銀行重要憑證庫大空間氣體滅火消防設(shè)計探討

王學(xué)勱，張慧玲

（1上海聯(lián)創(chuàng)建筑設(shè)計有限公司重慶公司，重慶 400020；2重慶交通大學(xué)，重慶 400074）

1 工程概況

該項目為某銀行重慶市分行金庫工程。該工程地上4層，地下1層，總建筑面積10182m2；建筑高度:19.56m。體積超過50000m3。建筑耐火等級為一級。功能用房除配套辦公和配套設(shè)備用房外，還包括本外幣現(xiàn)金庫房、現(xiàn)金配送區(qū)、貴金屬庫、款箱寄庫庫房、清分整點區(qū)、空白重要憑證庫、硬幣清分區(qū)、貴金屬包裝盒庫、運營風險監(jiān)控中心憑證保管庫等功能用房。

2 氣體滅火系統(tǒng)選擇

金庫的運營風險監(jiān)控中心憑證保管庫是存放銀行重要憑證的庫房，一旦因水漬破壞，損失巨大，因此對于近1500m2的庫區(qū)，全部采用氣體滅火系統(tǒng)。

該工程氣體滅火房間面積大，最大一個庫房面積1500m2（73m×20m），層高高，為4.5m，整個工程需要氣體滅火的房間分別在1-4層。對選用何種氣體滅火系統(tǒng)，目前國內(nèi)技術(shù)較成熟的有七氟丙烷(FM-200)和IG541(煙烙盡)兩種氣體。因此，該項目主要從這兩種氣體中選擇。

FM-200是碳、氟和氫的化合物，它無色無味、不導(dǎo)電，滅火濃度為10%，設(shè)備占地面積少。對臭氧層無破壞作用，該氣體在釋放時對周圍環(huán)境安全無破壞，清潔、無殘留物，對周圍受保護的設(shè)備無損害。在2.5MPa的條件下低壓操作，對管道設(shè)備無特殊要求。在設(shè)計濃度下人們可以在保護區(qū)內(nèi)安全工作。IG541(煙烙盡)是由氮氣、氫氣和一氧化碳3種氣體共同組成的混合物，其氣體來源于大氣，所以對大氣臭氧層無破壞作用。滅火濃度為37.5%，設(shè)備占地大。該氣體在釋放時對人不會造成傷害，對周圍受保護的設(shè)備無損害。在15MPa的高壓下儲存，對鋼瓶和減壓閥前竹道和閥門的壓力和安全的要求高。無毒，在設(shè)計濃度下人們可以在保護區(qū)內(nèi)安全工作[1]。綜上，F(xiàn)M-200和IG541都具備很好的性能，能保證滅火后不對設(shè)備和環(huán)境造成不良影響。

然而貯壓式FM-200系統(tǒng)輸送距離較短，上海市地方規(guī)程《七氟丙烷滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(DG/TJ 08-307-2002)[2]中規(guī)定“儲存壓力2.5MPa，不宜大于30m，4.2MPa，不宜大于45m”，因此極大地限制了FM-200滅火系統(tǒng)的使用。如果FM-200用于該庫房區(qū)，就需要在庫房兩側(cè)分別設(shè)置儲瓶間的情況，這樣在技術(shù)經(jīng)濟上不合理。通常情況下在超過45m的保護半徑或保護體積超過3600m3時，IG541(煙烙盡)的技術(shù)經(jīng)濟性明顯優(yōu)于FM-200。

該工程保護半徑約80m，最大保護體積6000m3，因此選擇IG541(煙烙盡)氣體滅火系統(tǒng)，設(shè)計額定溫度為20℃，設(shè)計滅火濃度37.5%，氣體釋放時間:滅火劑噴放至設(shè)計用量的95%時，其噴放時間不應(yīng)大于60s，且不應(yīng)小于48s。滅火浸漬時間10min，氣體設(shè)備參數(shù):氣瓶儲存壓力15MPa，充裝密度211.15kg/m3。

3 氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計

3.1 設(shè)計依據(jù)

該工程設(shè)計依據(jù) 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)[3]、《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50370-2005)[4]、《銀行金庫》(JR/T 0003-2000)[5]、《惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(DG/TJ08-306-2001)[6]等規(guī)范進行設(shè)計。

3.2 系統(tǒng)劃分

該工程大空間氣體滅火的房間共3個功能房間，面積詳見表1。對于如此大的保護區(qū)面積，根據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50370-2005)，采用管網(wǎng)滅火系統(tǒng)時，一個防護區(qū)的面積不宜大于800m2，且容積不宜大于3600m3[4]。該工程遠超過規(guī)范要求，對于普通氣體滅火防護區(qū)，在遇到保護半徑或保護體積超出規(guī)范要求時，一般有兩種辦法解決。一種是采用在防護區(qū)內(nèi)增加防火墻或防火卷簾，將單個防護區(qū)的體積控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。而由于金庫房間的功能要求，不可能將其分隔，故上述增加防火墻或防火卷簾的辦法難于實現(xiàn)。因此，該工程采取了另一種解決辦法，即將該防護區(qū)視為相同大小的多個防護區(qū)的共同體，人為將該防護區(qū)的滅火系統(tǒng)一分為多，多套系統(tǒng)分別通過多套管網(wǎng)同時噴放到防護區(qū)內(nèi)[7]。

為了保證大面積機房氣體滅火能夠同時且有效地進行，必須使用多個選擇閥并聯(lián)保護，即多根主管同步進入該保護區(qū)，軟件分組計算。由此帶來以下兩個技術(shù)問題需要進行解決并采取相應(yīng)的技術(shù)措施:多個選擇閥啟動的同步性；分組計算時組與組之間界面處噴頭壓力、時間、濃度的平衡性[8]。

該工程氣體滅火系統(tǒng)保護 “運營風險監(jiān)控中心憑證保管庫”和“清分整點區(qū)”，“運營風險監(jiān)控中心憑證保管庫”由兩根主管進入，系統(tǒng)分為兩組，通過管網(wǎng)幾何同程布置與管道水力計算，盡可能保證每個噴頭的壓力一致。

表1 各房間滅火劑用量

3.3 系統(tǒng)控制

氣體滅火控制器設(shè)置在相應(yīng)的保護區(qū)門口墻內(nèi)，每個氣體滅火防護區(qū)外分別設(shè)置氣體滅火手/自動轉(zhuǎn)換器 (含手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、緊急停止開關(guān)、緊急釋放按鈕)，防護區(qū)內(nèi)設(shè)置智能型感煙、感溫兩套獨立報警信號、聲光報警器、警鈴，防護區(qū)門口設(shè)置放氣指示燈。滅火系統(tǒng)的控制方式為自動控制、手動控制、機械應(yīng)急操作三種啟動方式?；馂?zāi)時關(guān)閉保護區(qū)域內(nèi)的所有送排風口上的防火閥，同時關(guān)閉送排風機，以使房間密閉，待達到滅火浸漬時間后打開保護區(qū)內(nèi)的常閉排煙口，開啟排風機排除廢氣。

（1）自動控制:氣體滅火系統(tǒng)處于自動模式，系統(tǒng)自動完成火災(zāi)探測、報警、聯(lián)動控制及滅火整個過程。

第一步:防護區(qū)內(nèi)的單一類型探測器（無論煙感、溫感）探測到火災(zāi)信號后，氣體滅火控制器啟動設(shè)在該防護區(qū)域內(nèi)的警鈴。提示防護區(qū)內(nèi)的工作人員撤離，并將報警信號傳給FAS，F(xiàn)AS輸出信號關(guān)閉其他相關(guān)設(shè)備。

第二步:當同一防護區(qū)內(nèi)的另一類型探測器也探測到火災(zāi)信號后，氣體滅火控制器啟動設(shè)在該防護區(qū)域內(nèi)外的蜂鳴器及閃燈，同時向FAS輸出火災(zāi)確認信號，并進入延時狀態(tài)（延時時間為0～30s可調(diào)）。如在延時階段發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤動作，或確有火災(zāi)發(fā)生但僅使用手提式滅火器和其它移動式滅火設(shè)備即可撲滅火災(zāi)，可按下設(shè)在保護區(qū)域門外的緊急止噴按鈕停止釋放藥劑。

第三步:延時結(jié)束時，氣滅控制器啟動相應(yīng)啟動氣瓶，釋放滅火氣體實施滅火，同時壓力開關(guān)將信號傳至氣滅控制器，由氣體滅火控制器啟動防護區(qū)外的釋放指示燈。防護區(qū)域門內(nèi)外的聲光報警器及放氣指示燈，在滅火期間一直工作，警告所有人員不能進入保護區(qū)，直至確認火災(zāi)已經(jīng)撲滅。

（2）電氣手動控制

將手自動轉(zhuǎn)換器的控制方式選擇鍵撥至“手動”位置，系統(tǒng)則處于電氣手動控制狀態(tài)，按下現(xiàn)場的緊急放氣按鈕，經(jīng)延時（0～30s可調(diào)，延時過程中完成相關(guān)設(shè)備聯(lián)動)釋放IG541氣體。

（3）機械應(yīng)急啟動控制

當保護區(qū)發(fā)生火情且自動控制和手動控制均失靈時，應(yīng)立即通知人員撤離現(xiàn)場，完成相關(guān)設(shè)備聯(lián)動。然后拔除與保護區(qū)相應(yīng)的電磁閥上的安全插銷，壓下電磁閥手柄，即可打開電磁閥，釋放啟動氣體。啟動氣體打開相應(yīng)的選擇閥、瓶頭閥，釋放滅火劑，實施滅火。

3.4 氣體滅火房間要求

氣體滅火房間的要求有:保護區(qū)必須為獨立區(qū)域；圍護結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓不低于1200Pa；保護區(qū)的圍護結(jié)構(gòu)及門、窗的耐火極限＞0.5h，吊頂耐火極限＞0.25h；保護區(qū)的門必須采用自動防火門，保證在任何情況下均能從保護區(qū)內(nèi)打開。保護區(qū)域內(nèi)的門窗滅火時應(yīng)保持關(guān)閉狀態(tài)，并設(shè)置彈性閉門器，避免噴氣時將門推開，導(dǎo)致滅火氣體散逸。

3.5 泄壓口

氣體噴放后，防護區(qū)內(nèi)瞬間增壓，為了保護防護區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)安全，應(yīng)在防護區(qū)的隔墻上設(shè)置對外泄壓口，泄壓口總面積按《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50370-2005)[4]計算。考慮到金庫安全要求，盡可能采用面積小的機械式泄壓口多個設(shè)置。泄壓口安裝位置應(yīng)設(shè)在墻體2/3以上高度，并滿足構(gòu)件的耐火極限要求＞0.5h。

3.6 鋼瓶間要求

設(shè)置在專用獨立的房間內(nèi)，室溫為0～50℃，盡可能靠近服務(wù)的房間。有直接通向疏散走道的出口，氣瓶間門向外開啟，設(shè)應(yīng)急照明、疏散標志及機械排風裝置，保持通風干燥。鋼瓶間結(jié)構(gòu)承重為13kN/m2。

4 結(jié)語

大空間庫房的氣體滅火設(shè)計特殊，建議采用IG541(煙烙盡)氣體滅火系統(tǒng)對該工程銀行憑證庫的超大空間進行保護。對超長保護半徑或超大保護體積的房間進行氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計時，將該防護區(qū)人為拆分為多個相同大小的防護區(qū)，采用多組系統(tǒng)分別通過多組管網(wǎng)同時噴放到防護區(qū)內(nèi)。

[1]曾捷.中國銀行總部大廈氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計[J].給水排水，2002，28（11）:59-61.

[2]上海市消防局，上?；ぴO(shè)計院.DG/TJ 08-307-2002七氟丙烷滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程[S].上海，2002.

[3]中華人民共和國公安部.GB50016-2006建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社，2006.

[4]中華人民共和國建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB50370-2005氣體滅火設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社，2006.

[5]中國人民銀行.JR/T 0003-2000銀行金庫 [S].北京，2001.

[6]上海市消防局，上?；ぴO(shè)計院.DG/TJ 08-306-2001惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程[S].上海，2001.

[7]祁亞娟，申勇.超大防護區(qū)的氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2009，（7）:3-5.

[8]曾杰，魯海平，楊軍，等.大型計算機房氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計探討[J].給水排水，2007，33（3）:74-81.