基于建筑消防自动喷水灭火系统的探析
摘要:文章主要就我国目前所采用的几种消防灭火系统进行了分析,同时指出了在民用建筑消防中,采用自动喷水灭火系统是控火、灭火效率最高,且造价低廉的消防系统,值得推广。
关键词:建筑消防;自动喷水灭火系统
进入21世纪以来,《建规》《高规》制定时的条件已经发生了变化。首先,人们生活条件的改善,致使建筑装修材料的标准大幅提高,相应地,火灾的危险性和大火延烧的速度也大幅提高;其次,我国的自动喷水灭火系统经过几十年的研究、实践,现在在设计技术、产品配套、全自动化程度、操作等方面,已取得了非常成熟的经验。自动消防及报警设备的大量生产和使用,以及国产化程度的提高,使得自动消防设备的价格相对大幅下降。
基于上述原因,原消防规范中由建筑防火分区系统、火灾自动报警系统、消火栓系统组成的综合消防体系的消防地位,不断受到质疑。
1目前防火的主要技术措施
1.1消火栓灭火系统
该系统在我国被作为最基本的灭火设备,在每一个高层建筑设计中都可见到。消火栓系统实施灭火需要有2个基本要素:一是消火栓设备,二是消火栓的使用者———消防队员,二者缺一不可。
在正常情况下,消防队开始用水枪灭火是在失火后15min左右,期间现场人员发现火情4min,向消防队报警,2.5min,消防队接警车辆出动1min;到达现5min,使用消火栓喷水灭火,2.5min。以上15min由5个环节构成,每一个环节都通过人工完成,一旦任一个环节拖延了时间,使消防队不能在15min内喷水灭火,则失火将可能蔓延成灾,救火归于失败。
1.2防火分区系统
该系统主要由防火墙、板、防火门、防火卷帘、防火阀等及相应的火灾探测装置构成。探测装置探测到火情后,防火门及防火卷帘等自动关闭,把火势封闭在一局部空间内,阻止其蔓延,以有利于消防扑救。防火分区系统本身并不能灭火,必须有其它灭火系统配合,才能把火灭掉。
1.3火灾自动报警系统
火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置以及具有其它辅助功能的装置组成。它是人们为了早期发现通报火灾,并及时采取有效措施控制和扑灭火灾,而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施。火灾自动报警系统本身并不能进行灭火,它是通知并配合人到现场去救火。它必须有其它的灭火系统与之联动,才能实现灭火。
1.4自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统靠喷洒头喷水灭火。喷头集火情探测与喷水灭火于一身。失火点燃烧产生的热,使其上方的喷头感温元件(玻璃球或易熔合金)启动,喷头喷水灭火。同时,系统中的水流指示器向消防控制中心报警,并显示出失火地点。报警阀的压力开关,也向消防控制中心报警并启动消防水泵。水力警铃也同时发出声音报警。
在一般的民用建筑中,喷头感温元件的启动,主要受2个因素的影响:火势的大小(确切说应是燃烧散发热量的大小)和元件的热敏性能。试验证明,正常情况下,喷头自动喷水灭火的启动时间只3～5min。
喷水灭火喷头的开启数量,取决于火势的大小。可燃物量大、火势大、蔓延迅速,开启的喷头数量就多,反之就少。喷头的启用数量及范围,与火势范围自动吻合。由此,使火灾得以被控制及扑灭在一局部空间内,其中57%的失火,被扑灭在2个喷头保护的范围内;83%的失火,被扑灭在8个喷头保护的范围内;95%的失火,被扑灭在200m2的范围内。国外自动喷水灭火系统经过一百多年历史的发展,灭火的保证率已高达95%以上。
2.征服火灾的有效措施
以上4种消防系统,只有消火栓灭火系统与自动喷水灭火系统,能完成灭火功能。其中,自动喷水灭火系统具有明显的优越性:喷水灭火自动化,不需人工;喷水灭火的时间早,损失小;成功率高。
2.1防火分区系统的有效性
从我国的案例分析得出,消防队有效扑救防止火势蔓延的必须条件是,消防员15min内赶到火场,但未论断是充分条件,没有防火分区,消防队员有可能难以控制火势。可见,在消火栓灭火方式下,是需要设置防火分区的。有了防火分区,消防队员扑救火灾就明显有利了。防火分区和消火栓灭火系统结合而成的灭火体系,灭火效果将高于消火栓系统。
自动喷水灭火系统的灭火方式是,失火点正上方及其周围的喷头感应到温度上升到标定值后,就自动喷水灭火。燃烧快,温升就快,无论哪一种情况,不论空间的面积多大,自动喷水灭火系统都可把火势阻隔在200m2左右的局部范围内,它远远小于建筑防火分区的面积。可见,自动喷水灭火系统阻隔火势蔓延的效率,大大高于建筑防火分区的效率。给这种具有高效隔火作用的灭火系统再辅以相对低效的防火分区,是没有多大意义的。
2.2火灾自动报警系统的有效性
前已述及,该系统本身不灭火。自动报警系统可使消防队能更快地赶到火场,赢得珍贵的时间。可见,自动报警系统对于消火栓灭火系统是非常重要的。而自动报警系统对自动喷水灭火系统是没作用的,喷头启动与其无关。同是,自动喷水灭火系统,也无需探测器的帮助,它有自身的探测元件。自动报警系统与消火栓系统配套组成灭火体系,会提高火情发现环节的保证率。即使保证率提高到100%,前述的消防栓按时喷水的保证率,也只能提高到81%。但仍然无法和自动喷水灭火系统相媲美。
综上所述,自动喷水灭火系统可把大量人力从这个危险的行业中解脱出来,并且自动跟踪火势,形成对火势的包围分隔,可省略大量的建筑防火分隔;它充分利用了消防原理中的时间因素,快速反应实施灭火,把火灾消灭在萌芽状态,为其它系统无法比拟;它95%以上的灭火率记录,体现了消防理论及原则与实践的完美结合统一。在工业化国家,自动喷水灭火系统,早已成为建筑物内主要的、基本的灭火系统。乃至美国某个总统都曾指示,政府人员外出不得下榻未设有自动喷水灭火系统的宾馆。我国若把减少人员伤亡及财产损失,作为建筑消防减灾工作的最高重点,那么,自动喷水灭火系统理应成为我国建筑消防设施的首选。况且,自动喷水灭火系统的造价只有几十元/m2,是我国的经济水平完全能够承受的。
3.必须扭转的做法与观念
要使自动喷水灭火系统成为我国建筑消防设施的首选,需要我们付出艰巨的努力。首先,要扭转和克服我国消防工作中一些不正确的观念和做法。这些观念及做法主要表现如下:
(1)火灾自动报警系统比自动喷水灭火系统重要。这集中表现在前者的设置场所要多于后者,这可从工程实例中更直观地体会到。现实中,民用建筑设自动喷水的场所,必有火灾自动报警;而大量的设有火灾自动报警的场所,并未设自动喷水。而国外,尤其是工业化国家,二者的设置往往正好相反。而实际上,自动喷淋系统能自动跟踪火势并自动事实灭火,它还能报出火警及火情地点,并给出开启消防泵指令。
(2)建筑防火分隔比自动喷水灭火系统重要。这一点集中体现在我国规范对设有自动喷水灭火系统的场所,仍坚持较为严格的防火分区设置。尤其是在与工业化国家比较时,这一点更显突出。在国外的民用建筑中,几乎找不到防火分隔墙及窗帘。我国建筑防火分隔设置要求严,而自动喷水设置要求松的反差,表明了这2种系统在我国的相对地位。实际上,自动喷水灭火系统分隔火势蔓延的能力,远大于建筑防火分区。
(3)消火栓系统比自动喷水灭火系统重要。这集中体现在我国的消防设计规范上。如“高规”中的原则规定是:与自动喷水灭火系统比,主要灭火系统采用消火栓系统,强调以设置消火栓系统,作为高层民用建筑最基本的灭火设备。规范中消防灭火设计章节,几乎就是消火栓系统设计章节。消火栓系统处在比其它任何一种灭火系统都优越的地位。在规范的强制下,我国的整个消防灭火体系,均是围绕人工消火栓为中心配置而运作的。而实际上,人工持(水)枪灭火的效率,将永远比不上快速反应自动化灭火的效率。
把自动喷水灭火系统选为我国主要的、基本的消防手段,还需要强化、提高我国的该系统的理论研究、设计、建审、安装验收、运作维护及监督检查的水平,缩小同工业化国家的差距。只要消防部门倡导,这是不难做到的。
4.结束语
自动喷水灭火系统是建筑消防诸多设施中控火、灭火效率最高,且造价低廉的消防系统。建议民用建筑消防,应以自动喷淋系统为主。
参考文献:
[1]GB50045-95,高层民用建筑设计防火规范〔S〕.
[2]GBJ16-87,建筑设计防火规范〔S〕
