CN106422139A - 一种分布式供水的管网式消火栓系统 - Google Patents

一种分布式供水的管网式消火栓系统 Download PDF

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李伟
胡安林
张潇
汪倩芸
舒宁
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Abstract

本发明一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，包括分布供水单元、多个消火栓和供水管网，所述分布供水单元包括多个分布设置的供水节点；所述供水管网由管道连接消火栓组成；所述供水管网用于提供任一消火栓连接到至少两个节点的供水路径，所述供水路径是供水管网中连接消火栓与供水节点的任一可连通的管路。有益效果在于，通过消防管网将多个供水单元(水雾灭火水箱)连接到一起，并采用消火栓灭火的方式，相比于对水雾灭火水箱的独立使用具有优点如下,就同样的灭火需求而言，减少了水箱的使用量，降低了成本，应为更多的点位可以通过管道引水并采用消火栓灭火。

Description

一种分布式供水的管网式消火栓系统
技术领域
本发明属于消防设备技术领域，涉及一种节水率及可靠性高的管网式消火栓系统，具体涉及一种分布式供水的管网式消火栓系统。
背景技术
消防技术作为公共安全的重要保障技术之一，正越来越被重视。随之而来的是消防技术面临的市场多样化以及各场景适用等问题。
比如，对于文物古建筑而言，随着旅游开发以及对文物古建筑安全的重视，引入消防系统显得尤为必要。但是文物古建筑等消防场景受其自身特殊性的限制，消防系统一方面外观上不能与环境有过大突兀感，另一方面，不能像大多数场景一样采用常规消火栓喷射灭火，通常采用水雾灭火的方式取代传统消火栓。
但是由于消防系统(包括消火栓)的搭建通常会破坏建筑物主体结构，所以对于类似文物古建筑的场合并非优选。因此独立式水雾灭火设备被研发应用，此类设备自带一定容量的水箱和喷射装置，被放置在火灾易发点位附近待命。也有不少消防环境由于缺少足够的水源建设常规消火栓，这种情况下考虑所述独立式水雾灭火设备也是不错的选择。
独立式水雾灭火设备虽然相比于传统消火栓能够节约不少水源，但是其缺陷任然是其水箱容量有限，如果火源较大或难以扑灭，则需要设置更大容量的水箱以满足上述火源点位的灭火需求，否则将是杯水车薪。但是更大容量的水箱一方面提高了系统成本，另一方面也将占用更大的场地，不少消防现场难以找到足够的安装场地将成为新的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的独立式水雾灭火设备水箱容量有限等不足，提出了一种分布式供水消火栓管网控制系统，以及基于所述系统的消火栓管网控制方法。
本发明的技术方案：一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，包括分布供水单元、多个消火栓和供水管网，所述分布供水单元包括多个分布设置的供水节点；所述供水管网由管道连接消火栓组成；所述供水管网用于提供任一消火栓连接到至少两个节点的供水路径，所述供水路径是供水管网中连接消火栓与供水节点的任一可连通的管路。
优选方案，不同的供水路径的重叠部分为同一供水管道，多条供水管道相交处采用多通阀门连接。
优选方案，所述管网式消火栓系统内任一消火栓与任一供水节点之间至少包含两条供水路径。
优选方案，所述多通阀门为换向阀，所述换向阀包括端口关闭组件，所述端口关闭组件可独立关闭或开启换向阀的任一端口。
优选方案，所述管网式消火栓系统包括换向阀控制器，所述换向阀控制器用于控制换向阀的端口关闭组件，以实现系统中供水管网的供水路径重构。
优选方案，所述换向阀控制器包括控制端，所述控制端用于输入火灾位置信息和/或消火栓启用信息。
优选方案，所述供水管网包括单向供水管道，所述单向供水管道中设置有单向止回阀，所述单向止回阀用于防止水从供水管网逆向流动。
优选方案，所述供水管网由横向和纵向交叉连接的供水管道组成，所述管道交叉的节点处包含换向阀。
优选方案，所述换向阀控制器包含第一控制策略，所述第一控制策略根据检测到的火灾位置信息和/或消火栓启用信息开启供水路径最短且可正常使用的供水节点。
优选方案，所述换向阀控制器包含第二控制策略，所述第二控制策略根据检测到的火灾位置信息和/或消火栓启用信息开启供水路径最短且可正常使用的至少两个供水节点。
本发明的有益效果在于，通过消防管网将多个供水单元(水雾灭火水箱)连接到一起，并采用消火栓灭火的方式，相比于对水雾灭火水箱的独立使用具有优点如下：1、就同样的灭火需求而言，减少了水箱的使用量，降低了成本，应为更多的点位可以通过管道引水并采用消火栓灭火；2、同一灭火需求点保障力度更大，独立式水箱仅能为单个灭火需求点提供单独的灭火需求，能提供的水量有限，本发明的系统可以为同一灭火需求点提供全系统所有的水箱水源支持，可以随时搭建起供水通道；3、多个火源可同时扑灭，通过系统控制，可灵活为各火源调配资源，并可将调配向各个火源的水源通过管网进行物理隔离等。
附图说明
图1所示为本发明实施例的一种分布式供水的管网式消火栓系统原理示意图；
图2所示为本发明实施例的一种分布式供水的管网式消火栓系统中特定供水单元到特定消火栓的供水路径生成图示；
图3所示为本发明实施例的一种分布式供水的管网式消火栓系统中特定消火栓建立供水路径及备用供水单元原理图示。
具体实施例
本发明的实施例是依据本发明的原理而设计，下面结合附图和以下具体实施例对本发明作进一步的阐述。
如图1、图2及图3所示，本实施例的一种分布式供水的管网式消火栓系统，包括分布供水单元1、多个消火栓2和供水管网3，所述分布供水单元包括多个分布设置的供水节点；所述供水管网由管道连接消火栓组成；所述供水管网用于提供任一消火栓连接到至少两个节点的供水路径，所述供水路径是供水管网中连接消火栓与供水节点的任一可连通的管路。消火栓管网可以设置为纵横交叉的棋盘结构，并在交叉点位设置控制阀，控制单元控制控制阀端口的开启和关闭以改变水流通过控制阀节点的流向，达到供水路径重构的目的。显然，不管是对于特定的消火栓与特定的供水单元之间还是任意两两节点之间，都可通过改变控制阀的状态实现多条供水路径4的重构。图2示出了从供水单元1到消火栓2的三条供水路径4。图3所示为消火栓A处发出请求时，分别从供水单元C和供水单元D处建立的三条供水路径B。
需要说明的是，本实施例的棋盘式管网结构(平面拓扑结构)仅仅是为了说明本发明的原理而例举的实施例，不因理解为对本发明保护范围的限制。作为所述实施例的替换，本实施例还可以将供水管网设置为立体结构，以实现多层(如多楼层结构)分布式供水的管网式消火栓系统。
优选实施例方案，不同的供水路径的重叠部分为同一供水管道，多条供水管道相交处采用多通阀门连接。本实施例提供了一种供水管网的优化方案，通过将可重叠的供水管网部分设置为同一管道。采用本方案的依据是，由于供水管网是网络结构，所以单个消火栓远远不止一条或两条供水路径，并且多个点位同时着火的概率并不是很大，对于上述小概率事件还可以通过临时搭建可用供水路径(可能不是最优路径)解决灭火需求问题，所以采用上述优化方案可以被考虑。而采用上述方案后带来的效果是，供水管网控制结构被简化，管道使用量被减少，同时可实现的有效供水路径增多，系统可靠性提升。
优选实施例方案，所述管网式消火栓系统内任一消火栓与任一供水节点之间至少包含两条供水路径。上述管网的优化可以采用软件搭建模型和算法，进行自动优化，本条件可以作为系统优化的条件(限定参数)之一。
优选实施例方案，所述多通阀门为换向阀，所述换向阀包括端口关闭组件，所述端口关闭组件可独立关闭或开启换向阀的任一端口。所述管网式消火栓系统包括换向阀控制器，所述换向阀控制器用于控制换向阀的端口关闭组件，以实现系统中供水管网的供水路径重构。换向阀并非唯一选择方案，通过多通阀及连接于管路中的可控阀门同样可以实现相同的效果，不过换向阀在降低系统复杂度方面有一定优势，所以被优选采用。
优选实施例方案，所述换向阀控制器包括控制端，所述控制端用于输入火灾位置信息和/或消火栓启用信息。换向阀控制器可以是工控机或者是基于云平台的网络控制中心，可以内置算法并设置默认策略，当控制端输入所述信息时，可以通过策略计算生成控制控制阀动作的执行信号。
优选实施例方案，所述供水管网包括单向供水管道，所述单向供水管道中设置有单向止回阀，所述单向止回阀用于防止水从供水管网逆向流动。所述单向供水管是通过系统优化分析得出的，当然也可以将单向供水管道的数量作为管网优化的条件之一。单向供水管设置止回阀后就会简化控制阀的控制策略和硬件使用，有利于提高系统的稳定性并降低系统成本。
优选实施例方案，所述供水管网由横向和纵向交叉连接的供水管道组成，所述管道交叉的节点处包含换向阀。即上述提及的宫格交叉棋盘型结构。
优选实施例方案，所述换向阀控制器包含第一控制策略，所述第一控制策略根据检测到的火灾位置信息和/或消火栓启用信息开启供水路径最短且可正常使用的供水节点(单元)。其中路径是否最短有控制策略根据计算获得，供水节点是否可以正常使用，则可有连接至供水单元的探测器(传感器)进行信息反馈，比如检测系统上电情况以及水箱水位情况等。
优选实施例方案，所述换向阀控制器包含第二控制策略，所述第二控制策略根据检测到的火灾位置信息和/或消火栓启用信息开启供水路径最短且可正常使用的至少两个供水节点。采用两个供水节点同时供水的目的一方面避免在供水节点之间切换或出现紧急情况时出现断水的情况，另一方面可以有效保证系统水压。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，包括分布供水单元、多个消火栓和供水管网，所述分布供水单元包括多个分布设置的供水节点；所述供水管网由管道连接消火栓组成；所述供水管网用于提供任一消火栓连接到至少两个节点的供水路径，所述供水路径是供水管网中连接消火栓与供水节点的任一可连通的管路。
2.根据权利要求1所述的一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，不同的供水路径的重叠部分为同一供水管道，多条供水管道相交处采用多通阀门连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，所述管网式消火栓系统内任一消火栓与任一供水节点之间至少包含两条供水路径。
4.根据权利要求2所述的一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，所述多通阀门为换向阀，所述换向阀包括端口关闭组件，所述端口关闭组件可独立关闭或开启换向阀的任一端口。
5.根据权利要求1所述的一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，所述管网式消火栓系统包括换向阀控制器，所述换向阀控制器用于控制换向阀的端口关闭组件，以实现系统中供水管网的供水路径重构。
6.根据权利要求5所述的一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，所述换向阀控制器包括控制端，所述控制端用于输入火灾位置信息和/或消火栓启用信息。
7.根据权利要求6所述的一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，所述供水管网包括单向供水管道，所述单向供水管道中设置有单向止回阀，所述单向止回阀用于防止水从供水管网逆向流动。
8.根据权利要求1-7之任一权利要求所述的一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，所述供水管网由横向和纵向交叉连接的供水管道组成，所述管道交叉的节点处包含换向阀。
9.根据权利要求8所述的一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，所述换向阀控制器包含第一控制策略，所述第一控制策略根据检测到的火灾位置信息和/或消火栓启用信息开启供水路径最短且可正常使用的供水节点。
10.根据权利要求8所述的一种分布式供水的管网式消火栓系统，其特征在于，所述换向阀控制器包含第二控制策略，所述第二控制策略根据检测到的火灾位置信息和/或消火栓启用信息开启供水路径最短且可正常使用的至少两个供水节点。
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