濕式自動噴水滅火系統灑水噴頭堵塞問題分析及對策

摘要：在了解灑水噴頭的工作原理及安裝規范的基礎上，結合現實案例，采用調查法和試驗法，分析噴頭內部被堵塞的原因及影響后果，并提出在施工、調試、驗收和日常維護管理階段的對策建議，有助于啟發同行及早發現并解決潛在的噴頭堵塞問題，保障濕式消防系統的可用性，最大限度降低火災發生時因噴頭堵塞而造成的損失和風險，提升社會整體消防安全水平。

關鍵詞：消防管理；消防安全隱患；自動噴水滅火系統；灑水噴頭堵塞

中圖分類號：TU892 文獻標識碼：A 文章編號：2096-1227（2024）06-0025-04

自動噴水滅火系統在我國民用住宅和商業建筑中的應用非常廣泛。閉式灑水噴頭作為濕式自動噴水滅火系統的關鍵部件，內部一旦堵塞，將直接影響消防系統的可用性，使火災失去控制，嚴重情況下將導致重大人員傷亡和財產損失。

1 灑水噴頭概述

1.1 灑水噴頭與自動噴水滅火系統的關系

灑水噴頭與管道系統、報警閥組、水流指示器、壓力開關、供水設備等共同構成自動噴水滅火系統[1]。根據滅火方式不同，自動噴水滅火系統分為濕式系統、干式系統、預作用系統、雨淋系統等。濕式系統以其滅火速度快、控火效率高、結構簡單、施工便捷、維護方便、使用可靠等特點，廣泛應用于環境溫度在4℃～70℃之間的住宅、商場、地下停車場等場所。據統計，濕式自動噴水滅火系統撲滅初期火災的效率在97%以上[2]。

1.2 灑水噴頭的類型

灑水噴頭根據熱敏元件可分為易熔合金型和玻璃球型，其中玻璃球噴頭按照公稱溫度又可分為57℃、68℃、79℃、93℃、100℃、121℃等；根據安裝位置可分為邊墻型、下垂型、直立型；根據靈敏度可分為快速響應、特殊響應和標準響應型；根據噴頭結構可分為閉式、開式和其他類型。其中，68℃玻璃球型閉式灑水噴頭應用最為廣泛，它主要由噴頭主體框架、濺水盤、感溫玻璃球及密封座等構件組成[3]。

1.3 灑水噴頭的工作原理

以玻璃球型閉式灑水噴頭為例，在準工作狀態時管道內充滿用于啟動系統的帶壓水，火災情況下火焰或高溫煙氣上升，通過熱交換使得玻璃球內充裝的液體受熱膨脹，當溫度持續升高到玻璃球的臨界溫度時，密封液體因過度膨脹致使玻璃球破碎，灑水噴頭內密封件受壓沖開，消防管道內帶壓水自動噴出，通過濺水盤擴散后實現對火勢的有效抑制[4]，其工作原理見圖1。易熔元件型閉式灑水噴頭與玻璃球型閉式灑水噴頭工作原理上的區別主要在于釋壓方式不同，高溫煙氣使得易熔合金受熱熔化而啟動系統，易熔元件型噴頭主要用于環境溫度較低或易被碰撞的場所，是對玻璃球型灑水噴頭適用環境的補充。

1.4 灑水噴頭的安裝規范

根據GB50261—2017《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》規定，為避免管道安裝期間產生的內部雜物堵塞噴頭，影響灑水噴頭的啟動和噴水滅火效果，在系統試壓和管道沖洗合格后方可安裝噴頭。為避免影響噴頭的感溫動作性能，降低反應靈敏度，嚴禁給灑水噴頭附加任何裝飾性涂層。為防止灑水噴頭在安裝時遭受損傷，應使用廠家提供的專用扳手。為增強噴頭和管件螺紋連接處的密閉性，可使用聚四氟乙烯生料帶進行纏繞。安裝完成后，工作人員應進行外觀檢查，加強成品保護，嚴禁私自拆裝改動[5]。

2 噴頭堵塞問題分析

2.1 發現噴頭堵塞的問題

某小區安全管理人員在巡檢時發現，一個下垂型68℃玻璃球型閉式灑水噴頭被撞壞，其框架和濺水盤被明顯撞歪，紅色玻璃球已破損，但是管道內沒有水噴出，消防監控中心也未出現任何報警，若未開展本次現場巡檢，該噴頭的異常情況將無法被及時發現。

安全管理人員分析的原因主要為消防管道內無水或噴頭內部堵塞，于是采取措施逐一排除可能出現故障的原因。在打開所在區域的末端試水裝置后，管道內帶壓水迅速噴出，排除消防管網內無水的可能性。為判斷噴頭內部是否堵塞，安全管理人員在采取臨時消防措施后，關閉上游管道閥門，排出局部管網內的消防水，將損壞的噴頭拆下，發現噴頭內部被不明物質充實，證實帶壓消防水未噴出的原因為噴頭內部堵塞。

為檢查是否存在共性問題，工作人員在同層管網隨機拆除10個噴頭，發現5個下垂型噴頭存在被堵塞的情形，另外5個直立型噴頭未被堵塞。考慮到問題的嚴重性，于是擴大排查區域，發現其他區域存在多個下垂型噴頭被堵塞的現象，但是直立型噴頭全都正常。經初步梳理，該小區直立型噴頭共10200個，下垂型噴頭6300個，下垂型噴頭主要位于發生火災風險較大的地下停車場及電梯廳，受影響的防火區域分布較廣。內部被堵塞的下垂型灑水噴頭照片見圖2。

2.2 分析導致噴頭堵塞的原因

為找出噴頭堵塞的原因，需首先確定堵塞物的成分。安全管理人員使用工具取出堵塞物，見圖3。堵塞物呈棕色，質輕、較硬、略透明，表面具有玻璃光澤，碎片具有一定韌性，最底部的形狀與密封座完全契合，初步判斷堵塞物為凝固結塊的液態膠水。

查閱資料得知，該小區消防系統自正式投運以來，管網內持續充滿著帶壓水，未發現維修、更換噴頭的記錄，分析堵塞物來自噴頭安裝期間。經調查，獲悉原安裝作業班組為了避免安裝后噴頭與管件連接處漏水，確保噴頭安裝的合格率，作業人員先在螺紋接管處涂刷膠水，再在其表面纏繞生料帶。部分工人為了提高工作效率，直接到膠水桶蘸取膠水，而不是將膠水刷在噴頭螺紋表面。

采用此種安裝工藝，噴頭螺紋處黏連較多膠水。在纏繞生料帶后，部分膠水被擠壓到螺紋端面，甚至直接進入噴頭內部。膠水未凝固之前具有一定流動性，當噴頭的螺紋端口朝下方時，膠水受重力作用發生集聚，在表面張力影響下集中在螺紋接管處的端面附近。對于下垂型噴頭，因端口朝上、濺水盤朝下，在安裝過程中，膠水很可能進入噴頭內部，并在管道進水之前凝固。而對于直立型噴頭，因端口朝下、濺水盤朝上，在噴頭與管件連接后，膠水受重力作用會沿著消防軟管內壁流動攤開，不會在噴頭內部凝固。

調查過程中未能準確了解到當時使用何種品牌及型號的膠水，安裝作業人員反饋可能使用環氧樹脂膠水。以常見的環氧樹脂膠水為例，在24℃左右的環境下，膠水完全固化時間需要24h，達到最高強度需要3～5天，隨著環境溫度升高其固化時間也隨之縮短。在一般情況下，灑水噴頭安裝完成距離管網充水時間大于3天。因此，在消防管網充水之前，液態膠水已經完全固化，下垂型噴頭內部已被堵塞。

為了進一步證實分析結果，安全管理人員準備6個新的同一品牌的灑水噴頭和一份環氧樹脂AB型膠水，并將噴頭分成2組開展模擬試驗。為了接近真實工作時膠水的黏稠度，在混合膠水并充分攪拌后，靜置2h后再使用。安全管理人員先在所有噴頭螺紋處充分蘸取膠水，再在其表面纏繞生料帶，一組保持螺紋端面朝上，另一組保持螺紋端面朝下，在室溫環境下靜置24h，觀察膠水凝固和噴頭堵塞情況。試驗結果顯示，3個螺紋端面朝上的同組噴頭內部均被凝固的膠水堵塞，另外3個螺紋端面朝下的噴頭內部未有膠水進入。經過對比分析和試驗，確定堵塞物為凝固的液態膠水，直接原因為作業人員安裝噴頭時違規使用膠水。在試驗中還發現，一部分膠水可能通過外部進入主體框架與密封座的縫隙，導致密封座被固定住，尤其對于直立型噴頭，屆時帶壓水可能無法沖開密封座，導致滅火功能失效。

2.3 噴頭堵塞可能導致的后果

形成重大火災事故隱患。重大火災隱患是指違反消防法律法規、不符合消防技術標準，可能導致火災發生或火災危害增大，并由此造成重大、特別重大火災事故或嚴重社會影響的各類潛在不安全因素[6]。當灑水噴頭大量堵塞后，將導致該區域的自動噴水滅火系統在火災情況下不能正常啟動。根據GB35181—2017《重大火災隱患判定方法》第7.4.6條，“已設置的自動噴水滅火系統或其他固定滅火設施不能正常使用或運行”，結合其他判定要素后可能被判定為重大火災隱患。根據《中華人民共和國安全生產法》第七十四條規定，“因安全生產違法行為造成重大事故隱患或者導致重大事故，致使國家利益或者社會公共利益受到侵害的，人民檢察院可以根據民事訴訟法、行政訴訟法的相關規定提起公益訴訟。”因此，噴頭堵塞可能會形成重大火災事故隱患，并涉嫌違反民法和行政法。

延誤火災報警和人員疏散。火災發生時，在高溫火焰或煙氣的作用下，閉式灑水噴頭的熱敏感元件感溫玻璃球溫度達到預定動作溫度后，噴頭玻璃球爆裂，管網內帶壓水噴出。管網中的水由靜止變為流動，水流指示器動作后送出電信號，將在報警控制器上顯示發生火災的防火分區信息，引導消防控制室值班人員立即前往現場核實火情。當濕式報警閥自動開啟后，一部分帶壓水流向報警管路，在延遲器充滿水后水力警鈴將持續發出警報，提醒其他安全管理人員緊急處置，督促無關人員迅速撤離。當噴頭堵塞后，管道內帶壓水無法排出，自動噴水滅火系統的后續動作將不會產生，嚴重影響火災早期處置和疏散逃生。

造成財產損失和人員傷亡。當消防系統壓力開關動作后，將連鎖啟動噴淋泵，持續給噴淋系統供水。一旦噴頭被堵塞，因管網水壓未發生變化，濕式系統將無法自動啟動。若噴頭出現少量堵塞，即使噴頭未堵塞的區域消防系統正常動作，但噴淋范圍將無法覆蓋到堵塞噴頭對應的防火區域，導致火勢不能得到全面控制；若噴頭出現大量堵塞，則可能導致一定防火分區內自動噴水滅火系統功能失效，延誤安全管理人員早期處置和無關人員緊急疏散，可能導致重大財產損失和人員傷亡。

3 建議對策

3.1 強化工藝控制，提升安裝質量

據調查了解，在消防工程安裝施工過程中，作業人員存在操作不規范的行為，從而引發消防工程隱患[7]。在該企業舉一反三開展內部隱患排查時，安全管理人員在一座已建成三十余年的某商業地下停車場發現個別下垂型噴頭內部被膠水堵塞。可見，作業人員安裝噴頭時使用膠水并非個別現象，也不是近期才興起的新工藝。

為確保噴頭安裝質量，應明令嚴禁使用液態膠水，并在各環節加強檢查核對，把好安裝關。在安裝準備階段，管理人員要核驗噴頭的質量檢驗報告，確保取得國家強制性產品認證證書；抽查噴頭外觀是否完好，標志是否齊全，品牌、型號、規格是否與檢驗報告一致；審查作業人員消防安裝資質證書，確保人證合一，防止無證作業。在正式安裝前，管理人員要加強作業前技術交底，嚴格執行安裝工序，開展作業規范培訓，有條件時對作業人員簡要講解噴頭的結構原理、工作性能和噴頭被膠水堵塞后的嚴重后果，使作業人員熟悉安裝工藝的技術要求、質量標準及操作規范，提升安裝質量意識。在安裝作業期間，管理人員要加強現場巡檢，及時發現和制止不規范的行為，如不規范纏繞生料帶、違規使用膠水、不使用專用扳手、在噴頭表面附加裝飾性涂層等，杜絕因無證施工、違規施工、野蠻施工等原因造成質量隱患。還要完善合同條款，明確在消防系統安裝期間發現不規范行為的懲罰條款，提升作業班組的自我管理意識。

3.2 優化調試環節，把控驗收質量

一般情況下，安裝單位在開展濕式系統聯動試驗期間，通常采用從末端試水裝置處放水而不是采用啟動噴頭的方式啟動消防系統，通過檢驗水流指示器、報警閥、壓力開關、水力警鈴和消防水泵的動作及信號反饋情況，來判斷消防系統功能是否正常。灑水噴頭是濕式自動噴水滅火系統中使用數量較多的重要小部件，如在安裝期間因操作不規范導致噴頭內部被膠水堵塞，一旦安裝完成后將很難被發現。為了彌補通過末端試水裝置調試的不足，建議在系統調試環節，強制在重點保護區域內至少隨機啟動一只噴頭，檢驗噴頭動作后是否能啟動消防系統；在系統驗收時，監理單位要重點查驗系統調試記錄中是否啟動過一定數量的消防噴頭；必要時，可以聘請第三方消防技術服務機構參與系統驗收。通過以上措施，督促施工單位在安裝期間杜絕使用膠水、在調試期間真實啟動噴頭，并盡可能在系統正式投運前及時發現并排除噴頭內部被堵塞的情形，確保消防系統功能完好可用。

3.3 細化排查測試，確保維保質量

在消防噴淋系統正式投運后，定期維護管理是確保自動噴水滅火系統正常發揮作用的關鍵。維護管理單位每月應對噴頭進行一次外觀及備用數量檢查，發現不正常或損壞的噴頭應及時更換，噴頭上有異物或任何裝飾性涂層時應及時清除。據了解，國內某核電站采用預防性維修的措施，對投用超過15年的灑水噴頭進行強制性更換。因噴頭是濕式系統中數量較多的部件，如此安排相對而言成本較高。對于絕大多數民用建筑，安裝時噴頭內部一旦堵塞，在未發生火災的情況下將很難被發現，消防噴淋系統成了實質上的擺設，建議維保單位結合消防系統每季度進行放水試驗或定期進行消防專項應急演練，在采取臨時消防措施后，在合適的區域至少選擇一只噴頭來啟動消防系統，驗證噴頭內部是否堵塞。

4 結束語

本文結合現實案例，分析得出作業人員在噴頭安裝期間，存在因違規使用膠水導致噴頭內部堵塞的情形，影響了濕式自動噴水滅火系統投運后的正常功能，并分析了問題原因及可能后果。對于老舊小區、大型商場等人員密集場所，可能同樣存在灑水噴頭被堵塞的情況而不自知，可適時引導物業管理單位開展自查自糾。根據本文的研究結果，可以優化噴頭在安裝、調試、驗收和維護管理等環節的防范措施，為完善《自動噴水滅火系統施工及驗收規范》等相關規范和標準提供了參考依據。

參考文獻

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[2]楊寶坤.地下車庫濕式自動噴水滅火系統問題分析[J].住宅與房地產，2021（7）：65-66.

[3]GB 5135.1—2019 自動噴水滅火系統第1部分：灑水噴頭[S].

[4]歐陽知，李湘念，潘力濤.消防閉式玻璃球灑水噴頭自動感溫性能研究[J].今日消防，2022，7（12）：11-14.

[5]GB 50261—2017 自動噴水滅火系統施工及驗收規范[S].

[6]GB 35181—2017 重大火災隱患判定方法[S].

[7]趙云.建筑機電消防工程安裝施工調試與管理探析[J].居舍，2021（21）：170-171.