自动喷水灭火系统是目前世界上采用最广泛的一种固定式设施。从19世纪中叶开始使用，至今已有100多年的历史，其具有价格低廉，灭火效率高的特点。在一些发达国家（如美、英、日、德等）的消防规范中，几乎所有的建筑都要求安装自动喷水灭火系统。有的国家（如美、日等）已将其应用在住宅中了。我国随着工业和民用建筑的飞速发展，消防法规正逐步完善，自动喷水灭火系统在宾馆、公寓、高层建筑、石油化工中得到了广泛的使用。
自动喷水灭火系统定义：是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施。
自动喷水灭火系统特征：通过加压设备将水送入管网至带有热敏元件的喷头处，喷头在火灾的热环境中自动开启洒水灭火。通常喷头下方的覆盖面积大约为12m2。自动喷水灭火系统扑灭初期火灾的效率在97%以上。
3.2.1 自动喷水灭火系统的分类
根据使用的喷头形式不同，可分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统。
闭式自动喷水灭火系统采用闭式喷头，它是一种常闭喷头，喷头的感温、闭锁装置只有在预定的温度环境下，才会脱落，开启喷头。因此，在发生火灾时，这种喷水灭火系统只有处于火焰之中或临近火源的喷头才会开启灭火。
开式自动喷水灭火系统采用的是开式喷头，开式喷头不带感温、闭锁装置，处于常开状态。发生火灾时，火灾所处的系统保护区域内的所有开式喷头一起出水灭火。
3.2.2 自动喷水灭火系统的组成
3.2.2.1 湿式自动喷水灭火系统
湿式自动喷水灭火系统，是世界上使用时间最长，应用最广泛，控火、灭火中使用频率最高的一种闭式自动喷水灭火系统，目前世界上已安装的自动喷水灭火系统中有70%以上采用了湿式自动喷水灭火系统。
一、系统的组成和工作原理
湿式自动喷水灭火系统一般包括：闭式喷头、水流指示器、湿式报警阀以及管道及供水设备。湿式报警阀的上下管网内均充以压力水。其系统示意图如图3-20所示。工作原理方框图如图3-21所示。当火灾发生时，火源周围环境温度上升，导致火源上方的喷头开启、出水、管网压力下降，报警阀后压力下降致使阀板开启，接通管网和水源，供水灭火。与此同时，部分水由阀座上的凹形槽经报警阀的信号管，带动水力警铃发出报警信号。如果管网中设有水流指示器，水流指示器感应到水流流动，也可发出电信号。如果管网中设有压力开关，当管网水压下降到一定值时，也可发出电信号，启动水泵供水。主要部件如表3-15所示。
图3-20 湿式自动喷水灭火系统示意图
1—湿式报警阀；2—水流指示器；3—压力开关；4—水泵接合器；5—信号阀；6.泄压阀；7—电气自控箱；8—减压孔板；9—闭式喷头；10—水力警铃；11—火灾报警控制屏；12—闸阀；13—消防水泵；14—按钮；15—压力表；16—安全阀；17—延迟器；18—单向阀；19—消防水池；20—高位水箱；21—排水漏斗；22—消防水泵试水阀；23—末端试水装置
图3-21 湿式自动喷水灭火系统工作原理方框图
表3-15 主要部件表
二、系统的适用范围和特点
湿式自动喷水灭火系统在环境温度不低于4℃且不高于70℃的建筑物和场所（不能用水扑救的建筑物和场所除外）都可采用。
湿式自动喷水灭火系统主要有以下一些特点：
1.结构简单、使用可靠
仅需湿式报警阀、喷头和必要的供水设施就可工作，系统充水后管理简单易行、安全可靠。
2.系统施工简单、灵活方便
湿式系统的喷头安装方向，可根据吊顶形式或美观、安全的要求，向上或向下安装，灵活方便。与其他系统比较，湿式喷水灭火系统的施工中，对其管道接头、敷设坡度等的要求都不像干式系统或充气预作用系统那样严格，因此施工比较简单。
3.灭火速度快、控火效率高
湿式系统由于管网经常充以有压水，一旦发生火灾，系统在喷头开启后，能迅速出水灭火，灭火、控火效果较干式系统要好。
4.系统投资省，比较经济
由于湿式系统简单，安装省工，管理方便，所以建设投资和经常性的管理费均比其他系统要少。
5.适用范围广
湿式自动喷水灭火系统能广泛应用于环境温度不低于4℃、不高于70℃的建筑物或场所。
基于以上特点，湿式系统是目前世界上应用最广泛的一种系统。
三、系统主要组件
1.闭式喷头
是一种由感温元件控制开启的喷头，它在火灾的热气流中能自动启动，不能恢复原状。这也就是我们常说的感温释放器，它在预定的温度下使得喷头能自动开启、喷水、灭火。喷头的动作温度以公称动作温度表示。根据建筑环境的不同要求，喷头的公称动作温度又分为几档，最常用的是68℃喷头。
喷头的种类很多，可以根据感温元件、公称动作温度、溅水盘形式和喷头的结构形式对喷头进行分类。
1）按感温元件分类
目前闭式喷头有易熔元件喷头和玻璃球喷头两种，它们的感温元件分别采用易熔合金焊片和玻璃球。应用最多的是玻璃球型。
易熔合金喷头的感温元件由易熔合金将支撑构件焊在一起，其合金焊片的熔点较低，它是易熔合金元件喷头的关键部分，组成易熔合金焊片的金属主要是锡、铅、铋等金属，但也可采用其他低熔点金属。火灾时，在热气流作用下，易熔合金在预定温度下熔化，感温元件失去支撑强度，于是喷头开启灭火。
玻璃球感温元件具有稳定性好，耐腐蚀，表面光滑不易积尘等优点。目前，此类喷头生产技术不断进步，产量大大超过易熔合金喷头。玻璃球内装有高膨胀率的液体，受热到动作温度时，玻璃球内的压力陡升，玻璃球即破成碎片，使喷头开启。
2）按公称动作温度分类
在不同的环境温度场所使用的喷头，对其公称动作温度也有不同的要求。喷头的公称动作温度应比环境最高温度超过30度。
为了更好、更清楚地区分不同动作温度的喷头，将易熔合金喷头的轭臂和玻璃球中的液体饰以不同的颜色加以区分。喷头的公称动作温度和色标见表316所示。
表3-16 闭式喷头的公称动作温度和色标
3）按溅水盘的形状和喷头的构造分类
喷头溅水盘的形状决定了洒水的分布形状，溅水盘的作用是使喷头按设计要求进行均匀布水。
喷头按溅水盘形式分为直立型、下垂型、边墙型、吊顶型喷头。
2.湿式报警阀组
主要由湿式报警阀、水力警铃、压力开关、延迟器等组成。一般生产厂家组装配套出售。
1）湿式报警阀
报警阀是自动喷水灭火系统的一个主要部件，它安装在总供水干管上，连接在供水设备和配水管网之间，是一种只允许水流单方向流入配水管网，并在规定流量下报警的止回型阀门。报警阀具有两个基本作用，首先，在系统动作前，它将管网与水流隔开，当系统开启时，报警阀打开，接通水源和配水管；其次，在报警阀开启的同时，部分水流通过阀座上的环形槽，经信号管道送至水力警铃，发出音响报警信号。
湿式报警阀有导阀型和隔板座圈型两种结构形式。
导阀型湿式报警阀的主要特点是，除了主阀芯外，还有一个弹簧承载式的导阀，此导阀在压力正常波动范围内都是关闭着的，在压力波动小时不致使水流入报警阀而产生误报警，只有在火灾时，管网压力迅速下降，水才能不断流入，使喷头出水并由水力警铃报警。
隔板座圈型湿式报警阀的特点是主阀瓣铰接在阀体上，并借自重坐落在阀座上，当阀板上下产生很小的压力差时，阀板就不会开启。
湿式报警阀公称直径为：50mm，70mm，80mm，100mm，125mm，150mm，200mm，250mm。
自动喷水灭火系统由于种种原因，有时需要处于工作停止状态，如检修、维修等。如果一个报警阀所带的喷头过多，系统停止工作时的火灾危险性就增大。因此，为了不使停止工作时火灾危险性过大。各国在相关规范中对湿式报警阀所允许控制的喷头数都有限制。我国和其他国家对湿式报警阀所允许控制的喷头数一般为800个。报警阀应设在距地面高度为0.8～1.5m范围内，且没有冰冻危险、管理维护方便的房间里，在生产车间中的报警阀组，应设保护装置，防冲撞损坏和误操作。
为了防止高、低位置喷头之间的压力差过大，导致喷头流量差过大。规范规定，每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m。
2）水力警铃
每套自动喷水灭火设备都必须附有一个水力警铃，构造见图322（b）所示.水力警铃应尽可能安装在人员经常通过的走道附近。水力警铃是一个机械装置。当管网喷水时，即使只有一个喷头动作，湿式报警阀即时开启，水流立即通过管道进入水力警铃的水轮机室，推动水轮旋转机铃轴摔锤击铃，发出在3m远处不低于80dB的连续不断的击铃声。
图3-22 延时器和水力警铃
水力警铃的作用：火灾时报警。水力警铃宜安装在报警阀附近，其连接管的长度不宜超过6m，高度不宜超过2m，以保证驱动水力警铃的水流有一定的水压，并不得安装在受雨淋和曝晒的场所，以免影响其性能。电动报警不得代替水力警铃。
3）压力开关
当湿式报警阀阀瓣开启后，其中一部分压力水流通过报警管道进入安装于水力警铃前的压力开关的阀体内，开关膜片受压后，闭合触点，发出电信号并输入报警控制箱，从而启动消防泵。报警管路上如装有延迟器，则压力开关应装在延迟器之后。
4）延时器
是一个有一定容积的罐子，安装在报警阀和水力警铃之间的信号管道上，上部设有进水口和通往水力警铃的出水口，下部有一个口径较小的出水口，由报警阀来的水流流入延时器，由于上部的进水口径大于下部的进水口径，于是部分水流聚集到延时器中，只有当水流不断流入直到水能从顶部的出水口流到水力警铃时才开始报警。一般延时时间为20～30S。延时器构造如图3-22（a）所示。
3.水流指示器
水流指示器安装在管网中，当有大于预定流量的水流通过管网时，水流指示器能发出信号，显示水的流动情况。通常水流指示器设在喷水灭火系统的分区配水管上，当喷头开启时，向消防中控室指示开启喷头所处的位置分区，有时也可设在水箱的出水管上，一旦系统开启，水箱水被动用，水流指示器可以发出电信号通过消防中控室或直接启动水泵供水灭火。
图3-23 水流指示器和水流动作阀构造示意图
1）桨片式水流指示器
桨片式水流指示器如图3-23（a）所示。当管道内有水流流动时，水流推动桨片，使常开触点接通，输出报警电信号，桨片式水流指示器，多用于湿式自动喷水灭火系统。不宜用于干式系统和预作用系统。因为在干式系统和预作用系统中，平时管道中没有水，火灾时，当报警阀自动开启后，由于管道中水流的突然冲击，有可能使桨片或其他机械部件遭到损坏。因此当湿式系统第一次充水或检修后重新充水时。都应该防止水流的突然冲击。为了防止因水压瞬时波动而引起的误报警，一般水流指示器需经15～20s延时后才报警。
2）水流动作阀
水流动作阀如图3-23（b）所示，当管道中有水流通过时，阀板摆动，阀的主轴随之旋转，由微型开关动作而发出电信号。水流动作阀可用于任何系统中，不会因水流冲击而造成损坏。
3）水流指示器的规格
目前世界上使用最多的是桨片式水流指示器。
我国生产的水流指示器公称直径为：50，70，80，100，125，150mm管道上使用的；英国生产的水流指示器公称直径为：50，65，75，125，150，200mm。有些厂家生产的水流指示器，可通过自行调节桨片的长度，来安装在不同公称直径管道上。
水流指示器的工作电压一般为直流24V。
4.信号阀
为了让消防控制室及时了解系统中阀门的关闭情况，在每一层和每个分区的水流指示器前安装一个信号阀。信号阀由闸阀或蝶阀与行程开关组成。当阀门打开3/4时，才有信号输出表明此阀门打开，当阀门关上1/4时，就有信号输出，表明此阀门关闭。
5.末端试水装置
设置末端试水装置的目的为了检验系统的可靠件，测试系统能否在开放一只喷头的最不利条件下可靠报警并正常启动。末端试水装置测试的内容，包括水流指示器、报警阀、压力开关、水力警铃的动作是否正常，配水管道是否畅通以及最不利点处的喷头工作压力等。末端试水装置是用在平时维护管理时，对系统进行定期检查，以确认系统能正常工作。
在每个报警阀组控制的最不利点喷头处，设置末端试水装置。其他防火分区、楼层的最不利喷头处应设直径25mm的试水阀。
末端试水装置一般包括试水阀、压力表以及试水接头等，见图3-24所示。试水接头出水口流量系数与同楼层或防火分区内的最小流量系数喷头相同。末端试水装置的出水，应采取孔口出流的方式排入排水管道。
图3-24 末端试水装置示意图
末端试验阀可以采用手动阀或电磁阀。如设有消防中控室时，若采用电磁阀可以直接从中控室启动试验阀，方便检查测试。
3.2.2.2 干式自动喷水灭火系统
干式自动喷水灭火系统主要是为了解决某些不适宜采用湿式系统的场所。虽然干式系统灭火效率不如湿式系统，造价也高于湿式系统，但由于它的特殊用途，至今仍受到人们的重视。
一、系统的组成和工作原理
干式系统主要由闭式喷头、管网、干式报警阀、充气设备、报警装置和供水设备组成。其系统示意图如图325所示，工作原理方框图如图326所示。平时报警阀后管网充有压力气体，水源至报警阀前端的管段内充有压力水。
图3-25 干式自动喷水灭火系统示意图
1—干式报警阀；2—水流指示器；3—压力开关；4—水泵接合器；5—信号阀；6—泄压阀；7—电气自控箱.8—减压孔板；9—闭式喷头；10—水力警铃；11—火灾报警控制屏；12—闸阀；13—消防水泵；14—按钮；15—压力表；16—安全阀；17—空压机；18—单向阀；19—消防水池；20—高位水箱；21—排水漏斗；22—消防水泵试水阀；23—末端试水装置
图3-26 干式自动喷水灭火系统工作原理方框图
干式自动喷水灭火系统在火灾发生时，火源处温度上升，使火源上方喷头开启，首先排出管网中的压缩空气，于是报警阀后管网压力下降，干式报警阀阀前压力大于阀后压力，干式报警阀开启，水流向配水管网，并通过已开启的喷头喷水灭火。干式系统平时报警阀上下阀板压力保持平衡，当系统管网有轻微漏气时，由空压机进行补气，安装在供气管道上的压力开关监视系统管网的气压变化状况。规范要求，干式系统配水管应设快速排气阀，阀入口前应设电磁阀，故干式报警阀控制的喷头数不宜超过500只。
二、系统的适用范围和特点
1.系统的适用范围
干式自动喷水灭火系统适用于环境温度低于4℃和高于70℃的建筑物和场所，如不采暖的地下停车场、冷库等等。喷头应向上安装，或采用干式下垂型喷头。
2.系统的主要特点
1）干式系统，在报警阀后无水，避免冻结和水汽化。
2）比湿气系统投资高。增加了一套充气设备。
3）施工和维护管理较复杂。对管道的气密性有较严格的要求，管道平时的气压应保持在一定范围内，当气压下降到一定值时，就需进行补气。
4）灭火速度不如湿式系统快。因为喷头受热开启后，首先要排除管道中的气体，然后再充水。这就延误了灭火时机，这也是干式系统不如湿式系统灭火效率高的原因之一。
由于上述缺点的存在，所以干式系统在国内外应用不多。
3.2.2.3 预作用自动喷水灭火系统
一、系统的组成和工作原理
1.组成
预作用自动喷水灭火系统适用于不允许有水渍损失或系统误动作及寒冷环境的建筑。预作用自动喷水灭火系统主要由闭式喷头、管网系统、预作用阀组、充气设备、供水设备、火灾探测报警系统等组成。其系统示意图如图3-27所示，工作原理方框图如图3-28所示。
图3-27 预作用式自动喷水灭火系统示意图
1—预作用阀；2—水流指示器；3—压力开关；4—水泵接合器；5—信号阀；6—泄压阀；7—电气自控箱.8—减压孔板；9—闭式喷头；10—水力警铃；11—火灾报警控制屏；12—闸阀；13—消防水泵；14—按钮；15—压力表；16—安全阀；17—空压机；18—单向阀；19—消防水池；20—高位水箱；21—排水漏斗；22—消防水泵试水阀；23—末端试水装置和自动排气装置；24—电磁阀；25—感烟探测器；26—感温探测器
图3-28 预作用式自动喷水灭火系统工作原理方框图
2.工作原理
预作用系统，平时预作用阀后管网充以低压压缩空气或氮气（也可以是空管），火灾时，由火灾探测系统自动开启预作用阀，使管道充水呈临时湿式系统。因此，要求火灾探测器的动作先于喷头的动作，而且应确保当闭式喷头受热开放时管道内已充满了压力水。从火灾探测器动作并开启预作用阀开始充水，到水流流到最远喷头的时间，应不超过2min，水流在配水支管中的流速不应大于2m/s，以此来确定预作用系统管网最长的保护距离。
发生火灾时，由火灾探测器探测到火灾，通过火灾报警控制箱开启预作用阀，或手动开启预作用阀，向喷水管网充水，当火源处温度继续上升，喷头开启迅速出水灭火。如果发生火灾时，火灾探测器发生故障，没能发出报警信号启动预作用阀，而火源处温度继续上升，使得喷头开启，于是管网中的压缩空气气压迅速下降，由压力开关探测到管网压力骤降的情况，压力开关发出报警信号，通过火灾报警控制箱也可以启动预作用阀，启动灭火。因此，对于充气式预作用系统，即使火灾探测器发生故障，预作用系统也能正常工作。
干式系统、预作用系统的配水管道应设快速排气阀，有压充气管道的快速排气阀入口前应设电磁阀，以便火灾时配水管尽快排气充水，该阀平时常闭，系统开始充水时打开，预作用报警阀组控制的喷头数不宜超过800只。
二、预作用系统的适用范围和特点
1.系统的适用范围
预作用系统同时具备了干式喷水灭火系统和湿式喷水灭火系统的特点，而且还克服了干式喷水灭火系统控火灭火率低，湿式系统由于管道和喷头易于损坏而产生水渍和漏水的缺陷。因此，预作用系统可以用于干式系统、湿式系统和干湿式系统所能使用的任何场所，而且还能用于一些这三个系统都不适宜的场所。
2.特点
1）预作用系统将电子技术、自动化技术结合起来，集湿式系统和干式系统的优点于一体，克服了干式系统喷水迟缓、和湿式系统由于误动作而造成水渍的缺点，应用范围广，能广泛适用于在干式系统和湿式系统使用的场所。
2）系统中火灾探测器的早期报警和系统的自动监测功能，能随时发现系统中的渗漏和损坏情况，从而提高了系统的安全可靠度。其灭火率也优于湿式自动喷水灭火系统。
3）预作用系统的系统组成较其他系统复杂，投资也要高于其他系统，因此预作用系统通常用于不能使用干式系统或湿式系统的场所，或对系统安全程度要求较高的一些场所。这也是预作用系统没能得到广泛应用的原因。
3.2.2.4 重复启闭预作用系统
从湿式自动喷水灭火系统到预作用自动喷水灭火系统，闭式自动喷水灭火系统得到了很大的发展，功能日趋完善，20世纪70年代，又发展了一种新的自动喷水灭火系统，这种系统不但能自动喷水灭火，而且当火被扑灭后又能自动关闭；当火灾再发生时，系统仍能重新启动喷水灭火，这就是重复启闭预作用自动喷水灭火系统。
一、组成及工作原理
重复启闭预作用系统的组成和工作原理与预作用系统相似。主要不同点是，将预作用阀（雨淋阀）改为循环启闭的水流控制阀，将普通火灾探测器改为循环火灾探测器，目的是实现系统循环启闭的功能。系统示意图如329所示。
重复启闭预作用系统的核心部件是水流控制阀，其工作原理是：当场地火灾发生时，安装在火灾场地的温度传感器，由于场地的温度升高而动作，控制屏收到温度传感器信号后，立即启动电磁阀门排水、排气，压力平衡管上由于装有限流孔板，补水有限，已不能维持两侧的压力平衡，水流控制阀上部分的水压失去平衡，故水流控制阀的阀瓣处于被压力水打开的状态，供水进入喷水管网，一旦喷头开启便能迅速出水灭火。水流控制阀上部接出的排水管上装有两个电磁阀，电磁阀的开启控制了水流控制阀的动作，电磁阀又是由设在被保护区域上方的、可重复使用的温度传感器控制的。当火灾扑灭后，火场的空气温度下降到低于设计预定值时，温度传感器便发信号给控制屏，通过控制屏内的时间延时器（通常延时1～5min），电磁阀便按预定延时时间自动关闭，于是随着压力平衡管的不断补水，水流控制阀上室的水压与供水侧达到平衡，阀瓣关闭，停止供水，喷洒系统的喷头也停止喷水。如果火灾复燃增大到重新开启感温探测器，电磁阀重新开启放水，喷头重新喷水灭火。
图3-29 重复启闭预作用系统示意图
1—水流控制阀；2—水流指示器；3—压力开关；4—水泵接合器；5—信号阀；6—泄压阀；7—电气自控箱.8—减压孔板；9—闭式喷头；10—水力警铃；11—火灾报警控制屏；12—闸阀；13—消防水泵；14—按钮；15—压力表；16—安全阀；17—空压机；18—单向阀；19—消防水池；20—高位水箱；21—排水漏斗；22—消防水泵试水阀；23—末端试水装置和自动排气装置；24—电磁阀；25—感烟探测器；26—感温探测器
二、适用范围和特点
1.适用范围
可设置在灭火过程中尽量减少灭火用水量及水对财物的破坏，同时使用化学灭火剂也不适宜的场所。如果它与快速喷头结合，根据着火情况往往只需要开放部分喷头就能及早将火灭掉，因此更能减少灭火用水量；如果再与水雾喷洒方式结合，即重复启闭＋水雾闭式喷头＋快速响应，是更完美的结合，将会使灭火用水量最少，水渍损失最小，更有利于替代卤代烷灭火系统的应用。
2.特点
重复启闭预作用自动喷水灭火系统特点：
（1）功能优于以往所有的喷水灭火系统，其使用范围不受控制。
（2）系统在灭火后能自动关闭，节省消防用水，最重要的是能将由于灭火而造成的水渍损失减轻到最低限度。
（3）火灾后喷头的替换，可以在不关闭系统，系统仍处于工作状态的情况下马上进行，平时喷头或管网的损坏也不会造成水渍破坏。
（4）系统断电时，能自动切换转用备用电池操作，如果电池在恢复供电前用完，电磁阀开启，系统转为湿式系统形式工作。
（5）重复启闭预作用自动喷水灭火系统造价较高，一般只用在特殊场合。
3.2.2.5 自动喷水-泡沫联用系统
自动喷水灭火系统用于扑灭可燃液体的油类物质火灾时，灭火效果差，其主要原因是油可以浮在水面上继续燃烧，而泡沫在扑灭油类物质火灾方面，具有独特的优势，因此，人们设计了自动喷水—泡沫联用系统。我国目前已形成湿式—泡沫联用系统成套产品，并将自动喷水—泡沫联用系统列入国家规范。
一、组成及工作原理
1.组成
在闭式自动喷水灭火系统配置泡沫液储存、供给、比例混合和产生泡沫的设备。便可组成自动喷水—泡沫联用系统，系统在启动后一定时限内，能够由喷水转为喷泡沫。如图3-30所示。
图3-30 自动喷水—泡沫联用系统示意图
2.工作原理
发生火情时，火源上方闭式喷头开启喷水，湿式报警阀打开，水力警铃报警，压力开关动作，启动喷淋泵，压力水进入泡沫罐挤压泡沫胶囊，被挤压出的泡沫液经泡沫控制阀进入比例混合器，按比例与压力混合进入管网，泡沫液从喷头喷出灭火。
3.适用范围
1）使用于易燃液体的场所，如停车场、修车库、柴油发电机房、燃油锅炉房等。
3）A类火灾，特别是固体可燃物的阴燃火灾。
3.2.2.6 雨淋系统
雨淋系统为开式自动喷水灭火系统的一种，系统所使用的喷头为开式喷头，发生火灾时，系统保护区域上的所有喷头一起喷水灭火。
一、系统的组成及工作原理
雨淋系统通常由三部分组成：火灾探测传动控制系统、自动控制阀门系统、带开式喷头的自动喷水灭火系统。其中火灾探测传动控制系统可采用火灾探测器、传动管网或易熔合金锁封来启动成组作用阀。火灾探测器、传动管网、易熔锁封控制属自动控制手段。当采用自动手段时，还应设手动装置备用。自动控制成组作用阀门系统，可采用雨淋阀或雨淋阀加湿式报警阀。其组成示意图和工作原理方框图如图3-31，3-32所示。
图3-31 雨淋系统组成示意图
1—高位水箱；2—水力警铃；3—雨淋阀；4—水泵接合器；5—控制箱；6—手动阀；7—水泵；8—进水管；9—电磁阀；10—开式喷头；11—闭式喷头；12—传动管；13—火灾探测器；14—水池
图3-32 雨淋系统工作原理方框图
雨淋系统可分为空管式雨淋系统和充水式雨淋系统两大类型。充水式雨淋系统的灭火速度比空管式雨淋系统快，实际应用时，可根据保护对象的要求来选择合适的形式。雨淋系统采用的是开式喷头，所以喷水是整个保护区域内同时进行的。发生火灾时，由火灾探测系统感知到火灾，控制雨淋阀开启，接通水源和雨淋管网，喷头出水灭火。
1.立式雨淋阀系统
立式雨淋阀系统平时喷水管网为干管状态，属于空管雨淋系统，该系统结构较简单，但在水源压力不稳定时，易发生误动作。
2.由湿式报警阀和雨淋阀组成的雨淋系统
此系统在平时喷水管网为干管状态，属于空管雨淋系统，该系统的报警阀组由湿式报警阀和雨淋阀组成，能有效地防止水源压力不稳定而造成系统的误动作，系统工作比较稳定。
3.充水式雨淋系统
此系统雨淋阀后管网内平时充以静压水，水面低于开式喷头的出口，并由溢流管保持恒定平面。雨淋管网中经常充满水，能有效地提高系统出水灭火的速度。所以充水式雨淋系统多用在对出水灭火速度要求较高、有火灾危险和爆炸危险的炸药类危险品加工中。
以上三种类型雨淋系统都可根据被保护对象的要求，灵活选用火灾探测传动控制系统，根据启动方式的不同还可以衍生出许多实用的系统形式。
二、适用范围和特点
1.适用范围
雨淋系统适用于燃烧猛烈、蔓延迅速的严重危险建筑构成场所，如剧院舞台上部、大型演播室、电影摄影棚等等。如果在这些建筑物中采用闭式自动喷水灭火系统，发生火灾时，只有火焰直接影响到的喷头才被开启喷水，且闭式喷头开启的速度慢于火势蔓延的速度。因此，不能迅速出水控制火灾。
2.雨淋系统的主要特点
1）雨淋系统反应快，它是采用火灾探测传动控制系统来开启系统的。由于火灾发生到火灾探测传动控制系统报警的时间短于闭式喷头开启的时间，所以雨淋系统的反应时间比闭式自动喷水灭火系统快得多。如果采用充水式雨淋系统，则其反应速度更快，更利于尽快出水灭火。
2）系统灭火控制面积大、用水量大。雨淋系统采用的是开式喷头，发生火灾时，系统保护区域内的所有喷头一起出水灭火，能有效地控制火灾，防止火灾蔓延，初期灭火用水量就很大，有助于迅速扑灭火灾。
3）在实际应用中，系统形式的选择比较灵活。
3.2.2.7 水幕系统
水幕系统是开式自动喷水灭火系统的一种。水幕系统喷头成1～3排排列，将水喷洒成水幕状，具有阻火、隔火作用，能阻止火焰穿过开口部位，防止火势蔓延，冷却防火隔绝物，增强其耐火性能，并能扑灭局部火灾。
一、组成和工作原理
水幕系统的组成与雨淋系统一样，主要由三部分组成：火灾探测传动控制系统、控制阀门系统、带水幕喷头的自动喷水灭火系统。见图3-33所示。
图3-33 水幕系统示意图
1—雨淋阀；2—水流指示器；3—压力开关；4—水泵接合器；5—水幕喷头；6—电磁阀；7—电气自控箱；8—系统试水；9—手动快开阀门；10—水力警铃；11—火灾报警控制屏；12—闸阀；13—消防水泵；14—按钮；15—压力表；16—安全阀；17—传动管注水阀；18—单向阀；19—消防水池；20—高位水箱；21—排水漏斗；22—消防水泵试水阀；23—3mm小孔闸阀；24—试水阀门25—传动管上的闭式喷头
水幕系统的作用方式和工作原理与雨淋系统相同，当发生火灾时，由火灾探测器或人发现火灾，电动或手动开启控制阀，然后系统通过水幕喷头喷水，进行阻火、隔火或冷却防火隔断物。控制阀可以是雨淋阀、电磁阀和手动闸阀。
二、主要特点和适用范围
1.主要特点
水幕系统是自动喷水灭火系统中唯一的一种不以灭火为主要目的的系统。
水幕系统可安装在舞台口、门窗、孔洞用来阻火、隔断火源，使火灾不致通过这些通道蔓延。水幕系统还可以配合防火卷帘、防火水幕等一起使用，用来冷却这些防火隔断物，以增强它们的耐火性能。水幕系统还可作为防火分区的手段，在建筑面积超过防火分区的规定要求，而工艺要求又不允许设防火隔断物时，可采用水幕系统来代替防火隔断设施。
2.水幕系统的适用范围
1）超过1500个座位的剧院和超过2000个座位的会堂、礼堂的舞台口，以及与舞台相连的侧台、后台的门窗洞口。
2）防火卷帘和防火幕的上部。
3）应设防火墙、防火门等隔断物，而又无法设置的开口部位。相邻建筑之间的防火间距不能满足要求时，面向相邻建筑物的门、窗、孔洞处以及可燃的屋檐下。
3.2.2.8 水喷雾灭火系统
水喷雾灭火系统是将高压水通过特殊构造的水雾喷头，呈雾状喷出，水雾喷向燃烧物，通过冷却、窒息、稀释等作用扑灭火灾。水喷雾灭火系统属于开式自动喷水灭火系统的一种。
一、组成和工作原理
水喷雾灭火系统根据需要可设计成固定式或移动式两种。
固定式水喷雾灭火系统的组成一般由水喷雾喷头、管网、高压水供水设备、控制阀、火灾探测自动控制系统等组成。
移动式是从消火栓或消防水泵上接出水带，安装喷雾水枪。移动式可作为固定式水喷雾系统的辅助系统。
工作原理：水喷雾灭火系统，平时管网里充以低压水，火灾发生时，由火灾探测器探测到火灾，通过控制箱，电动开启着火区域的控制阀，或由火灾探测传动系统自动开启着火区域的控制阀和消防水泵，管网水压增大，当水压大于一定值时，水喷雾头上的压力起动帽脱落，喷头一起喷水灭火。水喷雾灭火系统示意图如图3-34所示。
图3-34 水喷雾灭火系统示意图
1—雨淋阀；2—水流指示器；3—压力开关；4—水泵接合器；5—开式喷头；6—电磁阀；7—电气自控箱；8—系统试水；9—手动快开阀门；10—水力警铃；11—火灾报警控制屏；12—闸阀；13—消防水泵；14—按钮；15—压力表；16—安全阀；17—传动管注水阀；18—单向阀；19—消防水池；20—高位水箱；21—排水漏斗；22—消防水泵试水阀；23—3mm小孔闸阀；24—试水阀门；25—传动管上的闭式喷头
二、适用范围和主要特点
1.适用范围
水喷雾系统主要用于扑救贮存易燃液体场所贮罐的火灾，也可用于有火灾危险的工业装置，有粉尘火灾（爆炸）危险的车间，以及电气、橡胶等特殊可燃物的火灾危险场所。
使用水喷雾系统时，应综合考虑保护对象性质和可燃物的火灾特性，以及周围环境等因素。
下列情况不应使用水喷雾灭火系统：
1）与水混合后起剧烈反应的物质，与水反应后发生危险的物质。
2）没有适当的溢流设备，没有排水设施的无盖容器。
3）装有加热运转温度126℃以上的可燃性液压无盖容器。
4）高温物质和蒸馏时容易蒸发的物质，其沸腾后溢流出来的物质造成危险情况时。
5）对于运行时表面温度在260℃以上的设备，当直接喷射会引起严重损坏设备的情况时。
2.特点
水喷雾系统的主要特点是：水压高，喷射出来的水滴小，分布均匀，水雾绝缘性好，在灭火时能产生大量的水蒸气，具有冷却灭火、窒息灭火作用。
3.2.3 自动喷水灭火系统的设计原则
一、建筑物火灾危险等级的划分
1.划分建筑物危险等级的几个主要因素
1）建筑物内存放或生产的可燃物性质、数量及可燃物的燃烧速度和放热量，例如，木材、木材制品与塑料或赛璐珞，在发生火灾时，燃烧特性不一样，它们的火灾危险等级也不一样，木材加工厂属中危险级，赛璐珞制品工厂属严重火灾危险级；又如棉纺织厂定为中火灾危险级，而棉或棉制品仓库因为单位面积内放置可燃物品多，定为严重火灾危险级。
2）建筑物内可燃物品的堆放形式及松散情况。松散堆放的可燃物因接触空气面积大，燃烧时，氧供应比紧密堆放的可燃物要多，燃烧速度也快。可燃物堆放高度和堆垛密度除了影响单位面积内的荷载外，在发生火灾后喷头喷出的水不易扑灭下部着火的可燃物，也往往导致火势扩大蔓延。因此，在划分火灾危险等级时，这些因素不能忽视。
3）建筑物本身的耐火等级及其构件的耐火性能也会影响喷水灭火系统的设计与安装，甚至影响本身的火灾危险等级的划分，例如建筑物耐火等级高，构件耐火性能好，在安装自动喷水灭火系统后，可以扩大原受限制的防火区域或减少喷水强度。有些建筑物因层高及面积太大，热气流横向流动受到障碍，为增加喷头动作灵敏度和防止影响非着火区的喷头开启，应设栏板或隔断，使着火区喷头及时启动。有些建筑物的构造还会影响喷头布置和均匀布水，所有这些在划分火灾危险中都将被考虑进去。
除以上因素外，气候、地形、管理水平以及工业化水平等也会影响对建筑物进行火灾危险等级的划分。
2.建筑物火灾危险等级的划分
我国建筑物火灾危险等级的划分如下：
1）轻危险级，一般是指下述情况的建筑物，即可燃物品少、可燃性低、火灾时发热率也低的建筑物或建筑物的一部分。
2）中危险级，一般是指下列情况的建筑，建筑物内存放或生产中使用的可燃物数量中等、可燃性也为中等、火灾初期不会引起剧烈燃烧的建筑物或建筑的一部分。
3）严重危险级，一般是指具有火灾危险性大，且可燃物品数量大、发热量大、火灾时会引起猛烈燃烧并可能迅速蔓延的建筑物或建筑物的一部分。
火灾危险等级建筑物的举例参照现行的《自动喷水灭火系统设计规范》的规定。见表3-17。
表3-17 设置场所火灾危险等级举例
二、系统设计基本参数
《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084—2001）中对不同火灾危险等级建筑物的设计基本数据做出规定，建筑内设置的自动喷水灭火系统的设计基本参数不应低于表3-18，表3 19规定。
表3-18 民用建筑和工业厂房的系统设计基本参数
表3-19 高大净空场所（非仓库类）系统设计基本参数
仅在走道内设置单排喷头的闭式系统，其作用面积应按最大疏散距离所对应的走道面积确定。
装设网格、栅板类通透性吊顶的场所，系统的喷水强度应按表3-18、表3-19的规定值增大1.3倍。
干式系统的作用面积应按表3-18、表3-19的规定值增大1.3倍（仓库级例外）。
雨淋系统中每个雨淋阀控制的喷水面积不宜大于表3-18、表3-19中的作用面积。
设置自动喷水灭火系统的各类仓库，系统设计基本参数应符合《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084—2001）（2005年版）的相关规定。
仓库中采用快速响应早期抑制喷头时，其设计基本参数、喷头间距等数据应符合表3-20的要求。但各喷头的间距均不应小于2.4m。
表3-20 仓库中采用快速响应早期抑制喷头的系统设计基本参数
续表
当最大净空高度或货品最大堆积高度超过表3-20规定时，应增设货架内喷头。宜在自地面起每4m高度处设置一层货架内置喷头，当喷头流量系数K＝80时，工作压力不应小于0.2MPa。当K＝115时，工作压力不应小于0.1MPa；喷头间距不应大于3m。也不宜小于2m。计算喷头数量不应小于表321的规定，货架内置喷头上方的层间隔板应为实层板。
表3-21 仓库类货架内开放喷头数
闭式自动喷水—泡沫联用系统的设计基本参数，除执行上述表的规定外，还应符合下列规定：
（1）湿式系统自喷水至喷泡沫的转换时间，按4L/s流量计算，不应大于3min。
（2）泡沫比例混合器应在流量等于和大于4L/s时符合水与泡沫灭火剂的混合比规定。
（3）持续喷泡沫时间不应小于10min。
水幕系统的设计基本参数应符合表322的要求。
表3-22 水幕系统的设计基本参数
自动喷水灭火系统的持续喷水时间，应按火灾延续时间不小于1h确定。
三、关系到系统灭火能力的参数
在系统性能参数中，喷水强度、作用面积、喷头工作压力是直接关系到系统灭火能力的参数，规范的其他设计参数都是以这三个参数确定的。
喷水强度是表示自动喷水灭火系统在单位时间内向保护区域的单位面积上或保护对象的单位长度上所能喷洒的最小水量。对保护面积而言，它的单位是L/min.m2；对保护冷却水幕而言，它的单位是L/s·m。所谓最小水量是指在任何情况下，只允许大于、等于规定值，不允许小于规定值。
喷水强度由喷头的流量系数、工作压力、喷头的布置间距来保证。
作用面积是表示系统在灭火时，按规定的喷水强度均匀的向地面喷水的最大面积。对开式系统来说，作用面积就是系统同时喷水的面积，即一组雨淋阀开放时的喷水面积；对于闭式系统来说，作用面积不一定是系统同时喷水面积，因为闭式喷头是感温开放的，在火灾时往往是部分喷头开放即可将火扑灭，并不需要开放所有喷头。资料记载，当开放5个喷头时，其控火灭火率达96.1%；当开放20个喷头时，其控火灭火率达99.7%。而设计的作用面积却是表示系统在极端情况下，可以在这样大的面积内，按要求的喷水强度喷水。所以作用面积也代表系统能够在这样大的面积内控制火势。
喷头的工作压力是系统设计的重要参数。实践表明，当喷头的工作压力为0.1MPa时，系统既能满足灭火要求，设置上又最经济。因此，规范中喷头最大保护面积、喷头最大间距等规定的数据，都是以标准喷头（流量系数K＝80）在0.1MPa工作压力下计算所得。为了兼顾系统稳压设施设置的困难，允许在系统最不利点处喷头的工作压力为0.05MPa。这时就不能按规范规定的喷头最大间距来布置喷头，应按标准喷头在0.05MPa压力下的喷水量另行计算喷头间距。并按此间距布置系统最不利点的喷头，根据规范，对于流量特性系数K＝80的标准喷头，只需要0.1MPa的工作压力，就能满足全部性能要求，因此0.1MPa是系统最不利点处喷头的最大工作压力，喷头在该压力下的保护面积、喷水半径、喷头间距都叫最大。
在喷水强度、作用面积、喷头工作压力这三个自喷系统基本数据中，作用面积不仅仅是数值问题，还应注意作用面积选定在系统的什么位置，按什么形状来布置作用面积，对系统设计最为有利。自喷系统的管网，竖向可以穿越若干楼层，水平可以向四处延伸，在设计时，应选择离报警阀最远、高程上距报警阀最高的喷头作为最不利点。如选取包含最不利点在内的、由若干个喷头构成的保护面积作为计算系统设计流量的依据，该面积就叫最不利点处的作用面积。只要保证了最不利点处作用面积内的喷水强度，其他部位的保护面积的喷水强度也就保证了，系统能够提供最不利位置作用面积内足够的水量，也就能够提供其他任何部位足够的水量，因此水力计算的作用面积应选择在系统中最不利位置。
作用面积的布置可以是正方形，也可以是长方形，总之应是矩形，而不应是其他形状。
在布置作用面积时应注意以下几个问题：
1.作用面积应选在最不利位置。
2.作用面积应为矩形。当为长方形时，长边应平行于配水支管，长边的长度应大于或等于作用面积平方根的1.2倍。
3.作用面积不应小于规定值。
4.作用面积内的喷水强度应满足规范要求。
其中对中危险级、轻危险级建筑内的作用面积，在其平均喷水强度满足规定的条件下允许其中任意4个喷头组成的保护区域内的喷水强度不低于规定值的15%，过低的喷水强度将严重影响喷水灭火的效果。
控制保护区域内喷水强度不低于规定值的15%，就必须控制围合的保护区面积必须在1个喷头的最大保护面积的1.15倍范围之内。这样做既确保了喷水强度不至过低，又为布置喷头提供了便利，以适应现场条件的需要。
当火灾发生后，在起火点附近随机开放首先受热的喷头，当开放一只喷头后，系统即自动启动，喷头的开放，直接驱动水流指示器报警，驱动压力开关和水力警铃报警，驱动报警阀开启，并启动消防泵。第一批开启的喷头喷水后，如灭火控火成功，系统即停止继续开启喷头，首批开启的喷头如不能有效灭火、控火时，系统的喷头会继续开放，直至灭火、控火成功。系统的作用面积是系统有效喷水在空间（主要指平面）范围的极限，而持续喷水时间是系统有效喷水在时间范围的极限。如果喷水面积达到系统的作用面积值后或喷水时间达到持续喷水时间值后仍不能控制火势，系统将失去作用。
四、喷头及配水管的布置
1.喷头的选择
喷头是自动喷水灭火系统的关键部件，在灭火过程中起着探测火警、启动喷水灭火的重要作用，故自动喷水灭火系统的效果，在很大程度上取决于喷头的性能和合理布置。
喷头的流量系数K是喷头固有的喷水特性。它反映了闭式喷头具有的喷水能力，表示一定口径的喷头在0.1MPa压力下，1min内所能喷出的水量，其基本计算公式为
对标准喷头（公称口径为15mm），在0.1MPa压力下，1min内所能喷出的水量，故
需要说明的是，标准喷头K＝80，并不是表示标准喷头在0.1MPa的工作压力下，实际的喷水量等于80L/min；K＝80，仅表示算数平均值，K取值为80±4。
喷头的K值必须与保护区的喷水强度相适应，只有这样，喷头的布置和管网的设置才更加经济合理。表3-23是喷头流量系数和工作压力与喷水强度的对应选用表。
表3-23 喷头流量系数和工作压力与喷水强度的关系
除此以外，在选择喷头时要注意下面几个问题：
1）喷头的动作温度。喷头公称动作温度宜比环境最高温度高出30℃，以避免在非火灾情况下环境温度发生较大幅度波动时导致误喷。
2）热敏元件的热量吸收速度。喷头自动开启不仅与公称动作温度有关，而且与建筑物构件的相对位置、火灾中燃烧物质的燃烧速度，空气气流传递热量的速度等有关。因此，不少种类的喷头在加速热敏元件吸收热容量的性能上，增加了快速反应的措施，如采用金属薄片传递热量给易熔元件、扩大溅水盘对热辐射吸收的能力等，来加快热敏元件动作所需的吸热速度，使正常需耗时1min左右的动作加快5～6倍，仅需11s即可动作。
3）喷头的布水形态、安装方式及喷放的覆盖面积与流量系数等。
2.喷头的间距
布置原则：火灾时，保证保护区域内任何部位发生火灾都能得到一定强度的水量。喷头的间距，包括同一根配水支管上喷头的间距以及相邻配水支管的间距应根据喷水强度、喷头的流量系数和工作压力及喷头布置形式计算确定。并不应大于表3-24规定，且不宜小于2.4m。
表3-24 同一根配水支管上喷头的间距以及相邻配水支管的间距
喷头布置形式有三种选择，其中正方形应用最广，菱形布置在水幕带设计中常用，而矩形布置可以作为正方形布置的一种补充，见图3-35所示。
图3-35 喷头分别为正方形、长方形、菱形布置图
喷头以正方形布置时，
喷头以长方形布置时，
喷头以菱形布置时，
3.喷头布置的基本要求
1）喷头应布置在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置，当喷头附近有障碍物时，应符合规范规定或增设补偿喷水强度的喷头。
2）除吊顶型喷头及吊顶下安装的喷头外，直立型、下垂型喷头，其溅水盘与顶板的垂直距离不应小于75mm，且不应大于150mm。
3）早期抑制快速响应喷头的溅水盘与顶板的距离应符合表3-25的规定。
表3-25 快速响应早期抑制喷头的溅水盘与顶板的距商
4）图书馆、档案馆、商场、仓库中的通道上方宜设有喷头。喷头与被保护对象的水平距离，不应小于0.3m；喷头溅水盘与保护对象的最小垂直距离不应小于表3-26的规定。
表3-26 喷头溅水盘与保护对象的最小垂直距离/m
5）货架内置喷头宜与顶板下喷头交错布置。其溅水盘与上方层板的距离应符合2）的规定，与其下方货品顶面的垂直距离不应小于150mm。
6）货架内喷头上方的货架层板，应为封闭层板。货架内喷头上方如有孔洞、缝隙，应在喷头的上方设置集热挡水板。集热挡水板应为正方形或圆形金属板，其平面面积不应小于0.12m2，周围弯边的下沿，宜与喷头的溅水盘平齐。
7）净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时，应设置喷头。
8）当局部场所设置自动喷水灭火系统时，与相邻不设自动喷水灭火系统场所连通的走道或连通门窗的外侧，应设喷头。
9）装设通透性吊顶的场所，喷头应布置在顶扳下。
10）顶板或吊顶为斜面时，喷头应垂直于斜面，并应按斜面距离确定喷头间距。尖屋顶的屋脊处应设一排喷头。喷头溅水盘至屋脊的垂直距离，屋顶坡度时，不应大于0.8m；屋顶坡度时，不应大于0.6m。
11）边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距，应符合表3-27的规定。
表3-27 边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距
注：两排相对喷头应交错布置；室内跨度大于两排相对喷头的最大保护跨度时，应在两排相对喷头中间增设一排喷头
12）边墙型扩展覆盖喷头的最大保护跨度、配水支管上的喷头间距、喷头与两侧端墙的距离，应按喷头工作压力下能够喷湿对面墙和邻近端墙距溅水盘1.2m高度以下的墙面确定，且保护面积内的喷水强度应符合表3-18的规定。
13）直立式边墙型喷头，其溅水盘与顶扳的距离不应小于100mm，且不宜大于150mm，与背墙的距离不应小于50mm，并不应大于100mm。
水平式边墙型喷头溅水盘与顶扳的距离不应小于150mm，且不应大于300mm。
14）防火分隔水幕的喷头布置，应保证水幕的宽度不小于6m。采用水幕喷头时，喷头不应少于3排；采用开式洒水喷头时，喷头不应少于2排。防护冷却水幕的喷头宜布置成单排。
4.喷头与障碍物的距离
1）直立、下垂型喷头与梁、通风管道的距离应符合表3-28的规定，见图3-36所示。
表3-28 直立、下垂型喷头与梁、通风道的距离/m
图3-36 直立、下垂型喷头与梁的距离
1—顶板；2—直立型喷头；3—梁（或通风管道）
2）直立、下垂型标准喷头的溅水盘以下0.45m范围内、其他喷头的溅水盘以下0.9m范围内，如有屋架等间断障碍物或管道时，喷头与邻近障碍物的最小水平距离宜符合表329的规定，见图3-37所示。
表3-29 喷头与屋架等间断障碍物的距离/m
图3-37 喷头与邻近障碍物的最小水平距离
1—顶板；2—喷头；3—屋架等间断障碍物；4—管道
3）当梁、通风管道、排管、桥架等障碍物的宽度大于1.2m时，应在障碍物
下方增设喷头，见图3-38所示。
图3-38 在宽度大于1.2m时，在障碍物下方增设喷头
1—顶板；2—直立型喷头；3—下垂型；4—排管（梁、通风管道、桥架等）
4）直立型、下垂型喷头与不到顶隔墙的水平距离，不得大于喷头溅水盘与不到顶隔墙顶面垂直距离的2倍，见图3-39所示。
图3-39 喷头与不到顶隔墙的水平距离
1—顶板；2—直立型喷头；3—不到顶隔墙
5）直立型、下垂型喷头与靠墙障碍物的距离应符合下列规定，见图3-40所示。
图3-40 直立型、下垂型喷头与靠墙障碍物的距离
1—顶板；2—直立型喷头；3—靠墙障碍物；4—墙面
当横截面边长小于750mm时，喷头与靠墙障碍物的距离，应按下式计算。
当横截面边长大于或等于750mm或a的计算值大于表3-26中喷头与墙面距离的规定时，应在靠墙障碍物下增设喷头。
6）边墙型喷头的两侧1m与正前方2m范围内，顶板或吊顶下不应有阻挡喷水的障碍物。
5.配水管网的布置
自动喷水灭火系统的配水管网，由直接安装喷头的配水支管、向配水支管供水的配水管、向配水管供水的配水干管以及总控制阀向上（或向下）的垂直立管组成。
室内供水管道应布置成环状，其进水管不宜少于两条，当其中一条进水管发生故障时，其余进水管应仍能保证全部用水量和水压。自动喷水灭火系统一般设计成独立系统，在自动喷水灭火系统报警阀后的管网与室内消火栓给水管网分开设置。报警阀后的管道不许设置其他用水设备，稳压供水管也必须在报警阀前与系统相连。
供水干管应设分隔阀门，设在便于维修的地方，并经常处于开启状态。
报警阀后的管网可分为枝状管网、环状管网和格栅状管网。采用环状管网的目的是减少系统管道水头损失和使系统出水更均匀，一般在中危险等级场所或对于民用建筑为降低吊顶空间高度时采用。自动喷水系统一般采用枝状管网，管网应尽量对称、合理，以减小管径、节约投资和方便计算。通常根据建筑平面的具体情况布置成侧边式和中央式两种方式，见图3-41所示。
图3-41 管网布置形式
1—主配水管；2—配水管；3—配水支管
为了控制配水支管的长度，避免水头损失过大，一般情况下，配水管两侧每根支管控制的标准喷头数：轻危险级、中危险级场所不应超过8只，同时在吊顶上下布置喷头的配水支管，上下侧的喷头数均不应多于8只；严重危险级及仓库危险级场所不应超过6只。
配水管网的布置，应使配水管入口的压力平衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.4MPa。
布置管网时，应考虑配水管网的充水时间。干式系统的配水管道的充水时间，不宜大于1min；预作用系统与雨淋系统的配水管道的充水时间，不宜大于2min。
五、自动喷水灭火系统的水力计算
自动喷水灭火系统的水力计算是自动喷水灭火系统的关键，不但涉及系统的经济性，而且还涉及系统的可靠性。闭式自动喷水防火系统水力计算的目的在于确定管网管段管径、计算管网所需的供水压力、确定高位水箱的设置高度和选择消防水泵。对于环状管网和格栅状管网还需进行系统压力平衡计算。
1.管径的确定
自动喷水灭火系统中管道的管径应根据管道允许的流速和所通过的流量确定。管道内水流速度宜采用经济流速，一般不超过5m/s。但对某些配水支管，为了减压必须增加沿程阻力损失，就需要减小管径，加大流速，但不应大于10m/s。工程上为简化计算，自动喷水灭火系统中管道的管径也可根据作用面积内喷头开放的个数来初步确定。如表3-30所示。
表3-30 轻危险级、中危险级场所中配水支管、配水管控制的标准喷头数
续表
注：配水管两侧每根配水支管控制标准喷头数，轻危险级、中危险级场所不应超过8支，同时在吊顶上下安装喷头的配水支管，上下侧均不应超过8只，严重危险级及仓库级场所均不应超过6只，以避免水头损失过大。
2.作用面积位置的确定
按照自动喷水灭火系统基本设计数据的要求，确定设计对象最不利作用面积（以F表示）的大小，并应根据管网的布置情况选定的最不利做出面积位置。考虑到实际火灾发生时，一般都是由火源点呈辐射状向四周蔓延，在失火区才会开放喷头，因此可采用“矩形面积”保护法，仅在“矩形面积”内的喷头才计算喷水量。水力计算选定的最不利作用面积宜采用正方形或长方形，当采用长方形布置时，其长边应平行于配水支管，边长不宜小于作用而积平方根的1.2倍，即：
最不利作用面积通常在水力条件最不利处，即系统供水的最远端。
3.消防用水量计算
1）自动喷水灭火系统的计算用水量QL（L/S）如表3-31所示。
表3-31 自动喷水灭火系统计算用水量
2）估算自动喷水灭火系统的设计秒流量Qs（L/s）
自动喷水灭火系统保护的区域有时是若干个楼层，而系统的水力计算又是以最不利点的作用面积确定的，火灾发生在最有力的楼层时，由于喷水工作压力高，喷水量大，总流量也会增大。因此，在估算自动喷水灭火系统设计秒流量时应在计算秒流量的基础上乘以安全系数1.15～1.3，即
其中：QL＝喷水强度×作用面积
3）消防用水量
自动喷水灭火系统的持续喷水时间，应按火灾延续时间不小于1h确定，据此可确定消防用水量，如对于发生在中危险I级场所的火灾，喷水强度为6L/min·m2，计算用水量为16L/s，由式（3-20）计算设计秒流量Qs＝（1.15～1.3）QL＝（1.15～1.3）×16＝18.4～20.8L/s，按Qs＝20.8L/s计算，总消防用水量＝20.8×3600/1000＝75m3/h。
4.喷头的出水量
自动喷水灭火系统喷头的流量应按下式计算
5.管道水流阻力损失计算
1）管道单位长度的沿程阻力损失
管道单位长度的沿程阻力损失应按下式计算：
对于常用的镀锌管道，上式可改为
表3-32 镀锌钢管的比阻值A
表3-33 无缝钢管的比阻值A
2）管道沿程阻力损失
管道沿程阻力损失应按下式计算：
3）管道允许流速
管道内的水流速度宜采用经济流速，钢管一般不大于5m/s，铸铁管为3m/s，必要时虽可超过5m/s，但不应大于10m/s。计算可用表3-34流速系数值乘以流量，效核流速是否超过允许值，如不满足要求，即应对初定管径进行调整，流速表达式如下：
表3-34 流速系数Kc值
4）管道局部阻力损失
①按当量长度计算
用当量长度法计算管网的局部阻力损失是《自动喷水灭火系统设计规范》所推荐的方法。
管道局部阻力损失计算，公式如下：
②按管道沿程阻力损失的百分数计算
这是《建筑给排水设计规范》所规定的方法。当消防与生活、生产共用给水管网时，其局部阻力损失按沿程阻力损失的20%记取，这种方法简捷，被广泛采用。
③报警阀、水流指示器的局部阻力损失计算
报警阀局部阻力损失按下式计算：
按《自动喷水灭火系统设计规范》规定，湿式报警阀的局部阻力水头损失可取4mH2O或按检测数据确定，水流指示器的局部阻力水头损失可取7mH2O。
5）管道总阻力损失
自动喷水灭火系统管道总阻力损失，可按下式计算：
6.管道流量计算
在自动喷水灭火系统管网中，每个喷头的出水量q与其喷头特性系数B，工作水头H有关，即
【例3-2】 求标准喷头在0.1MPa（10mH2O）压力下的喷头特性参数B。
解：标准喷头的喷头流量系数K＝80，故
将标准喷头在0.1MPa工作压力下的流量＝1.3L/s代入式（329）
7.系统水力计算方法
1）作用面积法
作用面积法所得的计算秒流量是假定作用面积内所有喷头的工作压力和流量都等于最不利点喷头的工作压力和流量，因此作用面积内喷头全部开放时，其计算秒流量是最不利点喷头流量和作用面积内喷头数量的乘积，其系统设计秒流量可按式（3-20）计算。系统喷水强度验算、水箱高度计算、水泵扬程及流量计算，同沿途特性系数计算法。
作用面积法计算时忽略了管道阻力损失对喷头工作压力的影响，使计算秒流量偏小于实际流量，但作用面积法简单、快捷，尚能满足需要，因此一般轻、中危险级建筑内的自动喷水灭火系统可以使用作用面积法进行水力计算。
2）沿途特性系数计算法
沿途特性系数计算法，是从作用面积内最不利点处喷头开始，沿途计算各喷头的压力、管段的累积流量和压力损失，逐点计算，直到将作用面积内全部喷头计算完毕为止，在此后的管段中流量不再增加，仅计算沿程和局部阻力损失。
沿途特性系数计算法所得的计算秒流量，是作用面积内喷头的实际流量之和，沿途特性系数计算法所得的流量准确。这种计算方法的特点是：在系统中除最不利点喷头外的任一个喷头或任意四个相邻喷头组成的保护面积的平均喷水强度均超过规范相应的规定，系统计算偏于安全，是规范推荐的水力计算方法，但是这种计算方法比较麻烦，目前在计算机的支持下，已解决了计算上的麻烦。
8.自动喷水灭火系统所需的水压
自动喷水灭火系统水泵扬程或系统入口的供水压力按下式计算：
9.喷水强度验算
系统设计流量的计算，应保证任意作用面积内的平均喷水强度不低于表3-18、表3-19的规定值，最不利处作用面积内任意4只喷头围合范围内的平均喷水强度，轻、中危险级不应低于表3-18规定值的85%，严重危险级和仓库危险级不应低于表3-18、表3-19的规定值。
10.水箱高度计算
采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱。高位消防水箱的消防储水量应按10min室内消防用水量计算，但不可超过18m3（严重危险级除外）。并联给水方式的分区消防水箱容量应与高位消防水箱相同。
建筑高度不超过24m，并按轻危险级或中危险级场所设置湿式系统、干式系统或预作用系统时，如设置高位水箱有困难，应采用5L/s流量的气压给水设备供给10min初期用水量。
高位消防水箱的设置高度应保证最不利点喷头静水压力。最不利点喷头静水压力不应低于0.10MPa。则屋顶水箱必须比顶层喷头高10m以上，这会给建筑物造型和结构处理上带来很大困难，所以将最不利点喷头静水压力确定为0.05MPa当高位消防水箱高度达不到5m以上，应设增压稳压设施。增压设施采用增压泵或气压给水装置。
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