中诚建筑设计有限公司 201799
摘要：大空间建筑火灾发生时，装设在顶棚位置的喷头通常都很难起到应有的作用，所以，在这一类建设喷淋装置设计中，喷头和集烟罩会被设置在某一特定高度。然而实际上，喷淋装置启动之后，在羽流的影响下，其特性会发生一定的变化，对其应用效果产生影响。本文结合工程实例对此进行了分析。
关键词：喷淋；大空间；羽流特性
一、喷淋系统
1、识别各类自动喷水灭火系统：雨淋系统、湿式系统、预作用系统、干式系统 2、了解各类自动喷水灭火系统的组成和工作环境 3、了解末端试水装置和作用
4、会使用末端试水装置
5、会辨别各类洒水喷头：闭式有玻璃环的和易容元件的，开式的有水幕布喷头，细水雾水喷头等
6、了解玻璃喷头的公称温度
7、末端试水装置的组成
8、末端试水装置的测试方法
二、喷淋泵启动方式和控制
（1）自动启动（触动作，水流指示器动作，向消防中心显示着火区域位置，由消防水泵出水干管上设置的压力开关，高位消防水箱出水管上的流量开关和报警阀处的压力开关直接自动启动喷水泵。
（2）消防控制室手动启动；c，消防泵房就地启动。
（3）喷淋系统设置6套SQ100地上式水泵栗结合器，并在报警阀前接入系统。
（4）毎个报警阀所控制的喷头数不超过800只。
（5）每个防火分区，毎个楼层均应设置水流指示器，水流指示器前设置信号蝶阀。信号阀与水流指示器或减压孔板之间的距离不宜小于300mm。
（6）每个报警阀组控制最不利点喷头处设末端试水装置，其它防火分楼层的最不利点喷头处均设DN25的试水阀。
（7）楼层配水管供水动压>0.4MPa的配水管上水流指示器前加减压孔板，其前后管段长度不宜小于650mm，孔口大小见自动喷水系统原理图，孔板材质为304不锈钢。
（8）喷头选用：采用直立型喷头；宽度大于风管及排管下采用下垂塑喷头；喷头动作温度均采用72摄氏度；备用喷头数量不应少于喷头总数的1%，且各种类型及各种温级的喷头备用量不得少于1%.
（9）喷头布置：喷头间距如与其他工种发生矛盾时，料的布置应满足下列要求：同一根配水支管上，喷头间距及相邻紀水支管的间距见下表2且不宜小于2.4m。
表2 同一根配水支管上的喷头间距及相邻配水支管的间距
另外，在吊灯处的喷淋装置应该为上下喷，在风管、电专业桥架以及水管排管宽度为1.2m及以上使下设喷头；喷头和吊灯、风口之间的距离应该大于等于400mm。
二、试验设计
2.1试验平台搭建
如图1所示，火源为木垛，木垛整体尺寸为0.6 m x0.6 m×0.4 m，由144根尺寸为0.025 nl×0.025m x0.6 m的木条构成，用汽油引燃；试验采用K—ZSTX 15/68℃快速响应喷头，喷头13径为15 mm，流量系数K=80，喷头安装高度为6 m，位于火源正上方；温度测量装置为K型热电偶，位于喷头正上方，共16个测点，间隔为l m，用以测量高度7～22 m处的温度；羽流速度测量装置为沈阳加野科学仪器有限公司的KANOMAX四通道高温风速仪，其4个探头分别布置在火源正上方7 m、8 m、9 m和10 m处。
2.2试验工况设计
为了研究不同喷淋压力和不同火源功率时喷淋对羽流特性的影响，本文共设置6个试验工况（见表1），分A、B两组，其火源功率不同，每组3个工况的喷淋压力不同。
三、试验结果及分析
试验开始时，用少量汽油引燃木垛，木垛开始燃烧，且越燃越旺，火焰越来越高。当火焰高度不再增高、燃烧进入稳定阶段时，启动喷淋，火焰高度显著降低，但喷淋仅发挥了控火作用，木垛并没有因为喷淋而熄灭。
2.2.1 不同高度处的羽流温度变化
为了使曲线更加清晰，从22个测点中选择6个测点的数据绘制温度一时间曲线图，6个测点位置分别为7 m、10 m、13m。
6个工况不同高度处温度随时间变化的曲线图，用以研究不同喷淋压力对不同火源功率木垛火羽流温度的影响。喷淋启动前，温度逐渐升高，此时最低点（7 m）处的温度一直高于其他点，且高度越高，温度越低，相邻测点间的温差亦随高度的增加而减小。喷淋启动后，各高度处的温度迅速降低，其中7 m高度处的温度降低幅度最大，此时各测点温差明显减小。对比发现，喷淋启动后，工况A，的各点温度先迅速降低，随后呈上升趋势，而工况的温度在迅速降低之后保持平稳，且各测点温度普遍低于A的温度。
图 1 喷淋火源示意图
通过对实际情况进行分析我们能够得知，喷淋之前各监测点的稳定都处于上升状态，A组监测点的温度和高度关系一直，B组监测点的温度也随着高度的上升而下降，但温差处于降低趋势。喷淋后的温度变化曲线和A组一直，喷淋启动之后温度会呈现出显著下降，其中7米处的温度下降幅度达到了20摄氏度。与此同时，因为B组的火源功率大于A组，所以B组喷淋前的温度明显高于A组的温度。喷淋后的温度变化趋势也与A组类似，即喷淋启动瞬间温度显著降低，其中7 m处温度的降低幅度超过20℃，且相比之下，工况B3各测点的温度降低幅度普遍大于工况B。和B：的；随后工况B。温度有所升高，该阶段持续250 S左右，约950 S时温度升高到喷淋启动后的顶峰，之后温度呈下降趋势；而工况B：和B，各测点温度在喷淋启动后持续降低，不再升高。
综合图中各工况的温度一时间曲线图我们能够知道，喷淋启动前，高度越高，温度越低，温差越小，12 m以上各点温度差别不明显；喷淋启动瞬间，温度显著降低，此后温度变化趋势与喷淋压力有关：在0.1 MPa喷淋作用下，单个木垛火（A.）和2个木垛火（B。）的温度均有一段时间的持续上升，但在0.25MPa和0.4 MPa喷淋作用下，温度不会升高，而保持平稳或持续降低；对比A、B两组工况，火源功率越大.羽流温度越高。
四、结论综上所述，通过对喷淋试验的分析和总结，我们能够得到下面的结论：喷淋装置在启动前，其处于的高度越高，羽流温度越低，速度愈小，温度函数衰减理论值慢，速速度函数衰减较理论值快，这说明大空间建筑中羽流并不能持续上升直到顶棚，反而容易在中部位置进行聚集。（2）喷淋装置启动的一瞬间，建筑空间内部各高度的温度迅速发生下降，且速度逐渐减小，之后，喷淋装置的压力逐渐下降，这时空间温度会呈现一定程度的上升；压力比较大时，温度持续下降；温度受到喷淋压力的影响非常小，通常都处于平稳状态。（3）喷淋装置启动之后，温度与速度函数的曲线变化趋势与喷淋前差别很大，不同高度间的温差减小，羽流向周围弥散或沉降，羽流范围扩大；喷淋造成羽流紊乱，速度衰减函数值波动较大，无明显规律。（4）喷淋前后羽流温度和速度均受火源功率影响，火源功率越大，羽流温度越高，速度越大。
参考文献
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论文作者:朱军卫
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/7
标签：温度论文; 喷头论文; 喷淋论文; 火源论文; 工况论文; 高度论文; 装置论文; 《建筑学研究前沿》2018年第33期论文;