自动喷水灭火系统 第1部分：洒水喷头 GB5135.1-2019

前言

1 范围

2 规范性引用文件

3 术语和定义

4 分类

5 公称流量系数、接口螺纹、颜色标志和型号

5.2 公称动作温度和颜色标志
    洒水喷头的公称动作温度和颜色标志见表2。

    易熔元件洒水喷头应在轭臂或相应的位置作出颜色标志。

5.3 型号

    5.3.1 洒水喷头的型号由产品代号、性能代号、公称流量系数、公称动作温度、自定义代号等部分组成。

    5.3.2 产品代号为ZST，表示自动喷水灭火系统洒水喷头。

    5.3.3 性能代号表示洒水喷头的安装位置等特性。性能代号如下：

    a）直立型洒水喷头：Z；
    b）下垂型洒水喷头：X；
    c）直立边墙型洒水喷头：BZ；

    d）下垂边墙型洒水喷头：BX；
    e）水平边墙型洒水喷头：BS；
    f）齐平式洒水喷头：DQ；
    g）嵌入式洒水喷头：DR；
    h）隐蔽式洒水喷头：DY；
    i）干式下垂型洒水喷头：GX；
    j）干式直立型洒水喷头：GZ。

    5.3.4 洒水喷头的型号编制方法如下，并按下列要求进行：

    a）快速响应洒水喷头、特殊响应洒水喷头、扩大覆盖面积洒水喷头在产品代号前分别加“K”“T”“EC”，并以“—”与产品代号间隔。标准响应洒水喷头在产品代号前不加代号。

    b）自定义代号由制造商规定，用于表征热敏元件的类型、产品特殊结构等信息，由大写英文字母、阿拉伯数字或其组合构成，字符不宜超过3个。

    示例1：

    ZSTX80-93 ℃ Q5 表示标准响应、下垂安装，公称流量系数为80，公称动作温度为93℃，热敏元件为5mm玻璃球的喷头。

    示例2：

    K-ZSTZ115-74 ℃ YS 表示快速响应、直立安装，公称流量系数为115，公称动作温度为74℃，热敏元件为易熔合金，带防水罩的喷头。

    示例3：

    EC-ZSTBS161-72 ℃ Y 表示边墙型、水平安装，公称流量系数为161，公称动作温度为72℃，热敏元件为易熔合金的扩大覆盖面积洒水喷头。

6 要求

6.1 整体要求

6.2 接口螺纹

6.3 外观与标志

6.4 密封结构要求

6.5 水压密封和耐水压强度性能

6.6 流量系数

6.7 布水性能

6.8 溅水盘上、下的喷水量

6.9 静态动作温度

6.10 功能

6.11 抗水冲击性能

6.12 工作载荷和框架强度

6.13 热敏感元件强度

6.14 溅水盘强度

6.15 疲劳强度

6.16 热稳定性

6.17 抗振动性能

6.18 抗机械冲击性能

6.19 抗碰撞性能

6.20 抗翻滚性能

6.21 冷冻性能

6.22 耐高温性能

6.23 动态热性能

6.24 耐应力腐蚀性能

6.25 耐二氧化硫/二氧化碳腐蚀性能

6.26 耐盐雾腐蚀性能

6.27 耐潮湿气体腐蚀性能

6.28 耐环境温度性能

6.29 侧向喷洒

6.30 防水罩性能

6.31 抗真空性能

6.32 湿墙性能

6.33 灭火性能

7 试验方法

7.1 外观检查

7.2 质量测量

7.3 水压密封和水压强度试验

7.4 流量系数的测量

7.5 布水试验

    a）试验室的面积应不小于7m×7m，取4只相同规格的喷头呈正方形安装于试验管路上，试验管路及集水盒的布置见图3~图5；
    b）喷头轭臂应与配水支管平行；
    c）干式喷头应取其产品的最短规格进行试验；
    d）吊顶与直立型喷头溅水盘之间的距离为50mm，与下垂型喷头溅水盘之间的距离为275mm；
    e）齐平、嵌入、隐蔽式喷头应取其最嵌入的位置，安装在不小于6m×6m的吊顶上，吊顶置于试验室的中央，喷头通过三通或弯头直接安装在水平管路上，或通过DN25、长度不小于150mm的短管和变径联接在水平管路上；
    f）三种公称流量系数的喷头的保护面积和洒水密度在表4中给出；
    g）公称流量系数为80和115的喷头应在表4中规定的两种条件下分别进行试验；
    h）4只喷头之间保护面积内的洒水密度用正方形集水盒测量，集水盒的边长为500mm，吊顶距集水盒上边缘2.7m，集水盒位于4只喷头下方保护面积的中央，集水时间不应少于3min。

    7.5.1.2 边墙型喷头

    应符合下列要求：

    a）试验室面积不应小于7m×7m，取2只相同规格的边墙型喷头按图6所示，沿着一面墙安装于试验管路上；
    b）喷头间距为3m，吊顶距每只喷头溅水盘之间的距离为100mm；
    c）2只喷头之间保护面积内的洒水密度用36只边长为500mm的集水盒测量；
    d）吊顶距集水盒上边缘的距离为2.14m；
    e）36只集水盒位于2只喷头之间区域的地面上，见图6和图7；
    f）第一行集水盒应平行于喷头后的墙面，距墙600mm；
    g）将一行6个集水盒置于2只喷头之间的地上贴近墙面，收集洒在墙面上的水；
    h）墙的表面应用不透水、不吸水的材料覆盖，水应能从墙面上直接导入集水盒中（见图6和图7）；
    i）在此行集水盒上方置一挡板，以防止从喷头中洒出的水直接进入集水盒；
    j）边墙型喷头的试验条件见表5，试验洒水时间为10min；
    k）计算集水盒的平均洒水密度和任一单只集水盒的洒水密度；
    l）检查喷头打湿其背后墙面的情况。

7.5.2 公称流量系数为161、202的下垂和直立型喷头应符合下列要求：

    a）取4只或6只相同规格的喷头按表6的试验条件安装于试验管路上，试验管路及集水盒的布置见图8、图9、图10；
    b）喷头扼臂应与配水支管平行；
    c）保护面积内的洒水密度用正方形集水盒测量，集水盒的边长为300mm，吊顶距集水盒上边缘2.3m，下垂型喷头溅水盘距吊顶100mm，直立型喷头配水支管中心距吊顶为280mm，16只集水盒位于4只或6只喷头下方保护面积的中央，集水时间不应少于3min，测量集水量，计算每只盒的洒水密度。

7.5.3 非边墙型EC喷头

    应符合下列要求：

    a）试验室的面积应不小于9m×9m，取1只EC喷头安装于试验管路上，试验管路及集水盒的布置见图11~图14，EC喷头扼臂应与供水管平行；
    b）干式EC喷头应取其产品的最短规格进行试验；
    c）吊顶与直立或下垂型EC喷头溅水盘之间的距离为100mm；
    d）齐平、嵌入、隐蔽式EC喷头应取其最嵌入的位置安装在吊顶上，吊顶位于试验室的中央，吊顶的面积不应小于6.0m×6.0m；
    e）试样通过三通或弯头直接安装在水平管路上，或通过长度不小于150mm的DN25直管和变径联接在水平管路上；
    f）不同公称流量系数的EC喷头的保护面积和试验流量在表7中给出；
    g）保护面积内的洒水密度由正方形集水盒测量，集水盒的边长为500mm，吊顶距集水盒上边缘的距离为2.2m，集水盒的位置如图11～图14所示，试验集水时间不应少于6min。

7.5.4 边墙型EC喷头

    应符合下列要求：

    a）试验室的面积应不小于9m×9m，取1只边墙型EC喷头进行本项试验。

    b）试验管路及集水盒的布置见图15～图20。

    c）吊顶距边墙型EC喷头溅水盘之间的距离分别为100mm和300mm。

    d）齐平、嵌入、隐蔽式边墙型EC喷头应取其最嵌入的位置，安装在高度不小于2.4m、宽度不小于5.5m的墙上。

    e）被试喷头经过三通或弯头直接接到水平供水管线，也可经过长度不少于150mm的DN25直管和变径联接到水平供水管线。

    f）不同公称流量系数的边墙型EC喷头的保护面积和试验流量在表8中给出。

    g）保护面积内的洒水密度由正方形集水盒测量，集水盒的边长为500mm，吊顶距集水盒上边缘的距离为2.2m。集水盒的位置如图15~图20所示，试验集水时间不应少于6min。

 

7.6 溅水盘上、下的喷水量试验

7.7 静态动作温度试验

    a）试验在液浴中进行；
    b）隐蔽式洒水喷头去除装饰盖板，干式洒水喷头取其产品的最短规格进行试验；
    c）公称动作温度不高于79℃的洒水喷头在水浴（宜采用蒸馏水）中进行；
    d）公称动作温度高于79℃的洒水喷头在油浴（或适当的介质）中进行；
    e）洒水喷头垂直放置于液浴装置中，热敏感元件中心距液面（40±10）mm；
    f）试验区域的温度应均匀，温度偏差不应超过0.5℃。

    g）将至少10只洒水喷头试样在升温速率不超过20℃/min的条件下，从室温加热到低于其公称动作温度20℃，并保持此温度10min，然后以（0.5±0.1）℃/min速率升温，直至洒水喷头动作；
    h）温度测量点应与洒水喷头热敏感元件处于同一水平面，洒水喷头动作温度的测量精度为±0.1℃，记录洒水喷头的动作温度；
    i）将50只洒水喷头试样置于空气浴温度试验装置中，在不少于20min内将试验装置内的温度从室温升至低于公称动作温度（11±1）℃，并保持此温度20min；
    j）然后以（0.5±0.3）℃/min速率升温直至洒水喷头动作，观察热敏感元件的启动情况；
    k）将10只隐蔽式洒水喷头试样置于环境温度条件下不少于1.0h，然后将其放入温度试验箱中；
    l）试验箱内的温度为低于6.9中规定的喷头最低动作温度4℃，试验区域的温度偏差不超过±2℃，保持此温度5min，观察装饰盖板的脱落情况。

7.8 功能试验

 

7.9 水冲击试验

7.10 工作载荷的确定和框架强度试验

7.11 热敏感元件的强度试验

7.12 溅水盘强度试验

7.13 疲劳强度试验

7.14 热稳定性试验

7.15 振动试验

7.16 机械冲击试验

7.17 碰撞试验

7.18 翻滚试验

7.19 冷冻试验

7.20 高温试验

7.21 动态热试验

7.21.1.2 RTI值的计算

    RTI值按式（4）计算：

    式中：

    t_r——洒水喷头响应时间，单位为秒（s）；
    u——风洞试验段的实际气体速度（取自表11），单位为米每秒（m/s）；
    △T_ea——洒水喷头的平均液浴动作温度减去环境温度，单位为摄氏度（℃）；

    △T_g——试验段的实际气体温度减去环境温度，单位为摄氏度（℃）。

7.21.2 齐平、嵌入、隐蔽式洒水喷头的动态热试验应按下列要求进行：

    a）对于快速响应洒水喷头按表12中的序号1~序号4的条件，标准响应洒水喷头和特殊响应洒水喷头按表12中全部条件进行动态热试验；
    b）按表12规定的每一试验条件分别各取3只洒水喷头试样在标准方位和偏离最不利方位进行插入试验；
    c）试验时将每只洒水喷头试样安装在专用的试验盖板上，如图24所示，按7.21.1.1规定的方法进行试验，记录每只洒水喷头动作时间；
    d）进行偏离最不利方位插入试验时，偏离最不利方位的偏离角度见表13的规定；
    e）按式（5）计算RTI值，其中传导系数C按表13的规定取值；
    f）环境试验后的洒水喷头按表12中的序号3的条件进行标准方位的插入试验。

    式中：

    t_r——洒水喷头响应时间，单位为秒（s）；
    u——风洞试验段的实际气体速度，单位为米每秒（m/s）；
    △T_ea——洒水喷头的平均液浴动作温度减去环境温度，单位为摄氏度（℃）；
    △T_g——试验段的实际气体温度减去环境温度，单位为摄氏度（℃）；
    C——洒水喷头的热敏感元件与其固定件之间的热传导能力的度量，单位为米每秒（m/s）。

7.22 应力腐蚀试验

7.22.2 氯化镁应力腐蚀试验

    应按下列要求进行：

    a）取5只喷头试样进行本项试验；
    b）试验时可使用同型号、同种形式较高温度等级的洒水喷头进行本项试验以评价较低温度等级的洒水喷头；
    c）将试样经过除油污处理后，放置在装有湿式冷凝器的玻璃容器中；

    d）容器中加入约一半的浓度为42%的氯化镁溶液，将容器放置在电加热装置上，溶液温度保持在（150±2）℃的沸腾温度，试验周期为500h；
    e）试验后将洒水喷头试样冲洗干燥，并仔细检查不锈钢部件是否发生断裂或损坏；
    f）随后进行1.2MPa、历时1min的水压密封试验和0.035MPa压力下的功能试验。

7.23 二氧化硫/二氧化碳腐蚀试验

7.24 盐雾腐蚀试验

7.25 潮湿气体腐蚀试验

7.26 环境温度试验

7.27 侧向喷洒试验

7.28 防水罩试验

7.29 真空试验

7.30 湿墙试验

7.31 灭火试验

    e）在喷头形成的正方形中央吊顶以下50mm处安装两只热电偶，两只热电偶间距150mm，热电偶的尖应弯曲向上以防水滴凝挂。

    7.31.1.3 试验空间

    应按下列要求进行：

    a）试验空间应为一通风的但无强制排风的封闭空间，地面面积应不小于144m²，试验空间的任一边长不应小于12m，顶高应足以容下图27的装置；
    b）所有进气口面积之和不应小于1m²；
    c）可利用自然通风或利用试验室的容积排掉或耗散烟气。

    7.31.1.4 试验程序

    应按下列要求进行：

    a）灭火试验进行2次，每次试验使用新的木垛。试验时燃料应储放在5℃~25℃的环境温度中。

    b）对于流量系数为80的喷头，4只喷头在第1个试验中的总流量为L/min，在第2个试验中的总流量为L/min。

    c）对于流量系数为115的喷头，4只喷头在第1个试验中的总流量为L/min，在第2个试验中的总流量为L/min。

    d）燃料供给的开始和点火应在同时进行。

    e）火炬点燃时开始计时并启动测温设备。当自由燃烧1min或吊顶温度达到760℃这两个条件中的最晚一个条件达到时，开始洒水。

    f）试验进行30min后停止，木垛火应在停止试验后1min内全部熄灭，然后将木垛干燥称重。

    g）如果木垛不能烘干，可在有蔽护的地方自然干燥。试验前测得的木垛质量（湿度为6%～12%）和试验后测得的木垛质量，应通过零湿度点进行校正，然后进行计算以确定质量损失。

7.31.2 EC喷头灭木垛火试验

    7.31.2.1试验空间

    应按下列要求进行：

    a）非边墙型EC喷头进行试验时，试验室的面积为6m×6m；
    b）边墙型EC喷头进行试验时，试验室的面积为在表8中列出的该流量系数下的最大试验空间；
    c）试验室高度为3.6m。

    7.31.2.2 试验布置

    应按下列要求进行：

    a）木垛的尺寸为500mm×500mm×380mm，由相互正交的10层杉木条组成，每层有5根木条，均匀分布，木条的尺寸为38mm×38mm×500mm；
    b）将组装好的木垛放置在干燥箱中进行干燥，然后测量木材的湿度，当所有木条的湿度在6%~12%范围内时，对木垛称重并记录木垛的质量，称重精度不应低于±1kg；
    c）在每次试验中，木垛的四角支撑在4个240mm×120mm×8mm的钢制支架上，将木垛与支架一起放置在530mm×530mm×100mm的钢制油盘中，油盘下垫25mm厚的清水，倒入1.0L正庚烷；
    d）木垛放在墙角时，距每侧边墙的距离为12mm。

    7.31.2.3 喷头安装

    应按下列要求进行：

    a）齐平、嵌入和隐蔽式EC喷头进行试验时，应按其正常使用状态安装。安装时应带有护罩和装饰盖板，且不得影响气体流过护罩。

    b）直立或下垂型EC喷头按其正常工作位置安装，溅水盘距吊顶250mm。

    c）边墙型EC喷头应进行两次试验，第一次试验时溅水盘距吊顶100mm，第二次试验时溅水盘距吊顶300mm。

    d）水平边墙型EC喷头的喷头体应靠近边墙，直立或下垂边墙型EC喷头的溅水盘在许可的情况下尽量靠近边墙安装，详见图28。

    7.31.2.4 试验程序

    应按下列要求进行：

    a）灭火试验前，先用1只开启的EC喷头在封闭的空间中进行喷洒试验，以确定木垛火的位置。

    b）封闭空间的尺寸按表7或表8中相应规定的最大值，洒水流量按表7或表8中相应规定的最小值。

    c）将300mm×300mm×300mm的集水盒按图29所示的木垛位置放置在地板上，记录洒水量并用于确定随后的灭火试验时木垛的位置。

    d）灭火试验应进行三次，并按下列要求进行：

    1）在第一次试验中，将符合7.31.2.2要求的木垛放置在图29所示的位置1；

    2）在第二次试验中，将木垛放置在喷洒试验时图29所示的位置2、3、4、5、6或7中水量最小的位置上；

    3）当位置5、6或7水量最小时：

    ——对于非边墙型EC喷头，将喷头试样旋转180°，并将木垛放置在与最小水量位置相对的位置上（位置4、3或1）；

    ——对于边墙型EC喷头，将喷头试样安装在靠近木垛位置2的边墙上；

    4）在第三次试验中，将木垛放置在喷洒试验时四个象限中央水量最小的位置上（图29所示的位置8、9、10或11）；5）当位置8或9水量最小时：

    ——对于非边墙型EC喷头，将喷头试样旋转180°，并将木垛放置在与最小水量位置相对的位置上（位置11或10）；

    ——对于边墙型EC喷头，将EC喷头试样安装在靠近木垛位置2的边墙上。

    e）每次试验前，将试验空间及被试EC喷头保持在（24±8）℃环境中。

    f）除图29所示的两扇门外，试验空间应无其他的排风装置。

    g）试验前将洒水流量预调到表7或表8中规定的最小流量，试验室的两扇门保持在全开状态。

    h）点燃正庚烷，同时供水，开始试验。

    i）自点火起，试验进行10min，10min后关闭供水，如木垛火未熄灭，应小心地扑灭木垛火避免进一步燃耗木垛。

    j）将木垛移出试验室，放入干燥箱中进行干燥，然后测量木材的湿度，当木材湿度在6%~12%范围内时，将木垛称重，计算质量损失。

7.31.3 灭纸箱火试验
    7.31.3.1 试验空间

    应按下列要求进行：

    a）试验在室内可升降吊顶下进行，试验空间尺寸不小于30m×30m，空间体积不少于50000m³；
    b）试验室能自然通风，以确保不因为通风条件而影响火的发展。

    7.31.3.2 试验燃料

    应按下列要求进行：

    a）Ⅱ型试验货品由双重三瓦楞纸箱和木托盘构成，其中纸箱的尺寸为1.0m×1.0m×1.0m，纸箱的总厚度为25mm，含水率为5%~8%，纸箱内衬底部开口的钢制箱；
    b）将纸箱放置在尺寸为1.0m×1.0m×0.13m的木托盘上，木托盘由樟子松或云杉制成，木材的含水率应为6%~14%，木托盘尺寸为1.0m×1.0m×0.13m，质量为12.4kg；
    c）标准塑料杯试验品由塑料杯组合体标准燃烧物和木托盘构成，其中塑料杯组合体标准燃烧物应符合GB/T31431-2015中表C.2的规定，总放热量为（160.7±25.1）MJ；
    d）塑料杯组合体标准燃烧物由瓦楞纸箱和聚苯乙烯塑料杯组成，在纸箱内塑料杯排列5层，每层25只塑料杯，纸箱中用以隔离塑料杯的纸隔板的厚度为4mm，每只塑料杯容积为（450±10）mL；
    e）木托盘由樟子松或云杉制成，木材的含水率应为6%~14%，木托盘尺寸为1.0m×1.0m×0.13m，质量为12.4kg。

    7.31.3.3 点火器

    应按下列要求进行：

    a）点火器的火源为浸有110mL正庚烷的纤维棉棒，直径为75mm，长75mm；
    b）将纤维棉棒用聚乙烯袋包裹；
    c）试验时4个聚乙烯包裹的纤维棉棒放置在表14、表15规定的位置，将纤维棉棒沿货架或堆垛间隙的中心线按2×2对称布置，使纤维棉棒紧靠底层木托盘，纤维棉棒的底端距纸箱底边（20±5）mm，使用火炬点燃聚乙烯棉包。

    7.31.3.4 喷头布置

    应按下列要求进行：

    a）将至少49只喷头安装在DN50的配水支管上，喷头溅水盘距吊顶的距离为200mm；
    b）试验采用双向供水，试验过程中保持压力稳定。

    7.31.3.5 试验布置

    应按下列要求进行：

    a）试验布置见图30~图32，角钢钢梁尺寸为50mm×50mm，厚度为6mm，长度为1.20m，将钢梁安装在吊顶下，其一平面与吊顶平面直接接触；
    b）5只热电偶（K型热电偶，电极直径不超过1mm）埋入在与吊顶平面接触的一侧角钢中，5只热电偶间距150mm，其中中间的热电偶位于角钢钢梁的中央并处于点火器的正上方；

    c）热辐射计放置在距试验货架或堆垛2.4m处，距地面的高度为货架或堆垛高度的一半，试验时记录辐射热的数值。

    7.31.3.6 测量仪器

    试验过程中使用的测量仪器及精度如下：

    a）Ⅱ级K型热电偶：电极直径不超过1mm；
    b）压力传感器：准确度等级不低于1.0级；
    c）计时器：±0.1s；d）热辐射计：±0.1kW/m²。

    7.31.3.7 记录的数据

    试验过程中记录如下数据：

    a）钢梁温度；
    b）辐射热通量；
    c）供水压力；
    d）喷头的启动时间和数目；
    e）等效试验品的烧损数量。

    7.31.3.8 公称流量系数为161和202喷头的灭纸箱火试验公称流量系数为161和202的喷头按表14和表15给出的条件进行灭火试验。

8 检验规则

8.1 型式检验

8.1.2 试样的抽取应采用随机抽样的方法，同种工艺、相同的材料及配件组装或生产的同型号、同规格的产品为一批，抽样基数不应少于检验试样数量的2倍。

8.1.3 洒水喷头型式检验的试验程序和试样数量如图33和图34所示。

8.1.4 洒水喷头按本部分进行检验，若任一条不合格则判该批喷头不合格。

8.2 出厂检验

8.3 例行检验

8.4 确认检验

9 使用说明书

10 包装、运输、贮存

10.1 包装

10.2 运输

10.3 贮存

    洒水喷头应贮存在-15℃~40℃的干燥环境中。

 

附录A （规范性附录） 公差

    a）角度                ±2°；
    b）频率（Hz）    测量值的±5%；
    c）长度                测量值的±2%；
    d）容积                测量值的±5%；
    c）压力                测量值的±3%；
    f）温度                 测量值的±5%；
    g）时间             

附录B （资料性附录）玻璃球破碎载荷和误差限的计算方法

    非偏标准偏差的计算按式（B.1）：

    式中：
    x——载荷的平均值，单位为牛顿（N）；
    X₁——每一个测得的载荷值，单位为牛顿（N）；
    n——试样的数量。

B.2 计算玻璃球破碎载荷下限误差TL₁

    玻璃球破碎载荷下限误差的计算按式（B.2）：

    式中：
    Z₁——玻璃球破碎载荷的平均值，单位为牛顿（N）；
    τ——从表B.1中查得的系数；
    S₁——玻璃球破碎载荷的非偏标准偏差，单位为牛顿（N）。

B.3 计算玻璃球设计载荷上限误差TL₂

    玻璃球设计载荷上限误差的计算按式（B.3）：

    式中：

    Z₂——玻璃球设计载荷的平均值，单位为牛顿（N）；
    τ——从表B.1中查得的系数；
    S₂——玻璃球设计载荷的非偏标准偏差，单位为牛顿（N）。

附录C （资料性附录） 易熔元件强度试验的分析

附录D （规范性附录） 例行检验