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回到基础:干湿喷水灭火系统

2014年3月15日

消防行业每天都在不断发展和演变。工程师、设计师和地方当局面临着涉及独特应用和特殊危害系统的新挑战。其中一些系统包括洪水、预作用、泡沫或清洗剂抑制。到目前为止,湿式系统是最常见的消防系统;干式系统是第二常见的。我们经常忽略这些系统的基本设计原则。在本文中,我将回到基础知识,回顾湿式和干式系统的设备和操作。NFPA 13《自动喷水灭火系统安装标准》为自动消防喷水灭火系统的设计和安装提供了最低要求,并将在本文中引用。

湿式系统

根据NFPA 13的定义,湿式系统是一种自动喷水灭火系统,它将自动喷水灭火装置连接到装有水的管道系统上,并与供水系统相连,这样水就会立即从被火灾的热量打开的喷水灭火装置中排放出来。湿式系统用于温度可保持在40°F(4°C)以上的区域。向火灾提供立即排水将有助于快速控制火势,并有助于防止火势蔓延,这解释了为什么湿式系统最常用。

湿式系统相当简单,但在设计相关设备时需要考虑一些选项。我们开始在供水进入建筑的地方建造组成湿系统的组件。供水系统和防回流器等组件的安装是基于当地政府的要求和NFPA 24《私人消防总管及其附属设备安装标准》。

喷淋立管是连接地下管道和室内管道的桥梁。这是我们供应交叉管道、给水管道和分支管道的地方,它们构成了湿系统管网。在喷头立管处,我们开始决定所需的组件。有两种典型的湿式系统喷头立管可供选择;立管报警止回阀总成或带流量指示器的端口止回阀。

立管止回阀总成

我们在立管上安装了一个报警止回阀,将水压锁定在系统内,防止洒水管道中的水回流到供水系统中。止回阀周围的装饰管道用于在水流状态下启动报警器,报警器可以是机械装置或电气装置。报警止回阀配有一个入口,一个出口和多个攻头。

其中两个凸头用于显示供应侧和系统侧水压的压力表。两个位于阀门背面的旁通管路;这适用于少于一个喷头的低流量情况,并防止阀瓣不必要地打开。另外两个老板是一个主要排水管和一个报警线端口。主排水管的位置使报警阀阀瓣上方的整个系统都能排干。报警线连接到装饰管道,继续到报警装置。当洒水喷头工作时,水流通过止回阀,推动阀瓣打开。然后,水进入报警线路,并将激活报警压力开关或水马达响,发出系统中有水流动的信号。

延迟室是一个重要的选项,可以添加到报警线路。对于任何洒水系统来说,最大的麻烦是错误的水流警报。延迟室在机械或电气声音警报之前提供机械延迟。它用于供水压力可变的情况。如果存在变压或水浪涌,可能会在系统中产生误报警。
延迟室是一个一加仑的水箱,在到达警报之前吸收汹涌的水。一旦水进入延迟室,它就会通过底部的限制孔排出。如果有喷淋流量条件,则室内的水会填满比排干的速度快,从而使水填满延迟室并继续到报警压力开关或水马达响。多个延迟室可以添加到一个大的水浪涌系统。

水马达锣是一种机械装置,通常安装在洒水立管室的外墙上。这是一个水驱动的警报器,没有电力连接,如果它响了,需要有人打电话给当地当局。虽然这个警报器的使用频率不像以前那么高,但一些地方官员或最终用户可能会要求安装它。如果需要此告警,则必须指定一个告警止回阀。

端口式止回阀

技术允许我们利用电气设备和火灾报警系统来帮助在水流时提供所需的报警信号。如果我们利用这项技术,我们可以提供一个比完整的立管止回阀总成稍微简单一些的喷淋立管。端口式止回阀将包括以下部分:将压力锁定到系统中的止回阀,止回阀上方和下方的压力表以及主排泄连接。

这种止回阀不包括用于报警管路的螺纹凸台。可以消除所需的报警装饰管道,并在管道中安装一个叶片式水流开关,位于止回阀上方。这是一个电子开关,通过管道上的一个孔安装了一个塑料桨。当桨被水流状态向前推动时,会产生电报警信号,该信号可以发送给火灾报警面板或直接发送给电铃。

如前所述,一些供水系统可能会产生浪涌并导致误报。水流装置包括一个内置在开关中的延迟或延迟设置,防止信号被发送,直到桨被水流向前推进一段设定的时间。

这两种立管组件都符合NFPA 13标准。重要的是要审查地方当局需要哪种类型,以及哪种类型可能最具成本效益。

许多工程师的规范包括一个报警立管止回阀,如果不使用水马达锣,则可能不需要。端口式止回阀可以提供相同的原理,但是对于设备和安装来说成本更低。工程师应该审查他们的规格,以确保他们正在寻找每个项目所需的适当设备。

干燥系统

根据NFPA 13的定义,干式系统是一种采用自动洒水装置的洒水系统,该洒水装置连接到含有空气或氮气的管道系统上,在压力下释放空气或氮气(如从洒水装置的开口),允许水压打开称为干式管阀的阀门;然后水流入管道系统,从打开的喷头流出。对于温度不能保持在40°F(4°C)以上的地区,将考虑采用干式系统。然而,确保干式管道阀门组件和设备安装在加热环境中是很重要的。干式管阀是一个相当简单的概念,但是,像湿式立管一样,在指定设备时提供了一些选择。

干管阀

干阀安装在喷头立管处,使管网中的空气压力与供水分离。这些阀门一般按差动原理工作。这意味着,如果一个阀门有6:1的差压,那么你可以在阀瓣上方只施加1 psi的空气压力,就能阻挡6 psi的水压。当洒水车工作时,空气压力降低,阀下的水压最终克服差压,推动干式阀阀瓣开启。这将允许供水进入管网,并从已运行的洒水装置中排出。

这通常会引起工程师的疑问,需要多少空气压力才能使干阀保持在设定位置?以6:1规则为例,简单地取供水压力,除以6,再加15到20 psi作为缓冲垫。多种制造的干式阀可能有各种不同的差值:重要的是要查看制造商的技术数据,这些数据通常根据您的供水压力提供适当的空气供应要求。

当洒水喷头在干燥系统中运行时,由于从阀门到打开的洒水喷头的行程时间,在充分水流时会有延迟。NFPA 13根据管道的总容积讨论了干式系统中最大输水量的要求。称为加速器的附件可用于辅助阀门操作的速度。加速器可以帮助重新定向系统中的空气压力,从而更快地降低阀门的差值,从而加快阀门的运行速度。

当将干式阀门投入使用时,通常需要打开阀门的面板并重置内部的阀瓣总成。较新的阀门可以在外部重置,无需出于任何原因打开阀门。在阀瓣设置好并更换面板之后,就可以将空气引入系统了。可用压缩空气或氮气对干式管道系统加压。立管式压缩机通常用于较小的系统;然而,对于大多数应用,建议使用带有空气维护装置的罐式压缩机。

空气维修装置有助于维持管道内适当的空气压力,并在出现少量损失时,利用储气罐内的供气向系统引入更多空气。另一个可以考虑的选择是在空气供应上安装干燥器,以去除管道中的多余水分。安装在干阀上的内饰管道为水流条件提供必要的压力表、排水管和压力开关。

这些系统的其他细节具体到不同的制造商。我建议你花点时间审查适用于你的系统的设备和安装要求。


脚注
1.NFPA 13, 2010版,第1.1.1节
2.NFPA 13, 2010版,第3.4.10节
3.NFPA 13, 2010版,章节3.4.5
4.NFPA 13, 2010版,章节7.2.3。