火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)室自動(dòng)噴水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

閆飛

(鐵道警察學(xué)院,河南鄭州 450000)

火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)室自動(dòng)噴水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

閆飛

(鐵道警察學(xué)院,河南鄭州 450000)

目前火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)大量應(yīng)用于各類新建建筑及新式列車,因此要求各類鐵路警察熟練掌握火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)的原理及操作。本文結(jié)合警察人才的培養(yǎng)特點(diǎn),自主設(shè)計(jì)出適合警察院校的火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)室自動(dòng)噴水系統(tǒng)。并且結(jié)合科學(xué)設(shè)置的實(shí)訓(xùn)科目,培養(yǎng)出更多合格警務(wù)人才。

警察 實(shí)訓(xùn) 自動(dòng)噴水系統(tǒng)

近年來(lái)隨著社會(huì)的發(fā)展，先進(jìn)高效的火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)大量應(yīng)用于新建的車站、車庫(kù)及其各類附屬建筑。因此對(duì)于鐵路警察，不論是車站巡警或是列車乘警，均應(yīng)熟悉這些火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行原理及操作要求。這樣才能在發(fā)生火災(zāi)時(shí)正確啟動(dòng)火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)將火災(zāi)撲滅在初期階段，更好的履行一名鐵路警察的職責(zé)。作為主要培養(yǎng)鐵路警察的院校，更加注重通過(guò)實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生更好的適應(yīng)崗位要求，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。因此鐵路消防管理課程組設(shè)計(jì)，規(guī)劃了分布式火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)室，用于培養(yǎng)學(xué)生理解、掌握火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)的操作使用。而系統(tǒng)中的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分，更是決定著整個(gè)實(shí)訓(xùn)室性能的關(guān)鍵。

1 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)簡(jiǎn)介

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)由灑水噴頭、報(bào)警閥組、水流報(bào)警裝置(水流指示器或壓力開(kāi)關(guān))等組件，以及管道、供水設(shè)施組成，并能在發(fā)生火災(zāi)時(shí)噴水的自動(dòng)滅火系統(tǒng)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是隨著19世紀(jì)工業(yè)化革命，特別是棉紡織工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，它最早以穿孔管的形式誕生于英國(guó)，應(yīng)用于劇院，其后在美國(guó)應(yīng)用在棉紡工業(yè)，并逐步發(fā)展成為系統(tǒng)完整、組件齊全的高效全天候的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑中。

作為當(dāng)今普遍使用的固定自動(dòng)滅火系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐證明，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，其整套系統(tǒng)的投資只占總投資的1%-3%。美國(guó)的大量統(tǒng)計(jì)資料表明，設(shè)有能自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的建筑物，火災(zāi)中人員的死亡人數(shù)可減少1/3到2/3，財(cái)產(chǎn)損失可減少1/2到2/3。并且滅火成功率大于96%，幾乎接近于100%。因此可以說(shuō)有著極高安全性和可靠性的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是迄今為止人類發(fā)明最好的滅火系統(tǒng)，大量的重要公共建筑物均選用此系統(tǒng)作為主要的滅火系統(tǒng)。所以讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中學(xué)會(huì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的使用，掌握不同類型系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，理解系統(tǒng)的運(yùn)行原理，成為整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中重要形式和內(nèi)容。

2 實(shí)訓(xùn)室自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)選擇

圖1

針對(duì)各類自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用特性及使用情況，并且結(jié)合教學(xué)實(shí)際，實(shí)訓(xùn)室選擇濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的對(duì)象。并且通過(guò)合理的整合各類系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)件，使實(shí)訓(xùn)室的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、雨淋系統(tǒng)之間的快速轉(zhuǎn)換，從而使學(xué)生能夠在實(shí)訓(xùn)中分別對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行操作，熟悉各種主要的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的特性及使用方法、理解其工作原理。

3 實(shí)訓(xùn)室自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)報(bào)警閥組設(shè)計(jì)

報(bào)警閥組是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著火災(zāi)及時(shí)報(bào)警和提醒人員快速逃生的重大責(zé)任。根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)都應(yīng)設(shè)置報(bào)警閥組。報(bào)警閥組在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中主要起到控制水流、報(bào)警、啟泵等作用。

3.1 報(bào)警閥組的構(gòu)成

通過(guò)合理整合各報(bào)警閥組的核心部件，使實(shí)訓(xùn)室自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的報(bào)警閥組同時(shí)具備濕式、干式、預(yù)作用、雨淋等各類報(bào)警閥組的功能。具體構(gòu)成簡(jiǎn)圖如(圖1）。

從上圖可見(jiàn)綜合報(bào)警閥組主要由干式閥、濕式閥、雨淋閥串聯(lián)而成。主要包含：干式閥、濕式閥、雨淋閥，電子壓力表，水力警鈴，空氣壓縮機(jī)，低氣壓報(bào)警開(kāi)關(guān)，各式閥門(mén)，輸排水管道等。

其中干式閥、濕式閥及雨淋閥主要起到系統(tǒng)控制，輸出報(bào)警水流的作用;空氣壓縮機(jī)等空氣加載系統(tǒng)主要起到供給系統(tǒng)壓縮空氣的作用;水力警鈴主要起到發(fā)出音響報(bào)警信號(hào)作用;電子壓力表主要起到監(jiān)測(cè)水力警鈴前水壓力，進(jìn)而自動(dòng)報(bào)警或自動(dòng)控制作用;檢測(cè)閥主要起到監(jiān)測(cè)綜合閥組的工作狀態(tài);電磁閥主要起到開(kāi)啟雨淋閥的作用。

3.2 報(bào)警閥組的工作原理

實(shí)訓(xùn)室的報(bào)警閥組為綜合報(bào)警閥組，兼具濕式、干式、預(yù)作用、雨淋等多種閥組的功能。其具體實(shí)現(xiàn)原理如下。

(1)當(dāng)綜合報(bào)警閥組實(shí)現(xiàn)濕式閥組功能時(shí)，需要通過(guò)總控將雨淋閥上的電磁閥打開(kāi)，使雨淋閥開(kāi)啟，并且同時(shí)關(guān)閉干式閥上的空氣加載系統(tǒng)。這樣當(dāng)系統(tǒng)充水時(shí)，水流可自由通過(guò)下部雨淋閥及上部的干式閥，充滿整個(gè)管路，此時(shí)綜合閥組只實(shí)現(xiàn)濕式閥功能，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)為濕式系統(tǒng)。(2)當(dāng)綜合報(bào)警閥組實(shí)現(xiàn)干式閥組功能時(shí)，需要通過(guò)總控將雨淋閥上的電磁閥打開(kāi)，使雨淋閥開(kāi)啟，同時(shí)打開(kāi)干式閥上的空氣加載系統(tǒng)，并且通過(guò)注水口加水，給氣墊圈起到一個(gè)密封作用。此時(shí)系統(tǒng)充水時(shí)，水流可以通過(guò)下部雨淋閥及濕式閥，進(jìn)入干式閥，此時(shí)綜合閥組只實(shí)現(xiàn)干式閥功能，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)為干式系統(tǒng)。(3)當(dāng)綜合報(bào)警閥組實(shí)現(xiàn)預(yù)作用閥組功能時(shí)，需要通過(guò)總控將雨淋閥上的電磁閥關(guān)閉，使雨淋閥閉合，同時(shí)打開(kāi)干式閥上的空氣加載系統(tǒng)，并且通過(guò)注水口加水，給氣墊圈起到一個(gè)密封作用。此時(shí)系統(tǒng)充水時(shí)，水流只能進(jìn)入雨淋閥下部，此時(shí)綜合閥組只實(shí)現(xiàn)預(yù)作用閥功能，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)為預(yù)作用系統(tǒng)。(4)當(dāng)綜合報(bào)警閥組實(shí)現(xiàn)雨淋閥功能時(shí)，需要通過(guò)總控將雨淋閥上的電磁閥關(guān)閉，使雨淋閥閉合，同時(shí)關(guān)閉干式閥上的空氣加載系統(tǒng)，此時(shí)系統(tǒng)充水時(shí)，水流只能進(jìn)入雨淋閥下部，此時(shí)綜合閥組只實(shí)現(xiàn)雨淋閥功能，配合開(kāi)式噴頭，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)為預(yù)作用系統(tǒng)。

結(jié)合以上描述，綜合報(bào)警閥組是通過(guò)串聯(lián)在一起的三種閥組的不同啟閉組合來(lái)實(shí)現(xiàn)各功能的轉(zhuǎn)換。

4 實(shí)訓(xùn)室自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)工作原理

本實(shí)訓(xùn)室自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)換能分別模擬干式、濕式、預(yù)作用及雨淋系統(tǒng)。具體工作原理如下。

(1)模擬濕式系統(tǒng)時(shí)，通過(guò)教師總控臺(tái)將綜合報(bào)警閥組轉(zhuǎn)變?yōu)闈袷介y組，啟動(dòng)水泵將整個(gè)系統(tǒng)充滿消防用水，配合感溫閉式噴頭，此時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)為濕式系統(tǒng)。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)火樣觸發(fā)閉式噴頭，開(kāi)啟系統(tǒng)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)噴頭噴水對(duì)實(shí)驗(yàn)火樣進(jìn)行撲滅。同時(shí)由于水流壓力的作用綜合報(bào)警閥組處的水力警鈴開(kāi)始報(bào)警，并且通過(guò)水力警鈴前的電子壓力表將火災(zāi)信號(hào)傳遞至教師總控臺(tái)，啟動(dòng)消防水泵。另外當(dāng)學(xué)生實(shí)訓(xùn)噴頭開(kāi)始工作后，噴頭處的電子壓力表將火災(zāi)信號(hào)分別傳遞到教師總控臺(tái)及各學(xué)生分布臺(tái)，使教師與學(xué)生能夠即時(shí)了解噴頭打開(kāi)的位置及數(shù)量。

(2)模擬干式系統(tǒng)時(shí)，如從其他系統(tǒng)轉(zhuǎn)為干式系統(tǒng)使，先換上全新的感溫閉式噴頭，打開(kāi)綜合報(bào)警閥組中的干式閥下的檢修排水口，排出干式閥上部管網(wǎng)中的消防用水。排干后關(guān)閉檢修排水口，打開(kāi)注水口加入密封水，然后打開(kāi)空氣加載系統(tǒng)，使干式閥上部管道充滿有壓空氣，此時(shí)開(kāi)啟消防水泵，使干式閥下部管道充滿消防用水，系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦墒较到y(tǒng)。同樣當(dāng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)火樣觸發(fā)閉式噴頭，開(kāi)啟系統(tǒng)，干式閥上部管網(wǎng)內(nèi)空氣壓力迅速降低，由于壓力差作用，干式閥啟動(dòng)，于是消防用水流過(guò)干式閥進(jìn)入噴水管網(wǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)火樣進(jìn)行撲滅，同時(shí)部分水流經(jīng)過(guò)水力警鈴報(bào)警，并且電子壓力表將火災(zāi)信號(hào)傳遞至教師總控臺(tái)，啟動(dòng)消防水泵。另外當(dāng)學(xué)生實(shí)訓(xùn)噴頭開(kāi)始工作后，噴頭處的電子壓力表將火災(zāi)信號(hào)分別傳遞到教師總控臺(tái)及各學(xué)生分布臺(tái)，使教師與學(xué)生能夠即時(shí)了解噴頭打開(kāi)的位置及數(shù)量。

(3)模擬預(yù)作用系統(tǒng)時(shí)，先選用感溫閉式噴頭，開(kāi)啟感煙探測(cè)器，然后按照轉(zhuǎn)為干式系統(tǒng)的步驟將干式閥以上管路加載有壓空氣，轉(zhuǎn)為干式系統(tǒng)。進(jìn)而打開(kāi)雨淋閥處的檢修排水閥，排干雨淋閥上部的消防用水，通過(guò)教師總控臺(tái)關(guān)閉雨淋閥，打開(kāi)消防水泵，使水流到達(dá)雨淋閥下端，此時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)為預(yù)作用系統(tǒng)。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)，點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)火樣，產(chǎn)生大量煙霧，觸發(fā)感煙探測(cè)器，感煙探測(cè)器將火災(zāi)信號(hào)傳遞至教師總控臺(tái)及各學(xué)生分布臺(tái)，通過(guò)教師總控臺(tái)開(kāi)啟雨淋閥，啟動(dòng)消防水泵，打開(kāi)上部管網(wǎng)排氣孔，使水流充滿整個(gè)系統(tǒng)。隨著實(shí)驗(yàn)火樣溫度不斷增加，開(kāi)啟感溫閉式噴頭，噴頭流出消防用水，撲滅實(shí)驗(yàn)火樣，同時(shí)部分水流經(jīng)過(guò)水力警鈴報(bào)警。

(4)模擬雨淋系統(tǒng)時(shí)，先選用開(kāi)式噴頭，通過(guò)教師總控臺(tái)關(guān)閉雨淋閥，打開(kāi)雨淋閥上的檢修排水口，排出雨淋閥上部管網(wǎng)中的消防用水，啟動(dòng)消防水泵，使水流到達(dá)雨淋閥下端，此時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)為雨淋系統(tǒng)。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)，點(diǎn)燃試驗(yàn)火樣，產(chǎn)生大量煙霧，觸發(fā)感煙探測(cè)器，感煙探測(cè)器將火災(zāi)信號(hào)傳遞至教師總控臺(tái)及各學(xué)生分布臺(tái)，通過(guò)教師總控臺(tái)開(kāi)啟雨淋閥，啟動(dòng)消防水泵，使水流充滿整個(gè)系統(tǒng)，并對(duì)所有試驗(yàn)區(qū)域噴水滅火，同時(shí)部分水流經(jīng)過(guò)水力警鈴報(bào)警。

5 實(shí)訓(xùn)室特點(diǎn)

為了更好的配合課程教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，分布式火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)室主要特點(diǎn)如下。

(1)系統(tǒng)全面、覆蓋廣泛。分布式火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)室包含火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與火災(zāi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)兩個(gè)部分。并且基本涵蓋了目前市面上主流的火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)及其主要功能。在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中既包含感溫報(bào)警裝置，感煙報(bào)警裝置，也包含消防電話，廣播音響等。在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中更是分別涵蓋了干式、濕式、預(yù)作用及雨淋等四個(gè)主流的系統(tǒng)形式。通過(guò)系統(tǒng)全面、廣泛的覆蓋，使學(xué)生在一套系統(tǒng)中能夠完成多個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，并且理解各個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)系及其不同，進(jìn)而對(duì)火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)有更深的理解和認(rèn)識(shí)。

(2)注重參與，兼顧理論。分布式火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)室，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)努力使學(xué)生參與其中。系統(tǒng)通過(guò)分布化，將引起系統(tǒng)引發(fā)部分及反饋部分分別集中于學(xué)生分布臺(tái)，使每個(gè)學(xué)生都能在自己的實(shí)訓(xùn)臺(tái)前，引發(fā)系統(tǒng)并觀察不同系統(tǒng)的作用，訓(xùn)練學(xué)生對(duì)火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)的操作能力，及簡(jiǎn)單的系統(tǒng)維修、保養(yǎng)能力知識(shí)。另外整個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，所有管線、設(shè)備均明裝，學(xué)生在獨(dú)立實(shí)訓(xùn)前，通過(guò)實(shí)訓(xùn)教師對(duì)系統(tǒng)的講解、演示，能夠更好的理解課堂教學(xué)中的理論知識(shí)。

(3)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、節(jié)約成本。消防系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)作為破壞性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，在實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)之初不僅要考慮建設(shè)成本，更要考慮運(yùn)行、實(shí)訓(xùn)成本，只有使實(shí)訓(xùn)成本大大降低，才能使每個(gè)學(xué)生都能參與實(shí)訓(xùn)。在實(shí)訓(xùn)室建設(shè)期，通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)串聯(lián)式綜合報(bào)警閥組，減少系統(tǒng)管線及附屬設(shè)備的重復(fù)投入建設(shè)，節(jié)約建設(shè)成本;并且通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)循環(huán)水路及半封閉實(shí)驗(yàn)火樣支座，減少實(shí)訓(xùn)中水漬污染及消防實(shí)驗(yàn)用水消耗，節(jié)約實(shí)訓(xùn)運(yùn)行成本。

6 實(shí)訓(xùn)實(shí)現(xiàn)

為了更好的配合課堂理論教學(xué)，充分培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，結(jié)合實(shí)訓(xùn)室功能，擬開(kāi)始以下實(shí)訓(xùn)科目。

(1)火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)演示。了解各類消防系統(tǒng)的基本運(yùn)行原理及主要部件。(2)火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)操作。通過(guò)實(shí)驗(yàn)火樣及手動(dòng)按鈕，開(kāi)啟各類滅火系統(tǒng)，掌握各類滅火系統(tǒng)的操作方法。(3)火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)比較及選擇。通過(guò)實(shí)際開(kāi)啟各類滅火系統(tǒng)，并觀察各類滅火系統(tǒng)對(duì)于實(shí)驗(yàn)火樣的滅火效果，直觀認(rèn)識(shí)各類滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)。(4)火災(zāi)自動(dòng)化系統(tǒng)檢查維護(hù)。通過(guò)設(shè)置系統(tǒng)故障，使學(xué)生獨(dú)立查找故障并進(jìn)行故障處理，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

7 結(jié)語(yǔ)

本實(shí)訓(xùn)室自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，盡可能的展現(xiàn)工程實(shí)際，較全面的涵蓋目前市面上主流系統(tǒng)，結(jié)合科學(xué)設(shè)置的實(shí)訓(xùn)科目，能夠使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中能更深入的理解各自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的工作原理，對(duì)各系統(tǒng)能夠熟練操作，并且具備簡(jiǎn)單的系統(tǒng)檢查維護(hù)能力。進(jìn)而提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力，拓寬學(xué)生的就業(yè)面，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，使學(xué)生的素質(zhì)得到了全面的發(fā)展。

[1] GB 50261—1996自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,1997.

[2] GB797—89自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)濕式報(bào)警閥的性能要求和試驗(yàn)方法[S].1989.

[3] GA80—94自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)雨淋報(bào)警閥的性能要求和試驗(yàn)方法[S].1993.

[4] GBJ84—85自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,1985.

本文是鐵道警察學(xué)院2012年度“學(xué)校教學(xué)研究與改革項(xiàng)目”(JY2012022)階段性成果。作者簡(jiǎn)介：閆飛,1982年,河南鄭州人,鐵道警察學(xué)院治安系,工程師,碩士,主要從事鐵路消防管理研究。