| 我国自动喷水灭火系统技术的现状与发展 |
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| 作者：杨 琦
2004-10-28 8:45:00 |
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摘要: 简单回顾了自动喷水灭火技术在我国的应用, 分析了技术的发展, 指出了现状中存在的问题。同时, 展望了我国自动喷水灭火系统技术的发展, 强调了自动喷水灭火系统在水消防系统中的地位, 进一步拓展自动喷水灭火系统在以性能为基础消防中的作用, 完善系统自身的可靠性, 并发挥保险业对消防安全和经济发展的杠杆作用, 以促进自动喷水灭火技术在我国的深入发展。
关键词: 自动喷水灭火系统; 技术应用和发展; 水灭火系统; 保险
1 自动喷水灭火系统技术的现状
1.1 自动喷水灭火系统技术在我国的应用
1. 1. 1 技术应用的现状
自动喷水灭火系统作为一种安全可靠、经济实用的灭火技术, 发展至今已有100 多年的历史。在我国,自动喷水灭火系统的应用也已有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80 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, 我国已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。
在技术规范和标准的制定方面, 我国先后发布了《自动喷水灭火系统设计规范》、《自动喷水灭火系统施工与验收规范》、《自动喷水灭火系统: 洒水喷头的性能要求和试验方法》等规范和《室内自动喷水灭火设施安装》标准图集。这大大提高了自动喷水灭火系统的技术含量, 也有利于消防的管理。
自动喷水灭火系统因其较高的灭火成功率在保护人身和财产安全方面得到广泛的应用, 并取得明显的社会效益和经济效益。我国的《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》明确了自动喷水灭火系统的设置场所和部位, 特别重视了在高层建筑、火灾危险性较大的工业厂房等建筑物的应用。2002 年4 月颁布的《建筑设计防火规范》等四项国家标准局部修订条文, 特别强调了在地下建筑和歌舞、娱乐、放映、游艺等公共活动场所设置自动喷水灭火系统。我国已有多起由自动喷水灭火系统来扑灭或阻止火灾蔓延的案例。如上海市第一百货商店、联谊大厦等的火灾, 都是先开启闭式喷头来扑灭火灾的。在新建的浦东国际机场也已有多例靠快速响应喷头成功扑灭初期火灾。据美国N FPA 调查统计, 装有自动喷水灭火系统的建筑物在火灾中的人员死亡要少1/3～ 2/3, 财产损失少1/2～2/3。[1]该系统的控火、灭火率可达很高的比例, 而一般系统的造价仅占工程总造价的1%～ 3%。国内北京丽都饭店、北京民航售票处采用湿式系统, 增加的造价分别为5.78 元/m2、4.94 元/m2。[1]采用湿式系统、预作用系统和水幕系统的成都泯山饭店, 安装该系统后增加的造价为10 元/m2, 占建筑物总投资的1%。[1]
1. 1. 2 系统技术的进展[2]
在自动喷水灭火系统的理论上, 我国开展了喷头热敏性能的量化和喷头灭火效能影响的评价研究。喷头的热敏性能通过响应时间指数(RT I) 来反映。RT I越低, 喷头开放也就越快, 其灭火效果也相对较好。喷头的灭火效能与所需喷水密度(RDD ) 和喷头实际送达的喷水密度(ADD) 有关。当喷头空间的热损失较小时, 喷水穿过火焰上羽卷流送达的密度就相对提高。同时, 自动喷水灭火系统技术除了控制火灾的目的外, 还提出了早期灭火的新概念。
在喷头技术上, 现已有标准喷头、快速响应喷头(RT I≤ 50 (m s)0.5 )、大水滴喷头(ES)、快速响应早期灭火喷头(ESFR )、扩展覆盖边墙型喷头、启闭式喷头等。
在系统方式上, 除了常规的湿式系统、干式系统、预作用系统、雨淋系统和水幕系统外, 还出现了重复启闭预作用系统、自动喷水2泡沫联用灭火系统。在系统的给水方式中, 明确了稳高压给水系统, 并采取了保证给水可靠的相关措施。对于自动喷水灭火系统消防泵的启动控制, 除了由单一的压力开关控制外, 还有两组压力开关控制方式。水力报警阀的功能在系统中也得到进一步明确。在每个报警阀组的给水最不利处, 均设末端试水装置, 以利于系统的检测, 加强了系统平时的维护管理。
1.2 自动喷水灭火系统技术存在的问题
自动喷水灭火系统在灭火技术上的优越性己得到我国的广泛认可。过去在使用中的一些误解, 如系统在应用场所可能出现漏水造成水渍损失、系统的灭火可靠性和经济性等问题, 现已在实践中得到新的认识。但是, 在目前的技术应用中还存在一定的问题。
1. 2. 1 系统应用的场所和设置部位还不够广泛
自动喷水灭火系统适用于自救场所, 它不仅具有控火的功能, 还具备灭火的功能。灭火系统的设计应重视以人为本的原则, 大力推广使用自动喷水灭火系统的设置。此外, 喷水对火灾中的烟雾有削减作用, 这有利于人员的安全疏散。故在很多建筑内部都可设置自动喷水灭火系统, 如高级住宅、工业厂房、公共活动场所、医院疗养院及老年少儿残疾人活动场所等。
1. 2. 2 系统的设计和系统的维护有待加强
在系统的设计中, 突出表现在喷头的布置不够规范。自动喷水灭火系统的喷头既是洒水灭火的元件, 也是探测火灾的感温元件。合理选择和布置喷头, 直接影响到扑灭初期火灾的效果。此外, 系统的管道布置远没有消火栓给水系统的可靠性高, 消防水源的保障也需提高。对于自动喷水灭火系统而言, 平时的维护管理显得很重要。从系统灭火失败的案例分析, 其主要因素是阀门的误关闭和水源供应问题。故有必要制定相应的规章制度, 确保系统定期运行、检测、维护, 以满足系统灭火时的要求。特别是强调和确保系统的“自动”性。
2 自动喷水灭火系统技术的发展
2. 1 自动喷水灭火系统技术在水灭火系统中地位的加强
自动喷水灭火系统技术的优越性, 决定了它在水灭火系统中的地位。消火栓给水系统虽然在造价上相对较低, 但它需要消防专业人员使用, 且在扑灭火灾的速度和灭火的效果上不如自动喷水灭火系统好。
据资料[3] 介绍, 1999 年全国共发生火灾(不含森林、草原、军队火灾) 179955 起, 死2744 人, 伤4572人, 直接财产损失14.3 亿元。其中, 特大火灾85 起, 与上年相比上升9%。主要表现在商场、宾馆饭店、公共娱乐场所、易燃易爆物品生产、经营单位的火灾较突出。而城市公共消防设施和消防装备建设严重滞后是造成特大火灾的主要原因。因此, 建议我国的水灭火系统逐步向以自救为主的自动喷水灭火系统过渡, 辅以简化的消火栓给水系统或消防软管卷盘。强化、完善自动喷水灭火系统的设计, 扩大其应用范围。
2.2 拓展自动喷水灭火系统在消防领域中的研究
2. 2. 1 为以性能为基础的消防设计提供依据
自动喷水灭火系统技术应配合以性能为基础的消防设计的研究, 探讨自动喷水灭火系统与人员安全疏散(控火) 和财产保护(灭火) 的关系, 加强计算机对火灾模型、自动喷水灭火过程的模拟和计算, 以作为火灾安全学的技术依据, 进行有效的性能设计。
系统技术的研究还涉及到它对火灾烟气蔓延的削减和控制。从定性分析转化为定量分析。此外, 综合分析自动喷水灭火系统与其他消防措施之间的关系。如防火分区、防火分隔的处理, 从宏观上优化、协调建筑物内的消防配置。
2. 2. 2 协调自动喷水灭火系统与火灾报警的关系
明确自动喷水灭火系统在消防中的作用, 将从纯粹的被动消防转化为被动消防与主动消防的结合。特别是在无人值班的场所, 设置自动喷水灭火系统比设置火灾自动报警系统更有效。现行修改的规范正在扩大自动喷水灭火系统的设置, 正是说明了这一点。
从经济的角度出发。采用自动喷水灭火系统并不比火灾自动报警系统的造价高。在一些投资有限的场所, 建议采用自动喷水灭火系统代替火灾自动报警系统。
2. 2. 3 发挥自动喷水灭火系统在灭火中的其它功效
研究自动喷水灭火系统的机理, 拓展它在水灭火系统中的其它功能, 进一步发挥自动喷水灭火系统技术的作用。高压细水雾灭火系统就是其中的一例。
高压细水雾灭火系统是一种平均水滴直径为40～ 200 um 的超细水雾作用的高压灭火系统, 其作用原理主要是冷却和稀释作用。细水雾表面积大, 能有效地吸收火灾中的热量; 高密度的细水雾悬浮在空中, 能降低火灾现场氧的浓度。高压细水雾是喷淋和气体灭火剂的有效替代。其优点主要表现在: 高动能、小水滴的优越性能, 即用水量小、减少水渍损失; 灭火过程中对人员、设备、财产和环境无危害; 具有防止复燃的高冷却性能; 同时还具有独特的烟雾削减功能, 有利于人员的安全疏散。它是自动喷水灭火系统技术发展出的有效的系统方式之一。
2. 3 完善系统自身的可靠性
自动喷水灭火系统存在的问题将在发展中得到完善。同时, 系统将需加强自身的可靠性。一方面表现在,通过喷水灭火机理的研究, 针对不同火灾场所的火灾负荷、发展、蔓延过程, 决定采用不同类型的喷水灭火方式。如大空间采用大水滴喷头系统, 通讯机房和柴油发电机房采用高压细水雾系统, 住宅设置专用的喷淋系统。系统向专业化方向发展。另一方面表现在, 系统给水可靠性的增加。如系统的配水干管在报警阀组前成环状管网布置, 在水流指示器后的给水管道采用环状、网状布置, 以加强系统给水的可靠度, 体现自动喷水灭火系统在水灭火系统中的主导地位。
此外, 对于不同类型的建筑物或不同类型的火灾,系统的给水可制定出不同的给水方式。如在住宅、改建的小型餐饮、娱乐等场所可简化系统的组成, 不设报警阀组或水流指示器。其目的在于保证系统消防可靠的情况下, 推广自动喷水灭火系统的设置, 立足于自救,减少人员的伤亡。
2. 4 发挥保险业在自动喷水灭火系统技术的作用
保险业介入消防领域是市场经济下的消防监督社会化。这有利于发挥保险公司对消防安全和经济发展的杠杆作用。在国外, 安装了自动喷水灭火系统的建筑物可以在保险费方面取得一定的折扣。如美国, 每100美元资产平均保险费为0. 3 美元, 在设置自动喷水灭火系统等技术措施后, 可降为0.03 美元。保险费的降低, 可在一段时间后抵消自动喷水灭火系统安装的支出, 是提倡在民用公共建筑和工业建筑中应用自动喷水灭火系统。
保险业在自动喷水灭火系统中的作用还在于开展系统技术的研究、加强系统技术的应用、强化自动喷水灭火系统的检测与日常维护, 深人系统的经济性研究,以降低消防风险, 达到降低保险公司的理赔风险的目的。引入保险业参与消防, 可形成政府、业主和保险互相促进、互惠互利、相互制约的新型消防发展模式。最终, 促进自动喷水灭火技术的研究、推广和应用, 达到系统技术的进步和飞跃。
可以相信, 随着我国自动喷水灭火系统技术的不断应用, 将进一步加深对其的认识, 扩大其应用范围;通过火灾案例的分析和对系统的研究, 确定其在消防水灭火系统中的地位, 完善自动喷水灭火的可靠性, 延伸其灭火的应用范围; 吸引保险业的介入, 进一步推广、发展自动喷水灭火系统技术。
参考文献:
[ 1 ] 姜文源主编. 建筑灭火设计手册. 北京: 中国建筑工业出版社, 1997. 301-307.
[ 2 ] 杨琦. 自动喷水灭火技术的发展. 给水排水, 1997, 23 (1) :44-46.
[ 3 ] 公安部消防局. 中国火灾统计年鉴. 北京: 中国人民公安大学出版社, 2000. 1-13.
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【文章出处：杨 琦】 |
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