導 讀
日前，中華人民共和國住房和城鄉建設部批準《自動跟蹤定位射流滅火系統技術標準》為國家標準，編號為GB51427-2021，自2021年10月1日起實施。其中，第4.2.2、4.2.8、4.8.1、4.8.2、4.8.3、5.3.5、5.4.1條為強制性條文，必須嚴格執行。
本文邀請主編單位對標準進行解讀，說明了本標準研編的背景和依據，對《自動跟蹤定位射流滅火系統技術標準》（GB 51427-2021）的主要內容進行解讀，側重解釋了系統選型、設計參數、組件與設置、操作與控制、施工與驗收等方面，以便更好地理解和把握標準要求、促進本標準的推廣應用。并從技術體系、安全可靠、經濟適用的角度總結了本標準的關鍵技術與創新點。作為首次制訂的自動跟蹤定位射流滅火系統國家標準將在今后的技術應用中不斷完善。
自動跟蹤定位射流滅火系統是以水為射流介質，利用紅外、紫外、數字圖像或其他探測裝置對早期火災的煙、溫度、火焰等進行火災的自動探測、跟蹤、定位，并運用自動控制方式來實現射流滅火的固定滅火系統。自動跟蹤定位射流滅火系統具有全天候實時監測保護場所特點，對現場的火災信號進行采集和分析。其滅火裝置的流量大、壓力高，特別適用于空間高度高、體積大、火場溫升較慢以及難以設置閉式自動噴水滅火系統的高大空間場所。規范自動跟蹤定位射流滅火系統技術，對系統的推廣應用具有積極的意義。
1 編制概況
1.1 編制背景與依據
自動跟蹤定位射流滅火系統是近年來由我國自主研發的一種新型自動滅火系統。近20多年來，自動跟蹤定位射流滅火系統在我國的體育場館、展覽廳、機場與車站的候車廳、商業建筑的大空間中庭、高大廠房等各類場所廣泛應用，為高大空間建筑場所的消防撲救提供了一種全新而有效的滅火手段。
根據住房和城鄉建設部《關于印發<2008年工程建設國家標準制訂、修訂計劃>的通知》（建標〔2008〕102號）的要求，由應急管理部負責主編，應急管理部上海消防研究所會同有關單位共同編制完成了中華人民共和國國家標準《自動跟蹤定位射流滅火系統技術標準》（GB 51427-2021，以下簡稱“標準”）。該“標準”由住房和城鄉建設部批準發布，并于2021年10月1日起實施。
1.2 指導思想
“標準”編制的目的是合理地進行自動跟蹤定位射流滅火系統的設計，保證施工質量，規范驗收和維護管理，使其在火災發生時能夠快速、有效地撲滅火災，最大限度地減少火災損失。其意義在于編制和實施自動跟蹤定位射流滅火系統的國家標準有利于保證該系統在設計、施工、安裝、調試、驗收、維護管理等各環節嚴格把關，保障工程質量，使其能夠合理、可靠地發揮應有的滅火功能，同時讓工程設計與施工單位有章可循，建設單位和消防監督部門在驗收時有法可依，更好地發揮自動跟蹤定位射流滅火系統的作用，以減少火災危害、保護人身和財產安全。
“標準”的編制中，全面考慮國家和消防行業的技術、經濟、自然條件，密切結合保護對象的功能、火災特點及系統特性，做到安全可靠、技術先進、經濟合理的原則，合理定位自動跟蹤定位射流滅火系統在消防設施中的地位和作用。
2 主要內容解讀
2.1 基本情況
“標準”《自動跟蹤定位射流滅火系統技術標準》的主要內容包括總則、術語和符號、基本規定、設計、施工、驗收和維護管理7個部分，有7個附錄，并設有7條強制性條文。它為新編的國家工程建設技術標準。
“標準”適用于新建、擴建和改建的民用與工業建筑中自動跟蹤定位射流滅火系統的設計、施工、驗收和維護管理，不適用于火藥、炸藥、彈藥、火工品工廠及倉庫，核電站及飛機庫等特殊功能建筑中自動跟蹤定位射流滅火系統的應用。
自動跟蹤定位射流滅火系統是將紅外、紫外傳感技術、煙霧傳感技術、計算機技術、機電一體化技術有機融合，實現火災監控和自動滅火為一體的固定消防系統。系統可分為3種類型，即自動消防炮滅火系統、噴射型自動射流滅火系統和噴灑型自動射流滅火系統。系統包括滅火裝置、探測裝置、控制裝置、水流指示器、模擬末端試水裝置以及管網、供水設施等主要組件。
自動跟蹤定位射流滅火系統可用于撲救民用建筑和丙類生產車間、丙類庫房中，火災類別為A類的凈空高度大于12 m的高大空間場所，以及凈空高度大于8 m且不大于12 m、難以設置自動噴水滅火系統的高大空間場所。例如：火災部位較明確，需要特定保護的建筑頂棚采用膜結構或玻璃等采光材料的部位；閉式灑水噴頭無法有效感知溫度和無法有效噴水滅火的部位；曲面吊頂、噴頭固定困難、噴水有遮擋的部位等。當然，系統對一些場所也有不能應用的，如經常有明火作業、不適宜用水保護、存在明顯遮擋、火災水平蔓延速度快、高架倉庫的貨架區域、火災危險等級為現行國家標準《自動噴水滅火系統設計規范》（GB 50084）規定的嚴重危險級的場所。這些主要是由于自動跟蹤定位射流滅火系統自身的特點所決定的。
2.2 主要內容
2.2.1 系統選型
自動跟蹤定位射流滅火系統的選型應根據設置場所的火災類別、火災危險等級、環境條件、空間高度、保護區域特點等因素來確定。其設置場所的火災危險等級可按現行國家標準《自動噴水滅火系統設計規范》（GB 50084）的規定劃分。
由于噴射型自動射流滅火系統和噴灑型自動射流滅火系統其滅火裝置的流量相對較小，故推薦在輕危險級場所、中危險級場所選用。而自動消防炮滅火系統的流量相對較大、滅火能力更強，可在中危險級場所、丙類庫房中選用。
對于類似于候車廳、展廳等空間較大的中危險級場所，由于噴射型自動射流滅火裝置的流量和保護半徑相對較小，為了滿足探測及射流覆蓋所有保護區域，需要滅火裝置的數量會較大，這樣可能導致布置噴射型自動射流滅火裝置有困難或不經濟，此時，這種情況可優先選用自動消防炮滅火系統。系統的選型要求見表1。
注：同一保護區內宜采用一種系統類型。當確有必要時，可采用兩種系統類型組合設置。
因設置場所建筑布局和結構的特殊性，同一保護區宜采用同一種系統類型。當確有必要（如設計布置、保護效果等方面）時，也可以采用兩種系統類型進行組合。例如，某商場中庭的高大空間內在其主體空間采用自動消防炮滅火系統，而與主體空間相鄰且相通的邊跨建筑空間，則可根據實際情況合理采用噴射型或噴灑型自動射流滅火系統。
2.2.2 設計參數
自動消防炮滅火系統/噴射型自動射流滅火系統基本組成如圖1所示。噴灑型自動射流滅火系統基本組成如圖2所示。
1-消防水池;2-消防水泵;3-消防水泵/穩壓泵控制柜;4-止回閥;5-手動閥;6-水泵接合器;7-氣壓罐;8-穩壓泵;9-泄壓閥;10-檢修閥(信號閥);11-水流指示器;12-控制模塊箱;13-自動控制閥(電磁閥或電動閥);14-探測裝置;15-自動消防炮/噴射型自動射流滅火裝置;16-模擬末端試水裝置;17-控制裝置(控制主機、現場控制箱等);18-供水管網;19-供水支管;20-聯動控制器(或自動報警系統主機) ;21-流量計;22-壓力表;23-壓力開關;24-自動排氣閥1 消防水池；2 消防水泵；3 消防水泵/穩壓泵控制柜；4 止回閥；5 手動閥；6 水泵接合器；7 氣壓罐；8 穩壓泵；9 泄壓閥；10 檢修閥（信號閥）；11 水流指示器；12 控制模塊箱；13 自動控制閥（電磁閥或電動閥）；14 探測裝置；15 自動消防炮/噴射型自動射流滅火裝置；16 模擬末端試水裝置；17 控制裝置（控制主機、現場控制箱等）；18 供水管網；19 供水支管；20 聯動控制器（或自動報警系統主機）；21 流量計；22 壓力表；23 壓力開關；24 自動排氣閥
1-消防水池;2-消防水泵;3-消防水泵控制柜;4-止回閥;5-手動閥 ;6-水泵接合器;7-高位消防水箱;8-泄壓閥;9-檢修閥(信號閥);10-水流指示器 ;11-控制模塊箱;12-自動控制閥(電磁閥或電動閥);13-探測裝置;14-噴灑型自動射流滅火裝置;15-模擬末端試水裝置;16-控制裝置(控制主機、現場控制箱等);17-供水管網;18-供水支管;19-聯動控制器(或自動報警系統主機) ;20-流量計;21-壓力表;22-壓力開關;23-流量開關;24-自動排氣閥1 消防水池；2 消防水泵；3 消防水泵控制柜；4 止回閥；5 手動閥；6 水泵接合器；7 高位消防水箱；8 泄壓閥；9 檢修閥（信號閥）；10 水流指示器；11 控制模塊箱；12 自動控制閥（電磁閥或電動閥）；13 探測裝置；14 噴灑型自動射流滅火裝置；15 模擬末端試水裝置；16 控制裝置（控制主機、現場控制箱等）；17 供水管網；18 供水支管；19 聯動控制器（或自動報警系統主機）；20 流量計；21 壓力表；22 壓力開關；23 流量開關；24 自動排氣閥
自動消防炮的流量選擇是系統設計的重要參數，對于保證系統滅火的可靠性、安全性至關重要。本“標準”強制性條文規定，自動消防炮滅火系統用于撲救民用建筑內火災時，單臺炮的流量不應小于20 L/s；用于撲救工業建筑內火災時，單臺炮的流量不應小于30 L/s。為了提高系統滅火的可靠性，噴射型自動射流滅火系統的滅火裝置也提出了流量的最低要求，即用于撲救輕危險級場所火災時單臺滅火裝置的流量不應小于5 L/s，用于撲救中危險級場所火災時單臺滅火裝置的流量不應小于10 L/s。其設計的同時開啟數量應按2臺確定。需要注意的是，為了使系統供水流量、消防儲水容量不至于過大，經濟合理地設計自動消防炮滅火系統和噴射型自動射流滅火系統，保護區內的任何一點都必須要有至少2臺滅火裝置的射流能夠到達，但在設計中只考慮至多2臺滅火裝置同時開啟。
噴灑型自動射流滅火系統的滅火裝置布置應能使射流完全覆蓋被保護場所及被保護物。系統的設計參數采用了噴水強度和作用面積。值得注意的是，噴灑型自動射流滅火系統滅火裝置的設計同時開啟數量，應按保護場所內任何一點著火時可能開啟射流的滅火裝置的最大數量確定，同時規定了設計同時開啟數量應為不小于按作用面積計算所包含的滅火裝置數量，且不大于該數量的150%。由于噴灑型自動射流滅火系統中探測裝置和滅火裝置通常為分體式安裝，一臺探測裝置可對應一臺或多臺滅火裝置（但通常不大于4臺），因此，噴灑型自動射流滅火系統滅火裝置需要考慮產品和工程應用的實際情況。其探測裝置的覆蓋面積往往大于滅火裝置的保護區域，這樣就不可避免地出現交叉覆蓋區域。當探測裝置的交叉覆蓋區域內出現火情時，探測到火源的兩個（或多個）探測裝置對應的所有滅火裝置會同時開啟射流。為了避免造成同時開啟的滅火裝置數量過大，設計原則上應優先采用探測裝置與滅火裝置一一對應的布置形式，以控制系統的設計流量不至于過大而造成浪費。
滅火裝置的設計工作壓力與產品額定工作壓力不同時，應在產品規定的工作壓力范圍內選用。“標準”強制性條文規定，自動跟蹤定位射流滅火系統的設計持續噴水時間應不小于1 h。雖然自動跟蹤定位射流滅火系統能在火勢比較小的時候就啟動滅火，在較短的時間內滅火，但考慮到進一步提高系統供水可靠性的因素，及確保系統在撲滅明火后具有延續噴水冷卻降溫的能力，從而采用了與《自動噴水滅火系統設計規范》（GB 50084）中的有關規定一致的設計持續噴水時間。
2.2.3 組件與設置
滅火裝置中，自動消防炮和噴射型自動射流滅火裝置應滿足其俯仰和水平回轉角度的使用要求，自動消防炮還應具有直流—噴霧的轉換功能。自動消防炮滅火系統和噴射型自動射流滅火系統應保證至少2臺滅火裝置的射流能到達被保護區域的任一部位，以提高滅火保護的可靠性。噴灑型自動射流滅火裝置盡量選用探測裝置與滅火裝置一一對應的產品，以避免增加不必要的滅火水量。需要注意的是，滅火裝置的性能參數有定位時間、最小安裝高度、最大安裝高度等等。
滅火裝置自動控制閥前應采用濕式管路，且自動控制閥后的干式管路長度不宜大于30 m，以減少管路充水時間，及時滅火。其安裝位置應滿足滅火裝置正常使用和維護的要求，并應能滿足滅火裝置的噴射、噴灑反作用力要求。
為提高火災探測的可靠和防止系統誤報、誤噴發生，探測裝置應采用復合探測方式，并應能有效探測和判定保護區域內的火源，其監控半徑應與對應滅火裝置的保護半徑或保護范圍相匹配。復合探測方式有感煙和圖像復合、紅外和紫外復合、紅外和圖像復合、紅外雙波段或紅外多波段復合等。探測裝置應滿足相應使用環境的防塵、防水、抗現場干擾等要求。
控制裝置是系統的控制和信息處理組件，具有接收并及時處理火災探測信號，發出控制和報警信息，驅動滅火裝置定點滅火，接收反饋信號，同時完成相應的顯示、記錄、并向火災報警控制器或消防聯動控制器傳送信號等功能的裝置。控制裝置包括：控制主機、信號處理器（火災信號處理單元、驅動信號處理單元、反饋信號處理單元、解碼器）、現場控制箱、消防水泵控制柜等。
每臺自動消防炮及噴射型自動射流滅火裝置、每組噴灑型自動射流滅火裝置的供水支管上應設置水流指示器，起到火災部位的輔助報警的功能。每個保護區的管網最不利點處應設模擬末端試水裝置，它由探測部件、壓力表、試水閥、試水接頭及排水管組成。
在系統管網的設計中，提出了自動消防炮滅火系統和噴射型自動射流滅火系統每臺滅火裝置、噴灑型自動射流滅火系統每組滅火裝置之前的供水管路應布置成環狀管網。環狀管網的管道管徑應按對應的設計流量確定。
在系統的供水設計中，提出了自動消防炮滅火系統應設置獨立的消防水泵和供水管網，噴射型自動射流滅火系統和噴灑型自動射流滅火系統宜設置獨立的消防水泵和供水管網，并能保證不同系統的互不影響、正常運行。此外，采用臨時高壓給水系統的自動跟蹤定位射流滅火系統宜設高位消防水箱。
2.2.4 操作與控制
“標準”規定，系統應具有自動控制、消防控制室手動控制和現場手動控制3種控制方式。消防控制室手動控制和現場手動控制相對于自動控制應具有優先權。自動消防炮滅火系統和噴射型自動射流滅火系統在自動控制狀態下，當探測到火源后，應至少有2臺滅火裝置對火源掃描定位，并應至少有1臺且最多2臺滅火裝置自動開啟射流，且其射流應能到達火源進行滅火。噴灑型自動射流滅火系統在自動控制狀態下，當探測到火源后，發現火源的探測裝置對應的滅火裝置應自動開啟射流，且其中應至少有一組滅火裝置的射流能到達火源進行滅火。以上均為強制性條文的規定。從控制的規定可以看出，“標準”要求滅火裝置需要具有判斷射水狀態的反饋功能。
系統自動啟動后應能連續射流滅火。當系統探測不到火源時，對于自動消防炮滅火系統和噴射型自動射流滅火系統應連續射流不小于5 min后停止噴射，對于噴灑型自動射流滅火系統應連續噴射不小于10 min后停止噴射。系統停止射流后再次探測到火源時，應能再次啟動射流滅火。這也是系統啟動、停止流程中判斷的條件之一。
2.2.5 施工與驗收
施工包括進場檢驗、施工與安裝、試壓和沖洗、調試的工序。“標準”強制性條文規定，布線施工前，應對導線的種類、電壓、電流、絕緣等級進行檢查；強電、弱電回路不應使用同一根電纜，應分別成束分開排列；不同電壓等級的線路，不應穿在同一管內或線槽的同一槽孔內。檢查數量為全數檢查，檢查方法為觀察檢查。“標準”強制性條文規定，管網安裝完畢后，必須對其進行強度試驗、沖洗和嚴密性試驗。需全數檢查，檢查方法采用檢查強度試驗、沖洗、嚴密性試驗記錄表。
在調試中需重點關注系統的自動跟蹤定位滅火模擬調試、模擬末端試水裝置調試、系統自動跟蹤定位射流滅火試驗、聯動控制調試。“標準”提出了系統自動跟蹤定位滅火模擬調試的檢查方法，即在系統保護區內的任意位置上放置一個油盤試驗火，系統在自動控制狀態應能在規定的定位時間內，自動完成火災探測、火災報警、啟動相應的滅火裝置瞄準火源、啟動消防水泵、打開相應的自動控制閥，完成自動跟蹤定位滅火模擬的動作。系統自動跟蹤定位射流滅火試驗是采用1A級別火災試驗模型進行自動定位射流滅火。其定位時間為試驗火災開始燃燒至系統開始射流的時間。此外，系統自動跟蹤定位射流滅火試驗規定，系統從自動射流開始，自動消防炮滅火系統、噴射型自動射流滅火系統應在5 min內撲滅1A級別火災，噴灑型自動射流滅火系統應在10 min內撲滅1A級別火災。系統滅火完成后應自動關閉自動控制閥，并采取人工手動停止消防水泵。
“標準”明確了系統的驗收應包括系統施工質量驗收和系統功能驗收。在系統功能驗收中，它包括系統啟動功能驗收、自動跟蹤定位射流滅火功能驗收和聯動控制功能驗收。只有這3個功能驗收全部合格后，才能判定系統功能驗收的合格。
3 關鍵技術與特點
“標準”《自動跟蹤定位射流滅火系統技術標準》（GB 51427-2021）系首次制訂的國家標準，為自動跟蹤定位射流滅火系統的設計、施工、驗收、維護管理提供了依據，結合自動跟蹤定位射流滅火系統的特點，解決了相關的關鍵技術問題，在滿足先進性、科學性、協調性、可操作性以及合理、適度、安全的原則下，“標準”具有一定的創新性。
3.1 技術體系
“標準”規定了系統的適用場所條件，明確了系統的設計選型原則、設計參數、功能要求、調試和系統的驗收標準等，提出了新的設計理念和設計方法，形成完整的系統技術體系。
針對自動消防炮滅火系統和噴射型自動射流滅火系統采用柱狀水定點進行滅火的特點，其設計方法上明確滅火裝置數量對滅火點的保護，這不同于過去一些設計對該類型的認識。而噴灑型自動射流滅火系統噴射的形式是面狀的，其設計方法采用作用面積內的噴水強度作為設計參數。
在系統的滅火性能評價上，建立了火災試驗模型（包括試驗條件、試驗步驟等），規定了滅火性能的定位時間和火源撲滅時間的評判標準，、滅火性能規定到定位時間、火源撲滅時間的評判標準，并提出了系統自動跟蹤定位滅火模擬調試、聯動控制調試及驗收的要求，解決了系統在滅火裝置、探測裝置、聯動裝置調試和驗收缺少試驗方法和要求的問題。
3.2 安全可靠
在設計參數上，對不同應用場所采用不同自動消防炮或噴射型自動射流滅火裝置的流量標準，以滿足安全可靠的要求。雖然單臺滅火裝置試驗可以滅火，在設計上仍然需要至少2臺滅火裝置的射流可以覆蓋。噴灑型自動射流滅火裝置提出最大允許同時開啟的數量，推薦探測裝置與滅火裝置的獨立對應，不僅僅是控制消防用水量消耗太大，更是為減少探測范圍的重疊以提高系統的可靠性。同時，明確了自動跟蹤定位射流滅火系統的設計流量不應小于10 L/s，設計持續噴水時間應不小于1 h。
“標準”精簡和規范了系統產品的規格、性能參數，規定了滅火裝置的最小流量以提高設計的標準，也有利于產品生產的標準化、有利于工程設計選用和施工，以提升系統的滅火可靠性。系統還增加了現場手動控制的要求，可以通過現場控制箱直接啟動消防水泵，打開控制閥門，調整滅火裝置瞄準火源的位置。
在電氣設計上，根據系統具有電氣動力線又有控制線路的特點，提出布線中強電與弱電回路、不同電壓等級的線路分開布置的安裝要求，以防止導線相互干擾，確保系統的正常運行。
關注系統的可操作性、可維護性。除了自動跟蹤定位射流滅火系統需要設置模擬末端試水裝置的設計要求外，施工措施上要求管網安裝完畢后必須對其進行強度試驗、沖洗和嚴密性試驗。
3.3 經濟適用
“標準”在確保滿足系統滅火功能可靠的前提下，協調與其他消防系統的關系，做到經濟適用。“標準”提出了在同一空間場所可以采用不同類型的滅火裝置進行組合，以發揮不同滅火裝置的作用。若保護區內同時設有火災自動報警系統時，聲、光警報器可與火災自動報警系統合用，不必重復設置。
在供水上，允許噴射型自動射流滅火系統和噴灑型自動射流滅火系統在有條件的情況下與自動噴水滅火系統共用消防水泵及供水管網，系統可與消火栓系統或自動噴水滅火系統合用高位消防水箱。
當然，“標準”在日后的應用也存在需要進一步檢驗、改進和完善的內容，并積累工程實際經驗。如深入研究噴射型滅火裝置的設計參數、結合系統特點形成應用場所危險等級的劃分、有效控制誤報警和誤噴水的發生、操作與控制的完善、滅火裝置反作用力的計算等等問題。不斷吸收產品技術發展新成果，以持續改進和提升本標準的科學化水平。
4 結語
國家標準《自動跟蹤定位射流滅火系統技術標準》（GB 51427-2021）的制定對解決自動跟蹤定位射流滅火系統技術標準欠缺的局面，對構建消防設施標準體系，合理設計自動跟蹤定位射流滅火系統，保證施工質量，規范驗收和維護管理，減少火災損失，保護人身和財產安全具有重要意義。隨著自動跟蹤定位射流滅火系統技術越來越多的應用，將會有更多的經驗為進一步豐富完善“標準”起到有益的作用。
作者：閔永林、楊志軍、楊琦、洪贏政；作者單位：應急管理部上海消防研究所、華東建筑設計研究總院。