本發(fā)明涉及的是一種高層建筑火災防煙系統(tǒng)，特別是一種高層建筑的火災循環(huán)水幕防煙系統(tǒng)。在高層建筑疏散樓梯間前室與通道門處設置的高層建筑的循環(huán)水幕系統(tǒng)，防止煙氣進入疏散樓梯間，以保護人員安全疏散。其屬于高層建筑通風空調(diào)防排煙技術領域。
背景技術：
高層建筑自身的特點決定了高層建筑火災的危險性大。具體體現(xiàn)在：火災產(chǎn)生煙氣多，疏散的人員多，火災遇難人員多，煙氣的毒性大，火勢蔓延快，煙氣擴散快，人員安全疏散難，消防滅火撲救難。因而，一旦發(fā)生火災，人員傷亡總和財產(chǎn)損失重。國內(nèi)外的高層建筑火災統(tǒng)計資料表明：在火災死亡的人員中，大部分是被熏死的，比例超過約75%。造成人員傷亡的主要原因是高層建筑中的人員不能及時疏散，因煙氣窒息而死。
當火災發(fā)生時，高層建筑的樓梯間就成為垂直安全疏散的主要通道，如煙氣不加控制，煙氣垂直擴散速度可超過3~4m/s，100m的高層建筑只需0.5min時間，煙氣就會從底層擴散到頂層。這要求高層建筑的樓梯間前室，既能防火又能防煙，才具備人員安全疏散的功能。
為了延長疏散時間，防止煙氣侵入前室，減少人員傷亡，保證疏散通道暢通。國內(nèi)外目前在樓梯間或前室的防煙方式有以下幾種：
（1）自然排煙方式：利用可開啟的外窗或陽臺、凹廊排煙或設排煙豎井或進風豎井的排煙方式。受室外風向、風速、氣流等因素的影響。排煙效率不穩(wěn)定，甚至會造成樓梯間或前室灌煙現(xiàn)象，嚴重影響人員疏散;
（2）前室機械排煙、自然進風方式：煙氣會進入前室，并隨之擴散蔓延至樓梯間，不利于人員的安全疏散。利用排煙風機將煙氣抽走，從而降低被保護區(qū)的煙氣濃度;
（3）前室機械加壓、走廊排煙方式：前室加壓送風使樓梯間前室有足夠的正壓?；馂陌l(fā)生時，因門被打開很難保持足夠的正壓，而且大量的新鮮空氣流入會助長火勢;
（4）前室送排煙方式：火災發(fā)生時，一旦前室門打開，煙氣仍能進入室內(nèi)，影響人員疏散;
（5）高層建筑防煙空氣幕：是安裝在走廊與前室門的上部阻煙裝置，自帶動力的空氣幕體積較大難以布置，需進風豎井與之配合，無動力空氣幕需層頂風機提供動力源，通過送風管道與之連接進行防煙，新鮮空氣進入走廊起到了助燃作用;
（6）消防水幕：是由水幕噴頭、感溫雨淋閥、水流報警裝置等組成的主要起阻火、冷卻、隔離作用的一種防火系統(tǒng)。由于水幕噴頭將水噴灑成水簾狀，不是直接用來滅火的，其作用是冷卻簡易防火分隔物（如防火卷簾、防火幕），提高其耐火性能，或者形成防火水簾阻止火焰穿過開口部位。主要作用在于防火，輔助以阻煙，且噴口處需提供高壓，能量損失較大,
綜上所述，1-5方式需要通風設備。送風管件與設備難以管理，設備復雜。6方式主要用于防火而不是防煙，通過多個噴嘴形成空隙水簾進行防火。以上方式共同特點投資高，增加了工程建設成本，維護管理不方便。
在高層建筑中迫切需要結(jié)構(gòu)簡單，管理方便，占用較小建筑空間，節(jié)省用水的防火防煙方法。建筑消防水幕進行滅火和建筑消防水幕進行防火的方法在實際工程中有應用。但高層建筑火災循環(huán)水幕防煙方法尚屬空白。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于針對上述不足之處提供一種高層建筑的火災循環(huán)水幕防煙系統(tǒng)，是一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，不占有效建筑空間，節(jié)省用水，有助于人員安全疏散的高層建筑水幕防煙系統(tǒng)。它既能阻止煙氣蔓延，又能防火冷卻降低防火門的等級，節(jié)省工程投資，同時可以有效減少消防用水量，為消防滅火提供更充足的用水。
本發(fā)明的任務是由以下的技術方案完成的。研制一種高層建筑循環(huán)水幕防煙系統(tǒng)，其特征在于：位于高層建筑樓梯間前室與通道門處，設置高層建筑防煙水幕的裝置，通過裝置形成的水幕阻擋煙氣進入前室，實現(xiàn)對煙氣的蔓延擴散能進行有效控制。
一種高層建筑的火災循環(huán)水幕防煙系統(tǒng)是采取以下技術方案實現(xiàn)：一種高層建筑循環(huán)水幕防煙系統(tǒng)包括蓄水池、潛水泵、循環(huán)水箱、壓力表、過濾器、流量控制閥、水幕水箱、穩(wěn)流裝置、流量分配裝置、均流裝置、導流裝置、型鋼支架、煙霧探測器、溫度探測器、連續(xù)水幕、消防控制器、格柵、下層樓板、上層樓板、門套、除污裝置、補水裝置、補水閥和排污裝置。
在下層樓板處設置有蓄水池，蓄水池左側(cè)設置有循環(huán)水箱。潛水泵安裝在循環(huán)水箱內(nèi)、潛水泵連接的水管沿門套布置在墻內(nèi)。水管經(jīng)過壓力表、過濾器、流量控制閥進入水幕水箱。水幕水箱由型鋼支架固定于上層樓板與門套之間。水幕水箱中間設置有穩(wěn)流裝置，水幕水箱出口處設置導流裝置。水管連接流量分配裝置,流量分配裝置與均流裝置相連接。蓄水池上設置有格柵，蓄水池左側(cè)布置循環(huán)水箱,循環(huán)水箱內(nèi)設有潛水泵，循環(huán)水箱靠近右側(cè)壁面設置除污裝置。除污裝置右下側(cè)進水，除污后從左上側(cè)出水。除污裝置下部連接排污裝置。蓄水池右上方接補水裝置，補水裝置由消防水箱提供水源。
所述的消防控制器連接煙霧探測器、溫度探測器以及補水裝置的液位探測器。消防控制器控制流量調(diào)節(jié)閥、潛水泵，補水裝置的補水閥以及排污裝置的排污閥。
所述的消防控制器為網(wǎng)絡設備，可以通過網(wǎng)絡與中心控制平臺連接，遠程控制流量調(diào)節(jié)閥、潛水泵，補水裝置的補水閥以及排污裝置的排污閥的開閉。
所述的過濾器采用全銅螺紋y型過濾器，所述的流量控制閥自動式節(jié)流閥，螺紋連接。
所述的穩(wěn)流裝置是采用與水幕水箱材質(zhì)相同的材料制成的垂直擋板，與水幕水箱無縫連接，確保水僅從上側(cè)溢出。具有穩(wěn)定水流速的作用。
所述的流量分配裝置采用圓形三通兩端與漸擴圓管或減縮圓管相連。所述的均流裝置是由兩根接近于水箱一半長度的圓管構(gòu)成，圓形管上均勻地從中間向兩端布置逐漸增大的出水孔（單排圓孔式、雙排圓孔式、單排條形孔式等)。
所述的導流裝置是在水幕水箱出口前沿固定長度約為5cm的弧形或斜角導流面，在水幕水箱出口前均勻設置寬度為水幕水箱寬度1/6,高度低于水幕水箱導流面1cm的垂直隔板，用于疏導水流。
所述的煙霧探測器采用光電感應式煙霧探測。所述的溫度探測器采用差定溫式點型探測器。所述的除污裝置可采用定制尺寸的細格柵除污機（格柵間距2mm左右），置于循環(huán)水箱右側(cè)壁面。
所述的格柵屬于粗格柵（間隙約為50mm左右），能過濾尺寸較大的顆粒物雜質(zhì)。置于蓄水池上方，制成蓋板。
所述的排污裝置具有排污管，排污管上裝有排污閥。所述的排污閥采用電磁閥。
所述的補水裝置包括補水管、補水閥、液位探測器。循環(huán)水箱安裝在蓄水池內(nèi)，補水裝置安裝在蓄水池上部，補水裝置上裝有補水閥，補水裝置與消防水箱相連，由消防水箱提供水源。所述的補水閥采用電磁閥。
所述的格柵屬于粗格柵，間隙約為50mm左右，能過濾尺寸較大的顆粒物雜質(zhì)。置于蓄水池上方，制成蓋板。
一種高層建筑循環(huán)水幕防煙系統(tǒng)的防煙方法如下：
在安全狀態(tài)下，高層建筑下層樓板內(nèi)的蓄水池液位處于穩(wěn)定狀態(tài)，潛水泵，流量控制閥，補水裝置的補水閥處于關閉狀態(tài)，水幕水箱處于穩(wěn)定液位。
當火災發(fā)生時，高層建筑煙氣擴散至走廊，煙氣濃度與溫度達到一定限度時，煙霧探測器，溫度探測器將信號輸送消防控制器，消防控制器發(fā)出命令將水流量控制閥開啟，同時啟動潛水泵。水經(jīng)潛水泵加壓后流經(jīng)壓力表，過濾器以及流量控制閥，水通過流量分配裝置、均流裝置，進入水幕水箱，水在水幕水箱內(nèi)通過穏流裝置以及導流裝置均勻出流，可形成一道連續(xù)水幕，用于阻隔高層建筑走廊中的煙氣，并起到冷卻周圍空氣的作用。
水幕水通過下層樓板上的格柵滲入到蓄水池，水經(jīng)蓄水池下的除污裝置進行除污凈化，進入循環(huán)水箱，并將水中廢物經(jīng)排污裝置排出，同時補水裝置對蓄水池進行補水，由此形成一個完整的循環(huán)。
該水幕防煙系統(tǒng)由位于下層樓板的蓄水池提供水幕防煙系統(tǒng)防煙所需要的水量為1.2-1.8m3/h，消防水箱的水通過管道和調(diào)節(jié)閥門組成的輸配管網(wǎng)與水幕裝置連接。水幕裝置包括流量分配裝置、水流穩(wěn)定裝置、裝置、均流裝置、導流裝置等結(jié)構(gòu)組成，水通過下層樓板蓄水池中循環(huán)水箱內(nèi)的潛水泵提供動力，經(jīng)過管道、調(diào)節(jié)閥和壓力表等輸送到水幕裝置。防煙水幕裝置通過型鋼支架固定于樓梯間前室和通道處門的上部（門約2.0m左右）。當高層建筑發(fā)生火災時，火災報警信號傳遞到防煙水幕系統(tǒng)的控制器，控制器發(fā)送指令將控制閥門開啟，并開啟潛水泵，給防煙水幕裝置供水，循環(huán)水箱的水通過水泵加壓后經(jīng)壓力表、過濾器及流量調(diào)節(jié)閥，進入水幕水箱，而后水經(jīng)過流量分配、穩(wěn)流、導流和依據(jù)裝置堰上水頭的特別設計，在水幕水箱出口處形成一道厚度約為0.5~2mm的水幕簾。水幕水流經(jīng)下層樓板格柵滲入蓄水池，蓄水池設有補水裝置，儲物裝置以及排污裝置，由此形成一個完整的循環(huán)。該水幕系統(tǒng)具有隔煙、阻火、冷卻、降低防火門級別，自由出入隔煙場所和不影響視野等功能。
本發(fā)明的優(yōu)點在于：其在設計中采取了簡單有效的防煙阻火設計方法。產(chǎn)生水幕的防火防煙裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，又不占有效建筑空間，造價低，同時蓄水池的水可回收再利用，節(jié)約消防用水，具有隔煙、阻火、冷卻、降低防火門級別或改善普通門，不需要使用通風設備，自由出入隔煙場所和不影響視野等功能。本發(fā)明對煙氣的蔓延擴散能進行有效控制，徹底改善現(xiàn)有防排煙方式的不足，保證人員安全疏散。
附圖說明
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：
圖1為高層建筑循環(huán)水幕防煙方法示意圖。附圖中的標號表示：（1）蓄水池，（2）潛水泵，（3）壓力表，（4）過濾器，（5）流量控制閥，（6）水幕水箱，（7）穩(wěn)流裝置，（8）流量分配裝置，（9）均流裝置，（10）導流裝置，（11）型鋼支架，（12）煙霧探測器，（13）溫度探測器，（14）連續(xù)水幕，（15）消防控制器，（16）格柵，（17）下層樓板，（18）上層樓板，（19）門套，（20）除污裝置，（21）補水裝置，（22）排污裝置。
具體實施方式
參照附圖1，一種高層建筑循環(huán)水幕防煙系統(tǒng)包括蓄水池（1）、潛水泵（2）、壓力表（3）、過濾器（4）、流量控制閥（5）、水幕水箱（6）、穩(wěn)流裝置（7）、流量分配裝置（8）、均流裝置（9）、導流裝置（10）、型鋼支架（11）、煙霧探測器（12）、溫度探測器（13）、連續(xù)水幕（14）、消防控制器（15）、格柵（16）、下層樓板（17）、上層樓板（18）、門套（19）、除污裝置（20）、補水裝置（21）和排污裝置（22）。
在下層樓板（17）處設置有蓄水池（1），潛水泵（2）安裝在蓄水池（1）中的循環(huán)水箱（27）內(nèi)，潛水泵（2）連接的水管沿門套（19）布置在墻內(nèi)。水管（23）經(jīng)過壓力表（3）、過濾器（4）、流量控制閥（5）進入水幕水箱（6）。水幕水箱（6）由型鋼支架（11）固定于上層樓板（18）與門套（19）之間。水幕水箱（6）中間設置有穩(wěn)流裝置（7），水幕水箱（6）出口處設置導流裝置（10）。水管（23）連接流量分配裝置（8），流量分配裝置（8）與均流裝置（9）相連接。蓄水池（1）上設置格柵（16），蓄水池（1）左側(cè)設置除污裝置（20）以及排污裝置，蓄水池（1）上接補水裝置（21），補水裝置（21）由消防水箱提供水源。
所述的消防控制器（15）連接煙霧探測器（12）、溫度探測器（13）以及補水裝置（21）的液位探測器（24）。消防控制器（15）控制流量調(diào)節(jié)閥（5）、潛水泵（2），補水裝置（21）的補水閥（25）以及排污裝置（22）的排污閥（26）。
所述的消防控制器（15）為市售網(wǎng)絡設備，可以通過網(wǎng)絡與中心控制平臺連接，遠程控制流量調(diào)節(jié)閥（5）、潛水泵（2），補水裝置（21）的補水閥（25）以及排污裝置（22）的排污閥（26）的開閉。
所述的過濾器（4）采用全銅螺紋y型過濾器（gl11h-16tdn20）；所述的流量控制閥（5）自動式節(jié)流閥，螺紋連接。
所述的穩(wěn)流裝置（7）是采用與水幕水箱（6）材質(zhì)相同的材料制成的垂直擋板，與水幕水箱（6）無縫連接，確保水僅從上側(cè)溢出。具有穩(wěn)定水流速的作用。
所述的流量分配裝置（8）采用圓形三通兩端與漸擴圓管或減縮圓管相連。所述的均流裝置（9）是由兩根接近于水箱一半長度的圓管構(gòu)成，圓形管上均勻地從中間向兩端布置逐漸增大的出水孔。出水孔為單排圓孔式、雙排圓孔式或單排條形孔。
所述的導流裝置（10）采用與水幕水箱（6）材質(zhì)相同材料制成的弧形或斜角導流面固定于水幕水箱（6）溢流出口，在水幕水箱（6）出口前均勻設置寬度為水幕水箱（6）寬度1/6,高度低于水幕水箱（6）導流面1cm的垂直隔板，用于疏導水流。
所述的煙霧探測器（12）采用光電感應式煙霧探測。所述的溫度探測器（13）采用差定溫式點型探測器。所述的除污裝置（20）可采用定制尺寸的細格柵除污機（格柵間距2mm左右），置于循環(huán)水箱（27）右側(cè)壁面。
所述的格柵（16）屬于粗格柵（間隙約為50mm左右），能過濾尺寸較大的顆粒物雜質(zhì)。置于蓄水池（1）上方，制成蓋板。
所述的補水裝置（21）包括補水管、補水閥（25）、液位探測器（24）。循環(huán)水箱（27）安裝在蓄水池（1）內(nèi)，補水裝置（21）安裝在蓄水池（1）上部，補水裝置（21）上裝有補水閥（25），補水裝置（21）與消防水箱相連，由消防水箱提供水源。所述的補水閥（25）采用電磁閥。
一種高層建筑循環(huán)水幕防煙系統(tǒng)的防煙方法如下：
在安全狀態(tài)下，高層建筑下層樓板（17）內(nèi)的蓄水池（1）液位處于穩(wěn)定狀態(tài)，潛水泵（2），流量控制閥，補水裝置（21）的補水閥處于關閉狀態(tài)，水幕水箱（11）處于穩(wěn)定液位。
當火災發(fā)生時，高層建筑煙氣擴散至走廊，煙氣濃度與溫度達到一定限度時，煙霧探測器（12），溫度探測器（13）將信號輸送消防控制器（15），消防控制器（15）發(fā)出命令將水流量控制閥（5）開啟，同時啟動潛水泵（2）。水經(jīng)潛水泵（2）加壓后流經(jīng)壓力表（3），過濾器（4）以及流量控制閥（5），水通過流量分配裝置（8），均流裝置（9），進入水幕水箱（6），水在水幕水箱（6）內(nèi)通過穩(wěn)流裝置（7）以及導流裝置（10）均勻出流，可形成一道連續(xù)水幕（14），用于阻隔高層建筑走廊中的煙氣，并起到冷卻周圍空氣的作用。水幕水通過下層樓板（17）上的格柵（16）滲入到蓄水池（1），水經(jīng)蓄水池（1）進入到循環(huán)水箱（27）內(nèi)的除污裝置（20）進行除污凈化，并經(jīng)排污裝置（22）排出，同時補水裝置（21）對蓄水池（1）進行補水。由此形成一個完整的循環(huán)。
所述的一種高層建筑循環(huán)水幕防煙系統(tǒng)的防煙方法，該水幕防煙系統(tǒng)由位于下層樓板的蓄水池提供水幕防煙系統(tǒng)防煙所需要的水量為1.2-1.8m3/h。
所述的一種高層建筑循環(huán)水幕防煙系統(tǒng)的防煙方法，在水幕水箱出口處形成一道厚度為0.5~2mm的水幕簾。
所述的水幕是由蓄水池（1）中循環(huán)水箱（27）中的水通過潛水泵（2）加壓后經(jīng)壓力表（3），過濾器（4），流量調(diào)節(jié)閥（5）接流量分配裝置（8）以及均流裝置（9）后進入水幕水箱（6）。且蓄水池（1）上設有過濾格柵（16），蓄水池（1）左側(cè)的循環(huán)水箱（27）內(nèi)裝有除污裝置（20）及排污裝置（22），蓄水池（1）右上側(cè)布置補水裝置（21）。
樓梯間的上層樓板（18）與門套（19）之間設置的連續(xù)水幕（16），水幕水箱（6）用型鋼支架（11）固定于上層樓板（18）與門套（19）之間，內(nèi)形成的水幕（水墻、水簾、水面體）將走廊中的煙氣控制在走廊內(nèi)。同時蓄水池（1）包括過濾格柵（16），循環(huán)水箱（27）、潛水泵（2）、除污裝置（20），補水裝置（21），排污裝置（22）均設置于下層樓板（17）內(nèi)。
水幕水箱（6）中的水是通過流量分配裝置（8）連接均流裝置（9），并在水幕水箱（6）內(nèi)設置穩(wěn)流裝置（7）與導流裝置（10）達到均勻穩(wěn)定后形成的水幕（水墻、水簾、水面體）。
水流量控制閥門（6），潛水泵（2）是由煙霧探測器（12）以及溫度控制器（13）接受信號發(fā)送給消防控制器（15）來控制開閉及角度來調(diào)節(jié)水幕形狀（長寬、厚度、水舌長度）。同時補水裝置（21），排污裝置（22）均由消防控制器控制開閉。