一、系统分类、组成和工作原理
(一)系统概述
(1)自动跟踪定位射流灭火系统是以水为射流介质,利用探测装置对初期火灾进行自动探测、跟踪、定位,并运用自动控制方式来实现射流灭火的固定灭火系统。
(2)该系统是近年来由我国自主研发的一种新型自动灭火系统。能够全天候实时监测保护场所,对现场的火灾信号进行采集和分析。当有疑似火灾发生时,探测装置捕获相关信息并对信息进行处理,如果发现火源,则对火源进行自动跟踪定位,定点(或定区域)射流(或喷洒)灭火。
(3)该系统在体育场馆、展览厅、剧院、机场与火车站的候车厅、带有大型中庭的商业建筑、家具城、工业厂房等各类重要场所中广泛应用,尤其适用于空间高度高、容积大、火场温升较慢、难以设置闭式自动喷水灭火系统的高大空间场所。
(二)系统分类
自动跟踪定位射流灭火系统按灭火装置流量大小及射流方式,可分为自动消防炮灭火系统、喷射型自动射流灭火系统和喷洒型自动射流灭火系统具体分类见下图:
(三)系统组成
1.系统主要组件
自动跟踪定位射流灭火系统由灭火装置、探测装置、控制装置、水流指示器、模拟末端试水装置等组件,以及管道与阀门、供水设施等主要组件组成。自动跟踪定位射流灭火系统的组成如下图所示:
(1)灭火装置
1)灭火装置是以射流方式喷射水介质进行灭火的设备,灭火装置按流量大小及射流方式的分类与前述系统分类相同。
2)灭火装置有射流水的灭火功能、跟踪的探测功能和机械自动的定位功能。自动消防炮灭火装置和喷射型自动射流灭火装置由探测部分、控制部分射流部分和机械传动部分组成。
(2)探测装置
1)探测装置是具有自动探测、定位火源,并向控制装置传送火源信号等功能的设备。
2)自动跟踪定位射流灭火系统的探测装置可选用多种火灾探测器,如感温火焰、图像、复合式等火灾探测器。目前常用的火灾探测器主要为图像型或火焰火灾探测器。探测装置探测到火源后,再利用图像中心点匹配法或多级扫描辐射最高强度阈值判定法,进行火源的跟踪定位。
3)对于自动消防炮,探测装置包括设置在保护现场的一级探测组件(启动组件)以及设置在灭火装置本体上的二级探测组件(扫描定位),一级探测组件也可和灭火装置一体;对于喷射型自动射流灭火装置,探测装置多和灭火装置一体化设置。喷洒型自动射流灭火装置,其探测装置和灭火装置可以分别独立设置,但1套探测装置不宜联动超过4个灭火装置。
(3)控制装置
1)系统的控制和信息处理组件,具有接收并处理火灾探测信号,发出控制和报警信息,驱动灭火装置定点灭火,接收反馈信号,同时完成相应的显示、记录,并向火灾报警控制器或消防联动控制器传送信号等功能的装置系统从探测到火灾后至实施定点灭火过程中涉及信息处理和过程控制的组件均属控制装置。
2)控制装置主要包括控制主机(远程控制盘、视频信息存储器、显示器、主机电源、UPS电源、警报装置、打印机),信号处理器(火灾信号处理单元、驱动信号处理单元、反馈信号处理单元、解码器)现场控制箱,消防水泵控制柜等。
(4)水流指示器
水流指示器是自动跟踪定位射流灭火系统中将水流信号转换成电信号的一种水流报警装置。水流指示器的桨片与水流方向垂直,喷头开启后引起管道中的水流动,当桨片或膜片感知水流的作用力时带动微动开关动作,接通延时线路,输出信号。
(5)模拟未端试水装置模拟未端试水装置应由探测部件、压力表、试水阀、试水接头及排水管组成。
2.自动消防炮和喷射型自动射流灭火系统的组成
它由自动消防炮或喷射型自动射流灭火装置、探测装置、控制模块箱、控制装置(控制主机、现场控制箱等)、水流指示器、模拟末端试水装置以及供水管网与阀门、供水设施(消防水泵等)等主要组件组成。
3.喷洒型自动射流灭火系统组成
它由喷洒型自动射流灭火装置、探测装置、控制模块箱、控制装置(控制主机、现场控制箱等)、水流指示器、模拟未端试水装置以及供水管网与阀门、供水设施(消防水泵等)等主要组件组成。
(四)系统的工作原理
1.自动消防炮和喷射型自动射流灭火系统的工作原理
(1)在准工作状态时,由消防水箱或稳压泵、气压给水设备等稳压设施维持管道内的充水压力。探测装置对保护现场的火灾信号进行监测。
(2)发生火灾时,探测装置自动探测到火源,向控制装置传送火源信号。控制装置接收到信号后,发出控制和报警信息,驱动灭火装置扫描、定位。定位到火源后,控制装置打开自动控制阀,同时启动消防水泵进行供水对火源进行射流灭火。水流经水流指示器后,水流指示器的动作信号反馈到控制装置。探测装置确认火灾扑灭后,延续一定时间后关闭自动控制阀。
3)自动消防炮和喷射型自动射流灭火系统操作与控制流程图
2.喷洒型自动射流灭火系统的工作原理
(1)在准工作状态时,由消防水箱或稳压泵、高位消防水箱等稳压设施维持管道内的充水压力。探测装置对保护现场的火灾信号进行监测。
(2)发生火灾时,探测装置自动探测到火源,向控制装置传送火源信号。控制装置接收到信号后,启动对应的报警装置、启动消防水泵、打开电磁(动)阀,探测到火源并测定火源在有效射程范围内的灭火装置进行喷水灭火,直到火灾扑灭。
(3)喷洒型自动射流灭火系统控制流程图
(五)灭火机理
自动跟踪定位射流灭火系统灭火主要利用水的冷却、窒息及隔离作用。射流的水直接由冲击力大的水柱或喷洒的大水滴到达燃烧物的表面,水覆盖在可燃物的表面,吸收大量的热,将燃烧物的温度降低,达到一定温值以下,燃烧即会停止。射流穿越燃烧的火焰,将水汽化,有助于助燃物(氧气)浓度的稀释降低,起到隔绝空气的作用。喷洒的水还可将火焰与可燃物、助燃物分隔开。不同类型的自动跟踪定位射流灭火系统,其工作原理灭火和控火效果均有所不同。
二、系统设计要求
(一)适用范围
1.适用场所
(1)自动跟踪定位射流灭火系统可用于扑救民用建筑和丙类生产车间、丙类库房中,火灾类别为A类的下列场所:
1)净空高度大于12m的高大空间场所。
2)净空高度大于8m且不大于12m,难以设置自动喷水灭火系统的高大空间场所。
(2)难以设置自动喷水灭火系统的典型场所举例如下:
1)火灾部位较明确,需要特定保护的、建筑顶棚采用膜结构或玻璃等采光材料的部位。
2)闭式洒水喷头无法有效感知温度和无法有效喷水灭火的部位。
3)曲面吊顶、喷头固定困难、喷水有遮挡的部位。
2.不适用场所
自动跟踪定位射流灭火系统不应用于下列场所
(1)经常有明火作业。
(2)不适宜用水保护,
(3)存在明显遮挡。
(4)火灾水平蔓延速度快。
(5)高架仓库的货架区域。
6)火灾危险等级为现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084规定的严重危险级。
(二)系统选型
(1)自动跟踪定位射流灭火系统的选型,应根据设置场所的火灾类别、火灾危险等级、环境条件、空间高度、保护区域特点等因素来确定。
(2)自动跟踪定位射流灭火系统的选型宜符合下表规定:
注:同一保护区内宜采用一种系统类型。当确有必要时,可采用两种类型系统组合设置。
(三)设计参数
1.设计流量
自动跟踪定位射流灭火系统的设计流量应为设计同时开启的灭火装置流量之和,且不应小于10L/s。
(1)自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统的设计流量
1)自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统应保证至少2台灭火装置的射流能到达被保护区域的任一部位。
2)自动消防炮灭火系统用于扑救民用建筑内火灾时,单台炮的流量不应小于20L/s;用于扑救工业建筑内火灾时,单台炮的流量不应小于30L/s。
3)喷射型自动射流灭火系统用于扑救轻危险级场所火灾时,单台灭火装置的流量不应小于5L/s;用于扑救中危险级场所火灾时,单台灭火装置的流量不应小于10L/s。
4)自动消防炮灭火系统和喷射型自动射流灭火系统的设计流量应按同时开启2台灭火装置确定。
(2)喷洒型自动射流灭火系统的设计参数
1)喷洒型自动射流灭火系统灭火装置的布置应能使射流完全覆盖被保护场所及被保护物。系统的设计参数不应低于下表:
2)喷洒型自动射流灭火系统灭火装置的设计同时开启数量,应按保护场所内任何一点着火时,可能开启射流的灭火装置的最大数量确定,且应符合下表的规定:
注:当系统最大保护区的面积不大于表4.2.4中规定的作用面积时,可按最大保护区面积对应的全部灭火装置数量确定。
2.设计持续喷水时间
自动跟踪定位射流灭火系统的设计持续喷水时间应不小于1.0h。
(四)电气要求
(1)系统的供电电源应采用消防电源,系统设备的配电回路不应采用漏电保护开关,但可采用具有漏电报警功能的保护装置。
(2)视频信号传输应采用视频同轴电缆或者光缆传输。当采用视频同轴电缆传输时,电缆中间不宜有接头。探测和控制信号传输距离较远时,宜采用光缆传输。