闭式自动喷水灭火系统
出处：按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第二卷》第924页（5501字）
闭式自动喷水灭火系统属于自动灭火系统中的一种，在高层建筑中的消防系统中经常采用，是一种行之有效的灭火手段，特别是火灾初期显得尤为重要，因而被广泛采用。
(一)闭式自动喷水灭火系统适用条件
1．建筑高度超过100m的高层建筑，除面积小于5．00m2的卫生间、厕所和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统；
2．建筑高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房，除普通住宅和高层建筑中不宜用水扑救的部位外，应设自动喷水灭火系统：即公共活动用房、走道、办公室和旅馆的客房、可燃物品库、高级住宅的居住用房以及自动扶梯底部和垃圾道顶部；
3．二类高层建筑中的商业营业厅、展览厅等公共活动用房和建筑面积超过200m2的可燃物品库房，应设自动喷水灭火系统；
4．高层建筑中经常有人停留或可燃物较多的地下室，应设自动喷水灭火系统；
5．中庭每层回廊应设自动建水灭火系统；
6．采用防火卷帘代替防火墙时，其防火卷帘的耐火极限达不到所规定的条件时应在其两侧设闭式自动喷水灭火系统，其喷头间距不应小于2．0m；
7．高层建筑的中庭屋顶承重构件采用金属结构，当达不到耐火极限要求时应设置自动喷水灭火系统。
(二)闭式自动喷水灭火系统的分类
1．闭式自动喷水湿式灭火系统
该系统适用于环境温度不低于4℃和不高于70℃的场所。闭式自动喷水湿式灭火系统是在报警阀前后管道内均充满压力水的灭火系统。它由闭式喷头、管道系统、湿式报警阀(成套报警装置)和供水设施(水泵、水泵接合器、高位水箱、消防水池、稳压装置)等组成。
自动喷水湿式灭火系统管网内的工作压力不应大于1．2MPa，自动喷水湿式灭火系统中每个报警阀所控制的喷头数一般不宜超过800个。该系统在高层建筑自动喷水灭火系统中使用最广，只要允许用水灭火的场所都可以采用(根据适用条件中任何一条规定即可)。它的工作原理如图3－4－24。
图3－4－24 闭式自动喷水湿式灭火系统工作原理图
2．闭式自动喷水干式灭火系统
闭式自动喷水干式灭系统是在报警阀后的管道内充以有压气体，报警阀前的管道内充以压力水的灭火系统。它适用于环境温度在4℃以下和70℃以上不宜采用湿式喷水灭火系统的地方。它用闭式喷头、管道系统、干式报警阀(成套报警装置)、充气设备和供水设施(水泵、水泵接合器、高位水箱、消防水池、稳压装置)等组成。
采用该系统时应注意当环境温度有可能低于零下10℃的场所不宜采用玻璃球喷头，而应采用易熔元件喷头，喷头一般应向上布置。在给干式喷水灭火系统管网充气时，需先在干式报警阀上注入少量清水密封阀门，以防漏气。干式喷水灭火系统的管网容积不宜超过1500L。设有排气装置时，不宜超过3000L。阀后充气压力要求按图3－4－25与水压相匹配。根据设计计算所需水压按图3－4－25要求选择空压机。空压机的启停依靠YTK压力控制器来实现。
图3－4－25 充气压力与管网供水压力关系
闭式自动喷水干式灭火系统灭火的工作原理和闭式自动喷水湿式灭火系统的灭火工作原理没有本质的差别，只是火灾时，闭式喷头温感元件爆破或熔化脱落后，先排出管网中的气体，气完水到进行喷水灭火，其工作原理见图3－4－26。
图3－4－26 闭式自动喷水干式灭火系统工作原理图
3．闭式自动喷水干、湿两用灭火系统
所谓干、湿两用闭式自动喷水灭火系统，是将干式和湿式两种系统的优点结合在一起的系统，当环境温度低于4℃或高于70℃时呈干式状态，当环境温度在4～70℃之间变化时将干式状态转换成湿式状态。当选用干、湿两用系统时应注意维护和管理工作，确保灭火的安全和可靠。
4．闭式自动喷水预作用灭火系统
闭式自动喷水预作用灭火系统具有湿式系统和干式系统的特点。该系统预作用阀后的管道系统内平时充满了气体(可为有压或无压气体)呈干式无水状态。一旦发生火灾时，火灾监测控制系统自动开启预作用阀(亦可人工开启)，使消防水进入阀后管道，此时该系统呈湿式状态。
该系统适用于严格要求不准有水渍损失的建、构筑物内，也可代替干式系统。在选用该系统时应注意预作用阀后的充气压力不宜大于0．03MPa，充气前仍应先注入少量清水密封阀门以防漏气。要求预作用喷水灭火系统管线内的充水时间不超过3min。对于阀后为无压空管的预作用系统可以直接选用雨淋阀为预作用阀，对充气的预作用系统应采用干式报警阀或雨淋阀，并且有防止漏气的保护措施。
选用闭式自动喷水预作用灭火系统是对灭火要求比较严格的场所，因此应采取防止误报的措施，对火灾探测器的产品性能要求可靠，反应灵敏、准确。闭式自动喷水预作用灭火系统的工作原理见图3－4－27。
图3－4－27 闭式自动喷水预作用灭火系统工作原理图
(三)闭式自动喷水灭火系统消防水量计算
根据建、构筑物的危险等级确定设计喷水强度和作用面积。湿式喷水灭火系统，干式喷水灭火系统，干、湿两用喷水灭火系统和预作用自动喷水灭火系统设计的基本数据应不小于表3－4－25的规定。
标准喷头的保护面积和间距，以及喷头与墙、柱面的间距应符合表3－4－30的规定。
表3－4－30 标准喷头的保护面积和间距
位于仓库、舞台、闷顶等部位的喷头应按规范规定进行合理布置。位于沿墙布置的喷头，其保护面积和间距应符合表3－4－31的规定。玻璃球喷头和易熔合金喷头在各种水压时的喷头出水量分别见表3－4－32和表3－4－33。
表3－4－31 边墙型喷头的保护面积和间距
注：喷头与端墙的距离，应为本表规定间距的一半。
表3－4－32 玻璃球喷头在各种水压时的喷头出水量
表3－4－33 易熔合金喷头在各种水压时喷头出水量
(四)闭式自动喷水灭火系统的水力计算
闭式自动喷水灭火系统的水力计算一般分为沿途计算法和面积计算法两种。沿途计算法的特点是从系统最不利点的喷头开始，沿程计算各喷头压力、流量和管的累计流量、水头损失直到管段累计流量达到设计流量为止。在此以后的管段中流量不再增加，仅计算沿程和局部水头损失。这种计算方法比较接近实际灭火时的工作状况，其计算结果除最不利点的喷头外的任何一个喷头的喷水量或任意四个相邻喷头的平均喷水量均超过设计要求。
面积计算法的特点是首先确定最不利位置作用面积，作用面积宜采用正方形或长方形布置。当采用长方形布置时，其长边应平行于配水支管，边长宜为作用面积值平方根的1．2倍(只有作用面积内的喷头，才计算喷头量)。严重危险作用面积内每个喷头喷水量按该喷头处的水压计算确定；中危险级和轻危险级假定作用面积内每个喷头喷水量相等，即按最不利点喷头的喷水量计算。依此计算各管段的流量损失和阻力损失，直到作用面积内最末一个喷头为止，以后管段的流量不再增加，仅计算管道阻力损失(沿程和局部)。这种方法相对要简化一些，国家现行《自动喷水灭火系统设计规范》提倡并允许这种稍有选择的计算方法。
以上两种计算方法都是可行的，它的立足点均是满足了最不利点喷头的喷水量。我们应该看到，火灾发生在最不利点的可能性是相对来讲比较小的，而火灾发生在其他部位时无论从喷头的喷水量和水压都远比最不利点大，因此更具有安全可靠的保障。
(五)计算步骤
1．沿途计算法
(1)绘制管道系统图；
(2)从系统设计最不利点的喷头开始，进行节点编号(节点指喷头处、管道分支连接处及变径处)；
(3)按特性系数法进行水力计算，从最不利点开始管段累计流量增加到设计流量为止，以后管段中流量不再增加，仅计算水头损失；
(4)校核各管段流速，超过极限值时酌情放大管径；
(5)计算系统设计流量及所需水头。
2．面积计算法
(1)绘制管道系统图和最不利位置管道平面图；
(2)确定最不利位置作用面积；
(3)从系统设计最不利点开始，进行节点编号(节点包括作用面积内及以后管段喷头处、管道分支连接及变径处)；
(4)严重危险级按特性系数法进行水力计算，即作用面积内每个喷头喷水量按喷头处的水压计算确定。中危险级和轻危险级则假定作用面积内各喷头的喷水量相等，即按最不利点喷头的喷水量计算。从最不利点开始，直至作用面积内最末一个喷头为止。以后管段的流量不再增加，仅计算管道的阻力损失；
(5)校核各管段流速，超过限值时酌情放大管径；
(6)计算系统设计秒流量及所需水头。
采用面积法计算秒流量时宜符合下列规定：
(1)当采用长方形布置时，其长方形应平行于配水支管，边长宜为作用面积值平方根的1．2倍；
(2)严重危险级建筑物、构筑物应保证作用面积内任意四个喷头的实际保护面积内的平均喷水强度不应小于表3－4－25的规定；
(3)中危险和轻危险级建筑、构筑物应保证作用面积内的平均喷水强度不小于表3－4－25的规定，但其中任意四个喷头组成的保护面积内的平均喷水强度不应小于表3－4－25规定数值的20%。
(六)防止管网内超压的一般措施
根据规范规定报警阀的压力一般为1．2MPa，管网的工作压力也不宜大于1．0MPa。由于火灾总是由小到大，而喷头投入灭火时亦是由少到多，不可能瞬间就按设计保护面积内的喷头全部爆裂喷水，所以初期的超压是难免的，按常规作法可以设置减压装置，如减压阀，定压安全阀泄压回流装置，或在每层水流指示器附近装设减压孔板或设节流管。规范规定设置减压孔板应符合下列要求：
1．应设置在直径不小于50mm的水平管段上；
2．孔口直径不应小于设置安装管段直径的50%；
3．孔板应安装在水流转弯处下游一侧的直管段上，与弯管的距离不应小于设置管段直径的两倍。
当设置节流管进行减压时应限制节流管内流速不得大于20m／s。节流管的长度不宜小于1．0m。节流管的直径宜按表3－4－34的规定选用。
表3－4－34 节流管的直径
