水喷雾灭火系统设计要点

水喷雾灭火系统的设计要点

水喷雾灭火系统是利用水雾喷头在较高的水压力作用下，将水流分离成0.2mm～2mm甚至更小的细小水雾滴，喷向保护对象，达到灭火或防护冷却的目的。水喷雾灭火系统的应用发展，实现了用水扑救油类、电气设备火灾，弥补了气体灭火系统不适合在露天环境和大空间场所使用的缺点，从而使水这种灭火剂得到了充分的应用。

一、设计技术参数

1.设计喷雾强度和持续喷雾时间

设计喷雾强度和持续喷雾时间，应根据系统防护目的和保护对象类别确定，其不应小于表14-2的规定。

表14-2 设计喷雾强度与持续喷雾时间

2.最不利点处水雾喷头工作压力

最不利点处水雾喷头的工作压力，应根据系统所选用的喷头性能以及喷头工作压力范围进行确定。用于灭火时，其不应小于；用于防护冷却时，其不应小于；但对于甲B、乙、丙类液体储罐不应小于 MPa。

3.保护面积

水喷雾灭火系统保护面积是指保护对象的全部暴露外表面面积。水喷雾灭火系统不仅用于保护建筑物和建筑物内的设施,而且还用于保护露天的设备或装置。因此，其保护面积应根据具体保护对象确定。

(1)确定原则

保护对象为平面时，其保护面积为保护对象的平面面积；保护对象为立体时，其保护面

积为保护对象的全部外表面积。当保护对象外形不规则时，可按包容保护对象的规则形状确定，并应保证包容形状的表面积不小于实际表面积。

(2)不同保护对象保护面积的确定

①变压器的保护面积除应包括扣除底面面积以外的变压器油箱外表面面积外，还应包括散热器的外表面面积和油枕及集油坑的投影面积；

②分层敷设的电缆的保护面积应按整体包容电缆的最小规则形体的外表面面积确定； ③输送机皮带的保护面积应按上行皮带的上表面面积确定，距离的皮带宜实施分段保护，但每段长度不宜小于100m 。

④开口容器的保护面积应按液面面积确定；

⑤甲、乙类液体泵，可燃气体压缩机及其他相关设备，其保护面积按相应设备的投影面积确定，且水雾应包络密封面和其他关键部位；

⑥液化石油气灌瓶间的保护面积应按其使用面积确定，液化石油气瓶库、陶坛或桶装酒库的保护面积应按防火分区的建筑面积确定；

⑦系统用于冷却甲B 、乙、丙类液体储罐时，其保护面积及冷却范围应符合下列规定：着火的地上固定顶储罐及距着火储罐罐壁倍着火储罐直径范围内的相邻地上储罐应同时冷却，当相邻地上储罐超过3座时，可按3座较大的相邻储罐计算消防冷却水用量；着火的浮顶罐应冷却，其相邻储罐可不冷却；着火罐的保护面积应按罐壁外表面面积计算，相邻罐的保护面积可按实际需要冷却部位的外表面面积计算，但不得小于罐壁外表面面积的1/2。

⑧系统用于冷却全压力式及半冷冻式液化烃或类似液体储罐在时，其保护面积及冷却范围应符合下列规定：着火储及距着火罐罐壁倍着火罐直径范围内的相邻罐应同时冷却，当相邻罐超过3座时，可按3座较大的相邻罐计算消防冷却水用量；着火罐保护面积应按其罐体外表面面积计算，相邻罐保护面积可按其罐体外表面面积的1/2计算。

⑨系统用于冷却全冷冻式液化烃或类似液体储罐在时，其保护面积及冷却范围应符合下列规定：采用钢制外壁的单容罐，着火储及距着火罐罐壁倍着火罐直径范围内的相邻罐应同时冷却。着火罐保护面积应按其罐体外表面面积计算，相邻罐保护面积可按其罐体外表面面积的1/2计算及罐顶外表面积之和计算；混凝土外壁与储罐间无填充材料的双容罐，着火罐的罐壁与罐顶及距着火罐罐壁倍着火罐直径范围内的相邻罐罐顶应同时冷却；混凝土外壁与储罐间有保温材料填充的双容罐，着火罐的罐顶及距着火罐罐壁倍着火罐直径范围内的相邻罐罐顶应同时冷却；采用混凝土外壁的全容罐．当管道进出口在罐顶时，其冷却范围应包括罐顶泵平台，且宜包括管带和钢梯。

二、设计计算要求

1.保护对象的水雾喷头设置数量确定 保护对象的水雾喷头设置数量应按下式计算：

q

Aq N u

(14-5) 式中：N -保护对象的水雾喷头设置数量；

A -保护对象的保护面积，m 2； q μ-保护对象的设计喷雾强度，L/； q -水雾喷头的流量，L/min 。

2.系统计算流量的确定

水喷雾灭火系统的计算流量应按下式计算：

∑==n

i i j q Q 1

601 (14-6) 式中：Q j -系统的计算流量，L/s ；

n -系统启动后同时喷雾的水雾喷头数量，个；

q i -水雾喷头的实际流量，L/min 。应按水雾喷头的实际工作压力P i (MPa)计算。

当采用雨淋阀控制同时喷雾的水雾喷头数量时，水喷雾灭火系统的计算流量应按系统中同时喷雾的水雾喷头的最大用水量确定。

3.系统设计流量的确定 系统的设计流量应按下式计算:

j S KQ Q = (14-7)

式中：Q s -系统的设计流量，L/s ；

K -安全系数，应不小于； Q j -系统的计算流量，L/s 。

4.管道内水流速度的确定

水喷雾灭火系统管道内的水流速度不宜超过5m/s 。用于球形液化石油气储罐时，系统水平环管内水流速度不宜超过2m/s ，以保证同一环路上水雾喷头喷雾的均匀性。

5.管道和雨淋阀水头损失计算

水喷雾灭火系统的管道沿程和局部水头损失以及雨淋阀的局部水头损失计算，与自动喷水灭火系统基本相同。但当管道局部水头损失采用估算确定时，应按沿程水头损失的20%～30％估算。

6.消防水泵的扬程计算

消防水泵的扬程或系统入口的供给压力应按下式计算：

i 0h P h H ++=∑

（式14-8） 式中：

H —消防水泵的扬程或系统入口的供给压力，MPa ； ∑h 一管道沿程和局部水头损失的累计值，MPa ； P 0一最不利点水雾喷头的工作压力，MPa ；

h i —最不利点水雾喷头与消防水池的最低水位或系统水平供水引入管中心线之间的静压差，MPa 。

7.系统水力计算方法

由于水喷雾灭火系统的保护对象火灾危险性大，发生火灾时蔓延迅速、扑救困难，所以系统的水力计算应采用沿途计算法，即从最不利点水雾喷头开始，按同时喷雾的每个水雾喷头实际工作压力逐个计算其流量、管段累计流量、沿程和局部水头损失等。