试论自动喷水灭火系统末端试水装置的作用和功能
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摘要: 通过报警阀、 水流指示器的功能与试验方法和系统管供水能力的检验方法的不同, 以及国内外的末端试水装置的图式的对比, 提出了自动喷水灭火系统末端试水装置的显是检验水流指示器、 报警阀的压力开关和水力警铃在一只喷头开放时能否及时动作和报警; 末端试水装置的潜在功能是检验系统其他的水力状态, 系统的供水能力和性能检测应有专门的检测装置, 为提高系统的可靠性可采用有自动控制功能的末端试水装置。
关键词: 末端试水装置; 自动喷水灭火; 系统管网阻力; 系统供水性能
中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号：
1前言
近年来水消防学术界对自动喷水灭火系统末端试水装置的功能争论较为激烈[1 ～ 4], 其争论焦点是: 功能一:“末端试水装置仅是为了检验水流指示器、 压力开关、 水力警铃在喷头开放时能否动作和报警的功能” ,功能二:“末端试水装置还具有其辅助检验系统水力状态的作用” 。 文献[1]强调末端试水装置仅具有功能一,文献[2][3]强调末端试水装置除具有功能一外, 还具有功能二。几次规范和学术会议上大家的观点也不尽相同, 各说其词, 本文试图通过报警阀、 水流指示器的功能与系统性能的测试试验方法的不同, 以及国内外的末端试水装置的图式的对比, 来说明系统末端试水装置的功能, 以及水流指示器、 报警阀性能的检测方式与系统供水能力的检测方法等, 从而确定末端试水装置的功能和系统供水能力的测试。
2末端试水装置的安装图式和设置
末端试水装置图式的主要区别是有没有压力表、自动控制功能 2 项区别, 设置的区别在于仅湿式系统设置, 还是闭式系统都可以设置。美国N FPA 末端试水装置无压力表, 强调除湿式系统以外的干式和预作用系统应设置, 我国规范对于末端试水装置的设置仅规定应在系统最不利点喷头处、 每个防火分区每层应设置, 但对于什么样的系统应设置没有明确的规定, 带有自控功能的末端试水装置是我国开发出来的。
2.1末端试水装置的安装图式
末端试水装置的安装图式国内外略有差异, 见图1、 2、 3。图 1(a)为过去我国在工程中经常采用的末端试水装置[4], 图 1(b) 是文献[5]推荐的安装图式, 图 2是文献[6]推荐的湿式和干式系统的安装图式。 图 3 是目前我国开发的 2 种末端试水装置图式。
2.2末端试水装置的设置
我国 “喷规” 推荐图 1(b)的形式, 是考虑能够准确测量出喷头处的压力。 文献[6]推荐的图 2 并没有设置压力表, 但分为湿式系统和干式系统。 文献[6]4-2.3.1条规定末端试水装置 60 s 内能出水的干式系统, 其系统管道容积可扩大为2839L 以上; 4-3.2.2 条规定, 预作用自动喷水灭火系统, 一个预作用报警阀控制的喷头数不应大于 1000 个, 但当末端试水装置 60 s 内能出水的预作用系统, 其系统管道容积可扩大为 2839L以上。
根据上述的分析, 文献[1]提出的末端试水装置不宜用于湿式系统以外的系统, 似乎不太合理, 所以末端试水装置可以用于闭式系统的干式和预作用系统。开式系统因管道系统是开启的, 其末端试水装置开启与否都不因此而出水, 因此末端试水装置在开式系统中不能起到检验水流指示器、 报警阀的压力开关和水力警铃在喷头开放时能否及时动作和报警的功能, 如雨淋系统、 开式水幕系统和水喷雾系统等。
综上所述, 末端试水装置仅适用于闭式系统(有传导管系统的开式系统, 可在传导管系统上设置), 而不应用于开式系统。末端试水装置应具有试水接头和压力表。
2.3有自控功能的末端试水装置
我国开发的具有自动控制功能的末端试水装置,如图 3(a), 可用于自动喷水灭火系统的自动检测, 这种具有自动控制功能的末端试水装置能定期定时频繁自动检测, 及时发现系统的故障, 从而大大的提高了自动喷水灭火系统的可靠性, 所以开发能自动检测的末端试水装置是有意义的。故此在一些有条件的场所为提高系统的可靠性, 可安装具有自动控制功能的末端试水装置, 以便实现自动检测。
3末端试水装置的功能
末端试水装置的功能可分为显和潜在功能, 显顾名思义就是直接显示的、 由肉眼能看得见的性能, 末端试水装置检验水流指示器、 报警阀的压力开关和水力警铃能否及时动作和报警是现场可观察的, 显而易见, 因此为显, 其实际是检验水流指示器、 报警阀的性能。潜在功能是指不能现场直接观察, 或者经过系统以外的其他辅助仪表或水力计算来完成的, 其实际是检测水流指示器、 报警阀以外的系统其他功能和性能。对于临时高压消防给水系统, 末端试水装置的显通常是在报警阀压力开关动作直接启动消防泵以前完成, 即测得的是临时高压消防给水系统的稳压装置对系统的影响和作用性能, 而潜在功能是在消防泵启动以后完成。
3. 1末端试水装置的显
末端试水装置的显是检验水流指示器、 报警阀的压力开关和水力警铃能否及时动作和报警, 检验系统的可靠性, 末端试水装置可以定期或不定期的,启动或人工随时抽检系统是否处于工作状态, 以便及时排除故障, 提高系统的可靠性。
文献[7]提出报警阀的作用和功能有 3 个, ①提高系统的可靠性和灭火成功率; ②自动直接启动消防泵。③就地或远距离报警, 提醒人员尽快疏散。测试这些功能有 2 种方法, 一是在报警阀的试验排水管, 二是在系统末端的末端试水装置, 显然末端试水装置仅是系统报警阀性能试验的 1 种方式, 不是全部, 这也是为什么开式系统可以没有末端试水装置, 而采用报警阀本身的试验排水管来确定系统的可靠性。
根据文献[5]的有关规定, 水流指示器的功能仅是具有报警功能和指示着火的具置, 不具备自动启动消防泵的功能。水流指示器上述功能的检测可通过末端试水装置, 也可通过文献[6]提供的图式检测, 见图 4, 可见水流指示器也可通过 2 种方式来检测其性能的可靠性。
可见无论是报警阀, 还是水流指示器其功能的检测都有 2 种方式, 末端试水装置不是系统水流指示器、报警阀功能的唯一的检测途径。
检测报警阀和水流指示器的功能在末端试水装置上是不需要设置压力表, 为此N FPA 13 推荐的图式中没有压力表, 见图 2, 但图 4 具有文献[5]末端试水装置的功能。
所以末端试水装置显仅需要在末端试水装置设置与系统喷头相等的流量系数 K 值的试水接头。
因此末端试水装置显就是测试水流指示器和报警阀的可靠性和功能, 末端试水装置仅设置试水接头和启闭阀门即可。
3. 2末端试水装置的潜在功能
文献[2][3]对于末端试水装置检测系统的水力状
态基本一致, 即检测系统的供水能力, 如压力和流量,文献[3]还进行了详细的水力计算, 论述末端试水装置具有测试系统供水能力即——压力和流量。但本人认为这似乎不充分, 严格地讲应该是检测系统管网的水力阻力, 而不是系统的供水能力——压力和流量。末端试水装置的潜在功能应是借助系统以外的仪表或通过进一步水力计算得出的结果, 目前可以初步确定的有 3 项潜在功能: ①N FPA 13 提出的干式、 预作用系统末端放水试验的出水时间不大于 60 s 是系统容积放大到 2839 L 以上的先决条件, 其附加检测仪表是计时器或秒表; ②我国 《喷规》 51018 第一款规定。当采用闭式自动喷水—泡沫联用灭火系统时, 湿式系统自喷水至喷泡沫的转换时间, 按 4 L / s 流量计算, 不应大于 3 m in; 此时为检验系统是否合格应在末端增设多个末端试水装置, 检测时还应附加计时器等计量装置; ③系统管网的阻力, 这要借助于水力计算。潜在功能①②一般在检测中借助计时器检验是没有什么问题的, 潜在功能③要借助水力计算才能完成, 下面将着重论述。