淺談自動跟蹤定位射流滅火系統

摘要：自動跟蹤定位射流滅火系統以水為射流介質，利用探測裝置對初期火災進行自動探測、跟蹤、定位，并運用自動控制方式來實現射流滅火的固定滅火系統，包括滅火裝置、探測裝置、控制裝置、水流指示器、模擬末端試水裝置以及管網、供水設施等主要組件。

關鍵詞：自動跟蹤；定位；射流滅火

一、自動噴水滅火系統設計關鍵問題

火災是一種常見的災害，一旦發生，往往會造成嚴重的人員傷亡和財產損失。因此，為了在火災發生時迅速控制和撲滅火災，保護人員生命財產安全，需要設置消防滅火系統。不同的場所和設施具有不同的火災風險和特點，因此需要設置不同的消防滅火系統來適應不同的情況。除消火栓系統外，需要設置自動噴水滅火系統。根據2017版的《自動噴水滅火系統設計規范》[1]，總結如下。

對于h＞18m的民用建筑以及h＞12m的廠房已無合適的自噴系統選用。主要原因：當室內高大凈空發生火災時，煙氣在上升過程中會發生一系列變化。這些變化包括煙氣溫度、密度、流動性以及煙霧擴散和堆積等方面。當火災發生時，燃燒產生的熱量會使煙氣溫度迅速升高。隨著煙氣上升到一定高度，溫度會進一步升高。煙氣由于受熱膨脹，密度會減小，使得煙氣上升速度加快。然而，隨著煙氣上升到一定高度，溫度逐漸下降，密度開始增加，導致煙氣上升速度減慢。對流和湍流的作用會逐漸減弱，煙氣的流動性會變得較為穩定。由于煙氣密度和流動性的變化，煙霧在中庭中的擴散路徑和速度也會發生變化。煙霧會隨著煙氣的上升而向上擴散，然后在達到一定高度后開始向四周擴散。同時，由于煙氣密度增加，煙霧會逐漸下沉形成堆積，使流經噴頭的熱氣流溫度與速度降低，將造成噴頭推遲動作，噴頭開放時間推遲，并可能會帶來以下危害?；饎萋蛹觿。喝绻麌婎^的開放時間延遲，火勢有更多的時間和空間擴散，可能導致火勢迅速蔓延到更大范圍，增加了火災的危險性。煙霧濃度增加：火災中產生的煙霧是一種危險的氣體，含有大量的有害物質和熱能。自動噴水滅火系統的噴灑水霧可以有效控制煙霧擴散和稀釋煙氣中的有害物質。如果噴頭的開放時間延遲，煙霧的擴散速度會加快，煙霧濃度會增加，給人員疏散和救援行動帶來更大困難。熱量積聚：火災中產生的熱量是引發火勢蔓延的主要因素之一。自動噴水滅火系統噴灑水霧可以吸收熱量并冷卻火源和周圍環境。如果噴頭的開放時間延遲，熱量的積聚速度會加快，火勢可能會更加猛烈。人員疏散受阻：火災發生時，人員疏散至關重要。自動噴水滅火系統噴灑水霧可以降低煙霧濃度、溫度和火勢，為人員疏散提供更好條件。如果噴頭的開放時間延遲，煙霧濃度和溫度會增加，人員疏散受到阻礙，增加了人員傷亡和火災蔓延風險。系統損壞和失效：自動噴水滅火系統是一種復雜的設備，噴頭的開放時間延遲可能導致系統的損壞和失效。延遲開放可能會導致系統無法及時響應火災，無法發揮正常的滅火作用，甚至可能導致系統故障，無法正常工作。

高大凈空（民用以及工業建筑凈空高度gt;8m、倉庫建筑物內凈空高度gt;12m）的場所，尤其是h＞18m的民用建筑以及h＞12m的廠房，在設計和使用自動噴水滅火系統時，需要確保噴頭能夠及時開放，提高滅火效果，保障人員的生命安全和財產安全?！蹲詣訃娝疁缁鹣到y設計規范》中對于h＞18m的民用建筑以及h＞12m的廠房，可采用自動跟蹤定位射流滅火系統。當自動跟蹤定位射流裝置邊墻安裝或者架空挑空等安裝方式時，場所的最大凈空高度可不限。

二、自動跟蹤定位射流滅火系統工作原理

自動跟蹤定位射流滅火系統是一種智能化滅火設備，其工作原理是通過傳感器檢測火災，采用先進的控制技術和算法精準定位火源位置，并向火源噴射高壓水流進行滅火。具體而言，該系統的傳感器可以通過檢測火災的光學、熱學、紅外等特性，實現對火源的自動化監測和定位?？刂萍夹g和算法可以通過大數據和物聯網技術，精確計算出高壓水流噴射角度和水量，實現快速、準確滅火。當探測裝置探測到無火后，主機結束報警，工作人員關閉消防泵和自動控制閥，停止滅火。系統自動重復巡視，確認無著火點后，自動復位，待機監視。若有火復燃，重復上述滅火過程直至火災撲滅。在探測報警區域內，任何一點出現報警/故障，集中控制主機應發出聲光報警信號和相應的文字提示信息，值班人員通過文字提示信息和現場實時畫面可以準確、直觀了解報警/故障信息，并通過點擊實時畫面上的控制按鈕，對滅火裝置進行實時診斷和實時控制，提高系統的可靠性和工作效率。

自動跟蹤定位射流滅火系統可分為自動消防炮滅火系統、噴射型自動射流滅火系統和噴灑型自動射流滅火系統。其中，自動消防炮滅火系統為滅火裝置流量大于16L/s的自動跟蹤定位射流滅火系統；噴射型自動射流滅火系統為滅火裝置流量不大于16L/s且不小于5L/s的自動跟蹤定位射流滅火系統；噴灑型自動射流滅火系統為滅火裝置流量不大于16L/s且不小于5L/s的自動跟蹤定位射流滅火系統[2]。

自動消防炮滅火系統、噴射型自動射流滅火系統和噴灑型自動射流滅火系統基本組成（圖1、圖2）。兩種系統僅裝置的噴頭樣式不同。

三、適用場景

自動跟蹤定位射流滅火系統適用于各種類型和規模的建筑物，包括住宅樓、辦公樓、商場、學校、醫院、工廠等。此外，該系統也可適用于航空、鐵路領域等，實現對特定區域的火災監控和滅火[3]。

四、案例分析

榆林市西南新區會展中心位于榆林市西南新區榆橫八路兩側、懷遠九街與懷遠十三街之間。以舉辦國內外大型展覽為主，總建筑面積15.8萬m2，包括地下地上建筑，內含六座展廳建筑，配備國際會議中心、大型宴會廳及配套功能。其中，3號展廳為多層公共建筑，地下2層，地上4層，建筑高度24m，消防建筑高度22.70m，含4個中庭，中庭的屋頂高度最高為27m，整體呈現橢圓形形狀。本案例中庭高度為22m～27m，選用設計自動跟蹤定位射流滅火系統的噴射型系統。現場發生火情后，滅火系統自動啟動對應著火區域就近滅火裝置進行火災位置掃描定位，鎖定著火點，報警信號傳給系統集中控制主機主機接收報警指令打開自動控制閥，向著火點實施滅火，無噴射死角，定位準確，火源完全熄滅后關閉。滅火系統操作臺上設置手動切換按鈕，可用于人工手動啟停。

（一）確定設計參數、設備類型及數量

本案例設計于2019年，彼時自動跟蹤定位射流滅火系統技術標準[4]尚未發布，但考慮到項目使用功能的安全性和評審專家意見，采用了10L/s的單個噴射噴頭，與現行規范的要求吻合[5]。會展中心中庭的結構為橢圓形狀，將噴頭和支架均勻分布在中庭周圍。

在確定設備布局時，需要考慮設備的安裝位置、高度、角度等因素，以確保設備正常運行和有效滅火如圖3。

（二）設計管道以及閥門附件

供水管路布置成環狀管網，每臺噴射型自動射流滅火裝置的供水支管上設置水流指示器。管道系統包括主管道、分支管道、噴頭支架、噴頭等。圖4為中庭c區域設置的6個噴射型噴頭以及管線設計。

每個設備獨立配套信號閥、水流指示器、電磁閥。4個中庭設置4個模擬末端試水閥（圖5）。

（三）安裝和調試系統

按照設計，確保設備的安裝位置、高度、角度等符合設計要求。同時，需要進行系統調試和測試，確保系統正常運行和有效滅火。

結語

自動跟蹤定位射流滅火系統具有以下優點，主要從自動化、經濟性和安全性三個方面進行匯總[6]。自動化方面：自動跟蹤定位射流滅火系統能夠實現自動化操作，無須人工干預，減少了人力資源的需求；系統能夠實時監控火災現場情況，通過傳感器采集的數據，自動調整射流的方向和強度，提高了滅火效率；自動化報警系統能夠自動檢測火災并及時發出警報，提醒相關人員采取相應措施，減少了火災造成的損失。經濟性方面：自動跟蹤定位射流滅火系統能夠減少人力資源的需求，降低了人工成本；系統能夠實時監控火災現場，自動調整射流的方向和強度，提高了滅火效率，減少了滅火時間，降低了滅火成本；自動跟蹤定位射流滅火系統能夠及時發現火災，并采取相應的措施，減少了火災造成的損失，降低了維修和重建成本[7]。安全性方面：自動跟蹤定位射流滅火系統能夠自動監測火災現場，減少了人員進入危險區域的風險，降低了人員傷亡的可能性；系統能夠及時發現火災并采取措施，阻止火勢擴大，減少火災造成的危害和損失；自動跟蹤定位射流滅火系統能夠實時監測火災現場，根據實時數據調整射流的方向和強度，提高了滅火效率，減少了火災對周圍環境和人員的威脅。綜上所述，自動跟蹤定位射流滅火系統在自動化、經濟性和安全性方面具有諸多優點。它能夠實現自動化操作和實時監控，提高滅火效率和節約人力資源，降低火災造成的損失和人員傷亡，從而在火災應對和滅火工作中發揮重要作用。

參考文獻

[1]GB50084一2017自動噴水滅火系統設計規范[S].

[2]GB51427-2021自動跟蹤定位射流滅火系統技術標準[S].

[3]石小飛，郭汝艷.自動跟蹤定位射流滅火系統設計中幾個問題淺析[J].給水排水，2023，59（02）：110-114.

[4]齊欣，楊丙杰，楊琦.自動跟蹤定位射流滅火系統應用技術分析[J].消防科學與技術，2022，41（07）：951-953.

[5]張武坤.自動跟蹤定位射流滅火系統設計[J].石家莊職業技術學院學報，2018，30（04）：21-23.

[6]張爽，包海峰，宋曉萌，等.《自動跟蹤定位射流滅火系統技術規程》淺析[J].給水排水，2013，49（S1）：440-442.

[7]魏麗，許友芹.自動跟蹤定位射流滅火系統設計探討[J].山西建筑，2013，39（05）：105-106.