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建筑消防灭火系统的工作原理及应用情况

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-03-21 编辑:优美散文

摘要:建筑消防系统在确保建筑消防安全、预防和减少火灾隐患、保障人身和财产安全方面起着非常重要的作用 随着经济建设的发展和城市化进程的加快,现代火灾呈现出许多新的特点。 面对新的火灾形势和特点,建筑消防系统的发展变得越来越重要。许多新的消防系统应运而生,细水雾消防系统就是其中之一。

在实地调查和理论研究相结合的基础上,本文主要围绕细水雾灭火系统介绍了以下五个方面:细水雾灭火系统的工作原理和分类;细水雾灭火系统与其他灭火系统的比较:细水雾灭火系统在国内外的应用:高压细水雾灭火系统的设计计算:霍邱县档案馆高压细水雾灭火系统设计实例

根据细水雾灭火系统的工作原理和应用,采用模糊优化方法对各灭火系统进行综合评价,并对高压细水雾灭火系统的适用场合进行了分析和总结。 根据高压细水雾灭火系统的特点,对系统组成、系统管道布置和设计计算方法进行了分析研究。建议在设计过程中合理选择系统工作压力、喷嘴类型和喷嘴布置,并得出这种新型灭火系统的水力计算方法。 根据实际工程中水雾喷头和管道的布置,结合逐点法和特征系数法进行水力计算,不仅满足规范中的计算要求,还能有效降低计算量和误差率,准确获得系统所需的水量和压力值。

关键词:灭火系统;高压水雾;综合评价;模糊优化方法;水力计算方法

第1章引言

1.1研究背景

火在人类社会发展中起到的作用是不可抹灭的,火不仅改善了人类的基本生活条件,同时也促进了人类文明的进步,但是,人们一旦失去了对火的控制,火灾也会给人类带来不可估量的损失。火灾是一种燃烧现象,现普遍将其定义为在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。火灾的特殊性体现在以下三个方面:(1)火灾是一种常发性灾害;(2)火灾造成的危害面广;(3)火灾的破坏性大。火灾在各种灾害中发生最频且灾后具有毁灭性。进入二十世纪九十年代,我国经济进入快速上升期,明显加快了城市化进程,导致火灾的危险性和复杂性也日益增加,火灾预防和扑救的难度明显加大。同时,随着我国经济的快速发展,人们对安全稳定的社会环境也提出了更高要求。当前,我国的火灾形势较为严峻,火灾发生的次数及其造成的损失持续保持在较高水平,多起特大和重大火灾引起了群死群伤事故,造成了难以补救的后果。近10年期间我国总体的火灾形势呈稳中有降的趋势,但进入2009年以来,火灾形势有所改变,全国范围内出现火灾发生频率增加的现象,火灾发生次数有所增加,且重大火灾事故数量所占比例明显增高,虽严密控制了特大火灾的发生,但其仍造成了巨大损失。 对我国当前和未来火灾形势的总体判断表明,我国仍处于火灾多发期,火灾频发,危害极大。特别是严重火灾和重大伤亡火灾的高风险仍然很高,消防安全面临着非常严峻的形势[3-5] 在消防工作中,为了确保人民和社会财产的安全,我国当前面临的挑战是长期有效地预防和控制火灾。

建筑物的消防安全主要依靠其消防灭火系统,建筑消防灭火系统对于预防和减少火灾危害,保护人身及财产安全起着非常重要的作用。常规的建筑消防灭火系统可分为以下三种:消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统。随着经济建设的发展以及城市化进程的加快,使得现代火灾呈现出许多新的特点,主要体现在以下几个方面:(1)可燃物类型的重大改变;(2)新型建筑物的大量涌现;(3)诱发火灾因素的大量增加,火灾突发性强;(4)火灾危害随着城市化的发展更为集中。面对新的火灾形势和特点,建筑消防灭火系统的发展愈加重要,诸多新型消防灭火系统应运而生,如泡沫灭火系统、干粉灭火系统、二氧化碳灭火系统及细水雾灭火系统等[6]。在诸多新型消防灭火技术当中,细水雾灭火技术于二十世纪四十年代开始在消防方面有所应用,但应用范围有限[7]。这是因为当时主要研究和发展的对象是水喷淋灭火技术,而没有对细水雾灭火技术进行深入研究,导致其在消防领域中的发展停滞不前。 随着科学技术的发展和社会经济的进步,人们对消防的观念也发生了变化。特别是在1987年签署《蒙特利尔破坏臭氧层物质的管制议定书》之后,人们发现大气臭氧层会被哈龙灭火剂破坏。为了寻找哈龙灭火技术的替代品,细水雾灭火技术受到了研究者的重视和关注。 细水雾灭火系统的应用和发展不仅实现了用水扑灭油火和电气设备火灾,而且克服了气体灭火系统不能用于露天和大空的缺点,使得水作为灭火剂的应用范围更广。

1.2研究意义目前,消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统仍是我国建筑中使用的主要灭火系统 消火栓灭火系统具有工程成本低、节约投资成本的特点,但在灭火效果和灭火及时性方面存在缺陷。自动喷水灭火系统具有灭火成功率高、工作性能稳定、工程投资少的特点,但不能扑灭某些特殊可燃材料引起的火灾和特殊场所的火灾。 与前两种相比,细水雾灭火系统具有更先进的灭火机理和更宽的灭火范围。它突破了水不能扑灭油火和电火的禁区,使水雾能够用于各种类型的火灾。此外,细水雾技术灭火后不会对设备造成损坏,避免了大量积水对设备和环境造成的二次污染。

水雾技术因其独特的特性在消防系统中占有重要的地位。水雾在特殊功能区的火灾防控方面具有良好的市场前景,如档案火灾、机房火灾、电气设备火灾和高层空建筑火灾。 因此,细水雾灭火系统的设计和应用研究及其与其他灭火系统的比较,对促进我国细水雾灭火技术的研究和发展具有长远的意义。

1.3国内外研究现状

细水雾在20世纪40年代被应用于国外消防领域,并开始主要应用于交通等特殊环境。 自1987年联合国环境规划署制定的《蒙特利尔公约》协议签署以来,世界对细水雾灭火技术的关注度显着提高,已成为国际消防安全技术[8]的热点问题之一 1993年,美国细水雾灭火系统技术委员会成立。委员会成立后,编制了NFPA标准。本标准旨在规范水雾技术的设计和应用。 1996年5月,召开了全国消防协会年会,会上全国消防协会批准了细水雾灭火系统标准。同年7月18日,颁布了细水雾灭火系统的设计标准,7月26日,颁布的系统标准(NFPA 750,细水雾消防系统标准)被批准为美国国家标准。本标准于1996年8月9日正式实施 同时,细水雾灭火系统的规范也是基于性能的设计规范。本规范的提出不仅促进了人们对细水雾灭火技术的深入研究,也使细水雾在实际工程中的应用成为可能。 水雾灭火系统的第一个设计和安装规范也是在1996年制定的。

6.1总结

细水雾灭火技术作为一种新型的灭火技术,以其节能、环保、灭火效果好等优点得到了广泛的发展空,但在我国仍处于应用的初级阶段。 总结了国内外现有的研究成果,简要介绍了细水雾灭火技术的工作原理、分类和组成,并对高压细水雾灭火系统与其他自动灭火系统进行了对比分析,总结了其优缺点,以获得合适的场所。 在此基础上,对高压细水雾灭火系统的设计过程进行了优化。以安徽省六安市霍邱县档案馆为例,对灭火系统进行了设计计算。根据档案的实际情况,对设计方案进行比较,得出最佳施工方案。 主要结论如下:

(1)细水雾灭火系统由喷嘴、控制阀组、供水管道、供水装置和火灾探测报警器组成 可根据系统的工作压力、注入方式、管道中的流体介质和管网布置方式等进行分类。 灭火系统的灭火机构包括各种灭火机构,如气相冷却机构、润湿和冷却燃料表面、稀释氧气和气态可燃物质等。

(2)采用模糊优化方法对高压细水雾灭火系统和传统灭火系统进行综合评价,表明高压细水雾灭火系统具有良好的实际适用性。

(3)高压细水雾灭火系统不仅灭火效率高,而且克服了传统灭火系统用水量大、失水大的缺点。只需设置一个消防水池和一个小容积的消防水箱,方便水源紧张地区或场所的消防系统设计,高压水雾能有效扑灭电气和油火。 然而,高压细水雾灭火系统的工程造价高于传统灭火系统。 因此,高压细水雾灭火系统更适合档案、古建筑、医院、电机房、大型厨房等特殊场所。

(4)根据现行地方标准,从系统应用模式选择、系统设计参数确定、细水雾喷头选择与布置、系统水力计算四个方面研究了高压细水雾灭火系统的设计过程。 通过对设计过程的分析,优化了每个设计步骤。

(5)以六安市霍邱县档案工程为例,根据档案建筑特点,进行了高压细水雾灭火系统的总体设计。 在满足规范要求的同时,设计了两套方案并进行比较,得出最佳方案。 在设计过程中,简化了系统的水力计算方法,解决了现有计算方法误差率高、适用范围小的问题。

6.2存在的问题和前景

由于作者知识和时间有限,细水雾灭火技术中仍有许多问题需要进一步探索,主要包括以下几个方面:

(1)细水雾灭火技术清洁、稳定、高效、经济,能够满足现代灭火对灭火效果、人身安全和生态环境保护的要求。然而,由于缺乏设计、施工和验收的国家标准,细水雾灭火系统在现阶段不能广泛使用。

(2)通过添加一定比例的添加剂,可以提高细水雾灭火系统的灭火效率,扩大其应用范围 然而,目前这方面的研究还很少。通过实验研究,选择合适的材料作为添加剂,获得合理比例的优良复合添加剂。

(3)细水雾灭火技术不仅可以应用于一般建筑中的固定管网,起到自动灭火的作用,还可以转变为以细水雾技术为核心的设备系统等功能 如细水雾消防栓系统、细水雾船专用灭火系统、高压细水雾隔火消烟系统、高压细水雾厨房专用灭火系统等。

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