一、系统总体概念与组成：

1、自动喷水灭火系统的划分 自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组件，以及管道、供水设施组成，并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。由湿式报警阀组、闭式喷头、水流指示器、控制阀门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。系统的管道内充满有压水，一旦发生火灾，喷头动作后立即喷水。

按照喷头形式可分为两类：采用闭式洒水喷头的为闭式系统；采用开式洒水喷头的为开式系统。

喷头如图所示：

2、闭式系统

闭式系统的类型较多，基本类型包括湿式、干式、预作用及重复启闭预作用系统等。用量最多的是湿式系统。在已安装的自动喷水灭火系统中，有70%以上为湿式系统。

（1）湿式系统

由湿式报警阀组、闭式喷头、水流指示器、控制阀门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。系统的管道内充满有压水，一旦发生火灾，喷头动作后立即喷水。

湿式系统特点：

① 结构简单，使用可靠

② 系统施工简单、灵活方便

③ 灭火速度快、控火效率高

④ 系统投资省，比较经济

⑤ 适用范围广

（2）干式系统

准工作状态时配水管道内充满用于启动系统的有压气体的闭式系统。

干式系统特点：

①干式系统，在报警阀后的管网内无水，故可避免冻结和水汽化的危险，不受环境温度的制约，可用于一些无法使用湿式系统的场所。

②比湿式系统投资高。因需充气，增加了一套充气设备而提高了系统造价。

③干式系统的施工和维护管理较复杂，对管道的气密性有较严格的要求，管道平时的气压应保持在一定的范围，当气压下降到一定值时，就需进行充气。

④比湿式系统喷水灭火速度慢，因为喷头受热开启后，首先要排出管道中的气体，然后再出水，这就延误了时机。

（3）预作用系统

准工作状态时配水管道内不充水，由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀后，转换为湿式系统的闭式系统。

适于如下场所：

1）系统处于准工作状态是严禁管道漏水；

2）严禁系统误喷；

3）替代干式系统。

重复启闭预作用系统

能在扑灭火灾后自动关阀、复燃时再次开阀喷水的预作用系统。适用于灭火后必须及时停止喷水的场所。

这种系统有两种形式：一种是喷头具有自动重复启闭的功能，另一种是系统通过烟、温感传感器控制系统的控制阀来实现系统的重复启闭功能。

3、开式系统

采用开式洒水喷头的自动喷水灭火系统，包括：雨淋系统、水幕系统。

雨淋系统的核心式雨淋阀。

雨淋阀图

二、自动喷水灭火系统的原理

1、湿式自动喷水灭火系统的相关原理

湿式自动喷水灭火系统（以下简称湿式系统）由闭式喷头、湿式报警阀组、水流指示器或压力开关、供水与配水管道以及供水设施等组成，在准工作状态时管道内充满用于启动系统的有压水。

湿式报警阀组如图所示：

准工作状态下，系统处于一个平衡，阀瓣上方有压水与阀瓣下方系统侧的有压水达到一个平衡；一旦发生火灾，温度达到喷头的公称动作温度，喷头会发生炸裂，这时上侧的水会从喷头流出，阀瓣平衡被破坏，供水侧（水箱）的水开式供水灭火，与此同时，报警管路也会充满水，经过延迟器后，一路流向水力警铃发生报警，一路流向压力开关开启消防水泵，这时就会开始系统灭火，待火灭完后，需人工关闭消防水泵。

湿式自动喷水灭火系统的原理图：

2、干式自动喷水灭火系统的工作原理

干式自动喷水灭火系统（以下简称干式系统）由闭式喷头、干式报警阀组、水流指示器或压力开关、供水与配水管道、充气设备以及供水设施等组成，在准工作状态时配水管道内充满用于启动系统的有压气体。干式系统的启动原理与湿式系统相似，只是将传输喷头开放信号的介质，由有压水改为有压气体。

干式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干式报警阀入口前管道内的充水压力，报警阀出口后的管道内充满有压气体（通常采用压缩空气），报警阀处于关闭状态。

发生火灾时，在火灾温度的作用下，闭式喷头的热敏元件动作，闭式喷头开启，使干式阀的出口压力下降，加速器动作后促使干式报警阀迅速开启，管道开始排气充水，剩余压缩空气从系统最高处的排气阀和开启的喷头处喷出。

此时，通向水力警铃和压力开关的通道被打开，水力警铃发出声响警报，高位消防水箱流量开关或管网压力开关动作并输出启泵信号，启动系统供水泵；管道完成排气充水过程后，开启的喷头开始喷水。从闭式喷头开启至供水泵运行前，由消防水箱、气压给水设备或稳压泵等供水设施为系统的配水管道充水。

干式系统与实施系统本质区别不大，在准工作状态下，是通过阀瓣上方管道的有压气体与阀瓣下方供水侧的水达成平衡；当发生火灾以后，喷头随着温度升高而发生爆裂，进而管网内的气体排出，打破系统平衡，供水侧（水箱）的水开式供水灭火，与此同时，报警管路也会充满水，经过延迟器后，一路流向水力警铃发生报警，一路流向压力开关开启消防水泵，这时就会开始系统灭火，待火灭完后，需人工关闭消防水泵。

干式系统原理图：

干式报警阀图：

雨淋系统：

系统处于准工作状态时，由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持雨淋阅入口前管道内的充水压力。发生火灾时，由火灾自动报警系统或传动管自动控制开启雨淋报警阀和供水泵，向系统管网供水，由雨淋阀控制的开式喷头同时喷水。

雨淋阀组和干式报警阀组的区别：

1）启动速度区别：干式报警阀组比雨淋阀组启动速度要慢。

2）管理难易程度区别：干式报警阀组比雨淋阀组管理复杂。

3）灭火速度区别：干式报警阀组比雨淋阀组灭火速度要慢。

4）环境温度及适用场所的区别：

雨淋阀组适用在环境温度不低于4℃、不高于70℃的建筑物和场所。

干式报警阀组适用在环境温度低于4℃和高于70℃的建筑物和场所，如不采暖的地下车库、冷库等。

3、预作用喷水灭火系统的动作原理：

当发生火灾时，安装在保护区的感温感烟探测器发出火警信号。火灾报警控制器接到报警信号之后，发出指令，打开雨淋阀上的电磁阀，使雨淋阀开启，同时开启管网末端快速排气阀前的电动阀迅速放气充水，压力水流进系统侧管网，变成湿式喷水系统，同时水力警铃发出报警，压力开关动作反馈给消控中心。此时管道上安装闭式洒水喷头尚未释放，不会喷水。人员采取紧急适当行动将火扑灭，避免喷头动作水渍造成的损失。如果火灾控制不住继续发展，致使闭式喷头的玻璃球动作喷水，消防水泵自动启动，系统开始喷水灭火。示意图如下：

三、高层建筑自动喷水灭火系统设计要注意哪些问题

1、报警阀组的数量与设置

　　报警阀组的数量应根据以下两个原则来确定：

　　1）《自喷规范》6.2.3条规定一个报警阀组控制的喷头数，湿式系统、预作用系统不宜超过800只，干式系统不宜超过500只。

　　2）《自喷规范》6. 2. 4条规定每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m。

　　由于规范中并没有规定报警阀组是集中还是分散布置，因此可以由设计人员根据实际需要进行设置，只需满足报警阀组的作用要求、位置安全、易于操作、附近有人员值班、能就近或远距离报警、能自动启泵等要求即可。

　　1）集中布置是指将所有的报警阀组均设置在地下室专用设备间或水泵房，水力警铃设置在相应处或引出到附近有人值班处。集中设置，管理方便，但存在占用面积、增加造价等缺点;在高层建筑中集中设置，对间组的工作压力要求较高，对消防集中设置的建筑小区或建筑群，不易分清失火区域。

　　2）分散布置是指将报警阀组分别移至各楼层上或各单体分散设置。一般设置在管道井内或其服务范围内的公共部分等安全和易操作的地方，水力警铃也设置在附近有人值班处。分散设置，节省投资，也有利于解决竖向分区对阀组的压力要求，同时也有利于明确失火分区，但存在不利于统一管理的缺点。

　　在工程设计中，设计人员应根据规范要求和实际情况，选择合理的布置方式。

2、喷头的布置

　《自喷规范》规定，喷头布置的原则是喷头应布置在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置，且应防止各种障碍物的阻挡。喷头布置要求喷头洒水时不留漏喷的空白点，也不应出现过多的重复覆蓋面积。

实际设计中，根据建筑平面，参照《自喷规范》中喷头布置最大间距和保护面积的要求，可灵活采用正方形、矩形或平行四边形布置。由于影响喷头布置的因素很多，设计时必须根据工程实际情况，按选定的喷水强度、喷头的流量系数、作用面积、工作压力等进行计算，并考虑喷头的受热条件和开放时间，结合建筑分隔和结构柱网灵活布置，同时还需考虑给以后的二次装修留有余地。

根据实际经验和对《自喷规范》中喷头布置条文的理解，笔者认为喷头间距不宜按规范规定的最大距离设置，而应留有一定的余量，这样才能充分保证喷头的喷水强度和喷水的均匀性。

3、过滤器的设置

　　在以往的设计中，设计人员均会在自动喷水灭火系统消防水泵吸水管上设置过滤器，以防止消防贮水池内的碎杂物进入系统。而笔者认为，由于屋顶消防水箱虽然在通气管和溢流、放空管的出口设置了金属防虫网罩，但实际使用中还是会有碎杂物进入水箱，从而通过稳压管进入湿式报警阀，从而影响湿式报警阀的正常工作，所以也应在屋顶消防水箱稳压管上设置过滤器。

4、正确设置自喷末端试水装置，解决末端试水装置排水问题

　　《自喷规范》要求每个报警阀组控制的最不利点喷头处，应设置末端试水装置。末端试水装置的出水，应采取孔口出流的方式排入排水管道。在设计中，我们通常不会忘记末端试水装置中试水阀、压力表的设置，但是往往忽视试水接头的设置，特别是试水接头出水口的口径没有交代。此外，试水接头不能与管道或软管直接连接，影响孔口出流的效果;自喷排水管也应设计成间接排放，以免下水道气体通过排水漏斗散入室内，影响室内空气质量。

5、报警阀的进出口均应设置信号阀

　　《自喷规范》要求连接报警阀进出口的控制阀，宜采用信号阀。一般在水流指示器及报警阀进口设置信号阀已经是常规设计，很少遗漏。但规范要求在报警阀出口也要设信号阀或带锁具的阀门，目的是防止误操作。

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