自動噴水滅火系統(tǒng)末端試水裝置的作用和功能

　　近年來水消防學(xué)術(shù)界對自動噴水滅火系統(tǒng)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(guān)、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(tǒng)水力狀態(tài)的作用”。

　　文獻[1]強調(diào)末端試水裝置僅具有功能一,

　　文獻[ 2 ] [ 3 ]強調(diào)末端試水裝置除具有功能一外,還具有功能二。幾次規(guī)范和學(xué)術(shù)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(tǒng)性能的測試試驗方法的不同, 以及國內(nèi)外的末端試水裝置的圖式的對比, 來說明系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)供水能力的測試。 

　　2　末端試水裝置的安裝圖式和設(shè)置末端試水裝置圖式的主要區(qū)別是有沒有壓力表、自動控制功能2 項區(qū)別, 設(shè)置的區(qū)別在于僅濕式系統(tǒng)設(shè)置, 還是閉式系統(tǒng)都可以設(shè)置。美國N FPA末端試水裝置無壓力表, 強調(diào)除濕式系統(tǒng)以外的干式和預(yù)作用系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置, 我國規(guī)范對于末端試水裝置的設(shè)置僅規(guī)定應(yīng)在系統(tǒng)zui不利點噴頭處、每個防火分區(qū)每層應(yīng)設(shè)置, 但對于什么樣的系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置沒有明確的規(guī)定,帶有自控功能的末端試水裝置是我國開發(fā)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(nèi)外略有差異.

　　圖1（a） 為過去我國在工程中經(jīng)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(tǒng)的安裝圖式。圖3 是目前我國開發(fā)的2 種末端試水裝置圖式。

　　2.2　末端試水裝置的設(shè)置 我國“噴規(guī)”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(shè)置壓力表, 但分為濕式系統(tǒng)和干式系統(tǒng)。文獻[6]4-2.3.1條規(guī)定末端試水裝置60s內(nèi)能出水的干式系統(tǒng), 其系統(tǒng)管道容積可擴大為2839 L 以上; 4-3.2.2 條規(guī)定, 預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng), 一個預(yù)作用報警閥控制的噴頭數(shù)不應(yīng)大于1000 個, 但當(dāng)末端試水裝置60s 內(nèi)能出水的預(yù)作用系統(tǒng), 其系統(tǒng)管道容積可擴大為2839 L以上。根據(jù)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(tǒng)以外的系統(tǒng), 似乎不太合理, 所以末端試水裝置可以用于閉式系統(tǒng)的干式和預(yù)作用系統(tǒng)。開式系統(tǒng)因管道系統(tǒng)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(tǒng)中不能起到檢驗水流指示器、報警閥的壓力開關(guān)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(tǒng)、開式水幕系統(tǒng)和水噴霧系統(tǒng)等。 綜上所述, 末端試水裝置僅適用于閉式系統(tǒng)（有傳導(dǎo)管系統(tǒng)的開式系統(tǒng), 可在傳導(dǎo)管系統(tǒng)上設(shè)置） , 而不應(yīng)用于開式系統(tǒng)。末端試水裝置應(yīng)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(fā)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(tǒng)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(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障, 從而大大的提高了自動噴水滅火系統(tǒng)的可靠性, 所以開發(fā)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(tǒng)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(xiàn)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(guān)和水力警鈴能否及時動作和報警是現(xiàn)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(xiàn)場直接觀察, 或者經(jīng)過系統(tǒng)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(tǒng)其他功能和性能。對于臨時高壓消防給水系統(tǒng), 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(tǒng)的穩(wěn)壓裝置對系統(tǒng)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(guān)和水力警鈴能否及時動作和報警, 檢驗系統(tǒng)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(tǒng)是否處于工作狀態(tài), 以便及時排除故障, 提高系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)末端的末端試水裝置, 顯然末端試水裝置僅是系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的可靠性。根據(jù)文獻[5 ]的有關(guān)規(guī)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(tǒng)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(shè)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(shè)置與系統(tǒng)噴頭相等的流量系數(shù) 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(shè)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(tǒng)的水力狀態(tài)基本一致, 即檢測系統(tǒng)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(tǒng)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(yīng)該是檢測系統(tǒng)管網(wǎng)的水力阻力, 而不是系統(tǒng)的供水能力——壓力和流量。末端試水裝置的潛在功能應(yīng)是借助系統(tǒng)以外的儀表或通過進一步水力計算得出的結(jié)果, 目前可以初步確定的有3項潛在功能: ①NFPA13 提出的干式、預(yù)作用系統(tǒng)末端放水試驗的出水時間不大于60s 是系統(tǒng)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(guī)》5.0.8 *款規(guī)定。當(dāng)采用閉式自動噴水—泡沫聯(lián)用滅火系統(tǒng)時, 濕式系統(tǒng)自噴水至噴泡沫的轉(zhuǎn)換時間, 按4 L/s 流量計算, 不應(yīng)大于3min; 此時為檢驗系統(tǒng)是否合格應(yīng)在末端增設(shè)多個末端試水裝置, 檢測時還應(yīng)附加計時器等計量裝置; ③系統(tǒng)管網(wǎng)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(tǒng)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(nèi)水的速度產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(tǒng)的余壓, 而不是全壓,若要測全壓應(yīng)放大管徑, 壓力表的安裝應(yīng)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(jù)末端試水裝置測得準確的末端壓力, 經(jīng)水力計算可以確定末端試水裝置的出流量。再經(jīng)過管網(wǎng)水力計算來確定管網(wǎng)水頭損失, 文獻[3]己經(jīng)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(tǒng)的供水能力主要是檢測系統(tǒng)管道是否被堵塞或者減壓設(shè)施是否正確, 即系統(tǒng)管網(wǎng)的阻力。但因為此時噴頭的出流量較少, 文獻[3 ]計算結(jié)果出流量為1.72 L/s, 盡管因系統(tǒng)不同, 其出流量計算結(jié)果不盡相同, 但不可否認的是有較多的系統(tǒng),末端試水裝置的出流量較小, 如文獻[3]的計算結(jié)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(shè)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(shè)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(tǒng)給水性能的檢測   文獻[2][3]提出的檢驗系統(tǒng)的供水能力, 即系統(tǒng)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(jīng)水力計算可以確定末端試水裝置的出流量, 再經(jīng)過管網(wǎng)水力計算來確定和推求系統(tǒng)的供水能力——管網(wǎng)水頭損失、壓力和流量, 但這很難確定系統(tǒng)消防水泵的性能是否滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。美國NFPA20[8]規(guī)定消防泵零流量時的壓力不應(yīng)超過系統(tǒng)設(shè)計額定壓力的140% , 當(dāng)水泵流量為額定流量的150% 時, 此時水泵的壓力不應(yīng)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(tǒng)的供水能力主要是檢測系統(tǒng)管道是否被堵塞或者減壓設(shè)施是否正確, 即系統(tǒng)管網(wǎng)的阻力。自動噴水滅火系統(tǒng)的消防給水系統(tǒng)性能的測試,必須在系統(tǒng)中增設(shè)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(guī)定消防水泵出水管上宜設(shè)檢查用的放水閥。文獻[10]7.5.4 條規(guī)定消防供水管上應(yīng)裝設(shè)試驗和檢查用壓力表和65mm 的放水閥門。因此我國規(guī)范對于消防水泵的性能試驗有一定的規(guī)定,只是過于粗, 在實際驗收中無法應(yīng)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(yīng)設(shè)置檢測裝置, 見圖5。流量計的量程應(yīng)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(tǒng), 測試得消防水泵的供水性能就是系統(tǒng)的供水性能。 

　　4　結(jié)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(guān)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(yù)作用系統(tǒng)末端放水試驗的出水時間不大于60s 時, 系統(tǒng)容積允許放大到2839L ; ②檢驗濕式閉式自動噴水——泡沫聯(lián)用滅火系統(tǒng)自噴水至噴泡沫的轉(zhuǎn)換時間, 按4 L/s 流量計算,不應(yīng)大于3min; ③可以測試系統(tǒng)管網(wǎng)阻力, 但有一定的局限性。 

　　3） 系統(tǒng)的供水能力應(yīng)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(yīng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)管網(wǎng)或分區(qū)管網(wǎng)的末端，檢驗系統(tǒng)啟動、報警及聯(lián)動等功能的裝置。自動噴水滅火系統(tǒng)末端試水裝置是噴灑系統(tǒng)的重要組成部分。規(guī)范所給末端試水裝置圖示有不妥之處。根據(jù)我國現(xiàn)行國家規(guī)范要求，進行模擬滅火功能試驗，應(yīng)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(yīng)有信號顯示；
• 壓力開關(guān)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(lián)動控制系統(tǒng)投入運行；
• 區(qū)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(guān)的復(fù)位。

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建筑消防設(shè)施檢測箱/消防工程檢測箱，集中了用于檢測火災(zāi)的自動報警與控制系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動噴水系統(tǒng)、防煙排煙系統(tǒng)、火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)等常用防火滅火系統(tǒng)性能的儀器和工具，檢測箱設(shè)備齊全，設(shè)計選型合理，可對火災(zāi)自動報警與 控制系統(tǒng)、自動噴水系統(tǒng)、防煙排煙系統(tǒng)及應(yīng)急照明系統(tǒng)進行性能檢測。經(jīng)國家法定計量檢測量單標定，符合有關(guān)標準。應(yīng)用證明，檢測箱易于掌握，操作方便，適于現(xiàn)場使用，可適用于施工單位系統(tǒng)調(diào)試、*工程驗收、用戶自檢和工程監(jiān)理等，實現(xiàn)憑借技術(shù)數(shù)據(jù)來評價固定防火滅火系統(tǒng)能否在火災(zāi)條件下真正發(fā)揮作用。所有設(shè)備均為當(dāng)今產(chǎn)品。