第 1 章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 我国建筑火灾事故
随着城市建设的高速发展，一些综合商业建筑、宾馆、写字楼等如雨后春笋般拔地而起。此外随着人们生活水平的提高，建筑内部装修材料和装修形式也在不断多样化同时业主有时会进行建筑内部装修改造，使建筑内部造型更加优美、功能更加完善以至于更好的满足人们对使用环境整洁、美观、舒适的需求。因此引发火灾的危险因素以及火灾危险性也在不断增加，对消防设施的可靠性提出了更高的要求。
火灾事故一般主要分为建筑火灾、室外火灾及其它火灾[1]。其中建筑火灾所占比例最大，也是财产损失、人员伤亡最严重的火灾。例如 2000 年 12 月 25 日河南省东都商厦由于电焊火花溅到地下二层可燃物上，引燃了绒布、沙发和木质家具等物品造成特大火灾。该商厦地下两层未设置自动喷水灭火系统，火灾初期未能够得到有效的控制致使火势迅速蔓延。大量有毒有害气体迅速扩散，造成 309 人中毒窒息死亡。2013 年 1 月 21 日位于北京顺义区的一家饭店因厨房用火不慎引发火灾，建筑烧毁面积 790 平方米，直接财产损失 14 万元受灾商户达 14 户，给人民社会生活造成了极大的影响。再如 2017 年 12 月 1 日，天津市河西区君谊大厦由于烟蒂未掐灭作为遗留火源引燃了 38 层消防电梯前室内存放的可燃物，造成 10人死亡，5 人受伤。事后分析原因：二次装修中委托施工单位拆除楼板，形成通透空间；擅自拆改楼内消防设施，导致消防设施失效。
从以上案例可以了解到综合商业建筑体、酒店、写字楼等建筑场所，功能复杂、人员密集引发火灾危险因素多、火灾负荷大，在消防设施不完善甚至失效的情况下，发生火灾将会造成重大损失[2]。
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1.2 自动喷水灭火系统与洒水喷头概述
1.2.1 自动喷水灭火系统及工作原理
《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2017)（以下简称喷规）中定义[15]：自动喷水灭火系统是由水源、火灾探测器、喷头、报警阀门、末端试水装置等组成的灭火设施。该系统可以用于各类允许用水灭火的建筑场所。通常根据被保护对象的使用性质、场所环境温度以及工作压力等不同选择适宜的灭火系统。
湿式自动喷水灭火系统是所有灭火系统中应用最广泛、控火灭火效率最高的一种消防措施。湿式自动喷水灭火系统运行过程如图 1-2 所示。
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第 2 章 试验材料及分析方法
2.1 喷头响应特性试验装置
洒水喷头响应时间和响应温度受空气流速、环境温度影响较大[55]，所以本试验在密闭箱体内进行。试验主箱体为长方体，其长度 70cm、宽度 60cm、高度 100cm，在箱体正上方开直径为 5cm 的三个圆形洞口便于喷头的更换、响应时间和响应温度的测量。试验器材主要有火源、洒水喷头、温度测量设备等。喷头响应特性试验装置示意图，如 2-1 所示。
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2.2 喷头布水特性试验装置
喷头布水特性试验场所主体为长方体，其尺寸长 5m，宽 4m，高 3.6m。洒水喷头布水特性受空气流动影响较大，即喷洒的水滴在落到地面的过程中因受空气流动导致水滴下落的行径偏移，为减少空气流动对试验结果造成影响，试验期间关闭门窗。
试验主要器材说明如下：
（1）试验吊顶分为：通透性格栅吊顶和密闭吊顶两种。
实际工程中下垂型喷头溅水盘回缩到密闭性吊顶中的情况与吊顶型隐蔽式喷头外罩座包裹溅水盘类似，所以利用隐蔽式喷头外罩座代替密闭性吊顶，即采用吊顶型隐蔽式喷头外罩座与下垂型喷头相结合的方式进行试验。
通透性吊顶采用格栅类网状吊顶，其吊顶厚度 10mm、吊顶网格尺寸100mm×100mm、吊顶镂空率 82.6%，吊顶自身高度采用 30mm 和 45mm 两种。具体部位尺寸如图 2-3 所示。
（2）洒水喷头：试验选择喷头型号为 ZSTX -15，螺纹口径 R1/2，流量系数K=80。试验前将感温元件玻璃球打碎，下垂安装在试验场所吊顶正中间的位置。为减小喷头轭臂对洒水分布性能的影响，安装时使配水支管与喷头轭臂平行。
（3）喷水强度测量装置包括：集水盒和电子天平。由于吊顶对喷头洒水分布的影响具有随机性、不确定性且喷头的实际有效覆盖区域为圆形，所以集水盒呈米字型散射布置，便于收集不同方位的水滴。集水盒为上口直径 15cm，高 12cm 的圆筒。从喷头正下方开始布置集水盒并作为起点 0m，然后沿喷头布水半径方向每隔 0.2m 布置一个集水盒，依次为 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0m。其集水盒布置方式如图 2-4 所示。集水盒收集的水量用电子天平进行称量，电子天平精确度为 0.1g。
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第 3 章 表面涂覆影响闭式喷头响应特性试验研究...................19
3.1 常见的闭式喷头表面涂覆现象.........................19
3.2 试验研究.....................20
第 4 章 装设吊顶影响闭式喷头布水特性试验研究.........................33
4.1 装设吊顶类型与喷头布置要求.........................33
4.1.1 建筑内部装设吊顶的类型..................33
4.1.2 吊顶与喷头安装现状........................33
第 5 章 分析装修改造对自动喷水灭火系统的影响.......................47
5.1 建筑内部装修改造现象...............................47
5.2 建筑内部装修造成的影响及解决办法........................48
第 5 章 分析装修改造对自动喷水灭火系统的影响
5.1 建筑内部装修改造现象
（1）使用大量易燃、可燃物品
室内装修材料因具有较好的美化功能被广泛应用到建筑内部装修中。在装修过程中人们喜爱根据不同的使用场合选择不同的装修装饰材料。例如，一些娱乐场所使用大量易燃可燃墙布、壁纸进行墙面装饰；高档酒店使用使用化纤材料铺设地毯；使用可燃织物做窗帘；使用易燃的木质材料做壁橱、陈列柜、家具等，这些装修材料的使用在带来美观舒适的同时也增加了建筑物室内可燃物荷载，给消防系统带来了一定安全隐患。
火灾蔓延迅速多数因为装修过程中使用了大量易燃、可燃装修材料[66]。大量可燃易燃装饰品、装修材料会加大火灾荷载，一旦发生火灾自动喷水灭火系统设计的喷水强度可能不再满足要求，不能及时将初期火灾扑灭，使火势迅速蔓延容易造成轰然。此外装修装饰材料多为高分子聚合物，燃烧时会产生大量有毒有害气体，如一氧化碳、二氧化碳等，给安全疏散和消防扑救都带来一定困难。
（2）建筑物使用性质变更
在初期设计自动喷水灭火系统时，一般建筑物都按照整体进行考虑。一栋综合性建筑通常集购物、餐饮、娱乐、办公等于一体，因此很多大中型综合建筑体分块经营，导致建筑使用性质也会经常变更[67]。例如：原本设计的购物中心，根据租赁方的要求改变成电影院；部分商户将原建筑改造为少儿培训机构；租赁业主因经营不善进行转租，接手的业主可能将原本设计的商铺改成餐饮；一些地下停车场变为储物仓库；住宅一二层改变为商用超市、餐饮等。建筑物在内部装修改造过程中存在一定程度上使用性质变更，自然就会改变消防系统的灭火效率。最终导致原本的火灾危险等级、喷头的选型等不能满足自动喷水灭火系统的规范
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结论与建议
本文根据自动喷水灭火系统实际工程运行中以及建筑内部装修改造过程中洒水喷头所面临的问题展开研究，研究了表面涂覆对喷头响应特性的影响、装设吊顶对喷头布水特性的影响以及建筑内部装修改造对自动喷水灭火系统中喷头布置的影响。主要得到以下结论：
（1）装修涂料涂覆 68℃玻璃球喷头当感温元件表面未完全涂覆时，受涂料涂覆的影响较小。喷头均能响应其平均响应时间和响应温度分别为 87s、112.4℃。当感温元件表面完全涂覆时，受涂料涂覆的影响显著。存在玻璃球破裂但不能完整脱落导致喷头无法启动的情况，其平均响应时间和响应温度分别为 99s、122.7℃，较未进行涂料涂覆的喷头响应温度升高 12.7%、响应时间增大 17.9%。
（2）装修涂料涂覆 72℃易熔元件喷头当感温元件表面未完全涂覆时，受涂料涂覆的影响不大。喷头均能响应其平均响应时间和响应温度分别为 146s、144.7℃。当感温元件表面完全涂覆时，受涂料涂覆的影响很大。存在易熔合金熔化但喷头组件无法脱落导致喷头无法启动的情况。其平均响应时间和响应温度分别为 222s、165.8℃，较未进行涂料涂覆的喷头响应温度升高 18%、响应时间增大 62%。
（3）厨房油烟污垢涂覆 79℃玻璃球喷头喷头响应时间响应温度几乎没有受到厨房油烟污垢的影响，但油烟污垢涂覆 30 天和涂覆 90 天的喷头均存在玻璃球不能完全均匀破碎，使喷头无法正常启动的情况。与未进行油烟污垢涂覆的喷头相比，涂覆 30 天时喷头平均响应时间仅多 1s，响应温度仅高 0.3℃。涂覆 90 天时喷喷头平均响应时间仅多 5s，响应温度仅高 2.1℃。
（4）墙面乳胶漆涂覆 68℃隐蔽式喷头喷头响应时间和响应温度受墙面乳胶漆影响较小，喷头组件均能脱落响应。当装饰盖板未完全涂覆时，平均响应时间为179s，平均响应温度为 154.8℃。当装饰盖板完全涂覆时，洒水喷头响应时间，响应温度受到轻微的影响，平均响应时间为 187s，平均响应温度为 158℃，较未进行涂覆的喷头平均响应温度仅高 4.7℃。
参考文献（略）