摘 要:本文簡單介紹了水滅火系統的概念,指出了水滅火系統的發展方向。其發展主要表現在理念的轉變,向系統為主線的方向發展;要求合理選擇系統,不同的場所區別對待;采用綜合消防設計,統籌水滅火系統與其他消防措施間的關系;引入性能化設計,解決特殊場所的水滅火系統問題;發揮保險業的杠桿作用,促進水滅火系統技術的深入;開展技術研究、推廣產品的應用,迎接進入WTO的挑戰;擴大水滅火系統應用的場所,部分替代氣體滅火系統;通過加強水滅火系統設施的維護管理,提高系統的可靠性。
關鍵詞:水滅火系統 技術發展
水滅火系統(systemofwaterextinguishing)是指以水為主要滅火介質的滅火系統,它包括消防給水系統和消防排水系統。水滅火系統的概念首先來源于上海市工程建設標準《民用建筑水滅火系統設計規程》(DGJ08-94-2001)。它是我國對水滅火概念認識的提高。水滅火系統的技術是將消火栓系統、自動噴水滅火系統等以水為主要介質的消防系統統籌考慮。這有利于專業的設計和施工安裝,也有利于水滅火系統的發展。消防給水系統主要是指消火栓給水系統和自動噴水滅火系統。消防排水系統對應于消防給水系統,它是對水滅火系統的完善。
隨著我國對水滅火系統的越來越重視,其技術和應用得到不斷的發展,其在消防中的地位得到了確認。水滅火系統技術將在消防領域進一步發揮其作用,拓展其應用、促進其在我國的深入發展。
1.理念的轉變,向系統為主線的方向發展
水滅火系統不僅僅是在概念上的創新,它綜合了用水滅火特點的共性,更主要是它產生了理念的轉變。水滅火系統從使用設備上分,可有消火栓、自動噴水、水噴霧等形式,而從給水的壓力上分有高壓消防給水系統、穩高壓消防給水系統、臨時高壓消防給水系統、低壓消防給水系統。因此,對水滅火系統的認識不再局限于某一設備形式,而是從消防給水的特點出發,強調“系統”和“功能”的理念。
在水滅火系統的設計思路上,無論是消防給水還是消防排水,始終應以系統的概念為主線。設計時首先明確系統的形式,再通過技術措施來滿足系統的要求。而不是僅僅局限于系統中的某一部件,如高位消防水箱的設置、穩壓泵的選擇等。從系統工程的角度出發,提高整個系統的可靠性。當某一部件不夠完善時,水滅火系統的設計可由其他方式來完成,保證系統有一定的冗余。穩高壓消防給水系統就是一種較好的水滅火系統給水方式。把安全工程師站點加入收藏夾
同時,認識水滅火系統的功能也是必要的。采用不同的水滅火系統,其在火災中的作用也不盡相同。即使是同一種系統,應用在不同的場合中,其理念也有區別。如自動噴水滅火系統在公共建筑中主要起水控火作用,防止火災的蔓延;在住宅設置中,強調對居住人員的保護,噴頭要求快速反應、布水面積大、噴水曲線的角度大且工作要求不宜太高,以利于控制煙霧、保證人員的疏散;在高堆垛倉庫和高架倉庫的設置中,其作用除了控火外還有滅火的功能,強調對財產的保護,此時,宜采用快速響應早期抑制噴頭的自動噴水滅火系統。
除了設計要求外,我國的規范制訂中也引入了“水滅火系統”的功能。在最近頒布的《民用建筑水滅火系統設計規程》地方規范中,它以水滅火系統為主線,完善了建筑水消防系統技術的方案和措施,使水滅火系統的應用更具可操作性。
2.合理選擇系統,不同的場所區別對待
水滅火系統技術的發展在于合理選擇水滅火系統。一方面是,根據建筑物或被保護場所的火災特點和被保護對象的功能,合理確定水滅火系統的設置范圍。自動噴水滅火系統是一種有效、可靠、經濟的滅火技術,應逐步擴大該系統的應用范圍。另一方面,確定采用何種消防給水方式。不同的給水方式各有其特點,室內三種高壓消防給水系統的區別如表1。當采用臨時高壓消防給水系統的高位消防水箱設置高度不能滿足系統要求時,系統應采用局部穩壓設施。消防給水方式可采用獨立消防給水系統,也可采用區域(集中)消防給水系統。
表1三種高壓消防給水系統的區別
系統分類 項目 |
高壓消防 給水系統 |
穩高壓消防 給水系統 |
臨時高壓消 防給水系統 |
平時最不利 處的水壓 |
滿足 | 滿足 | 不滿足 |
平時最不利 處的流量 |
滿足 | 不滿足 | 不滿足 |
消防泵的設置 | 不設 | 設 | 設 |
消防穩壓泵 的設置 |
不設 | 設 | 不設 |
3.綜合消防設計,統籌水滅火系統與其他消防措施間的關系
建筑消防設計應綜合進行設計,水滅火系統是消防設計中的一部分。故在水滅火系統設計的同時,需要統籌與其他消防措施之間的關系。其目的是使消防設計更可靠、更優化。水滅火系統需與建筑、結構、煙霧等統籌。在與建筑的處理上,考慮防火分區的布置、大空間的設計、防火墻的設置。但并不是建筑中所有情況的消防均由水滅火系統技術來承擔。如水滅火系統不能完全替代防火墻的布置,防火分隔的水幕不宜用于尺寸超過15m(寬)×8m(高)的開口部位(舞臺口除外)。超過這種范圍的情況下,建筑消防應采用其他補救措施來達到。根據近年來中國火災的形勢分析顯示,現代火災具有下列特點:一是商場、飯店等公共娛樂場所、石化企業、交通運輸業、電子通訊樞紐和高層建筑、地下工程等處的火災已成為主要威脅,二是城鎮火災占據全國火災較大的比例。而在這些場所推廣水滅火系統的設置則有利于火災的撲滅。在與火災煙霧的處理上,水滅火系統技術雖在一定的場合下有減少煙霧的功能,但對于大空間、超高的場所設置雨淋系統確實存在一些的問題。綜合消防設計,在室內凈高超過8m的設置場所,除了設置雨淋系統外,還可采用增大噴水的作用面積、設置有效的排煙措施或在這些部位不設可燃物等技術措施。此外,通過協調自動噴水滅火系統與火災報警的關系,將從純粹的被動消防轉化為被動消防與主動消防的結合。擴大水滅火系統的設置范圍,以減少消防系統的投入。
我們應認識到,水滅火系統僅是建筑消防滅火中的一種手段,需要其他消防措施的配合,才能做好綜合消防設計。水滅火系統也不可能全部替代其他消防措施。
此外,水滅火系統也需協調自身系統的問題。水滅火系統在考慮消防給水的同時,也要考慮消防排水的問題。消防排水作為水滅火系統的補充,可減少水滅火造成的水漬損失,有利于消防給水系統充分發揮作用。在水滅火系統中的消防給水,也需要協調消火栓給水系統、自動噴水滅火系統等之間的關系,統籌消防水源、消防高位水箱、水泵接合器、消防水量和水壓、水力計算等問題。在水滅火系統中,建議采用可靠性理論進行系統設計。
4.引入性能化設計,解決特殊場所的水滅火系統問題
在推行“火災安全工程設計方法”(FireSafetyEngineerMethod)中,引入“以性能為基礎的設計方法”(Performance-basedDesign)。其特點是先確定該建筑的安全目標,然后應用消防工程學原理和安全評估方法,對建筑的火災危險性進行量化的分析,再預測可能火災的火、煙霧的蔓延途徑和人員疏散情況,再選擇消防設施進行評估,校核設定的消防安全目標是否達到。性能化設計較傳統的“處方式”規范設計更為科學合理,具有較大的靈活性,特別適合解決特殊場所的消防問題,如體育館、機場候機樓、車站、廠房等。它也為建筑藝術的不斷推陳出新和消防技術的進步提高了發展的空間。
水滅火系統技術的發展也為以性能為基礎的消防設計提供依據。水滅火技術正在積極配合性能化設計的研究,探討水滅火系統與人員安全疏散(控火)和財產保護(滅火)的關系,深入計算機對火災模型、水滅火過程的模擬和計算,以作為火災安全學的技術依據,進行有效的性能設計。
此外,需要綜合分析水滅火系統與其他消防措施之間的關系,從宏觀上優化、協調建筑物內的消防配置。在規范制定中,逐步界入以性能化為基礎的內容,提出消防安全目標,以利積極采用新技術、新設備、新材料,做到安全可靠、技術先進、經濟合理,同時確保與目標合理銜接的技術依據。如在水滅火系統中,提出噴頭應布置在頂板或吊頂下易于接觸到火災熱氣流并有利于均勻布水的位置;消防穩壓泵的流量應按系統的滲漏流量計算等。
5.發揮保險業的杠桿作用,促進水滅火系統技術的深入
保險業介入消防領域是市場經濟下的消防監督社會化。這有利于發揮保險公司對消防安全和經濟發展的杠桿作用、降低火災的風險,并有利于發揮行業協會的作用。在國外,安裝了自動噴水滅火系統的建筑物可以在保險費方面取得一定的折扣。如美國,每100美元資產平均保險費0.3美元,在設置自動噴水滅火系統等技術措施后,可降為0.03美元。保險費的降低,可在一段時間后抵消自動噴水滅火系統安裝的支出。故特別提倡在民用公共建筑和工業建筑中設置自動噴水滅火系統。
保險業在水滅火系統中的作用在于開展系統技術的研究、加強系統技術的應用、強化自動噴水滅火系統的檢測與日常維護。隨著國內市場的開發,業主需要減少風險,達到降低保險公司的理賠風險的目的。業主往往要求按保險公司的要求進行消防設計,而保險公司的一些水滅火條款較國內的設計規范還高。最終,促進水滅火技術的研究、推廣和應用,達到系統技術的進步和飛躍。
6.開展技術研究、推廣產品的應用,迎接進入WTO的挑戰
加入WTO后,在水滅火技術領域內也同樣面臨著機遇和挑戰。就目前我國水滅火系統的產品而言,它還未形成技術含量高、性能優越的國際知名品牌。產品的制造技術和工藝較落后,缺少足夠的水滅火技術基礎理論的支撐,產品的創新少,市場競爭無序,產品價格偏高,行業管理受到行政許可證、備案制度、評審機構的環節較多,不利于形成公平競爭的機會。加入WTO無疑也促進了我國水滅火技術和產品的發展。通過吸引國外水滅火技術的新技術和產品,及時了解國內外水滅火技術的發展報考。在引入先進技術的同時,也給我們帶來了先進的管理經驗和理念,提高了整個水滅火系統技術的水平。
近年來,在水滅火系統中,我國加深了對水滅火系統的認識,對高壓消防給水系統、穩高壓消防給水系統、臨時消防給水系統提出了具體的技術要求,還明確了室內外合用的穩高壓消防給水系統的技術措施;在水滅火的給水方式上,總結了并聯消防泵給水系統、串聯消防泵給水系統、重力消防給水系統;根據建筑工程的設計情況,產生了住宅小區的生活消防共用消防給水系統;國內研究機構開展了“細水霧滅火模擬實驗系統的研制與應用”的新技術研究,生產廠家開發了高壓細水霧滅火系統;在自動噴水滅火系統的理論上,我國開展了自動噴頭熱敏性能量化和噴頭滅火效能影響的評價研究,從定性分析轉化為定量分析,開始運用早期滅火的新概念;在噴頭技術上,已有標準噴頭、快速響應噴頭(RTI≤50(ms)0.5)、大水滴噴頭(ES)、快速響應早期滅火噴頭(ESFR)、擴展覆蓋邊墻型噴頭、啟閉式噴頭等;在自動噴水滅火系統中,出現了濕式系統、干式系統、預作用系統、重復啟閉預作用系統、雨淋系統、快速響應早期抑制噴頭系統、自動噴水—泡沫聯用系統。
7、擴大水滅火應用的場所,部分替代氣體滅火系統
水是一種最可靠、最經濟、最有效的滅火劑。加強水滅火系統技術的研究,可拓展其應用范圍,進一步發揮水滅火系統技術的作用。
在消火栓給水系統中,增加了消防軟管卷盤設備;在自動噴水滅火系統中,規范增加了重復啟閉預作用系統、自動噴水—泡沫聯用系統和快速響應早期抑制噴頭系統。通過水滅火的機理研究,開發出高壓細水霧滅火系統。在系統上,逐步向以自救為主的自動噴水滅火系統過渡,輔以簡化的消火栓給水系統或消防軟管卷盤,這些都是水滅火系統運用范圍的延伸。
高壓細水霧滅火系統是一種平均水滴直徑為40~200μm的超細水霧作用的高壓滅火系統。它可用于特殊場所的滅火,替代鹵代烷滅火系統。其作用原理主要是冷卻效應、惰化效應以及附加效應。高壓細水霧表面積大,能有效地吸收火災中的熱量,高密度的細水霧懸浮在空中,還能降低火災現場氧的濃度;同時,它對火災煙氣具有擦洗和控制作用。其優點主要表現在:高動能、小水滴的優越性能,即用水量小、減少水漬損失;滅火過程中對人員、設備、財產和環境無危害;具有防止復燃的高冷卻性能;還具有獨特的煙霧擦洗功能,有利于人員的安全疏散。它是水滅火系統技術發展出的有效的滅火方式之一,也是水滅火系統在氣體消防領域中的運用。
8.加強水滅火系統設施的維護管理,提高系統的可靠性
值得一提的是,在我國現消防設備的管理還相對滯后。從系統滅火失敗的案例分析,滅火失敗很大程度是由于缺乏滅火系統的維護管理。關鍵是沒有引起這方面的重視,未能從提高人的素質和管理制度入手。現行的一些消防規定中,比較注重消防給水設備及組件的儲備。而消防給水設備本身就屬于“養兵千日,用兵一時”的范疇,忽略了平時的保養維修和管理,將不利于整個系統可靠性的提高。故加強水滅火系統平時的維護管理顯得很重要。
水滅火系統是一個可操縱系統。充分關注人的可靠性能,是提高系統可靠性的一種方法。人的可靠性涉及到人的操作可靠性和人機界面。它與人的意識水平、環境和人與人之間的配合有關。水滅火系統的可靠性主要是通過增強人員的管理水平、掌握控制要求的方法,加強系統的定期運行、檢測、維護,以滿足系統滅火時的要求。
水滅火系統設施的維護和管理在我國正逐步引起重視。有關部門已開始制定管理制度,成立了消防檢測、維護管理公司,由專業消防公司介入,克服物業公司代管的局面。在設計上,考慮了水滅火系統的試驗、檢測裝置,如試驗消火栓、末端試水裝置,系統專業規范中明確了施工、調試、驗收和維護管理的內容,如消化泵的自動巡檢等。
隨著我國水滅火系統技術認識的進一步加深,基礎研究工作的開展,WTO對消防行業的影響,保險業的介入,水滅火系統的地位在消防中將得到確認。這必將完善水滅火的可靠性、延坤其應用的范圍,進一步推廣、發展水滅火系統的新技術。可以相信,我國水滅火系統技術將會得到不斷的發展。