CN104027924A - 一种适用于高层住宅建筑的灭火系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于高层住宅建筑的灭火系统，包括水箱、主回路及多个灭火喷头，水箱及主回路均安装于高层住宅建筑屋顶，主回路包括至少两个控制阀、水压力传感器以及消防泵，一控制阀的两端分别连接水箱和消防泵，水压力传感器的两端分别连接另一控制阀和消防泵，消防泵通过喷水灭火管道向多个灭火喷头供水，多个灭火喷头分别位于高层住宅建筑的每一楼层。与现有技术相比，本发明的灭火系统利用了安装于高层住宅建筑屋顶的水箱内所存储的大量的水和地心引力所能带来的可靠、大量的动压能源，从而采用普通的消防泵便可达到增压泵所能达到的灭火效果，从而解决了普通消防泵在灭火过程中吸水(引进水量)能力很低的问题，且无需将消防泵安装在建筑底层而占用昂贵地方，减少了经济成本。

Description

一种适用于高层住宅建筑的灭火系统

技术领域

本发明涉及消防灭火装置技术领域，更具体地涉及一种适用于高层住宅建筑的灭火系统。

背景技术

美国和所有进步国家的建筑物能够应用的建筑设计模式是局限于许多不同工程规范和标准的。在美国，其中一部分技术法规和标准是由美国国家防火协会(NFPA)开发的。这是一个全国性的组织，统筹开发建筑物防火技术和诸如自动喷水灭火系统的設計安装标准(NFPA13)和安装固定消防泵标准(NFPA20)。

目前，无论是美国的国家建筑法规，或者是属于国家供水管道工程规范里都没有允许设计工程师利用高楼水箱的简易和经济设计融入供水系统。所以目前美国的高楼住宅大厦是没有提供生活用水屋顶水箱的，这种法律推理的局限，同时阻碍和影响了NFPA自动喷水灭火系统急需的高层住宅建筑的配套技术发展。

依据现行NFPA20法理规范所生产的消防泵均归类为增压泵。虽然这些消防泵的设计，能够产生高水压大排放量，其不足在于它吸水(引进水量)的能力很低。所以这些消防泵是不适合于安装在升高的区域位置，如建筑物的屋顶安装等，远离一般源于地下的自供水系统。由于消防泵的吸水摄入功能低的障碍，工程师们设计的自动喷水灭火系统都需要把消防泵安装在较低的大厦楼层地平面和/或地下室，以减少消防泵和水源之间的距离影响消防泵的工作效率。但是这种设计原理把消防泵安装在楼下地面层同時也导致一些严重的技术上的问题。因为，如果火灾发生，没有电力供应时，这个系统就需要提供以易燃的柴油或汽油为动力消防泵作为特殊情况的后备供应电源。且由于这些消防泵的位置是在大厦较低的楼层，他们的位置地方会影响危及住在消防泵上面楼层的人口。所以美国国家建筑法规要求自动喷水灭火系统的消防泵安装在独立的机械室里，机械室的墙壁建造需要至少一小时的防火耐火功能等级。因此，这些泵房占据了一些建筑物中最具商业价值的地面空间。此外，较高的建筑物需要更大的消防泵，甚至需要应用复式的消防泵在高楼的楼层中段，用以接驳低层消防泵的功能局限。故，传统的消防理论中需要更大的系统后备动能，更多易燃柴油或汽油将被存储在消防泵室里，导致极其危险的潜在隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于高层住宅建筑的灭火系统，以解决普通消防泵在灭火过程中吸水(引进水量)能力很低的问题，且无需将消防泵安装在建筑底层而占用昂贵地方。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种适用于高层住宅建筑的灭火系统，包括水箱、主回路及多个灭火喷头，水箱及主回路均安装于高层住宅建筑屋顶，主回路包括至少两个控制阀、水压力传感器以及消防泵，一控制阀的两端分别连接水箱和消防泵，水压力传感器的两端分别连接另一控制阀和消防泵，消防泵通过喷水灭火管道向多个灭火喷头供水，多个灭火喷头分别位于高层住宅建筑的每一楼层。

与现有技术相比，本发明适用于高层住宅建筑的灭火系统的水箱及主回路均安装于高层住宅建筑的屋顶，当某一楼层发生火灾时，位于该楼层的灭火喷头感应达到其预定的激活温度时，将会在火灾现场喷洒水以控制火势，在这个过程中，水压力传感器检测喷水灭火管道内的压力，并根据检测结果启动消防泵，消防泵开始工作以保证水箱内的水足够用于灭火喷头进行灭火。即，本发明的灭火系统利用了安装于高层住宅建筑屋顶的水箱内所存储的大量的水和地心引力所能带来的可靠、大量的动压能源，该动压能源有效地增加了消防泵输出的压力和流量体积，从而采用普通的消防泵便可达到增压泵所能达到的灭火效果，解决了普通消防泵在灭火过程中吸水(引进水量)能力很低的问题，且无需将消防泵安装在建筑底层而占用昂贵地方，减少了经济成本。

具体地，主回路还包括止回阀，止回阀的一端与连接水箱的一控制阀连接，止回阀的另一端与消防泵连接。

优选地，灭火系统还包括电磁阀及家用水管，电磁阀的一端与水箱及水压力传感器连接，电磁阀的另一端与家用水管连接。

优选地，灭火系统还包括多个水流量传感器，每一水流量传感器安装于喷水灭火管道且位于每一楼层，水流量传感器与高层住宅建筑内的火灾报警系统连接。

在本发明的一优选实施例中，灭火系统还包括第一旁回路，第一旁回路包括两个控制阀及一个止回阀，止回阀的两端分别连接两个控制阀，一控制阀的连接水箱，第一旁回路安装于高层住宅建筑的屋顶。当主回路的消防泵出现故障时，通过该第一旁回路可保证对灭火喷头的正常供水，避免了传统灭火系统中依赖柴油作为消防泵后备动力对居住在建筑物内的人口的危险，也无需将更多易燃柴油或汽油存储在消防泵室里，有效地避免了潜在隐患。

可选地，该灭火系统还包括水位传感器及第二旁回路，水位传感器安装于水箱内，第二旁回路安装于高层住宅建筑的底层，且水位传感器根据水箱内的水位启动第二旁回路。当水箱内的水位较低，使得水不足以满足灭火要求时，第二旁回路将会启动并向水箱供水。

具体地，第二旁回路包括第一支路，第一支路包括两控制阀、一止回阀及一水泵，止回阀的两端分别连接一控制阀及水泵，另一控制阀的两端分别连接水泵及水箱。

优选地，第二旁回路还包括第二支路，第二支路包括两个控制阀及一个止回阀，止回阀的两端分别连接两个控制阀，一控制阀的连接水箱。当第一支路的水泵出现故障时，可通过第二支路向水箱供水。

优选地，灭火系统还包括与位于高层住宅建筑底层的喷水灭火管道连接的一止回阀，止回阀与一消防连接械连接。通过止回阀和消防连接械可外接公共水源，以保证水箱内的水充足。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明适用于高层住宅建筑的灭火系统安装于高层住宅建筑时的示意图。

图2为图1中A部分的放大图。

图3为图1中B部分的放大图。

图4为图1中C部分的放大图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

请参考图1至图4，本发明适用于高层住宅建筑的灭火系统包括如图2、图3及图4所示的三个部分。如图1所示，该系统由一个垂直的喷水灭火管道1连接在一起，且一供水直立管道2从地面层开始直到高层住宅建筑3的高层，且该供水直立管道2进入该灭火系统的安装于屋顶的水箱11内。

如图1所示，该灭火系统的多个A部分安装于高层住宅建筑3的每一楼层，B部分安装于高层住宅建筑3的屋顶，C部分则安装于高层住宅建筑3的底层。

具体地，如图2所示，A部分包括一个控制阀5、一个水流量传感器6以及多个灭火喷头7，它们通过一管道8连接起来，且管道8与喷水灭火管道1连通。其中，控制阀5靠近喷水灭火管道1，水流量传感器6的两端分别连接控制阀5及第一个灭火喷头7，多个灭火喷头7依次设置于管道8上，且间隔设置以尽量多地覆盖楼层的面积。需要说明的是，水流量传感器6可以发送信号到高层住宅建筑3内所安装的火灾报警系统。

具体地，如图3所示，B部分安装于高层住宅建筑3屋顶的包括水箱11及主回路，其中主回路包括通过喷水灭火管道1连接在一起的两个控制阀5、一个止回阀13、一个消防泵9以及一个水压力传感器12，第一个控制阀5的两端分别连接水箱11和止回阀13，止回阀13的另一端连接消防泵9，消防泵9的另一端连接另一控制阀5，另一控制阀5与水流量传感器6连接。需要说明的是，水压力传感器12可以将整个灭火系统加压，保证喷水灭火管道1内的压力保持在100psi，以增加温度活化的灭火喷头7在发生火灾的情况下可以增加整体灭火系统的感应效率。而水箱11的体积设计需求将通过符合NFPA工程规范设计所需要的水量来确定。且确切的水量要求由当地管辖权力范围来确定，以符合他们的消防工程安全系数要求。

如图3所示，B部分还包括通过管道8与主回路连接的第一旁回路，其包括两个控制阀5及一个止回阀13，止回阀13的两端分别连接两个控制阀5，一控制阀5的一端连接主回路的一控制阀5且与水箱11连接，另一控制阀5的一端连接主回路的另一控制阀5且与水流量传感器6连接。需要说明的是，第一旁回路的设置是用于紧急和维护的目的。当主回路的消防泵9出现故障，未能及时在发生火灾时正常工作时，第一旁回路可以让水10从水箱11内通过地心高重势能引力流向灭火喷头7所在的火灾现场，避免了传统灭火系统中依赖柴油作为消防泵后备动力对居住在建筑物内的人口的危险，也无需将更多易燃柴油或汽油存储在消防泵室里，有效地避免了潜在隐患。

如图3所示，B部分还包括安装于水箱11内的水位传感器16，以监测水箱11内水量10是否满足灭火喷头7进行灭火。

如图3所示，B部分还包括电磁阀14及家用水管15，电磁阀14的一端与水箱11及水位传感器16连接，电磁阀14的另一端与家用水管15连接。需要说明的是，当水压力传感器12监测到喷水灭火管道1内的压力低于100psi或低于预设压力时，水压力传感器12将激活消防泵9开始工作，同时关闭电磁阀14，阻止水箱11继续通过家用水管15提供居民用水，从而确保水10只能用于灭火。

再请参考图4，C部分包括第二旁回路，第二旁回路包括与公共供水主管20连接的第一支路及第二支路，第一支路包括两控制阀5、一止回阀13及一水泵17，止回阀13的两端分别连接一控制阀5及水泵17，另一控制阀5的两端分别连接水泵17及水箱11；第二支路包括两个控制阀5及一个止回阀13，止回阀13的两端分别连接两个控制阀5，一控制阀5的连接水箱11。当水位传感器16监测都水箱11内的水位低于预定水平时，水位传感器16将会发出一个电信号来激活水泵17，使得第二旁回路的第一支路开始工作以通过供水管道2向水箱11供水。需要说明的是，在水泵17发生故障时，可通过第二支路向水箱11供水。

如图4所示，C部分还包括与喷水灭火管道1连接的、安装于高层住宅建筑3底层的止回阀13，一个消防连接械18与止回阀13连接。消防员可通过消防连接械18将消防车里的消防泵19和灭火系统的喷水灭火管道1连接起来，并外接公共水源，以保证水箱11内的水源足以抑制火势。

需要说明的是，上述所提到的所有控制阀5在一般情况下是打开的，只有在系统维修护理时，才容许关闭。而上述所提到的所有止回阀13是用于引导水10流向火灾现场，其可以防止水10盘旋于管道内或流离开火灾现场。图2至图4中的箭头方向象征性地显示了水的流向。

本发明的工作原理如下：

当高层住宅建筑3的任一层发生火灾时，建筑物的楼面温度将会不断升高。安装在该层的第一个灭火喷头7感应到温度达到其预定的激活温度时，灭火喷头7将会自动在火灾现场打开和喷洒水10以控制火势。在这个过程中，流动于喷水灭火管道1的水流将激活水流量传感器6，水流量传感器6将发送一个电信号至火灾报警系统以启动火灾报警。另外，在这个过程中，一旦喷水灭火管道1内的压力低于100psi或低于预设压力，水压力传感器12将发送电信号至屋顶的消防泵9以启动消防泵9，同时关闭电磁阀14阻止水箱11的水通过家用水管15流出。而若消防泵9出现故障，则会通过第一旁回路向灭火喷头7供水。若水位传感器16监测都水箱11内的水位降低时，则会启动第二旁回路的水泵17，通过第二旁回路向水箱11供水。

从以上描述可以看出，本发明的有益效果如下：

1、消防泵9及水箱11均安装于高层住宅建筑3的屋顶，利用了水箱11中所存放的大量生活用水，并且应用了它的地心高势能引力所能带来的可靠、大量的动压能源，该动压能源有效地增加了消防泵9输出的压力和流量体积，以减小灭火系统中所需的消防泵型号和系统管道尺寸的要求，采用普通的消防泵便可到达增压泵所能达到的灭火效果，从而解决了普通消防泵在灭火过程中吸水(引进水量)能力很低的问题；

2、无需将消防泵安装在建筑底层而占用昂贵地方，减少了经济成本；

3、旁回路的设置，保证了对灭火喷头7的正常供水，避免了传统灭火系统中依赖柴油作为消防泵后备动力对居住在建筑物内的人口的危险，也无需将更多易燃柴油或汽油存储在消防泵室里，有效地避免了潜在隐患；

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (9)

1.一种适用于高层住宅建筑的灭火系统，其特征在于，包括水箱、主回路及多个灭火喷头，所述水箱及主回路均安装于高层住宅建筑屋顶，所述主回路包括至少两个控制阀、水压力传感器以及消防泵，一所述控制阀的两端分别连接所述水箱和所述消防泵，所述水压力传感器的两端分别连接另一所述控制阀和所述消防泵，所述消防泵通过喷水灭火管道向多个所述灭火喷头供水，多个所述灭火喷头分别位于所述高层住宅建筑的每一楼层。

2.如权利要求1所述的适用于高层住宅建筑的灭火系统，其特征在于，所述主回路还包括止回阀，所述止回阀的一端与连接所述水箱的一所述控制阀连接，所述止回阀的另一端与所述消防泵连接。

3.如权利要求2所述的适用于高层住宅建筑的灭火系统，其特征在于，所述灭火系统还包括电磁阀及家用水管，所述电磁阀的一端与所述水箱及水压力传感器连接，所述电磁阀的另一端与所述家用水管连接。

4.如权利要求3所述的适用于高层住宅建筑的灭火系统，其特征在于，所述灭火系统还包括多个水流量传感器，每一所述水流量传感器安装于所述喷水灭火管道且位于每一所述楼层，所述水流量传感器与所述高层住宅建筑内的火灾报警系统连接。

5.如权利要求2至4任一项所述的适用于高层住宅建筑的灭火系统，其特征在于，所述灭火系统还包括第一旁回路，所述第一旁回路包括两个所述控制阀及一个所述止回阀，所述止回阀的两端分别连接两个所述控制阀，一所述控制阀的连接所述水箱，所述第一旁回路安装于所述高层住宅建筑的屋顶。

6.如权利要求5所述的适用于高层住宅建筑的灭火系统，其特征在于，所述灭火系统还包括水位传感器及第二旁回路，所述水位传感器安装于所述水箱内，所述第二旁回路安装于所述高层住宅建筑的底层，且所述水位传感器根据所述水箱内的水位启动所述第二旁回路。

7.如权利要求6所述的适用于高层住宅建筑的灭火系统，其特征在于，所述第二旁回路包括第一支路，所述第一支路包括两所述控制阀、一止回阀及一水泵，所述止回阀的两端分别连接一所述控制阀及所述水泵，另一所述控制阀的两端分别连接所述水泵及所述水箱。

8.如权利要求7所述的适用于高层住宅建筑的灭火系统，其特征在于，所述第二旁回路还包括第二支路，所述第二支路包括两个所述控制阀及一个所述止回阀，所述止回阀的两端分别连接两个所述控制阀，一所述控制阀的连接所述水箱。

9.如权利要求5所述的适用于高层住宅建筑的灭火系统，其特征在于，所述灭火系统还包括与位于所述高层住宅建筑底层的所述喷水灭火管道连接的一所述止回阀，所述止回阀与一消防连接械连接。