信号反馈到控制装置。自动消防炮、喷射型自动射流灭火装置的启动数量不应大于2台。探测装置确认火灾扑灭后,延续一定时间后自动关闭自动控制阀。

自动消防炮灭火系统 射流型自动射流灭火系统的工作原理
自动消防炮灭火系统 射流型自动射流灭火系统的工作原理

(二)喷洒型自动射流灭火系统

喷洒型自动射流灭火系统在准工作状态时,由消防水箱或稳压泵、高位消防水箱等稳压设施维持管道内的充水压力。探测装置对保护现场的火灾信号进行监测。发生火灾时,在火灾光、烟气的作用下,探测装置自动探测到火源,向控制装置传送火源信号。控制装置接收到信号后,启动对应的报警装置、启动消防水泵、打开电磁(动)阀,探测到火源并测定火源在有效射程范围内的灭火装置进行喷水灭火,知道火灾扑灭。

喷洒型自动射流灭火系统的工作原理
喷洒型自动射流灭火系统的工作原理

二、适用范围

自动跟踪定位射流灭火系统的选型,应根据设置场所的火灾类别、火灾危险等级、环境条件、空间高度、保护区域特点等因素来确定。

各种类型自动跟踪定位射流灭火系统的适用范围
各种类型自动跟踪定位射流灭火系统的适用范围

喷射型自动射流灭火系统和喷洒型自动射流灭火装置的流量相对较小,可在轻危险级场所、中卫县级场所选用。自动消防炮灭火系统的流量相对较大、灭火能力更强,可在中危险级场所、丙类库房中选用。

对于候车厅、展厅等较大空间的中危险级场所,由于喷射型自动射流灭火装置的流量和保护半径相对较小,为了满足探测及射流覆盖所有保护区域,所需灭火装置的数量较大可能会导致布置喷射型自动射流灭火装置较为困难或经济性差,可优先选用自动消防炮灭火系统。

同一保护区宜采用同一种系统类型,因设置场所建筑布局和结构的特殊性,在灭火保护设计上(设计布局、保护效果等方面)确有必要时,也可采用两种系统类型进行组合。

第三节 系统设计

一、系统适用场所

自动跟踪定位射流灭火系统适用于空间高度高、容积大、火场温升较慢、难以设置闭式自动喷水灭火系统的高大空间场所。

(一)适用范围

自动跟踪定位射流灭火系统可用于扑救民用建筑和丙类生产车间、丙类库房中,下列火灾类别为A类的场所:

(1)净空高度大于12m的高大空间场所。

(2)净空高度大于8m且不大于12m,难以设置自动喷水灭火系统的高大空间场所。

(二)不适用范围

(1)经常有明火作业。

(2)不适宜用水保护。

(3)存在明显遮挡。

(4)火灾水平蔓延速度快。

(5)高架仓库的货架区域。

(6)火灾危险等级为严重危险级。

二、设计参数

(一)设计流量与持续喷水时间

自动跟踪定位射流灭火系统的设计流量应为设计同时开启的灭火装置流量之和,且不应小于10L/s。

1.自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统的设计流量

自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统应保证至少2台灭火装置的射流能到达被保护区域的任一部位。自动消防炮灭火系统用于扑救民用建筑内火灾时,单台炮的流量不应小于20L/s;用于扑救工业建筑内火灾时,单台炮的流量不应小于30L/s。喷射型自动射流灭火系统用于扑救轻危险级场所火灾时,单台灭火装置的流量不应小于5L/s;用于扑救中危险级场所时,单台灭火装置的流量不应小于10L/s。

自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统的设计流量应按同时开启2台灭火装置确定。

2.喷洒型自动射流灭火系统的设计参数

喷洒型自动射流灭火系统灭火装置的布置应能使射流完全覆盖被保护场所及被保护物。

喷洒型自动射流灭火系统的设计参数
喷洒型自动射流灭火系统的设计参数

喷洒型自动射流灭火装置的设计同时开启数量,应按保护场所内任何一点着火时,可能开启射流的灭火装置的最大数量确定。

喷洒型自动射流灭火系统灭火装置的设计同时开启数量N(单位台)
喷洒型自动射流灭火系统灭火装置的设计同时开启数量N(单位台 水印遮住的数字为4≤N≤6)

3.设计压力

灭火装置的最大保护半径应按产品在额定工作压力时的指标值确定;灭火装置的设计工作压力与产品额定工作压力不同时,应在产品规定的工作压力范围内选用。(公式及计算略)

三、管道与阀门

(1)自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统每台灭火装置、喷洒型自动射流灭火系统每组灭火装置之前的供水管路应布置成环状管网。环状管网的管道管径应按对应的设计流量确定。

(2)系统的环状供水管网上应设置具有信号反馈的检修阀,检修阀的设立应确保在管路检修时,受影响的供水支管不大于5根。

(3)每台自动消防炮或喷射型自动射流灭火装置、每组喷洒型自动射流灭火装置的供水支管上应设置自动控制阀和具有信号反馈的手动控制阀,自动控制阀应设置在靠近灭火装置进口的部位。

(4)信号阀、自动控制阀的启、闭应传至消防控制室。

(5)室内、室外架空管道宜采用热浸锌镀锌钢管等金属管材。架空管道的连接宜采用沟槽连接件(卡箍)、螺纹、法兰、卡压等方式,不宜采用焊接连接。

(6)埋地管道宜采用球墨铸铁管、钢丝网骨架塑料复合管和加强防腐的钢管等管材。埋地金属管道应采取可靠的防腐措施。

(7)阀门应密封可靠,并应有明显的启、闭标志。

(8)在系统供水管道上应设泄水阀或泄水口,并应在可能滞留空气的管段顶端设自动排气阀。

四、供水

(一)消防水泵和供水管网

自动消防炮灭火系统应设置独立的消防水泵和供水管网,喷射型自动射流灭火系统和喷洒型自动射流灭火系统宜设置独立的消防水泵和供水管网。当喷射型自动射流灭火系统或喷洒型自动射流灭火系统与自动喷水灭火系统共用消防水泵及供水管网时,应符合下列规定:

(1)两个系统同时工作时,系统设计水量、水压及一次灭火用水量应满足两个系统同时使用的要求。

(2)两个系统不同时工作时,设计水量、水压及一次灭火用水量应满足较大一个系统使用的要求。

(3)两个系统应能正常运行,互不影响。

消防水泵应按一用一备或二用一备的比例设置备用泵。备用泵的工作能力不应小于其中工作能力最大的一台工作泵。

(二)高位消防水箱和气压稳压装置

采用临时高压给水系统的自动跟踪定位射流灭火系统,宜设高位消防水箱。自动跟踪定位射流灭火系统可与消火栓系统或自动喷水灭火系统合用高位消防水箱。高位消防水箱的设置高度应高于其所服务的灭火装置,且最低有效水位高度应满足最不利点灭火装置的工作压力,其有效储水量应符合规定。

当无法按照上述要求设置高位消防水箱时,系统应设气压稳压装置。气压稳压装置的设置应符合下列规定:

(1)供水压力应保证系统最不利点灭火装置的设计工作压力。

(2)稳压泵流量宜为1~5L/s,并小于一个最小流量灭火装置工作时的流量。

(3)稳压泵应设备用泵。

(4)气压稳压装置的气压罐宜采用隔膜式气压罐,其调节水容积应根据稳压泵启动次数不大于15次/h计算确定,且不易小于150L。

(三)消防水泵接合器

系统应设消防水泵接合器,其数量应根据系统的设计流量计算确定,每个消防水泵接合器的流量宜按10~15L/s计算。

五、电气

系统设备的配电回路不应采用漏电保护开关,但可采用具有漏电报警功能的保护装置。

系统的供电电缆和控制线缆应采用阻燃耐火铜芯电线电缆,系统的报警信号线缆应采用阻燃或阻燃耐火电线电缆。

视频信号传输应采用视频同轴电缆或光缆传输。当采用视频同轴传输时,电缆中间不宜有接头。

探测和控制信号传输距离较远时,宜采用光缆传输。

六、操作与控制

(1)系统应具有自动控制、消防控制室手动控制和现场手动控制三种控制方式。消防控制室手动控制和现场手动控制相对于自动控制应具有优先权。

(2)系统在自动控制状态下,控制主机在接到火警信号,确认火灾发生后,应能自动启动消防水泵、打开自动控制阀、启动系统射流灭火,并应同时启动省、光报警器和其他联动设备。系统在手动控制状态下,应人工确认火灾后手动启动系统射流灭火。

1)自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统在自动控制状态下,当探测到火焰后,应至少有2台灭火装置对火源扫描定位,并应至少有1台且最多2台灭火装置自动开启射流,且其射流应能达到火源进行灭火。

2)喷洒型自动射流灭火系统在自动控制状态下,当探测到火源后,发现火源的探测装置对应的灭火装置应自动开启射流,且其中应至少有一组灭火装置的射流能到达火源进行灭火。

(3)系统自动启动后应能连续射流灭火。当系统探测不到火源时,对于自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统应连续射流不小于5min后停止喷射,对于喷洒型自动射流灭火系统应连续喷射不小于10min后停止喷射。系统停止射流后再次探测到火源时,应能再次启动射流喷射灭火。

(4)稳压泵的启动、停止应由压力开关控制。气压稳压装置的最低稳压压力设置,应满足系统最不利点灭火装置的设计工作压力。

第四节 系统组件及设置要求

一、灭火装置

(一)灭火装置的分类与组成

按流量大小可分为:自动消防炮灭火装置(额定流量大于16L/s)、自动射流灭火装置(额定流量不大于16L/s)。自动射流灭火装置按射流方式又可分为喷射型自动射流灭火装置(射流方式为喷射的)和喷洒型自动射流灭火装置(射流方式为喷洒的)。

(二)灭火装置的设置要求

(1)安装位置应满足灭火装置正常使用和维护的要求。

(2)固定支架或安装平台应能满足灭火装置的喷射、喷洒反作用力要求,且结构设计应能,满足灭火装置正常使用的要求。

二、探测装置

(一)探测装置的组成

探测装置具有自动探测、定位火源,并向控制装置传送火源信号等功能。自动跟踪定位射流灭火系统的探测装置可选用多种火灾探测器,如感温、火焰、图像、复合式等火灾探测器。探测装置探测到火源后,再利用图像中心点匹配法或多级扫描辐射最高强度阈值判定法,进行火源的跟踪定位。

(二)探测装置的设置要求

(1)应采用符合探测方式,并应能有效探测和判定保护区域内的火源。

(2)监控半径应与对应灭火装置的保护半径或保护范围相匹配。

(3)探测装置的布置应保证保护区域内务探测盲区。

(4)探测装置应满足相应使用环境的防尘、防水、抗现场干扰等要求。

三、控制装置

(一)控制装置的分类与组成

控制装置具有接收并处理火灾探测信号、发出控制和报警信息、驱动灭火装置定点灭火、接收反馈信号,同时完成相应的显示、记录并向火灾报警控制器或消防控制联动控制器传送信号等功能。系统从探测到火灾后至实施定点灭火过程中涉及信息处理和过程控制的组件均属控制装置。

控制装置主要包括控制主机(远程控制盘、视频信息存储器、显示器、主机电源、UPS电源、警报装置、打印机),信号处理器(火灾信号处理单元、驱动信号处理单元、反馈信号处理单元、解码器),现场控制箱、消防水泵控制柜等。

(二)控制装置的功能和设置要求

1.控制主机的功能

(1)控制主机应具有与火灾自动报警系统和其他联动控制设备匹配的通信接口。

(2)应控制自动消防炮或喷射型自动射流灭火装置的水平、俯仰回转动作、射流状态转换。

(3)应远程启动消防水泵,但不应自动和远程停止消防水泵。

(4)应控制自动控制阀的开启和关闭。

(5)在自动控制状态下,应按设定程序控制灭火装置动作。

(6)应具有消防水泵、灭火装置、自动控制阀、信号阀和水流指示器等的状态显示功能。

(7)自检功能:声、光报警功能;故障报警功能;消音复位功能;报警信息显示、记忆和打印功能;火灾现场视频实时监控和记录功能。

2.现场控制箱的功能

(1)应设置在灭火装置的附近,便于现场手动操作,并应能观察到灭火装置动作。

(2)应具有防误操作的措施。

(3)应具有消防水泵、自动控制阀等的状态显示功能。

(三)声、光警报器的设置要求

(1)保护区内均匀设置声、光警报器,可与火灾自动报警系统合用。

(2)声压级不应小于60dB;在环境噪声大于60dB的场所,其声压级应高于背景噪声15dB。

四、水流指示器

(一)水流指示器的组成(略)

(二)水流指示器的设置要求

(1)每台自动消防炮及喷射型自动射流灭火装置、每组喷洒型自动射流灭火装置的供水支管上应设置水流指示器,且应安装在手动控制阀的出口之后。

(2)公称压力不应小于系统工作压力的1.2倍。

(3)应安装在便于检修的位置,当安装在吊顶内时,吊顶应预留检修孔。

(4)公称直径应与供水支管的管径相同。

五、模拟末端试水装置

(一)模拟末端试水装置的组成

模拟末端试水装置应由探测部件、压力表、试水阀、试水接头及排水管组成。

(二)模拟末端试水装置的设置要求

(1)每个保护区的管网最不利点处应设模拟末端试水装置,并应便于排水,模拟末端试水装置的出水,应采用孔口出流的方式排入排水管道;排水立管宜设伸顶通气管,管径应经计算确定,且不应小于75mm。

(2)模拟末端试水装置宜安装在便于进行操作测试的地方;模拟末端试水装置应设置明显的标识,试水阀距地面的高度宜为1.5m,并应采取不被他用的措施。

(3)探测部件应与系统所采用的型号规格一致;试水阀的公称直径应与灭火装置前的供水支管相同;试水接头的流量系数应与灭火装置相同。

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