CN203400446U - 利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统 - Google Patents

Abstract

一种利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，包括干式管道和控制系统；在每套住宅内部设置一间具有自动喷淋系统的临时避难间，室内闭式喷头连通干式管道；在窗口室外上方的两侧设置室外开式喷头，在室外的窗口顶部设置火灾探测系统，室外开式喷头也连通到干式管道；干式管道通过并联的两条管路连通到消火栓泵供水管网，并联的两条管路上分别设置电动阀和手动控制阀；火灾探测系统和电动阀均连接到控制系统。本实用新型不涉及原楼宇内的消防系统改动，在已有建筑上室外可以直接增加布置，地下增加电动控制阀，对于新建住宅楼，也可以直接施工安装。本实用新型切实提高高层建筑抗御火灾的能力，为高层火灾救援的安全性提高提供一条途径。

Description

利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统

技术领域

本实用新型涉及建筑给排水设计技术领域，尤其是涉及一种利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统。 

背景技术

城市里用地越来越紧张，高层住宅建筑越来越多，住宅作为高火险和难疏散场所也受到越来越多重视。高层建筑的火灾救援是一个国际性难题，其防范火灾措施目前主要立足于内部的自动消防设施和自防自救。 

民用建筑外保温系统在节能增效的同时，也是造成火灾事故频发的原因之一。节能给消防带来了一个新课题。2009年央视新址大楼火灾，2010年上海胶州路教师公寓11.15大火，以及2011年沈阳皇朝万鑫酒店火灾，都是因为外保温在火灾中燃烧蔓延，燃烧迅猛，无法再短时间内控制火情，实施救援。2011年公安部发布“关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知”（称为65号文）要求民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级不燃材料。2012年公安部取消65号文的执行，继续执行公安部、住房与城乡建设部联合下发的《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》（公通字（2009）46号，简称“46号文件”）。46号文中针对住宅建筑外保温有下列规定：1、高度大于等于100m的建筑，其保温材料的燃烧性能应为A级。2、高度大于等于60m小于100m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B2级。当采用B2级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带。3、高度大于等于24m小于60m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B2级。当采用B2级保温材料时，每两层应设置水平防火隔离带。4、高度小于24m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B2级。其中，当采用B2级保温材料时，每三层应设置水平防火隔离带。 

对于建筑外保温系统，A级为不燃材料，主要有岩棉和矿棉，属于无机保温材料，此类材料本身资源有限，外墙保温使用量远远不能满足我国节能防火的需要而且生产耗能大，对人危害性大。目前我国百米以下住宅使用的都是B2级可燃材料，主要是以聚苯乙烯泡沫塑料（包括聚苯乙烯膨胀泡沫塑料EPS板和挤塑聚苯乙烯泡沫材料XPS板）、聚氨酯和酸性酚醛树脂为代表的有机保温材料。有机材料耐热差，容易燃烧，高层建筑外墙一旦发生火灾，火势就会沿外墙迅速蔓延，与室内火灾形成立体火灾，给消防救援带来极大困难。在燃烧同时产生有毒气体，不利于被困人员和救援人员。 

回顾2010年上海“11·15”特大火灾可以看出，建筑物外墙一旦着火，由于室外氧气充足，火灾燃烧猛烈，且火势由下向上蔓延速度惊人。普通的钢化玻璃外窗只能承受可承受250-300℃的温差，玻璃爆裂后，火势和燃烧的有毒烟气通过爆裂的外窗随即进入室内，室内成为不安全空间，给被困人员造成伤害。 

然而经验和试验表明，自动喷水灭火系统由良好的灭火效果，尤其是冷却烟气温度和消除烟气迷漫效果很明显，应积极推广使用，保证人民生命财产安全。根据目前消防设计规范《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版)GB50045-95第7.6.2条规定：建筑高度不超过100米的一类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设置自动喷水灭火系统。目前的规范对高层公共建筑如旅馆、酒店和办公楼等要求设置自动喷水灭火系统。所有国内的住宅楼目前设计按规范均没有设置自动喷淋灭火系统。一般住宅楼，尤其塔楼，每层居住户数较多，而近二十年的老房子，走道可能都摆了很多可燃物，有可能引发火灾或者引起火灾蔓延，对火灾中人员疏散极为不利。其次，住宅居民火灾发生时没有专业的防烟工具，在火灾发生后，逃生者往往在短短的几秒钟之内就会出现眼睛 流泪、头晕目眩、呼吸困难等症状，甚至窒息。而有统计报告显示，火灾中因缺氧窒息和中毒死亡的，占总数的72.5%。喷淋系统可以在火灾初期有效的阻止烟气进入人员所处空间，保证人员的安全。 

在火灾发生后，保证人的生命安全是最终目的。高层住宅建筑着火后救援和逃生的难度较多层住宅难度增大，很多家庭因为有老人和孩子，疏散逃生比较困难，结果只能在家里等待救援。合理布置室内安全的避难场所，成为消防研究和设计的一个新方向。 

再者，消防车一般在20分钟左右到达火灾现场，消防救援和灭火时，消防队员一般利用云梯车和曲臂车的最大举高高度，首先抢救和疏散被困人员，其次利用车上的固定消防水炮最大限度的控制室外火势的扩大蔓延，此时如不能有效地从外部加以控制，则在短时间内整栋大楼就会变成火柱，对室外消防外墙竖向通道救援通道造成困难。登高云梯此时既担负着升降救援的任务，同时又要利用云梯上的消防设备向外墙喷水灭火，故在救援的同时，间歇性的灭火又可能使火灾死灰复燃贻误战机。 

另者单靠移动消防装备向作战阵地供水，既消耗大量的人力和装备，又实施困难，直接影响作战任务的完成，扑救高层建筑外墙体火灾还必须坚持“固移结合”的作战原则。而建筑消防灭火系统全部安装于楼内，其设计安装时并未考虑外部控火和灭火需要，因此对建筑外墙火灾无能为力，而且，因此在设计中，要设计固定消防管线等消防设施为移动消防设施创造灭火有利条件。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，解决上述问题。 

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下： 

一种利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，包括干式管道和控制系统；在住宅建筑的消防登高面侧设置所述干式管道； 

在每套住宅内部设置一间具有自动喷淋系统的临时避难间，所述临时避难间内设室内闭式喷头，所述室内闭式喷头连通所述干式管道； 

在每套住宅有外窗的房间从下到上，在窗口室外上方的两侧设置室外开式喷头，在室外的窗口顶部设置火灾探测系统，所述室外开式喷头也连通到所述干式管道； 

所述干式管道通过并联的两条管路连通到消火栓泵供水管网，所述并联的两条管路上分别设置电动阀和手动控制阀；所述火灾探测系统和所述电动阀均连接到所述控制系统。 

还包括中控室，所述中控室内设有开泵提醒系统和报警信号系统，所述电动阀和所述火灾探测系统直接连接到/或者通过所述控制系统后再连接到所述开泵提醒系统和所述报警系统。 

所述干式管道包括消防高区管道和消防低区管道，其中所述消防高区管道设置在所述住宅建筑的50米以上部分，所述消防管道设置在所述住宅建筑的50米以下的部分； 

所述消防高区管道通过一组并联的两条管路连通到一个所述消火栓泵供水管网；所述消防低区管道通过另一组并联的两条管路连通到另一个所述的消火栓泵供水管网，两组所述并联的两条管路上均分别设置电动阀和手动控制阀。 

还包括室外水泵接合器，所述消防高区管道与一个所述室外水泵接合器连通，所述消防低区管道与另一个所述室外水泵接合器连通。 

所述室外开式喷头仅设置在高度50米以上各层。 

所述住宅建筑为普通住宅建筑。 

所述干式管道为形同室外雨水管道或空调冷凝水管道的干式管道，并且在窗口附近结合建筑立面设置。 

所述室外开式喷头为ZSTK-15双臂下垂型开式喷头。 

所述利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统仅针对满足大于24米，小于100米的外保温采用B2级保温材料的高层住宅建筑设置。 

所述ZSTK-15双臂下垂型开式喷头，参照华北标准图91SB12-1（2007年）。 

本专利针对该种情况，对于大于24米，小于100米的外保温采用B2级保温材料的高层住宅建筑增设外墙干式喷淋系统。结合室外外墙式干式喷淋系统在住宅内部设置一间具有自动喷淋系统的临时避难场所，那么发生火灾后万一不能从房门逃出，可以先到避难场所暂时躲避，等待楼内或楼外的消防救援。 

水消防系统是消防设计中的重要部分。我国消防给水管道一般采用湿式系统。但在北方寒冷和严寒地区的室外，消防管道在冬季会冻结，采用管道外保温措施要求高，而且保温材料及保护层材料燃烧等级也要求为不燃。而且采用保温存在一些缺陷，电伴热的供电缴费问题，安全问题等等。既增加工程投资，增加运营成本，同时也浪费电能。管道位于室外，容易受到破坏出现漏水，影响业主。所以最大限度的减少投资，节约能源，杜绝事故隐患是设计中需要解决的问题。参照GB50016-2006《建筑设计防火规范》第8.4.2条：严寒和寒冷地区非采暖的厂房（仓库）及其他建筑的室内消火栓系统，可采用干式系统，但在进水管上应设置快速启闭装置，管道最该处应设置自动排气阀。此条款提出了干式系统使用的可行性。规范此处的快速启闭装置指的是电动阀或现场手动控制阀门。与湿式系统相比，干式系统主要优点是管路内平时无水，可以确保在外界气温较低时不 冻结，因此不需要采取保温措施，减少了保温材料的潜在危险和节约了电能消耗；由于平时管道无水，即使个别管道接口不够严密或产生裂缝，也不会因漏水影响业主的正常生活。 

干式系统主要由电动阀，手动控制阀，快速排气装置以及必备的消防组件组成；以手动，电动阀为界，阀入口侧接水源，管道里布满水；阀出口侧接室外消防管网，该管网平时为空管，电动阀和手动控制阀门平时处于关闭状态。 

具体做法为：普通住宅建筑在消防登高面侧，在窗口附近合适位置结合建筑立面设置干式管道，形同室外雨水管道和空调冷凝水管道。在住宅有外窗的房间从下到上，在窗口室外上方两侧开式喷头，在室外的窗口顶部设置火灾探测系统，火灾发生时，火灾报警系统接到报警信号，开启电动阀，同时向中控室发出开泵和报警信号，消防泵启动后管道内空气迅速排除，管道在短时间内由干式转变为湿式。因为平时管道内无水，需要一定的充水时间。所以在设计时考虑分区，从而减少充水时间和一次开启系统的用水量。火灾发生时，也可通过现场手动应急开启手动控制阀门。这样保证任何情况下都能开启供水灭火。按照消防水泵在30秒内开启供水，计算喷头出水时间大约正常情况下为1.5-2分钟。 

同时以建筑自身的消防给水系统为水源，在地下或顶层设置管线连接，电动控制室外喷淋系统开启，实施喷水控火灭火。同时在每个单元楼前设置水泵接合器，可以通过消防车直接供水给外墙干式喷淋系统。《城市消防站建设标准》（建标（1998）207号）规定:普通消防站水罐消防车出水性能应满足出口压力1.0Mpa时流量40L/s,出口压力1.8Mpa时流量20L/s.对于100米以下住宅建筑，直接采用消防车直接供水即可满足要求。 

本专利系统室外部分喷头采用ZSTK-15双臂下垂型开式喷头，参照华北标准图91SB12-1（2007年）用于保护玻璃幕墙、建筑外墙玻璃窗自动喷水系统的安 装方法，开式喷头设置在窗口顶下50mm处，喷头间距不应小于1.8米，向斜下方成45度角射向玻璃和墙面。流量系数K=80.单个喷头设计流量约为1.33L/s.持续喷水时间参照自动喷淋系统局部应用系统按0.5h设计。喷水强度参照防火冷却水幕，不应大于1L/s.m. 

本技术高度50米以上各层采用隔层设置外墙式喷淋系统，喷淋系统接自外墙设置的干式喷淋管道上，管道在地下或顶层和室内高区消火栓管网相连接，连接处设置过滤器、电动阀，管道设置旁通管，旁通管设置手动控制阀门3，阀门3常闭。着火时，通过信号开启电动阀或火灾现场可以人工开启手动阀门3，接通喷淋系统，喷淋系统开始喷水。在电动阀前后设置常开检修阀门1和2，供消防队员赶到时，手动关闭控制阀门3，喷淋系统停止喷水。然后有消防车从水泵接合器连接向管网供水，进行灭火。水泵接合器应设在便于同消防车连接的地方，其周围15-40m内应设置室外消火栓或消防水池。 

本实用新型的有益效果可以总结如下： 

1、本实用新型采用局部外墙式喷淋系统设置的目的是对于建筑物救援通道的室外保温局部初期火灾能够很好的进行控制，有效避免火灾的蔓延扩展，同时对住宅各层的避难场所范围进行有效保护，对人员救援赢得时间。（如果对全楼外立面设置喷淋系统，势必增加造价，并且对建筑外立面影响很大。）首先，采用开式喷头对钢化玻璃进行保护，均匀的向玻璃喷洒冷却水，以有效降低玻璃的温度，增长耐火时间。多种试验表明该种措施在火灾时具有一定的防火能力。其次，保证对住宅避难场所室内的控火和防烟雾；另外，对外墙救援人员进行火灾时降温和烟气消散，保证外墙的救援竖向通道的安全性。 

2、本实用新型系统原理简单，在原有的喷淋系统设计基础上稍加改进即可实现，投资费用较小。 

3、本实用新型直接利用原消防加压泵组，增加的费用是室外管道及水泵接合器费用、喷淋头、电磁阀和过滤器的费用。室外火灾报警系统和每层的电梯间的信号相连，以及电磁阀信号均通过弱电总线和消防控制室联系，在弱电控制上几乎没有增加造价。 

4、本实用新型不涉及原楼宇内的消防系统改动，在已有建筑上室外可以直接增加布置，地下增加电动控制阀，对于新建住宅楼，也可以直接施工安装。 

5、本实用新型利用室外干式室外喷淋系统增强固定消防设施与消防装备的“固移结合”能力，形成了一条墙体室外竖向救援安全通道，解决高层住宅建筑外墙火灾救援和灭火所面临的问题，切实提高高层建筑抗御火灾的能力，为高层火灾救援的安全性提高提供一条途径。 

6、本实用新型将自动喷水灭火理念延伸到住宅室外，扩大了建筑物室内喷水灭火系统的适用范围，同时结合消防时外部救援进行消防车加压供水灭火或冷却，具有很大实用性，值得推广。 

附图说明

图1为本实用新型室外干式喷淋系统及喷头设置示意； 

图2为本实用新型50米以上室外干式喷淋系统及喷头设置示意； 

图3为本实用新型50米及以下室外干式喷淋系统及喷头设置示意； 

图4为室外干式喷淋及喷头剖面安装示意图。 

其中，1前检修阀门；2后检修阀门；3手动控制阀门；4电动阀；5过滤器； 6室内闭式喷头；7室外开式喷头；8室外水泵接合器；9消火栓泵供水管网。 

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

如图1至图4所示的一种利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，包括干式管道和控制系统；在住宅建筑的消防登高面侧设置所述干式管道；在每套住宅内部设置一间具有自动喷淋系统的临时避难间，所述临时避难间内设室内闭式喷头，所述室内闭式喷头连通所述干式管道；在每套住宅有外窗的房间从下到上，在窗口室外上方的两侧设置室外开式喷头，在室外的窗口顶部设置火灾探测系统，所述室外开式喷头也连通到所述干式管道；所述干式管道通过并联的两条管路连通到消火栓泵供水管网，所述并联的两条管路上分别设置电动阀和手动控制阀；所述火灾探测系统和所述电动阀均连接到所述控制系统。 

在更加优选的实施例中，所述利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统还包括中控室，所述中控室内设有开泵提醒系统和报警信号系统，所述电动阀和所述火灾探测系统直接连接到/或者通过所述控制系统后再连接到所述开泵提醒系统和所述报警系统。 

在更加优选的实施例中，所述干式管道包括消防高区管道和消防低区管道，其中所述消防高区管道设置在所述住宅建筑的50米以上部分，所述消防管道设置在所述住宅建筑的50米以下的部分；所述消防高区管道通过一组并联的两条管路连通到一个所述消火栓泵供水管网；所述消防低区管道通过另一组并联的两条管路连通到另一个所述的消火栓泵供水管网，两组所述并联的两条管路上均分 别设置电动阀和手动控制阀。还包括室外水泵接合器，所述消防高区管道与一个所述室外水泵接合器连通，所述消防低区管道与另一个所述室外水泵接合器连通。 

在更加优选的实施例中，所述室外开式喷头仅设置在高度50米以上各层。所述住宅建筑为普通住宅建筑。所述干式管道为形同室外雨水管道或空调冷凝水管道的干式管道，并且在窗口附近结合建筑立面设置。所述室外开式喷头为ZSTK-15双臂下垂型开式喷头。 

在更加优选的实施例中，所述利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统仅针对满足大于24米，小于100米的外保温采用B2级保温材料的高层住宅建筑设置。 

在某个具体的实施例中： 

高层普通住宅，隔层设置外墙式喷淋系统，每处采用2个开式喷头，50-100米之间楼层最多一共设置八层，共16个喷头，流量21.28L/s.对于高层住宅消火栓设计流量为20L/s，基本满足水量要求。对于新建住宅可以考虑消防水池贮水量可增加36.0吨喷淋水，如果是已有建筑，直接利用消防水池内原来贮存的两个小时的消火栓水量即可。 

开式喷头无探测火灾和开启水流的功能，只具有喷水功能。室外火灾探测装置探测到火灾后，开启管网中水的控制阀门，喷头喷水灭火。开式喷头一旦喷水，便整个防护区域喷头全部喷水，并且自动探测装置比闭式喷头的感温元件对燃烧反应得快，喷头能更早地喷水灭火。 

本专利系统室内采用的是边墙型ZSTB-15闭式喷头，带感温玻璃球，流量系数为K=80,利用火灾烟气的温度爆破玻璃球，喷头喷水。对所有层的住宅内用于避难间的房间均设置闭式喷头。50米以上住宅避难房间内自动喷淋系统和外墙式 开式喷头系统共用室外干式喷淋立管。50米以下住宅避难房间内自动喷淋系统在室外单独设置室外干式喷淋立管，管道在地下或顶层和室内低区消火栓管网相连接，连接处设置过滤器、电动阀，管道设置旁通管。阀门控制要求同高区外墙式喷淋系统。 

根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)第7.4.6.5条规定：消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa,当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。所以如下情况存在：例如建筑物地下两层，建筑高度50-80米，可能消火栓系统设计不存在高区和低区，所以此时50米以下外墙式喷淋系统管线连接地下消火栓管网时，在控制阀和消火栓管线之间增加减压装置，保证阀后压力0.65-0.70MPa左右，保证最不利喷头处压力0.1MPa。 

地下一层或顶层和消火栓管网相连接的控制阀阀采用电动蝶阀，法兰连接。电动执行器：智能调节式，工作电压:AC220V.电动阀和控制阀后管道最低点设置泄水阀，冬季泄空防冻。 

详细系统及做法见附图1-4。 

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，其特征在于：包括干式管道和控制系统；在住宅建筑的消防登高面侧设置所述干式管道；

在每套住宅内部设置一间具有自动喷淋系统的临时避难间，所述临时避难间内设室内闭式喷头，所述室内闭式喷头连通所述干式管道；

在每套住宅有外窗的房间从下到上，在窗口室外上方的两侧设置室外开式喷头，在室外的窗口顶部设置火灾探测系统，所述室外开式喷头也连通到所述干式管道；

所述干式管道通过并联的两条管路连通到消火栓泵供水管网，所述并联的两条管路上分别设置电动阀和手动控制阀；所述火灾探测系统和所述电动阀均连接到所述控制系统。

2.根据权利要求1所述的利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，其特征在于：还包括中控室，所述中控室内设有开泵提醒系统和报警信号系统，所述电动阀和所述火灾探测系统直接连接到/或者通过所述控制系统后再连接到所述开泵提醒系统和所述报警系统。

3.根据权利要求1所述的利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，其特征在于：所述干式管道包括消防高区管道和消防低区管道，其中所述消防高区管道设置在所述住宅建筑的50米以上部分，所述消防管道设置在所述住宅建筑的50米以下的部分；

所述消防高区管道通过一组并联的两条管路连通到一个所述消火栓泵供水管网；所述消防低区管道通过另一组并联的两条管路连通到另一个所述的消火栓泵供水管网，两组所述并联的两条管路上均分别设置电动阀和手动控制阀。

4.根据权利要求3所述的利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，其特征在于：还包括室外水泵接合器，所述消防高区管道与一个所述室外水泵接合器连通，所述消防低区管道与另一个所述室外水泵接合器连通。

5.根据权利要求1所述的利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，其特征在于：所述室外开式喷头仅设置在高度50米以上各层。

6.根据权利要求1所述的利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，其特征在于：所述住宅建筑为普通住宅建筑。

7.根据权利要求1所述的利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，其特征在于：所述干式管道为形同室外雨水管道或空调冷凝水管道的干式管道，并且在窗口附近结合建筑立面设置。

8.根据权利要求1所述的利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，其特征在于：所述室外开式喷头为ZSTK-15双臂下垂型开式喷头。

9.根据权利要求1所述的利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统，其特征在于：所述利用室外干式喷淋系统保障消防救援的消防系统仅针对满足大于24米，小于100米的外保温采用B2级保温材料的高层住宅建筑设置。

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