湿式自动喷水灭火系统洒水喷头堵塞问题分析及对策

摘要：在了解洒水喷头的工作原理及安装规范的基础上，结合现实案例，采用调查法和试验法，分析喷头内部被堵塞的原因及影响后果，并提出在施工、调试、验收和日常维护管理阶段的对策建议，有助于启发同行及早发现并解决潜在的喷头堵塞问题，保障湿式消防系统的可用性，最大限度降低火灾发生时因喷头堵塞而造成的损失和风险，提升社会整体消防安全水平。

关键词：消防管理；消防安全隐患；自动喷水灭火系统；洒水喷头堵塞

中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：2096-1227（2024）06-0025-04

自动喷水灭火系统在我国民用住宅和商业建筑中的应用非常广泛。闭式洒水喷头作为湿式自动喷水灭火系统的关键部件，内部一旦堵塞，将直接影响消防系统的可用性，使火灾失去控制，严重情况下将导致重大人员伤亡和财产损失。

1 洒水喷头概述

1.1 洒水喷头与自动喷水灭火系统的关系

洒水喷头与管道系统、报警阀组、水流指示器、压力开关、供水设备等共同构成自动喷水灭火系统[1]。根据灭火方式不同，自动喷水灭火系统分为湿式系统、干式系统、预作用系统、雨淋系统等。湿式系统以其灭火速度快、控火效率高、结构简单、施工便捷、维护方便、使用可靠等特点，广泛应用于环境温度在4℃～70℃之间的住宅、商场、地下停车场等场所。据统计，湿式自动喷水灭火系统扑灭初期火灾的效率在97%以上[2]。

1.2 洒水喷头的类型

洒水喷头根据热敏元件可分为易熔合金型和玻璃球型，其中玻璃球喷头按照公称温度又可分为57℃、68℃、79℃、93℃、100℃、121℃等；根据安装位置可分为边墙型、下垂型、直立型；根据灵敏度可分为快速响应、特殊响应和标准响应型；根据喷头结构可分为闭式、开式和其他类型。其中，68℃玻璃球型闭式洒水喷头应用最为广泛，它主要由喷头主体框架、溅水盘、感温玻璃球及密封座等构件组成[3]。

1.3 洒水喷头的工作原理

以玻璃球型闭式洒水喷头为例，在准工作状态时管道内充满用于启动系统的带压水，火灾情况下火焰或高温烟气上升，通过热交换使得玻璃球内充装的液体受热膨胀，当温度持续升高到玻璃球的临界温度时，密封液体因过度膨胀致使玻璃球破碎，洒水喷头内密封件受压冲开，消防管道内带压水自动喷出，通过溅水盘扩散后实现对火势的有效抑制[4]，其工作原理见图1。易熔元件型闭式洒水喷头与玻璃球型闭式洒水喷头工作原理上的区别主要在于释压方式不同，高温烟气使得易熔合金受热熔化而启动系统，易熔元件型喷头主要用于环境温度较低或易被碰撞的场所，是对玻璃球型洒水喷头适用环境的补充。

1.4 洒水喷头的安装规范

根据GB50261—2017《自动喷水灭火系统施工及验收规范》规定，为避免管道安装期间产生的内部杂物堵塞喷头，影响洒水喷头的启动和喷水灭火效果，在系统试压和管道冲洗合格后方可安装喷头。为避免影响喷头的感温动作性能，降低反应灵敏度，严禁给洒水喷头附加任何装饰性涂层。为防止洒水喷头在安装时遭受损伤，应使用厂家提供的专用扳手。为增强喷头和管件螺纹连接处的密闭性，可使用聚四氟乙烯生料带进行缠绕。安装完成后，工作人员应进行外观检查，加强成品保护，严禁私自拆装改动[5]。

2 喷头堵塞问题分析

2.1 发现喷头堵塞的问题

某小区安全管理人员在巡检时发现，一个下垂型68℃玻璃球型闭式洒水喷头被撞坏，其框架和溅水盘被明显撞歪，红色玻璃球已破损，但是管道内没有水喷出，消防监控中心也未出现任何报警，若未开展本次现场巡检，该喷头的异常情况将无法被及时发现。

安全管理人员分析的原因主要为消防管道内无水或喷头内部堵塞，于是采取措施逐一排除可能出现故障的原因。在打开所在区域的末端试水装置后，管道内带压水迅速喷出，排除消防管网内无水的可能性。为判断喷头内部是否堵塞，安全管理人员在采取临时消防措施后，关闭上游管道阀门，排出局部管网内的消防水，将损坏的喷头拆下，发现喷头内部被不明物质充实，证实带压消防水未喷出的原因为喷头内部堵塞。

为检查是否存在共性问题，工作人员在同层管网随机拆除10个喷头，发现5个下垂型喷头存在被堵塞的情形，另外5个直立型喷头未被堵塞。考虑到问题的严重性，于是扩大排查区域，发现其他区域存在多个下垂型喷头被堵塞的现象，但是直立型喷头全都正常。经初步梳理，该小区直立型喷头共10200个，下垂型喷头6300个，下垂型喷头主要位于发生火灾风险较大的地下停车场及电梯厅，受影响的防火区域分布较广。内部被堵塞的下垂型洒水喷头照片见图2。

2.2 分析导致喷头堵塞的原因

为找出喷头堵塞的原因，需首先确定堵塞物的成分。安全管理人员使用工具取出堵塞物，见图3。堵塞物呈棕色，质轻、较硬、略透明，表面具有玻璃光泽，碎片具有一定韧性，最底部的形状与密封座完全契合，初步判断堵塞物为凝固结块的液态胶水。

查阅资料得知，该小区消防系统自正式投运以来，管网内持续充满着带压水，未发现维修、更换喷头的记录，分析堵塞物来自喷头安装期间。经调查，获悉原安装作业班组为了避免安装后喷头与管件连接处漏水，确保喷头安装的合格率，作业人员先在螺纹接管处涂刷胶水，再在其表面缠绕生料带。部分工人为了提高工作效率，直接到胶水桶蘸取胶水，而不是将胶水刷在喷头螺纹表面。

采用此种安装工艺，喷头螺纹处黏连较多胶水。在缠绕生料带后，部分胶水被挤压到螺纹端面，甚至直接进入喷头内部。胶水未凝固之前具有一定流动性，当喷头的螺纹端口朝下方时，胶水受重力作用发生集聚，在表面张力影响下集中在螺纹接管处的端面附近。对于下垂型喷头，因端口朝上、溅水盘朝下，在安装过程中，胶水很可能进入喷头内部，并在管道进水之前凝固。而对于直立型喷头，因端口朝下、溅水盘朝上，在喷头与管件连接后，胶水受重力作用会沿着消防软管内壁流动摊开，不会在喷头内部凝固。

调查过程中未能准确了解到当时使用何种品牌及型号的胶水，安装作业人员反馈可能使用环氧树脂胶水。以常见的环氧树脂胶水为例，在24℃左右的环境下，胶水完全固化时间需要24h，达到最高强度需要3～5天，随着环境温度升高其固化时间也随之缩短。在一般情况下，洒水喷头安装完成距离管网充水时间大于3天。因此，在消防管网充水之前，液态胶水已经完全固化，下垂型喷头内部已被堵塞。

为了进一步证实分析结果，安全管理人员准备6个新的同一品牌的洒水喷头和一份环氧树脂AB型胶水，并将喷头分成2组开展模拟试验。为了接近真实工作时胶水的黏稠度，在混合胶水并充分搅拌后，静置2h后再使用。安全管理人员先在所有喷头螺纹处充分蘸取胶水，再在其表面缠绕生料带，一组保持螺纹端面朝上，另一组保持螺纹端面朝下，在室温环境下静置24h，观察胶水凝固和喷头堵塞情况。试验结果显示，3个螺纹端面朝上的同组喷头内部均被凝固的胶水堵塞，另外3个螺纹端面朝下的喷头内部未有胶水进入。经过对比分析和试验，确定堵塞物为凝固的液态胶水，直接原因为作业人员安装喷头时违规使用胶水。在试验中还发现，一部分胶水可能通过外部进入主体框架与密封座的缝隙，导致密封座被固定住，尤其对于直立型喷头，届时带压水可能无法冲开密封座，导致灭火功能失效。

2.3 喷头堵塞可能导致的后果

形成重大火灾事故隐患。重大火灾隐患是指违反消防法律法规、不符合消防技术标准，可能导致火灾发生或火灾危害增大，并由此造成重大、特别重大火灾事故或严重社会影响的各类潜在不安全因素[6]。当洒水喷头大量堵塞后，将导致该区域的自动喷水灭火系统在火灾情况下不能正常启动。根据GB35181—2017《重大火灾隐患判定方法》第7.4.6条，“已设置的自动喷水灭火系统或其他固定灭火设施不能正常使用或运行”，结合其他判定要素后可能被判定为重大火灾隐患。根据《中华人民共和国安全生产法》第七十四条规定，“因安全生产违法行为造成重大事故隐患或者导致重大事故，致使国家利益或者社会公共利益受到侵害的，人民检察院可以根据民事诉讼法、行政诉讼法的相关规定提起公益诉讼。”因此，喷头堵塞可能会形成重大火灾事故隐患，并涉嫌违反民法和行政法。

延误火灾报警和人员疏散。火灾发生时，在高温火焰或烟气的作用下，闭式洒水喷头的热敏感元件感温玻璃球温度达到预定动作温度后，喷头玻璃球爆裂，管网内带压水喷出。管网中的水由静止变为流动，水流指示器动作后送出电信号，将在报警控制器上显示发生火灾的防火分区信息，引导消防控制室值班人员立即前往现场核实火情。当湿式报警阀自动开启后，一部分带压水流向报警管路，在延迟器充满水后水力警铃将持续发出警报，提醒其他安全管理人员紧急处置，督促无关人员迅速撤离。当喷头堵塞后，管道内带压水无法排出，自动喷水灭火系统的后续动作将不会产生，严重影响火灾早期处置和疏散逃生。

造成财产损失和人员伤亡。当消防系统压力开关动作后，将连锁启动喷淋泵，持续给喷淋系统供水。一旦喷头被堵塞，因管网水压未发生变化，湿式系统将无法自动启动。若喷头出现少量堵塞，即使喷头未堵塞的区域消防系统正常动作，但喷淋范围将无法覆盖到堵塞喷头对应的防火区域，导致火势不能得到全面控制；若喷头出现大量堵塞，则可能导致一定防火分区内自动喷水灭火系统功能失效，延误安全管理人员早期处置和无关人员紧急疏散，可能导致重大财产损失和人员伤亡。

3 建议对策

3.1 强化工艺控制，提升安装质量

据调查了解，在消防工程安装施工过程中，作业人员存在操作不规范的行为，从而引发消防工程隐患[7]。在该企业举一反三开展内部隐患排查时，安全管理人员在一座已建成三十余年的某商业地下停车场发现个别下垂型喷头内部被胶水堵塞。可见，作业人员安装喷头时使用胶水并非个别现象，也不是近期才兴起的新工艺。

为确保喷头安装质量，应明令严禁使用液态胶水，并在各环节加强检查核对，把好安装关。在安装准备阶段，管理人员要核验喷头的质量检验报告，确保取得国家强制性产品认证证书；抽查喷头外观是否完好，标志是否齐全，品牌、型号、规格是否与检验报告一致；审查作业人员消防安装资质证书，确保人证合一，防止无证作业。在正式安装前，管理人员要加强作业前技术交底，严格执行安装工序，开展作业规范培训，有条件时对作业人员简要讲解喷头的结构原理、工作性能和喷头被胶水堵塞后的严重后果，使作业人员熟悉安装工艺的技术要求、质量标准及操作规范，提升安装质量意识。在安装作业期间，管理人员要加强现场巡检，及时发现和制止不规范的行为，如不规范缠绕生料带、违规使用胶水、不使用专用扳手、在喷头表面附加装饰性涂层等，杜绝因无证施工、违规施工、野蛮施工等原因造成质量隐患。还要完善合同条款，明确在消防系统安装期间发现不规范行为的惩罚条款，提升作业班组的自我管理意识。

3.2 优化调试环节，把控验收质量

一般情况下，安装单位在开展湿式系统联动试验期间，通常采用从末端试水装置处放水而不是采用启动喷头的方式启动消防系统，通过检验水流指示器、报警阀、压力开关、水力警铃和消防水泵的动作及信号反馈情况，来判断消防系统功能是否正常。洒水喷头是湿式自动喷水灭火系统中使用数量较多的重要小部件，如在安装期间因操作不规范导致喷头内部被胶水堵塞，一旦安装完成后将很难被发现。为了弥补通过末端试水装置调试的不足，建议在系统调试环节，强制在重点保护区域内至少随机启动一只喷头，检验喷头动作后是否能启动消防系统；在系统验收时，监理单位要重点查验系统调试记录中是否启动过一定数量的消防喷头；必要时，可以聘请第三方消防技术服务机构参与系统验收。通过以上措施，督促施工单位在安装期间杜绝使用胶水、在调试期间真实启动喷头，并尽可能在系统正式投运前及时发现并排除喷头内部被堵塞的情形，确保消防系统功能完好可用。

3.3 细化排查测试，确保维保质量

在消防喷淋系统正式投运后，定期维护管理是确保自动喷水灭火系统正常发挥作用的关键。维护管理单位每月应对喷头进行一次外观及备用数量检查，发现不正常或损坏的喷头应及时更换，喷头上有异物或任何装饰性涂层时应及时清除。据了解，国内某核电站采用预防性维修的措施，对投用超过15年的洒水喷头进行强制性更换。因喷头是湿式系统中数量较多的部件，如此安排相对而言成本较高。对于绝大多数民用建筑，安装时喷头内部一旦堵塞，在未发生火灾的情况下将很难被发现，消防喷淋系统成了实质上的摆设，建议维保单位结合消防系统每季度进行放水试验或定期进行消防专项应急演练，在采取临时消防措施后，在合适的区域至少选择一只喷头来启动消防系统，验证喷头内部是否堵塞。

4 结束语

本文结合现实案例，分析得出作业人员在喷头安装期间，存在因违规使用胶水导致喷头内部堵塞的情形，影响了湿式自动喷水灭火系统投运后的正常功能，并分析了问题原因及可能后果。对于老旧小区、大型商场等人员密集场所，可能同样存在洒水喷头被堵塞的情况而不自知，可适时引导物业管理单位开展自查自纠。根据本文的研究结果，可以优化喷头在安装、调试、验收和维护管理等环节的防范措施，为完善《自动喷水灭火系统施工及验收规范》等相关规范和标准提供了参考依据。

参考文献

[1]GB 50084—2017 自动喷水灭火系统设计规范[S].

[2]杨宝坤.地下车库湿式自动喷水灭火系统问题分析[J].住宅与房地产，2021（7）：65-66.

[3]GB 5135.1—2019 自动喷水灭火系统第1部分：洒水喷头[S].

[4]欧阳知，李湘念，潘力涛.消防闭式玻璃球洒水喷头自动感温性能研究[J].今日消防，2022，7（12）：11-14.

[5]GB 50261—2017 自动喷水灭火系统施工及验收规范[S].

[6]GB 35181—2017 重大火灾隐患判定方法[S].

[7]赵云.建筑机电消防工程安装施工调试与管理探析[J].居舍，2021（21）：170-171.