自動噴水滅火系統末端試水裝置的作用和功能

　　近年來水消防學術界對自動噴水滅火系統末端試水裝置的功能爭論較為激烈[ 1～ 4 ] , 其爭論焦點是: 

　　功能一:“末端試水裝置僅是為了檢驗水流指示器、壓力開關、水力警鈴在噴頭開放時能否動作和報警的功能”；

　　功能二:“末端試水裝置還具有其輔助檢驗系統水力狀態的作用”。

　　文獻[1]強調末端試水裝置僅具有功能一,

　　文獻[ 2 ] [ 3 ]強調末端試水裝置除具有功能一外,還具有功能二。幾次規范和學術會議上大家的觀點也不盡相同, 各說其詞,本文試圖通過報警閥、水流指示器的功能與系統性能的測試試驗方法的不同, 以及國內外的末端試水裝置的圖式的對比, 來說明系統末端試水裝置的功能, 以及水流指示器、報警閥性能的檢測方式與系統供水能力的檢測方法等,從而確定末端試水裝置的功能和系統供水能力的測試。 

　　2　末端試水裝置的安裝圖式和設置末端試水裝置圖式的主要區別是有沒有壓力表、自動控制功能2 項區別, 設置的區別在于僅濕式系統設置, 還是閉式系統都可以設置。美國N FPA末端試水裝置無壓力表, 強調除濕式系統以外的干式和預作用系統應設置, 我國規范對于末端試水裝置的設置僅規定應在系統zui不利點噴頭處、每個防火分區每層應設置, 但對于什么樣的系統應設置沒有明確的規定,帶有自控功能的末端試水裝置是我國開發出來的。 

2.1　末端試水裝置的安裝圖式 末端試水裝置的安裝圖式國內外略有差異.

　　圖1（a） 為過去我國在工程中經常采用的末端試水裝置[4] , 圖1（b）是文獻[5]推薦的安裝圖式, 圖2是文獻[6]推薦的濕式和干式系統的安裝圖式。圖3 是目前我國開發的2 種末端試水裝置圖式。

　　2.2　末端試水裝置的設置 我國“噴規”推薦圖1（b） 的形式, 是考慮能夠準確測量出噴頭處的壓力。文獻[6]推薦的圖2 并沒有設置壓力表, 但分為濕式系統和干式系統。文獻[6]4-2.3.1條規定末端試水裝置60s內能出水的干式系統, 其系統管道容積可擴大為2839 L 以上; 4-3.2.2 條規定, 預作用自動噴水滅火系統, 一個預作用報警閥控制的噴頭數不應大于1000 個, 但當末端試水裝置60s 內能出水的預作用系統, 其系統管道容積可擴大為2839 L以上。根據上述的分析, 文獻[1]提出的末端試水裝置不宜用于濕式系統以外的系統, 似乎不太合理, 所以末端試水裝置可以用于閉式系統的干式和預作用系統。開式系統因管道系統是開啟的, 其末端試水裝置開啟與否都不因此而出水, 因此末端試水裝置在開式系統中不能起到檢驗水流指示器、報警閥的壓力開關和水力警鈴在噴頭開放時能否及時動作和報警的功能,如雨淋系統、開式水幕系統和水噴霧系統等。 綜上所述, 末端試水裝置僅適用于閉式系統（有傳導管系統的開式系統, 可在傳導管系統上設置） , 而不應用于開式系統。末端試水裝置應具有試水接頭和壓力表。 

　　2.3　有自控功能的末端試水裝置    我國開發的具有自動控制功能的末端試水裝置,如圖3 （a） , 可用于自動噴水滅火系統的自動檢測,這種具有自動控制功能的末端試水裝置能定期定時頻繁自動檢測, 及時發現系統的故障, 從而大大的提高了自動噴水滅火系統的可靠性, 所以開發能自動檢測的末端試水裝置是有意義的。故此在一些有條件的場所為提高系統的可靠性, 可安裝具有自動控制功能的末端試水裝置, 以便實現自動檢測。 

　　3　末端試水裝置的功能     末端試水裝置的功能可分為顯性功能和潛在功能, 顯性功能顧名思義就是直接顯示的、由肉眼能看得見的性能,末端試水裝置檢驗水流指示器、報警閥的壓力開關和水力警鈴能否及時動作和報警是現場可觀察的, 顯而易見, 因此為顯性功能,其實際是檢驗水流指示器、報警閥的性能。潛在功能是指不能現場直接觀察, 或者經過系統以外的其他輔助儀表或水力計算來完成的, 其實際是檢測水流指示器、報警閥以外的系統其他功能和性能。對于臨時高壓消防給水系統, 末端試水裝置的顯性功能通常是在報警閥壓 啟動消防泵以前完成, 即測得的是臨時高壓消防給水系統的穩壓裝置對系統的影響和作用性能, 而潛在功能是在消防泵啟動以后完成。 

　　3. 1　末端試水裝置的顯性功能    末端試水裝置的顯性功能是檢驗水流指示器、報警閥的壓力開關和水力警鈴能否及時動作和報警, 檢驗系統的可靠性, 末端試水裝置可以定期或不定期的,啟動或人工隨時抽檢系統是否處于工作狀態, 以便及時排除故障, 提高系統的可靠性。文獻[7 ]提出報警閥的作用和功能有3 個, ①提高系統的可靠性和滅火成功率; ②自動直接啟動消防泵。③就地或遠距離報警, 提醒人員盡快疏散。測試這些功能有2 種方法, 一是在報警閥的試驗排水管, 二是在系統末端的末端試水裝置, 顯然末端試水裝置僅是系統報警閥性能試驗的1 種方式, 不是全部, 這也是為什么開式系統可以沒有末端試水裝置, 而采用報警閥本身的試驗排水管來確定系統的可靠性。根據文獻[5 ]的有關規定, 水流指示器的功能僅是具有報警功能和指示著火的具體位置, 不具備自動啟動消防泵的功能。水流指示器上述功能的檢測可通過末端試水裝置, 也可通過文獻[ 6 ]提供的圖式檢測, 見圖4, 可見水流指示器也可通過2 種方式來檢測其性能的可靠性。 可見無論是報警閥, 還是水流指示器其功能的檢測都有2 種方式, 末端試水裝置不是系統水流指示器、報警閥功能的*的檢測途徑。檢測報警閥和水流指示器的功能在末端試水裝置上是不需要設置壓力表, 為此NFPA13 推薦的圖式中沒有壓力表, 見圖2, 但圖4具有文獻[5]末端試水裝置的功能。 所以末端試水裝置顯性功能僅需要在末端試水裝置設置與系統噴頭相等的流量系數 值的試水接頭。因此末端試水裝置顯性功能就是測試水流指示器和報警閥的可靠性和功能, 末端試水裝置僅設置試水接頭和啟閉閥門即可。 

　　3. 2　末端試水裝置的潛在功能   文獻[2][3]對于末端試水裝置檢測系統的水力狀態基本一致, 即檢測系統的供水能力, 如壓力和流量,文獻[3]還進行了詳細的水力計算, 論述末端試水裝置具有測試系統供水能力即——壓力和流量。但本人認為這似乎不充分, 嚴格地講應該是檢測系統管網的水力阻力, 而不是系統的供水能力——壓力和流量。末端試水裝置的潛在功能應是借助系統以外的儀表或通過進一步水力計算得出的結果, 目前可以初步確定的有3項潛在功能: ①NFPA13 提出的干式、預作用系統末端放水試驗的出水時間不大于60s 是系統容積放大到2839 L以上的先決條件, 其附加檢測儀表是計時器或秒表; ②我國《噴規》5.0.8 *款規定。當采用閉式自動噴水—泡沫聯用滅火系統時, 濕式系統自噴水至噴泡沫的轉換時間, 按4 L/s 流量計算, 不應大于3min; 此時為檢驗系統是否合格應在末端增設多個末端試水裝置, 檢測時還應附加計時器等計量裝置; ③系統管網的阻力, 這要借助于水力計算。潛在功能①②一般在檢測中借助計時器檢驗是沒有什么問題的, 潛在功能③要借助水力計算才能完成,下面將著重論述。末端試水裝置的潛在功能與末端試水裝置的顯性功能在測試時間段上不盡相同, 顯性功能是在消防水泵啟動以前完成, 而潛在功能①②是從打開末端試水裝置的閥門起, 到出水為止的一段時間。可能啟動消防泵, 也可能不啟動消防泵。對于潛在功能③, 則是必須啟動消防泵后才能測試等。端試水裝置壓力表的安裝不能滿足系統測壓的要求, 圖1 中壓力表的安裝僅測管道的余壓, 而不是管道的全壓, 因末端試水裝置管徑為DN25, 此時管道內水的速度產生的壓力——即動壓對壓力表影響較大, 作者曾作過多次試驗, 發現末端試水裝置在試驗時往往是零, 究其原因是壓力表的安裝測靜壓較為準確,而在水流動時僅能測系統的余壓, 而不是全壓,若要測全壓應放大管徑, 壓力表的安裝應把測壓管引至管中心。圖4 因配水干管管徑較大, 可測全壓。 根據末端試水裝置測得準確的末端壓力, 經水力計算可以確定末端試水裝置的出流量。再經過管網水力計算來確定管網水頭損失, 文獻[3]己經作了詳細的計算, 本文不再贅述。NFPA20 是不用末端試水裝置來校驗消防水泵的供水能力, 在本文3.3 中詳細論述,因此末端試水裝置檢驗系統的供水能力主要是檢測系統管道是否被堵塞或者減壓設施是否正確, 即系統管網的阻力。但因為此時噴頭的出流量較少, 文獻[3 ]計算結果出流量為1.72 L/s, 盡管因系統不同, 其出流量計算結果不盡相同, 但不可否認的是有較多的系統,末端試水裝置的出流量較小, 如文獻[3]的計算結果,此時對于作用面積以外的給水干管, 因管道直徑較大,而流速較小, 即使有局部堵塞也因流速太小可能測試不出來, 因此該功能受到一定的限制。末端試水裝置的潛在功能①②不需要在末端試水裝置上設置壓力表, 末端試水裝置的潛在功能③必需在末端試水裝置上設置壓力表, ①②通過秒表來完成,③通過后水力計算來完成, 但有局限性。

　　3.3　系統給水性能的檢測   文獻[2][3]提出的檢驗系統的供水能力, 即系統的供水壓力和流量不是*由末端試水裝置來完成的,末端試水裝置測得準確的末端壓力, 經水力計算可以確定末端試水裝置的出流量, 再經過管網水力計算來確定和推求系統的供水能力——管網水頭損失、壓力和流量, 但這很難確定系統消防水泵的性能是否滿足系統設計的要求。美國NFPA20[8]規定消防泵零流量時的壓力不應超過系統設計額定壓力的140% , 當水泵流量為額定流量的150% 時, 此時水泵的壓力不應低于額定壓力的65%。末端試水裝置很難測試這樣大范圍的水泵性能, 此NFPA20 是不用末端試水裝置來校驗消防水泵的供水能力, 所以末端試水裝置檢驗系統的供水能力主要是檢測系統管道是否被堵塞或者減壓設施是否正確, 即系統管網的阻力。自動噴水滅火系統的消防給水系統性能的測試,必須在系統中增設必要的儀表, 通常是流量計和精密級的壓力表。 文獻[ 9 ]8.8.3 條規定消防水泵出水管上宜設檢查用的放水閥。文獻[10]7.5.4 條規定消防供水管上應裝設試驗和檢查用壓力表和65mm 的放水閥門。因此我國規范對于消防水泵的性能試驗有一定的規定,只是過于粗, 在實際驗收中無法應用該裝置準確檢測出水泵的壓力和流量。 文獻[ 8 ]2-14.1.2 條提出消防水泵應設置檢測裝置, 見圖5。流量計的量程應至少為能測試消防水泵額定流量的175% 的出流量。 對于臨時高壓消防給水系統, 測試得消防水泵的供水性能就是系統的供水性能。 

　　4　結論 通過本文的分析和論證, 作者認為末端試水裝置具有顯性功能和潛在功能。 

　　1） 顯性功能是檢驗水流指示器、報警閥的壓力開關和水力警鈴能否及時動作和報警。 

　　2） 潛在功能是 ①檢驗干式、預作用系統末端放水試驗的出水時間不大于60s 時, 系統容積允許放大到2839L ; ②檢驗濕式閉式自動噴水——泡沫聯用滅火系統自噴水至噴泡沫的轉換時間, 按4 L/s 流量計算,不應大于3min; ③可以測試系統管網阻力, 但有一定的局限性。 

　　3） 系統的供水能力應采用裝置進行測試。 

　　4） 測量末端試水裝置的顯性功能和潛在功能的時間段不同, 測量水流指示器、報警閥的功能應在消防水泵啟動以前完成, 測量末端試水裝置的潛在功能①②是從打開末端試水裝置的閥門起, 到出水為止的一段時間,可能啟動消防泵, 也可能不啟動消防泵。對于潛在功能③, 則是必須啟動消防泵后才能測試。 

　　5） 為提高系統的可靠性可采用有自動控制功能的末端試水裝置。

 HL-MD水噴淋末端試水裝置

末端試水裝置 end water-test equipments，水噴淋系統試水檢測裝置（噴水末端試水接頭/水噴淋末端試水裝置）可用于模擬一支噴頭開放進行滅火功能試驗，安裝在系統管網或分區管網的末端，檢驗系統啟動、報警及聯動等功能的裝置。自動噴水滅火系統末端試水裝置是噴灑系統的重要組成部分。規范所給末端試水裝置圖示有不妥之處。根據我國現行國家規范要求，進行模擬滅火功能試驗，應檢測如下項目：

• 報警閥動作報警時間，距水力警鈴3m遠處的聲強；
• 水流指示器動作報警時間，消防控制中心應有信號顯示；
• 壓力開關動作，信號閥開啟，空氣壓縮機或排氣閥開啟，消防控制中心有信號顯示；
• 消防水泵完成啟動的時間；
• 加速排氣裝置投入運行；
• 其它消防聯動控制系統投入運行；
• 區域報警器，集中報警控制盤有信號顯示；
• 高位水箱供水的zui不利點噴頭的壓力；
• 噴淋消防泵供水時zui不利點噴頭的工作壓力；

水流指示器，壓力開關的復位。

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建筑消防設施檢測箱/消防工程檢測箱，集中了用于檢測火災的自動報警與控制系統、消火栓系統、自動噴水系統、防煙排煙系統、火災應急照明系統等常用防火滅火系統性能的儀器和工具，檢測箱設備齊全，設計選型合理，可對火災自動報警與 控制系統、自動噴水系統、防煙排煙系統及應急照明系統進行性能檢測。經國家法定計量檢測量單標定，符合有關標準。應用證明，檢測箱易于掌握，操作方便，適于現場使用，可適用于施工單位系統調試、*工程驗收、用戶自檢和工程監理等，實現憑借技術數據來評價固定防火滅火系統能否在火災條件下真正發揮作用。所有設備均為當今產品。