1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

一.前言

目前世界上控制火灾最有效的方法是应用自动喷水灭火系统，发达国家的统计数字表明其灭火成功率在95%以上。水是最常用的灭火剂，它可以单独用于灭火，也可以与其他不同的化学添加剂组成混合液使用。消防水系统可分为手动水灭火系统和自动喷水灭火系统。手动水系统有消火栓给水系统，消火栓给水系统又分为：室内消火栓给水系统和室外消火栓给水系统。

二.消防水系统现状

2.1水喷淋系统

世界上最早的水灭火系统产生于上个世纪70年代, 直到20世纪50年代都是采用一个简单的水喷淋灭火系统。到60年代开始向保护工商业方面发展。70年代出现大水滴灭火喷头，用水量相对较少的家庭住宅用灭火喷头和快速喷头。80年代朝快速响应早期灭火方向发展,出现很多种类型的水灭火系统,供用户选择。经过长期的实践创新,人们先后改进了自动喷水灭火系统的喷头、管路报警系统及自动控制系统,使之成为一种最完善、最具环境适应性的现代灭火系统,它的灵敏度和灭火功效已为许多国家的统计资料所证实。下表为美国国家防火协会对该国在1980年~ 1983年的一些重要工业火灾中有无自动喷水灭火系统所遭受损失的统计情况:

表1 工业火灾损失统计

我国自改革开放以来,随着工商业和民用建筑的迅速发展,特别是国家《建筑防火设计规范》和《高层民用建筑设计防火规范》颁布实施以来,该系统从规范的角度得到了进一步的推广和应用。

自动喷水灭火系统的优点主要体现在以下几个方面：一：(1) 灭火成功率高：自动喷水灭火系统经过一百多年历史的发展,灭火的保证率己高达95 %以上。该系统是无人值守的、全天候的、自动跟踪的系统,可围绕着火点依次打开喷头灭火,从火灾内部喷水直接有效的喷洒到着火点的燃烧物表面,淋湿着火点附近的可燃物,冷却周围环境的温度，以及稀释火灾时烟雾中的大量的有毒气体，也可以有效地降低燃烧，减少火灾燃烧时产生的一氧化碳及燃烧时对氧气的消耗量，可以使火场降低或不致产生因一氧化碳中毒、无氧窒息和辐射热产生的死亡，重要的是火灾初期就将火扑灭，从而有效地降低火灾中人员和财产的损失,最终达到灭火的目的。

表2 自动喷水灭火系统火灾控制率

表2 为自动喷水灭火系统火灾控制率,这说明自动喷水能把火灾有效控制在轰燃阶段以前就扑灭火灾,有效地控制热量和毒气的产生,实现自动喷水灭火系统扑灭初期火灾的功能。

（2）有效减少财产损失：主要途径是减少燃烧和火场周围的环境温度。大量的实验资料表明,纤维素和塑料制品通常在260 ℃时才会开始热分解,如果房屋中央天花板下的温度保持在260 ℃以下,则建筑物的构件和天花板便不可能燃烧,所以天花板下260 ℃被认为是保护财产安全的极限温度。自动喷水灭火系统在保护建筑内的财产安全有着极高的效率,装有这一系统的建筑物比没有装这一系统的建筑物在火灾中财产要少损失。这说明自动喷水灭火系统不仅能尽快扑灭火灾,还能有效的控制火场周围的环境温度低于260 ℃。从而达到保护财产的目的。（详细数据见表1）

(3) 有效减少人员伤亡。在20世纪80年代的10年中,美国消防协会(NFPA) 的统计中常常报道凡装有自动喷水灭火系统且保养正常的,除少数例外,都在起火点以外的场所防止了死亡的发生。在NFPA 的记录中,凡是全部装有自动喷水系统且操作正常的建筑物,在火灾发生时,除了发生爆炸性或轰燃性的火灾,以及在救火中企业消防队员或工人遇难外,没有超过死亡2 人以上的记录。表3为美国上世纪末对安装和未安装自动喷水灭火系统每千次火灾平均减少死亡人数的对比。

表3 减少死亡人数的估算百分比

2.2消火栓系统

2.2.1室内消火栓系统

是我国使用最早和最主要的消防设施之一，在消防灭火中的使用因性能可靠，成本低廉而被广泛采用。低层室内消火栓给水系统主要扑救初期火灾。这种系统消防用水量少，水压低。建筑高度10层及其以上的住宅，以及超过24m的其他高层建筑为50-100m火灾，由于其火势蔓延迅速、人员疏散困难、扑救工作复杂、受到消防车水泵压力和水带的耐压强度等的限制，一般不能直接利用消防车从室外水源抽水送至高层部分进行扑救，而主要依靠室内设置的消火栓给水系统来扑救大火。《建筑设计防火规范》、《高层民用设计防火规范》的完善以及《消防给水及消火栓系统技术规范》的专业技术子规范对室内消火栓系统有明确定性的规定，这将有利于消防给水及消火栓系统技术的健康发展与进步。

目前，我国的室内消火栓系统有效使用的机率不高，不及10%。室内消火栓系统大多在火灾情况下处于闲置状态，室内消火栓系统设置的实际作用、意义没有完全体现出来。

2.2.2室外消火栓系统

是设置在建筑物外面消防给水管网上的供水设施，主要供消防车从市政给水管网或室外消防给水管网取水实施灭火，也可以直接连接水带、水枪出水灭火。是扑救火灾的重要消防设施之一。，但是对高层建筑火灾的扑救有限制。《建筑设计防火规范》（GB50016）规定：在进行城镇、居住区、企事业单位和建筑设计时，必须同时设计消防给水系统。高层建筑及小区必须设置室外消防给水系统。

三.消防水系统的发展

3.1自喷系统

一.拓展自动喷水灭火系统在消防领域中的研究，为以性能为基础的消防设计提供依据自动喷水灭火系统技术应配合以性能为基础的消防设计的研究,探讨自动喷水灭火系统与人员安全疏散(控火)和财产保护(灭火)的关系,加强计算机对火灾模型、自动喷水灭火过程的模拟和计算,以作为火灾安全学的技术依据,进行有效的性能设计。系统技术的研究还涉及到它对火灾烟气蔓延的削减和控制，从定性分析转化为定量分析。此外，综合分析自动喷水灭火系统与其他消防措施之间的关系，如防火分区、防火分隔的处理,从宏观上优化、协调建筑物内的消防配置；二.协调自动喷水灭火系统与火灾报警的关系明确自动喷水灭火系统在消防中的作用,将从纯粹的被动消防转化为被动消防与主动消防的结合。特别是在无人值班的场所,设置自动喷水灭火系统比设置火灾自动报警系统更有效。现行修改的规范正在扩大自动喷水灭火系统的设置,正是说明了这一点；三.发挥自动喷水灭火系统在灭火中的其它功效，研究自动喷水灭火系统的机理,拓展它在水灭火系统中的其它功能,进一步发挥自动喷水灭火系统技术的作用。高压细水雾灭火系统就是其中的一例，高压细水雾灭火系统是一种平均水滴直径为40～200um 的超细水雾作用的高压灭火系统, 其作用原理主要是冷却和稀释作用。细水雾表面积大,能有效地吸收火灾中的热量;高密度的细水雾悬浮在空中,能降低火灾现场氧的浓度。高压细水雾是喷淋和气体灭火剂的有效替代。其优点主要表现在:高动能、小水滴的优越性能,即用水量小、减少水渍损失;灭火过程中对人员、设备、财产和环境无危害;具有防止复燃的高冷却性能，同时还具有独特的烟雾削减功能,有利于人员的安全疏散。它是自动喷水灭火系统技术发展出的有效的系统方式之一；四.完善系统自身的可靠性:自动喷水灭火系统存在的问题将在发展中得到完善，同时,系统将需加强自身的可靠性。一方面表现在,通过喷水灭火机理的研究,针对不同火灾场所的火灾负荷、发展、蔓延过程,决定采用不同类型的喷水灭火方式；另一方面表现在,系统给水可靠性的增加：如系统的配水干管在报警阀组前成环状管网布置,在水流指示器后的给水管道采用环状、网状布置,以加强系统给水的可靠度,体现自动喷水灭火系统在水灭火系统中的主导地位；五.发挥保险业在自动喷水灭火系统技术的作用：保险业介入消防领域是市场经济下的消防监督社会化，这有利于发挥保险公司对消防安全和经济发展的杠杆作用。保险业在自动喷水灭火系统中的作用还在于促进系统技术的研究、加强系统技术的应用、强化自动喷水灭火系统的检测与日常维护,深人系统的经济性研究,以降低消防风险,达到降低保险公司的理赔风险的目的。引入保险业参与消防,可形成政府、业主和保险互相促进、互惠互利、相互制约的新型消防发展模式。

3.2 室内消火栓

新型室内消火栓技术在产品的工作原理及结构上进行重大改进创新,它采用新的设计原理,增加了对进口压力自动减压稳压功能,在栓体出口处设置由活动内套、外套和平衡弹簧等部件组成的减压稳压结构,使流经内套的水得到减压,同时,由于平衡弹簧和内套的联合作用,在不同的进水口水压或管网水压产生波动变化时,均可瞬间自动调节,达到出口压力稳定,即减压稳压效果,改进了阀座结构和出水口倾斜角度,确保出水方向可绕阀中心旋转,且与水带的走向保持一致,消除水带死折现象。

3.3 室外消火栓

（1）设计防撞防盗新型消火栓，利用了模块化设计思路，在传统消火栓中加入了自动密封阀，防撞环，反光膜等技术，使消火栓具备了防撞、防盗的功能，解决了消火栓易损坏及被撞后大量喷水的难题。并且可以直接利用目前大量使用的消火栓直接改装生产，维修简单，结构合理，使用方便，成本低廉，完全可以广泛运用到地上消火栓的生产中。

（2）新型室外卧式消火栓，该消火栓的背面固定背板、底部有支架，消火栓下部与控制阀的出水管通过活接螺母相连；控制阀底部的进水管与进水口相连。这种消火栓既能保证灭火时的供水，又能避免置于地面而被撞断的风险，安装随意、使用方便。

（3）室外直埋伸缩式消火栓。室外直埋伸缩式消火栓平时消火栓压回地面以下，使用时拉出地面工作。比地上式能避免碰撞，防冻效果好；比地下式操作方便，直埋安装更简单。是非常新型的先进的室外消火栓。

四.结束语

当然,目前我国社会的发达程度、群众的防火安全意识距离西方发达国家还有不小的差距,在水灭火系统的安装使用上也不可能达到那么普及。但随着经济的发展,以及水灭火系统的进一步完善和工程造价及维护费用的进一步降低,水灭火系统必将在我国得到进一步的认可和推广。同时,如何在设计和施工中进一步提高水灭火系统的灭火可靠性,并使灭火系统向免维护以及减少灭火后水渍损失的方向发展,将成为消防科研开发的重要方向。

参考文献

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[11] 陈耀宗等. 建筑给水排水设计手册$中国建筑工业出版社，1992

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

消火栓系统设计

（1）说明技术规范中消火栓设置的一般规定，设计原则与要求。

（2）室外消火栓：确定室外消火栓的数量、平面布置，消火栓的规格、型号等技术参数，消火栓的设置形式；确定室外消火栓的给水技术参数，消防用水量。