Hệ thống ống ướt

Với một biên độ rộng, các hệ thống phun nước đường ống ướt được lắp đặt thường xuyên hơn tất cả các loại hệ thống phun nước chữa cháy khác. Chúng cũng đáng tin cậy nhất, bởi vì chúng đơn giản, với các thành phần hoạt động duy nhất là vòi phun tự động và (thông thường, nhưng không phải luôn luôn) van kiểm tra báo động tự động. Một nguồn cấp nước tự động cung cấp nước dưới áp lực cho hệ thống đường ống.

Chống đông ướt ống

Hệ thống ướt có thể được sạc bằng hóa chất chống đông, để sử dụng khi đường ống không thể được giữ ở mức đáng tin cậy trên 40 độ F.

Mặc dù các hệ thống như vậy đã từng phổ biến ở các vùng lạnh, sau một số vụ hỏa hoạn do các hệ thống chạy quá cao tỷ lệ chất chống đông, cơ quan quản lý tại Hoa Kỳ đã cấm sử dụng hiệu quả các thiết bị chống đông mới. Một ngày hoàng hôn năm 2022 áp dụng cho các hệ thống chống đông cũ ở Hoa Kỳ ^[21] . Hành động pháp lý này đã làm tăng đáng kể chi phí và giảm các lựa chọn cho các hệ thống phun nước thời tiết lạnh.

Hệ thống ống khô

Hệ thống ống khô là loại hệ thống phun nước phổ biến thứ hai. Hệ thống đường ống khô được lắp đặt trong không gian trong đó nhiệt độ môi trường có thể đủ lạnh để đóng băng nước trong hệ thống ống ướt, khiến hệ thống không thể hoạt động. Hệ thống đường ống khô thường được sử dụng trong các tòa nhà không sử dụng, trong nhà để xe, trong các tán cây bên ngoài gắn liền với các tòa nhà được sưởi ấm (trong đó sẽ cung cấp hệ thống ống ướt) hoặc trong các thiết bị làm lạnh . Ở các khu vực sử dụng quy định NFPA, hệ thống đường ống ướt không thể được lắp đặt trừ khi phạm vi nhiệt độ môi trường vẫn trên 40 ° F (4 ° C). ^[22]

Nước không có trong đường ống cho đến khi hệ thống hoạt động; thay vào đó, đường ống chứa đầy không khí ở áp suất dưới áp lực cấp nước. Để ngăn áp lực cấp nước lớn hơn từ việc ép nước sớm vào đường ống, việc thiết kế van đường ống khô (một loại van kiểm tra chuyên dụng) dẫn đến một lực lớn hơn trên đỉnh của van kiểm tra bằng cách sử dụng một cái van lớn hơn diện tích tiếp xúc với áp suất không khí đường ống, so với áp lực nước cao hơn nhưng diện tích bề mặt vỗ nhỏ hơn.

Khi một hoặc nhiều đầu phun nước tự động được kích hoạt, nó sẽ mở ra cho phép không khí trong đường ống thoát ra từ vòi phun nước đó. Mỗi vòi phun nước hoạt động độc lập, khi nhiệt độ của nó tăng lên trên ngưỡng kích hoạt của nó. Khi áp suất không khí trong đường ống giảm xuống, chênh lệch áp suất trên van đường ống khô thay đổi, cho phép nước đi vào hệ thống đường ống. Dòng nước từ vòi phun nước, cần thiết để kiểm soát đám cháy, bị trì hoãn cho đến khi không khí được thoát ra từ vòi phun nước. Ở các khu vực sử dụng quy định NFPA 13, thời gian cần nước để đến vòi phun nước từ xa bằng thủy lực kể từ khi vòi phun được kích hoạt bị giới hạn tối đa là 60 giây. Trong thực tế công nghiệp, điều này được gọi là “Thời gian giao nước tối đa”. Thời gian giao nước tối đa có thể được yêu cầu giảm, tùy thuộc vào phân loại nguy hiểm của khu vực được bảo vệ bởi hệ thống phun nước. ^[23]

Một số chủ sở hữu tài sản và cư dân tòa nhà có thể xem các vòi phun nước khô là lợi thế để bảo vệ các bộ sưu tập có giá trị và các khu vực nhạy cảm với nước khác. Lợi ích cảm nhận này là do lo ngại rằng hệ thống đường ống ướt có thể từ từ rò rỉ nước mà không thu hút được thông báo, trong khi hệ thống đường ống khô có thể không thất bại theo cách này. ^{[ cần dẫn nguồn ]}

Nhược điểm của việc sử dụng hệ thống phun nước chữa cháy đường ống khô bao gồm:

• Nếu các vòi phun nước có chung hệ thống ống đứng như hệ thống ống đứng cung cấp vòi chữa cháy, thì nguồn nước cung cấp cho vòi chữa cháy sẽ bị giảm nghiêm trọng hoặc thậm chí bị hạn chế hoàn toàn.
• Tăng độ phức tạp: Hệ thống đường ống khô đòi hỏi phải có thêm thiết bị điều khiển và các thành phần cung cấp áp suất không khí làm tăng độ phức tạp của hệ thống. Điều này đặt ưu tiên cho việc bảo trì thích hợp, vì sự gia tăng độ phức tạp của hệ thống dẫn đến một hệ thống tổng thể kém tin cậy hơn (nghĩa là có nhiều điểm hỏng đơn hơn) so với hệ thống ống ướt.
• Chi phí lắp đặt và bảo trì cao hơn: Sự phức tạp thêm vào ảnh hưởng đến tổng chi phí lắp đặt đường ống khô và tăng chi phí bảo trì chủ yếu do chi phí nhân công dịch vụ tăng thêm.
• Độ linh hoạt thiết kế thấp hơn: Yêu cầu quy định giới hạn kích thước tối đa được phép (ví dụ 750 gallon) của các hệ thống ống khô riêng lẻ, trừ khi các thành phần bổ sung và nỗ lực thiết kế được cung cấp để giới hạn thời gian từ kích hoạt phun nước đến xả nước xuống dưới một phút. Những hạn chế này có thể làm tăng số lượng các khu vực phun nước riêng lẻ (nghĩa là được phục vụ từ một riser duy nhất) phải được cung cấp trong tòa nhà và ảnh hưởng đến khả năng của chủ sở hữu trong việc bổ sung hệ thống.
• Tăng thời gian phản ứng cháy: Do đường ống trống tại thời điểm vòi phun nước hoạt động, có một sự chậm trễ về thời gian trong việc cung cấp nước cho các vòi phun nước đã hoạt động trong khi nước đi từ vòi đến vòi phun nước, làm đầy một phần đường ống trong quy trình . Tối đa 60 giây thường được cho phép theo yêu cầu quy định kể từ khi một vòi phun nước mở ra cho đến khi nước được xả vào lửa.Sự chậm trễ trong việc dập lửa này dẫn đến một đám cháy lớn hơn trước khi kiểm soát, làm tăng thiệt hại tài sản.

• Tăng khả năng ăn mòn : Sau khi vận hành hoặc thử nghiệm, đường ống hệ thống phun nước đường ống khô được thoát nước, nhưng nước dư lại tích tụ ở những điểm thấp, và hơi ẩm cũng được giữ lại trong bầu khí quyển trong đường ống. Độ ẩm này, cùng với oxy có sẵn trong khí nén trong đường ống, làm tăng sự ăn mòn đường ống bên trong, cuối cùng dẫn đến rò rỉ lỗ pin hoặc các sự cố đường ống khác. Tốc độ ăn mòn bên trong trong các hệ thống đường ống ướt (trong đó đường ống liên tục đầy nước) thấp hơn nhiều, vì lượng oxy có sẵn cho quá trình ăn mòn thấp hơn. ^[24] Ăn mòn có thể được chống lại bằng cách sử dụng ống đồng hoặc thép không gỉ ít bị ăn mòn hoặc sử dụng khí nitơ khô để tạo áp lực cho hệ thống, thay vì không khí. Máy tạo nitơ có thể được sử dụng như một nguồn khí nitơ vĩnh viễn, điều này có lợi vì hệ thống phun nước đường ống khô đòi hỏi nguồn cung cấp khí giám sát không bị gián đoạn. Những biện pháp phòng ngừa bổ sung này có thể làm tăng chi phí trả trước của hệ thống, nhưng sẽ giúp ngăn ngừa sự cố hệ thống, tăng chi phí bảo trì và cần sớm thay thế hệ thống trong tương lai.

Hệ thống Deluge

Hệ thống “Deluge” là các hệ thống trong đó tất cả các vòi phun được kết nối với hệ thống đường ống nước đều mở, trong đó phần tử vận ​​hành cảm biến nhiệt được loại bỏ hoặc được thiết kế đặc biệt như vậy. Các hệ thống này được sử dụng cho các mối nguy hiểm đặc biệt trong đó nguy cơ cháy lan nhanh là một mối lo ngại, vì chúng cung cấp một ứng dụng đồng thời nước trên toàn bộ mối nguy hiểm. Đôi khi chúng được lắp đặt trong các lối đi ra của nhân viên hoặc xây dựng các lỗ mở để di chuyển lửa chậm (ví dụ: các lỗ mở trong một bức tường được đánh lửa).

Nước không có trong đường ống cho đến khi hệ thống hoạt động. Bởi vì các miệng phun nước được mở, đường ống ở áp suất khí quyển.Để ngăn áp lực cấp nước từ việc ép nước vào đường ống, “van deluge” được sử dụng trong kết nối cấp nước, là van có chốt cơ học. Đây là một van không đặt lại, và vẫn mở một lần.

Do các bộ phận cảm biến nhiệt có trong các vòi phun tự động đã bị loại bỏ (dẫn đến các vòi phun mở), van deluge phải được mở theo tín hiệu của hệ thống báo cháy. Loại thiết bị khởi động báo cháy được chọn chủ yếu dựa trên mối nguy hiểm (ví dụ: vòi phun nước thí điểm, đầu báo khói , đầu báo nhiệt hoặc đầu báo lửa quang). Thiết bị khởi tạo báo hiệu bảng điều khiển báo cháy, từ đó báo hiệu van deluge mở.Kích hoạt cũng có thể là thủ công, tùy thuộc vào mục tiêu hệ thống. Kích hoạt bằng tay thường thông qua một trạm kéo báo cháy điện hoặc khí nén, báo hiệu bảng điều khiển báo cháy, từ đó báo hiệu van deluge mở.

Hoạt động – Kích hoạt thiết bị khởi động báo cháy hoặc trạm kéo thủ công, báo hiệu bảng điều khiển báo cháy, từ đó báo hiệu van deluge mở, cho phép nước vào hệ thống đường ống. Nước chảy từ tất cả các vòi phun đồng thời.

Hệ thống tiền hành động

Hệ thống phun nước trước hành động được chuyên dụng để sử dụng tại các địa điểm mà việc kích hoạt vô tình đặc biệt không mong muốn, chẳng hạn như trong các bảo tàng với các tác phẩm nghệ thuật, bản thảo hoặc sách hiếm; và các trung tâm dữ liệu, để bảo vệ các thiết bị máy tính khỏi việc xả nước vô tình.

Các hệ thống tiền hành động là các giống lai của các hệ thống ướt, khô và deluge, tùy thuộc vào mục tiêu hệ thống chính xác. Có hai loại phụ chính của hệ thống tiền hành động: khóa liên động đơn và khóa liên động kép.

Hoạt động của các hệ thống khóa liên động tương tự như các hệ thống khô ngoại trừ các hệ thống này yêu cầu sự kiện phát hiện cháy “trước”, điển hình là kích hoạt đầu báo nhiệt hoặc khói, diễn ra trước khi “hành động” đưa nước vào đường ống của hệ thống bằng cách mở van trước hoạt động, đó là van chốt cơ học (nghĩa là tương tự như van deluge). Theo cách này, hệ thống chủ yếu được chuyển đổi từ hệ thống khô thành hệ thống ướt. Mục đích là để giảm thời gian trì hoãn không mong muốn của việc cung cấp nước cho các vòi phun vốn có trong các hệ thống khô. Trước khi phát hiện cháy, nếu vòi phun nước hoạt động hoặc hệ thống đường ống bị rò rỉ, mất áp suất không khí trong đường ống sẽ kích hoạt báo động sự cố. Trong trường hợp này, van trước khi hoạt động sẽ không mở do mất áp suất giám sát và nước sẽ không vào đường ống.

Hoạt động của các hệ thống khóa liên động đôi tương tự như các hệ thống deluge ngoại trừ việc sử dụng vòi phun nước tự động. Các hệ thống này yêu cầu cả sự kiện phát hiện cháy “trước”, điển hình là kích hoạt đầu báo nhiệt hoặc khói và hoạt động phun nước tự động diễn ra trước khi “hành động” đưa nước vào đường ống của hệ thống. Kích hoạt một mình đầu báo cháy, hoặc vòi phun nước một mình, mà không có hoạt động đồng thời của bên kia, sẽ không cho phép nước đi vào đường ống. Do nước không chảy vào đường ống cho đến khi vòi phun nước hoạt động, hệ thống khóa liên động kép được coi là hệ thống khô về thời gian cấp nước và tương tự đòi hỏi diện tích thiết kế lớn hơn.

Hệ thống phun nước bọt

Một hệ thống phun nước chữa cháy bọt là một hệ thống ứng dụng đặc biệt, xả hỗn hợp nước và bọt có độ giãn nở thấp, dẫn đến phun bọt từ vòi phun nước. Các hệ thống này thường được sử dụng với các mối nguy hiểm đặc biệt liên quan đến các vụ cháy có thách thức cao, chẳng hạn như chất lỏng dễ cháy và nhà chứa máy bay. Hoạt động như được mô tả ở trên, tùy thuộc vào loại hệ thống mà bọt được bơm vào.

Xịt nước

Các hệ thống “phun nước” giống hệt như hệ thống deluge, nhưng các kiểu phun vòi phun và đường ống được thiết kế để bảo vệ mối nguy được cấu hình độc đáo, thường là các thành phần hoặc thiết bị ba chiều (trái ngược với hệ thống deluge, được thiết kế để bao phủ diện tích sàn ngang của một căn phòng). Các vòi phun được sử dụng có thể không được liệt kê các vòi phun chữa cháy và thường được chọn cho một kiểu phun cụ thể để phù hợp với tính chất ba chiều của mối nguy hiểm (ví dụ như các kiểu phun điển hình là hình bầu dục, quạt, vòng tròn đầy đủ, phản lực hẹp). Ví dụ về các mối nguy hiểm được bảo vệ bởi hệ thống phun nước là máy biến thế điện có chứa dầu để làm mát hoặc vòng bi máy phát điện. Hệ thống phun nước cũng có thể được sử dụng bên ngoài trên bề mặt bể chứa chất lỏng hoặc khí dễ cháy (như hydro). Ở đây, việc phun nước nhằm làm mát bể chứa và nội dung của nó để ngăn ngừa vỡ / nổ bể ( BLEVE ) và cháy lan.

Hệ thống phun sương nước

Hệ thống phun sương nước được sử dụng cho các ứng dụng đặc biệt trong đó quyết định tạo ra hơi hấp thụ nhiệt là mục tiêu chính. Loại hệ thống này thường được sử dụng trong đó thiệt hại về nước có thể là mối lo ngại hoặc nơi nguồn cung cấp nước bị hạn chế. NFPA 750 ^[25]định nghĩa sương nước là một vòi phun nước có kích thước giọt “nhỏ hơn 1000 micron ở áp suất hoạt động tối thiểu của vòi xả”. Kích thước giọt có thể được kiểm soát bằng áp suất xả điều chỉnh thông qua một vòi có kích thước lỗ cố định. Bằng cách tạo ra một màn sương, một khối lượng nước bằng nhau sẽ tạo ra tổng diện tích bề mặt lớn hơn tiếp xúc với ngọn lửa. Tổng diện tích bề mặt lớn hơn tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc truyền nhiệt, do đó cho phép nhiều giọt nước chuyển sang hơi nước nhanh hơn. Một màn sương nước, hấp thụ nhiệt nhiều hơn nước trên một đơn vị thời gian, do diện tích bề mặt tiếp xúc, sẽ làm mát căn phòng hiệu quả hơn, do đó làm giảm nhiệt độ của ngọn lửa.

Vận hành – Hệ thống phun sương nước có thể hoạt động với chức năng tương tự như deluge, ống ướt, ống khô hoặc hệ thống tiền xử lý. Sự khác biệt là hệ thống phun sương nước sử dụng khí nén làm môi trường nguyên tử hóa, được bơm qua ống phun nước. Thay vì khí nén, một số hệ thống sử dụng bơm cao áp để tạo áp lực cho nước để nó phun ra khi thoát ra khỏi vòi phun nước. ^{[26] Các} hệ thống có thể được áp dụng bằng phương pháp ứng dụng cục bộ hoặc phương pháp chống ngập tổng thể, tương tự như Hệ thống phòng cháy chữa cháy Clean Agent.