一种家用独立式简易水喷雾灭火装置及使用方法与流程

本发明涉及住宅建筑消防设计领域，特别是一种家用独立式简易水喷雾灭火装置及使用 方法，用于家庭住宅建筑内的火灾初期自动报警和灭火。

背景技术：

现有住宅具有可燃易燃物较多、存在大量家用电器、救援通道单一、火势发展猛烈等特 点，同时还存在消防队员无法在最佳时间到达火场，以及在很多情况下外部消防设备难以满 足灭火作业任务等问题。

目前我国《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)，仅是规定建筑高度大于100m的住宅 建筑应设置自动喷水灭火系统。现有住宅建筑内消防灭火设施有两种，其一消火栓系统设置 在住宅疏散通道两侧，存在着造价高、维护困难、正常使用率低、耗水量大、无法扑灭带电 火灾等问题。

其二磷酸铵盐干粉灭火器，一方面因为需要手提使用，致使老人小孩手提操作困难，另 一方面受火势现场情势复杂等因素影响，可能出现难以接近固定设置点的情况，致使无法发 挥作用。

显然，现有的住宅建筑消防灭火设施均未能很好控制我国住宅火灾发生起数和火灾死亡 人数，因此如何依靠住宅建筑内各住户第一现场的自身灭火能力，有效控制和扑救住宅初期 火灾已经成为了亟需研究的课题，具有重要意义。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种家用独立式简易水喷雾灭火装置及 使用方法，针对住宅火灾的种类和特点，旨在实现便于安装、造价低、响应时间早、初期控 火率高等要求，以提高住宅建筑自防自救的能力，有效扑灭住宅建筑初期火灾，减少人员伤 亡和财产损失。

本发明为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种家用独立式简易水喷雾灭火装置， 包括物业消防控制室的火灾报警控制器，其特征在于：还包括家用全自动增压稳压自吸泵、 电磁阀、总电磁阀、复合式感光感烟火灾探测器、感温探测器、声光报警器、手动火灾报警 按钮、开式离心型水雾喷头和控制装置；

至少一个开式离心型水雾喷头设置在住宅单元的卧室、客厅和厨房的上方，每个开式离心型 水雾喷头与一根配水支管的出水口连接，数根配水支管的进水口分别与配水干管的出水口连 接，配水干管的进水口依次通过设置在厕所内的总电磁阀和家用全自动增压稳压自吸泵与市 政管网入户端连接，在进入卧室、客厅和厨房内的配水支管或配水干管上分别设有至少一个 电磁阀，在卧室和客厅内屋顶的居中位置，分别设有至少一个复合式感光感烟火灾探测器， 在厨房内屋顶的居中位置设有一个感温探测器，所述控制装置、声光报警器、手动火灾报警 按钮分别设置在住宅单元入户门内通道的墙体上，其底边距地高度为1.3～1.5m；

电路连接为：控制装置分别与电磁阀、总电磁阀、复合式感光感烟火灾探测器、感温探测 器、声光报警器、物业消防控制室的火灾报警控制器连接，手动火灾报警按钮与物业消防控 制室的火灾报警控制器连接。

一种家用独立式简易水喷雾灭火装置的使用方法，其特征在于，步骤如下：

第一步，设置，家用全自动增压稳压自吸泵处于带电连接状态，电磁阀处于常闭状态，总电 磁阀处于常开状态；

第二步，当住宅单元的卧室或客厅或厨房内发生火灾时，卧室或客厅的复合式感光感烟火灾 探测器或厨房的感温探测器响应，复合式感光感烟火灾探测器或感温探测器将电信号输入到 控制装置，控制装置一方面直接触发发生火灾的卧室或客厅或厨房配水支管上的电磁阀打 开，水经开式离心型水雾喷头喷出水雾进行灭火，此时由于管路内水压降低，即自动触发家 用全自动增压稳压自吸泵启动，使开式离心型水雾喷头在恒定有效的水压作用下持续喷射水 雾进行灭火；

控制装置另一方面将电信号同时输出到声光报警器和物业消防控制室的火灾报警控制器，声 光报警器发出声光报警信号，以提醒同楼住户第一时间疏散，物业监控室值班人员第一时间 知到发生火情的用户家内所在位置，并采取相应措施；

第三步，火灾扑灭后，按下控制装置设置的总电磁阀的关闭按钮，配水干管中的水源被切 断，家用全自动增压稳压自吸泵自动关闭，同时按下控制装置设置的声光报警器的复位按 钮，声光报警器停止报警，灭火装置停止动作；

当住宅单元的卧室或客厅或厨房内发生火灾时，卧室或客厅的复合式感光感烟火灾探测器或 厨房的感温探测器未实现响应时，或用户第一时间发现家中卧室或客厅或厨房内发生火灾 时，住户通过控制装置设置的卧室或客厅或厨房的手动按钮，打开发生火灾的卧室或客厅或 厨房配水支管上的电磁阀，水经开式离心型水雾喷头喷出水雾进行灭火，此时由于管路内水 压降低即自动触发家用全自动增压稳压自吸泵启动，从而使开式离心型水雾喷头在恒定有效 的水压作用下持续喷射水雾进行灭火，同时住户通过手动火灾报警按钮将电信号输入到物业 消防控制室的火灾报警控制器，第一时间通知物业值班人员起火住户所在位置，灭火过程重 复第二步和第三步；

当该装置误动作时，用户按下控制装置设置的总电磁阀的关闭按钮，配水干管中的水源被切 断，家用全自动增压稳压自吸泵自动关闭，同时按下控制装置设置的声光报警器的复位按 钮，声光报警器停止报警，灭火装置停止动作，并通知物业监控室没有火情，属于误动作。 本发明的有益效果是：

1.相比现有住宅火灾灭火设施和手段，具有简易、高效、动作时间早、性价比高、可靠性高 等特点。

2.同时扑灭住宅建筑的A类火灾、E类火灾和F类火灾，实现了住宅火灾初期的自动报警和 自动灭火功能，提高了住宅建筑自防自救的能力，能有效控制或扑灭住宅建筑初期火灾，减 少了人员伤亡和财产损失。

3.本装置可使物业监控室值班人员第一时间得知发生火情的用户家庭所在位置，并采取相应 措施。

4.本装置以住户为单位，独立安装便于维护，利于推广。

5.本装置具有自动启动和应急手动启动两种方式，有效防止误动作，保证系统可靠性。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的管路和电路的连接示意图；

图3为本发明方案一的喷头及节点的平面布置示意图；

图4为本发明方案二的喷头及节点的平面布置示意图。

具体实施方式

结合附图及实施例，对本发明的家用独立式简易水喷雾灭火装置结构作进一步详细说 明。

如图1、2所示，一种家用独立式简易水喷雾灭火装置，包括住宅单元、物业消防控制 室的火灾报警控制器12，还包括家用全自动增压稳压自吸泵1、电磁阀2、总电磁阀3、复 合式感光感烟火灾探测器4、感温探测器5、声光报警器6、手动火灾报警按钮7、开式离心 型水雾喷头8和控制装置9。

住宅单元包括卧室、客厅、厨房和厕所，卧室或客厅或厨房至少为一间。

将至少一个开式离心型水雾喷头8设置在住宅单元的卧室、客厅和厨房的上方，每个开式离 心型水雾喷头8与一根配水支管11的出水口连接，数根配水支管11的进水口分别与配水干 管10的出水口连接，配水干管10的进水口依次通过设置在厕所内的总电磁阀3和家用全自 动增压稳压自吸泵1与市政管网入户端13连接，在进入卧室、客厅和厨房内的配水支管11 或配水干管10上分别设有至少一个电磁阀2。

在卧室和客厅内屋顶的居中位置，分别设有至少一个复合式感光感烟火灾探测器4，在 厨房内屋顶的居中位置设有一个感温探测器5。

将控制装置9、声光报警器6、手动火灾报警按钮7分别安装在住宅单元入户门内通道 的墙体上，即安装在明显和便于操作的部位，采用壁挂方式安装，控制装置9、声光报警器 6和手动火灾报警按钮7的底边距地高度宜为1.3～1.5m，防止小孩误操作。

电路连接为：控制装置9分别与电磁阀2、总电磁阀3、复合式感光感烟火灾探测器 4、感温探测器5、声光报警器6、物业消防控制室的火灾报警控制器12连接，手动火灾报 警按钮7与物业消防控制室的火灾报警控制器12连接。

家用全自动增压稳压自吸泵1和总电磁阀3设置在住宅单元厕所内的盥洗池下部。

一种家用独立式简易水喷雾灭火装置的使用方法，步骤如下：

第一步，设置，家用全自动增压稳压自吸泵1处于带电连接状态，电磁阀2处于常闭状态， 总电磁阀3处于常开状态。

第二步，当住宅单元的卧室或客厅或厨房内发生火灾时，卧室或客厅的复合式感光感烟火灾 探测器4或厨房的感温探测器5响应，复合式感光感烟火灾探测器4或感温探测器5将电信 号输入到控制装置9，控制装置9一方面直接触发发生火灾的卧室或客厅或厨房配水支管11 上的电磁阀2打开，水经开式离心型水雾喷头8喷出水雾进行灭火，此时由于管路内水压降 低，即自动触发家用全自动增压稳压自吸泵1启动，使开式离心型水雾喷头8在恒定有效的 水压作用下持续喷射水雾进行灭火；

控制装置9另一方面将电信号同时输出到声光报警器6和物业消防控制室的火灾报警控制器 12，声光报警器6发出声光报警信号，以提醒同楼住户第一时间疏散，物业监控室值班人员 第一时间知到发生火情的用户家内所在位置，并采取相应措施。

第三步，火灾扑灭后，按下控制装置9设置的总电磁阀3的关闭按钮，配水干管10中的水 源被切断，家用全自动增压稳压自吸泵1自动关闭，同时按下控制装置9设置的声光报警器 6的复位按钮，声光报警器6停止报警，灭火装置停止动作。

当住宅单元的卧室或客厅或厨房内发生火灾时，卧室或客厅的复合式感光感烟火灾探测器4 或厨房的感温探测器5未实现响应时，或用户第一时间发现家中卧室或客厅或厨房内发生火 灾时，住户通过控制装置9设置的卧室或客厅或厨房的手动按钮，打开发生火灾的卧室或客 厅或厨房配水支管11上的电磁阀2，水经开式离心型水雾喷头8喷出水雾进行灭火，此时 由于管路内水压降低即自动触发家用全自动增压稳压自吸泵1启动，从而使开式离心型水雾 喷头8在恒定有效的水压作用下持续喷射水雾进行灭火，同时住户通过手动火灾报警按钮7 将电信号输入到物业消防控制室的火灾报警控制器12，第一时间通知物业值班人员起火住 户所在位置，灭火过程重复第二步和第三步。

当该装置误动作时，用户按下控制装置9设置的总电磁阀3的关闭按钮，配水干管10中的 水源被切断，家用全自动增压稳压自吸泵1自动关闭，同时按下控制装置9设置的声光报警 器6的复位按钮，声光报警器6停止报警，灭火装置停止动作，并通知物业监控室没有火 情，属于误动作。

根据卧室、客厅、厨房各功能区特点，火灾探测器分设两种，其中复合式感光感烟火灾 探测器4分别安装在住户卧室和客厅，感温探测器5安装在住户厨房，同时，为避免灭火装 置误动作，在配水干管10上装有总电磁阀3，由控制装置9上的总电磁阀3手动关闭按钮 控制总电磁阀3的关闭。

当住宅建筑设有消防配电线路时，装置的供电优先采用消防配电，以增强其工作的可靠 性。

开式离心型水雾喷头8最不利点水雾喷头的工作压力不应小于0.35MPa，家用独立式简 易水喷雾灭火装置的设计供给强度不低于15L/(min·m²)。

综合造价和美观，针对卧室或客厅或厨房的面积按照《水喷雾灭火系统技术规范》 (GB50219-2014)通过选用合理流量系数的水雾喷头，确定适当的水雾喷头数量及布置间 距。

与家用全自动增压稳压自吸泵1连接的配水干管10和配水支管11的管径以及家用全自 动增压稳压自吸泵1的参数按照《水喷雾灭火系统技术规范》(GB50219-2014)的要求进行 水力计算而定。

以图3、图4为例：

住宅单元为一两居室，使用面积为63m²，层高3.2m，按照使用功能进行区域划 分，主卧长宽为4.2m×3m，次卧长宽为3m×3m，客厅长宽为6.2m×4.2m，厨房 长宽为4.2m×3m。

①功能区水雾喷头数量的确定；

V水雾喷头的流量(L/min)，公式为：

式中:q——水雾喷头的流量(L/min)；

P——水位喷头的工作压力(MPa)，不低于0.35MPa；

K——水雾喷头的流量系数，取值由喷头制作商提供。

根据《水喷雾灭火系统技术规范》GB50219-2014式(7.1.2)计算保护对象所需水雾喷头 的计算数量(只)，公式为：

式中：N——保护对象所需水雾喷头的计算数量(只)；

S——保护对象的保护面积(m²)；

W——保护对象的设计供给强度(L/(min·m²)，不低于15L/(min·m²)。

②与家用全自动增压稳压自吸泵1连接的配水干管10和配水支管11的管径的确定；

根据《水喷雾灭火系统技术规范》GB50219-2014中管道内水的平均流速不宜大于5m/s进 行分析，计算管道内水的平均流速(m/s)，公式为：

式中：v——管道内水的平均流速(m/s)；

D——管道直径(m)。

③家用全自动增压稳压自吸泵1流量的确定；

根据《水喷雾灭火系统技术规范》GB50219-2014式(7.1.3)计算系统的计算流量 (L/s)，公式为：

式中：Qj——系统的计算流量(L/s)；

n——系统启动后同时喷雾的水雾喷头的数量(只)，根据现有住宅各功能区实际布 置的水雾喷头数量，确定该装置合理的作用面积；

qi——水雾喷头的实际流量(L/min)，应按水雾喷头的实际工作压力计算。

根据《水喷雾灭火系统技术规范》GB50219-2014式(7.1.4)计算系统的设计流量 (L/s)公式为：

Qs＝kQj

式中：Qj——系统的计算流量(L/s)；

k——安全系数，应不小于1.05。

④配水干管10和配水支管11单位长度水头损失的确定；

根据《水喷雾灭火系统技术规范》GB50219-2014，当系统管道采用普通钢管或镀锌钢管 时，其沿程水头损失应按规范中公式(7.2.1-1)计算管道的单位长度水头损失

(MPa/m)，公式为：

式中：i——管道的单位长度水头损失(MPa/m)；

dj——管道的计算内径(m)。

⑤家用全自动增压稳压自吸泵1扬程的确定；

根据《水喷雾灭火系统技术规范》GB50219-2014公式(7.2.4)计算消防水泵的扬程

(MPa)，公式为：

H＝∑h+P0+hz

式中：H——消防水泵的扬程(MPa)；

P0——最不利点水雾喷头的工作压力(MPa)；

hz——最不利点处水雾喷头与消防水池的最低水位的静压差(MPa)；

∑h——管道沿程和局部水头损失的累计值(MPa)，由各管道单位长度水头损失 与管道长度或者当量长度的乘积后累计求和得到。

从上述公式可得：水雾喷头流量特性系数K如果过大，将会增大水雾喷头的设计流 量，为满足配水管道的流速要求，从而需要增大配水管道的管径，影响装置的经济性和美观 性；水雾喷头流量特性系数K如果过小，将会大大增加各功能区水雾喷头的布置数量，影响 装置空间布局的美观性。综合上述关系，在针对方案通过水力计算最终确定家用全自动增压 稳压自吸泵的扬程时，须同时注意应避免扬程过大而超过限值。

由此，确定下述两种方案。

方案一：选用开式离心型水雾喷头ZSTW-50-90,公称工作压力为0.35MPa，流量特性 系数K为26.5。

①各功能区水雾喷头数量的确定；

水雾喷头流量

设计供给强度取15(L/(min·m²)，则各功能区水雾喷头数量：

主卧：故取4个。

次卧：故取3个。

厨房：故取4个。

客厅：故取8个。

故经上述计算，设计水雾喷头的平面布置方案见图3。

②与家用全自动增压稳压自吸泵1连接的配水干管10和配水支管11的管径的确定；

设计图3中各配水支管管径为DN25，承担2个水雾喷头的配水干管管径为DN32，承担大 于2个水雾喷头的配水干管管径为DN40，经验证满足流速要求。

选取最不利水雾喷头为节点a、家用全自动增压稳压自吸泵1的出水口为节点Q。根据图3 的供水路径，确定最不利支路，即节点a至节点b、节点b至节点c、节点c至节点d、节点 d至节点e、节点e至节点f、节点f至节点Q。

具体管径为：a-b管段的配水支管11管径为DN25，b-c管段的配水干管10管径为 DN32，c-Q管段的配水干管10管径为DN40。

③家用全自动增压稳压自吸泵，1流量的确定；

最不利点喷头在左侧主卧靠外墙处，水力计算的作用面积大小为1/2客厅面积，即 13m²。

装置计算流量

装置设计流量Qs＝kQj＝1.05×3.33＝3.5L/s。

④家用全自动增压稳压自吸泵1扬程的确定；

分别计算节点为a、b、c、d、e、f的局部水头损失以及管段为a-b、b-c、c-d、d-e、e-f、f-Q 的沿程水头损失，通过水力计算，得出表1。各水头损失累计相加，最终得出节点a-Q的累 计水头损失为9.403mH2O。

表1水力计算表(K＝26.5)

家用全自动增压稳压自吸泵的扬程：

H＝∑h+P0+hz＝9.403+35+3.2＝47.603mH2O＝0.476MPa。

方案一具体结构为：四个开式离心型水雾喷头8分别设置在主卧室上方，三个开式离心型水 雾喷头8分别设置在次卧室上方，四个开式离心型水雾喷头8分别设置在厨房上方，四个开 式离心型水雾喷头8为一组，两组共八个开式离心型水雾喷头8分别设置在客厅上方，每个 开式离心型水雾喷头8与一根配水支管11的出水口连接，数根配水支管11的进水口分别与 配水干管10的出水口连接，配水干管10的进水口依次通过设置在厕所内的总电磁阀3和家 用全自动增压稳压自吸泵1与市政管网入户端13连接，在进入主卧室、次卧室和厨房内的 配水干管10上分别设有一个电磁阀2，在进入客厅内的两根配水干管10上分别设有一个电 磁阀2，在主卧室和次卧室内屋顶的居中位置分别设有一个复合式感光感烟火灾探测器4， 在客厅内每组四个开式离心型水雾喷头8的合围中心位置分别设有一个复合式感光感烟火灾 探测器4，在厨房内屋顶的居中位置设有一个感温探测器5。

控制装置9、声光报警器6、手动火灾报警按钮7分别设置在住宅单元入户门内通道的墙体 上，其底边距地高度为1.3～1.5m。

电路连接为：控制装置9分别与电磁阀2、总电磁阀3、复合式感光感烟火灾探测器4、感 温探测器5、声光报警器6、物业消防控制室的火灾报警控制器12连接，手动火灾报警按钮 7与物业消防控制室的火灾报警控制器12连接。

方案二：选用开式离心型水雾喷头ZSTWB-100-90,公称工作压力为0.35MPa，流量特 性系数K为53.5。

①各功能区水雾喷头数量的确定；

水雾喷头流量

设计供给强度取15(L/(min·m²)，则各功能区水雾喷头数量：

主卧：故取2个。

次卧：故取2个。

厨房：故取2个。

客厅：故取4个。

故经上述计算，设计水雾喷头的平面布置方案见图4。

②与家用全自动增压稳压自吸泵1连接的配水干管10和配水支管11的管径的确定

图4中承担1个水雾喷头的配水支管管径为DN25，承担2个水雾喷头的配水支管管径为 DN32，配水干管管径为DN40，经验证满足流速要求。

选取最不利水雾喷头为节点h、家用全自动增压稳压自吸泵1的出水口为节点Q。根据 图4的供水路径，确定最不利支路，即节点h至i、节点i至节点j、节点j至节点k、节点k 至节点l、节点l至节点Q。

具体管径为：h-i管段的配水支管11管径为DN25，i-j管段的配水支管11管径为

DN32，j-Q管段的配水干管10管径为DN40。

③家用全自动增压稳压自吸泵1流量的确定

最不利点喷头在左侧主卧靠外墙处，水力计算的作用面积大小为1/2客厅面积，即 13m²。

装置计算流量

装置设计流量Qs＝kQj＝1.05×3.33＝3.5L/s。

④家用全自动增压稳压自吸泵1扬程的确定；

分别计算节点为h、i、j、k、l的局部水头损失以及管段为h-i、i-j、j-k、k-l、l-Q的沿程水 头损失，通过水力计算，得出表2。各水头损失累计相加，最终得出节点h-Q的累计水头损 失为12.284mH2O。

表2水力计算表(K＝53·5)

计算得出消防水泵的扬程应为：

H＝∑h+P0+hz＝12.284+35+3.2＝50.484mH2O＝0.505MPa。

具体结构为：两个开式离心型水雾喷头8分别设置在主卧室上方，两个开式离心型水雾喷头 8分别设置在次卧室上方，两个开式离心型水雾喷头8为一组，两组共四个开式离心型水雾 喷头8分别设置在客厅上方，两个开式离心型水雾喷头8分别设置在厨房上方。

主卧室内的两个开式离心型水雾喷头8通过配水支管11与配水干管10的出水口连接，在与 配水干管10连接的配水支管11上设有一个电磁阀2。

次卧室内的两个开式离心型水雾喷头8通过配水支管11与配水干管10的出水口连接，在与 配水干管10连接的配水支管11上设有一个电磁阀2。

客厅内的两组开式离心型水雾喷头8分别通过配水支管11与配水干管10的出水口连接，在 与配水干管10连接的两根配水支管11上分别设有一个电磁阀2。

厨房内的两个开式离心型水雾喷头8通过配水支管11与配水干管10的出水口连接，在与配 水干管10连接的配水支管11上设有一个电磁阀2。

配水干管10的进水口依次通过设置在厕所内的总电磁阀3和家用全自动增压稳压自吸泵1 与市政管网入户端13连接。

在主卧室和次卧室内屋顶的居中位置分别设有一个复合式感光感烟火灾探测器4，在客厅内 每组两个开式离心型水雾喷头8的一侧分别设有一个复合式感光感烟火灾探测器4，在厨房 内屋顶的居中位置设有一个感温探测器5。

将控制装置9、声光报警器6、手动火灾报警按钮7分别设置在住宅单元入户门内通道 的墙体上，其底边距地高度为1.3～1.5m。

电路连接为：控制装置9分别与电磁阀2、总电磁阀3、复合式感光感烟火灾探测器4、感 温探测器5、声光报警器6、物业消防控制室的火灾报警控制器12连接，手动火灾报警按钮 7与物业消防控制室的火灾报警控制器12连接。

上述实施例，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。