羅衛(wèi)東

摘 要：為了探究影響灑水噴頭噴水均勻性的因素，筆者就工作壓力、噴頭安裝間距兩方面進(jìn)行探究。選用三個(gè)完全相同的噴頭，進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)。第一組和第二組保證工作壓力不變，將噴頭之間的距離分別調(diào)整為3.0m和3.5m，進(jìn)行15次噴水實(shí)驗(yàn)；第一組和第三組保證噴頭的間距不變均為3.0m，將工作壓力從0.05MPa逐漸調(diào)整為0.20MPa，進(jìn)行15次實(shí)驗(yàn)。從三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，噴頭的噴水壓力越大噴水均勻性越差，但是從現(xiàn)有數(shù)據(jù)來看并沒有呈現(xiàn)出明顯的線性關(guān)系；噴頭間距越大噴水均勻性越差。雖然工作壓力和安裝間距對于噴水的均勻性都有影響，但是噴頭集水率均在85%以上，并且集水率隨安裝間距的增加而增加。

關(guān)鍵詞：噴水強(qiáng)度；工作壓力；噴頭間距；均勻性

所謂噴水強(qiáng)度即在單位時(shí)間內(nèi)噴頭在單位面積上的噴水量，該參數(shù)指標(biāo)是評判自動滅火噴水系統(tǒng)有效性的重要條件之一。但是只關(guān)注噴水強(qiáng)渡往往并不能準(zhǔn)確判定一個(gè)自動盆里系統(tǒng)的工作效率和滅火能力。在保證噴水強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，噴水的均勻性對于滅火效率有著至關(guān)重要的決定性作用。在我國現(xiàn)行的《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中，雖然規(guī)定了噴頭的布置間距以及每個(gè)噴頭能夠覆蓋的保護(hù)面積，但是對噴頭種類以及工作壓力對噴水強(qiáng)度均勻性的影響并沒有考慮在內(nèi)。并且在國內(nèi)外現(xiàn)有的研究中，都沒有關(guān)于多只噴頭相互作用對噴水強(qiáng)度以及噴水強(qiáng)度均勻性的影響。因此本文將從工作壓力、噴頭間距以及噴頭種類這三個(gè)方面進(jìn)行探究，旨在能夠在日后的噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)中更合理準(zhǔn)確的布置噴頭，在火情發(fā)生時(shí)能夠提升滅火效率。

1 試驗(yàn)研究

1.1 試驗(yàn)方案

在噴頭類型的選擇上，只改變噴頭的流量系數(shù)。我們分別選擇K80、K115兩種標(biāo)準(zhǔn)噴頭以及K115擴(kuò)大噴灑面積的EC噴頭。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要保證所有噴頭都垂直向下安裝，所有集水盒到天棚頂板的高度相等，均為3米。同時(shí)，為了防止噴頭軛臂的位置對灑水分布均勻性產(chǎn)生影響，在安裝噴頭時(shí)需要保證所有軛臂都平行于噴頭的配水支管。每次實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組選擇4個(gè)噴頭同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組分別將噴頭的間距設(shè)置為3.0m和3.5m，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要通過集水盒的集水量來體現(xiàn)，因此，需要保證所有的集水盒尺寸相同，這里規(guī)定選用500mm*500mm大小的集水盒，并且每個(gè)噴頭對應(yīng)集水盒的安放位置相同。

在探究工作壓力對于噴水強(qiáng)度均勻性的影響時(shí)，我們選用K80標(biāo)準(zhǔn)噴頭，將工作壓力分別調(diào)整為0.05、0.10、0.15、0.20MPa四個(gè)等級。這四個(gè)工作強(qiáng)度對應(yīng)的單位供水量分別225、320、390、455L/min。剩下兩個(gè)種類的噴頭也按照這樣的工作強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。需要特別注意的是，在試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)者需要保證實(shí)驗(yàn)室的門窗以及排風(fēng)系統(tǒng)全部關(guān)閉，并且在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)馬上對集水盒內(nèi)的水量分布情況進(jìn)行測量和記錄。前者是防止由于通風(fēng)而改變水流噴灑方向，后者是為了防止由于蒸發(fā)而影響數(shù)據(jù)測量和記錄。

1.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

首先將K115和K115EC兩種噴頭的灑水情況進(jìn)行對比。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中我們不難看出，EC噴頭不光灑水范圍更大，而且布水情況也更加均勻平坦。可以看出EC噴頭相較于標(biāo)準(zhǔn)噴頭來說，對噴水強(qiáng)度均勻性有更好的把控，這一優(yōu)勢主要?dú)w功于該噴頭濺水盤的特殊設(shè)計(jì)，同時(shí)相較于K115標(biāo)準(zhǔn)噴頭的安裝距離，該噴頭的安裝間距較大。EC噴頭與標(biāo)準(zhǔn)噴頭相比另一個(gè)優(yōu)勢是該噴頭有濕墻功能，防止火勢順著墻體蔓延，能夠更有效的控制火勢的發(fā)展和蔓延。在我國現(xiàn)行的《自動噴水滅火系統(tǒng)第12部分?jǐn)U大覆蓋面積灑水噴頭》中明確要求，EC噴頭需要在火情發(fā)生時(shí)打濕四周墻壁，并且打濕范圍距離頂棚不能超過1.5米。通過該組對比試驗(yàn)，我們可以看出，除了安裝間距和工作壓力對噴水強(qiáng)度均勻性能夠產(chǎn)生影響以外，噴頭自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)特點(diǎn)也不同程度的決定了灑水能力以及使用場所。

上文中筆者提到，布水均勻性和集水率作為衡量噴頭噴水強(qiáng)度的主要指標(biāo)，對噴水強(qiáng)度的衡量有著重要的指導(dǎo)意義。筆者首先明確了不同類型的噴頭對噴水噴布情況的影響，其次對不同類型的噴頭分別改變噴頭間距以及工作壓力進(jìn)行探究，對不同工作情況下的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，得出兩者對于噴頭噴水強(qiáng)度均勻性的影響。

工作壓力與水流量成正比，在水流量增加后，我們通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出K115噴頭的方差大約在3-7之間，而K80標(biāo)準(zhǔn)噴頭的方差在10-24之間，很容易看出在工作壓力增大后K115型噴頭的布水均勻性最好，但是從幾組實(shí)驗(yàn)來看，在工作壓力增大時(shí)布水均勻性呈現(xiàn)負(fù)增長的態(tài)勢。以K80標(biāo)準(zhǔn)噴頭為例，當(dāng)工作壓力為0.10MPa時(shí)，噴水壓力均勻性方差為10.5，而當(dāng)工作壓力增加至0.20MPa時(shí)，方差變?yōu)?4，因此對于K80標(biāo)準(zhǔn)噴頭來說，為了保證一定的噴水強(qiáng)度均勻性，其工作壓力不能超過0.20MPa，最好在0.10MPa至0.15MPa之間。

2 結(jié)論及建議

第一，工作壓力以及安裝間距雖然對噴頭的噴水強(qiáng)度均勻性有一定影響，但是不管兩者怎么變化，噴頭的集水率均在85%以上，并且集水率隨著噴頭安裝間距增大而提高，雖然沒有明顯的線性關(guān)系，但是可以看到增大的趨勢。一般來說需要擴(kuò)大覆蓋面積的噴頭往往需要承擔(dān)濕墻的功能，因此該類噴頭的布水效果更為均勻平坦，同時(shí)灑水的覆蓋范圍也更大。

第二，噴水強(qiáng)度均勻性與工作壓力有著緊密的關(guān)系。從總體來看，工作壓力越大，噴水強(qiáng)度均勻性越差。因此在實(shí)際布置噴頭時(shí)，為了最大限度保證噴頭的噴水強(qiáng)度均勻性，在使用K80標(biāo)準(zhǔn)噴頭時(shí)工作壓力盡量保證在0.20MPa以內(nèi)。

第三，根據(jù)不同的實(shí)際需求，在選擇噴頭間距的時(shí)候要根據(jù)噴頭自身的特點(diǎn)來。在同一危險(xiǎn)等級下，為了最大限度保證噴水強(qiáng)度的均勻性，設(shè)計(jì)圖紙的安裝間距為3.0m時(shí)，應(yīng)選擇K80的噴頭，當(dāng)設(shè)計(jì)安裝間距為3.0m-3.5m之間是，需要選擇K115標(biāo)準(zhǔn)型或者EC噴頭。

3 結(jié)束語

噴頭的噴灑強(qiáng)度均勻性對于噴頭的滅火效率有著至關(guān)重要的影響，本文主要從噴頭類型、工作強(qiáng)度以及安裝間距三個(gè)方面對其進(jìn)行了探討和研究，此外，噴頭的安裝高度、安裝方式等方面對于噴水強(qiáng)度均勻性也有這非常直接的影響，筆者會在未來對其他影響因素進(jìn)行進(jìn)一步探究，旨在最大限度的完善噴水系統(tǒng)，提高自動噴淋系統(tǒng)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)的滅火效率，保護(hù)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

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