生產(chǎn)廠房自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

肖玲

摘要：以安徽一棟體積大于50000m3的生產(chǎn)廠房為例，介紹了閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和開(kāi)式雨淋自動(dòng)噴水—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用；針對(duì)閉、開(kāi)式系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)早期抑制快速響應(yīng)噴頭和雨淋閥在火災(zāi)報(bào)警中的作用做了詳細(xì)的分析，對(duì)前期噴水后期噴泡沫的滅火方法做了說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：廠房；閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU892文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674―3024（2016）07―132―02

前言

本工程為安徽一座建筑體積大于50000 m3的生產(chǎn)廠房，廠房的生產(chǎn)類別為丙類，本文將對(duì)這棟樓內(nèi)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱自噴系統(tǒng)）做些詳細(xì)的介紹。

1 閉式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1 丙類生產(chǎn)車間

本工程生產(chǎn)廠房一層有一個(gè)面積約4770m2、建筑高度為6.60米的電子生產(chǎn)車間，其生產(chǎn)類別為丙類，主要生產(chǎn)電子產(chǎn)品，建筑耐火等級(jí)為Ⅰ級(jí)，建筑物體積為31482 m3。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016- 2006）規(guī)定，總建筑面積為3000m2的單層、多層電子廠房，必須設(shè)置自噴系統(tǒng)，這個(gè)項(xiàng)目面積超過(guò)3000m2，所以必須設(shè)置噴淋。i同時(shí)，業(yè)主要求此生產(chǎn)車間須設(shè)計(jì)成潔凈廠房，所以按照《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50073- 2001）和《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50084- 2001 05版）的規(guī)定，本工程自噴系統(tǒng)火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)須按倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)Ⅲ級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

自噴系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)是：噴淋用水量為98L/s，噴頭噴水強(qiáng)度為24.5L/min·m2，保護(hù)面積為240m2。同時(shí)，按照非倉(cāng)庫(kù)類高大凈空?qǐng)鏊脑O(shè)計(jì)規(guī)定，本工程選擇K=115的閉式噴頭， 噴頭最低工作壓力為0.35MPa，噴頭之間最大間距為3米，噴頭的公稱動(dòng)作溫度為68℃。

具體設(shè)計(jì)中，噴頭的流量計(jì)算是：q=K（10P）1/2；式中 q- -噴頭流量（L/min），P- -噴頭工作壓力（MPa），K- -噴頭流量系數(shù)，q=115×（10×0.35） 1/2=215.15L/ min =3.59L/s。根據(jù)公式q=пr2×v， 流速采用經(jīng)濟(jì)流速v=2.5m/s，得出噴頭半徑r=0.021m， 即噴頭的公稱直徑為DN50， 電子車間最末端噴頭的輸送管徑為DN50，從各支管引出的連接噴頭的短管管徑也為DN50。濕式系統(tǒng)在濕式報(bào)警閥后引出一根DN200的噴淋主干管接入電子車間，配水管網(wǎng)布置成枝狀，系統(tǒng)最不利點(diǎn)試水接頭的K為115。

本工程選擇早期抑制快速響應(yīng)噴頭，系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本參數(shù)K=115在噴規(guī)里沒(méi)有找到，筆者取的是儲(chǔ)物類別是箱裝不發(fā)泡塑料一欄內(nèi)，最大凈空高度為9米、噴頭流量系數(shù)K=200所對(duì)應(yīng)的0.35MPa， K=200在噴規(guī)里是最接近K=115的，所以選擇它。在本工程里，早期抑制快速響應(yīng)低壓噴頭是系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，它在系統(tǒng)中起到探測(cè)火災(zāi)和噴水滅火的作用。該噴頭有兩個(gè)特點(diǎn)，一是采用了3mm或更細(xì)的快速響應(yīng)玻璃球作為溫度感應(yīng)元件，提高了噴頭響應(yīng)速度，能更快地探測(cè)火災(zāi)，有利于控制初期火災(zāi)；二是采取了大流量系數(shù)的框架和特制的濺水盤，具有非常好的低壓流量特性和布水性能，能滿足低壓工作的要求，降低了噴頭對(duì)系統(tǒng)供水壓力的要求。

1.2 原材料倉(cāng)庫(kù)

生產(chǎn)廠房一層還有一個(gè)面積約1000 m2的原材料倉(cāng)庫(kù)，其建筑高度亦為6.60米，生產(chǎn)類別為丙類，主要貯藏與電子相關(guān)的原材料，建筑耐火等級(jí)為Ⅰ級(jí)，建筑物體積為6600m3。根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，這部分設(shè)計(jì)也采用閉式系統(tǒng)。

具體設(shè)計(jì)是：從濕式報(bào)警閥后引出一根DN250的噴淋主管，在倉(cāng)庫(kù)頂部主梁下形成環(huán)狀布置，繞成一圈的主管管徑均為DN250。如圖1所示，在兩根平行環(huán)管上各取一點(diǎn)，連成與主干管平行的噴淋管，其管徑為DN100，從DN100上接出的噴淋支管管徑為DN70。倉(cāng)庫(kù)最大凈空高度為6.60米，最大儲(chǔ)物高度為5.0米，自噴系統(tǒng)火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)按倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)Ⅲ級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即噴淋用水量為98L/s，噴水強(qiáng)度為24.5L/min·m2，保護(hù)面積為240m2。根據(jù)倉(cāng)庫(kù)早期抑制快速響應(yīng)噴頭的基本規(guī)定，本工程選擇流量系數(shù)K=200的閉式噴頭，噴頭最低工作壓力為0.35MPa，噴頭之間最大間距為3米，噴頭的動(dòng)作溫度為68℃。

噴頭的流量q為6.24L/s，流速采用經(jīng)濟(jì)流速v=4m/s，經(jīng)計(jì)算噴頭半徑r=0.022m，即噴頭的公稱直徑為DN50， 從DN100噴淋管上引出的連接噴頭的短管管徑也為DN50，系統(tǒng)最不利點(diǎn)試水接頭的K為200，詳見(jiàn)圖1。

本工程選擇環(huán)狀供水，并且平行噴淋管管徑全部為DN100，是為了便于閉式系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)能及時(shí)供水；選擇相同的管徑，系統(tǒng)沿程阻力壓力損失和局部阻力損失可以控制到最小，噴頭可以以最快速度出水，并且噴頭爆破時(shí)，時(shí)間非常接近，作用面積內(nèi)的噴頭幾乎同時(shí)供水，起到開(kāi)式雨淋系統(tǒng)的噴水效果。

2雨淋自動(dòng)噴水- -泡沫聯(lián)用系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

一層生產(chǎn)廠房的右側(cè)邊緣有一個(gè)面積約70 m2的甲類車間（生產(chǎn)類別為甲類），本工程運(yùn)用雨淋自動(dòng)噴水- -泡沫聯(lián)用系統(tǒng)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。

自動(dòng)噴水- -泡沫滅火系統(tǒng)就是在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中配置可供給泡沫混合液的設(shè)備，組成既可噴水又可噴泡沫的固定滅火系統(tǒng)，它可以是開(kāi)式的，也可以是閉式的，本工程選擇的是開(kāi)式系統(tǒng)。在具體的運(yùn)用中，本工程將自動(dòng)噴水—泡沫滅火系統(tǒng)與雨淋系統(tǒng)相結(jié)合，即從噴淋主泵后引出一根DN250的噴淋主管（不經(jīng)過(guò)濕式報(bào)警閥），先進(jìn)入隔膜壓力式泡沫液罐，再經(jīng)過(guò)比例混合器形成泡沫混合液后進(jìn)入甲類車間，然后由雨淋閥、火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)、噴水管網(wǎng)、傳動(dòng)裝置、開(kāi)式噴頭等組成雨淋系統(tǒng)，進(jìn)行滅火、冷卻。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)管道內(nèi)給水是采用火災(zāi)探測(cè)儀監(jiān)控雨淋閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且閥門裝置可以手動(dòng)啟動(dòng)。ii

作為開(kāi)式自噴系統(tǒng)的一種，雨淋系統(tǒng)所使用的噴頭為開(kāi)式噴頭，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)保護(hù)區(qū)域上的所有噴頭一起噴水滅火，因此通常用于燃燒猛烈、蔓延迅速的嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所。雨淋噴水系統(tǒng)可分為空管式雨淋噴水滅火系統(tǒng)和充水式雨淋噴水滅火系統(tǒng)兩類，本工程選擇空管式，系統(tǒng)由傳動(dòng)管啟動(dòng)，即由帶易熔元件的閉式噴頭或帶玻璃球塞的閉式噴頭作為探測(cè)火災(zāi)和傳動(dòng)控制的感溫元件來(lái)控制雨淋閥，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警。

根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，甲類車間自噴系統(tǒng)火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)按倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)Ⅲ級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)， 泡沫混合液流量為96L/s，噴水強(qiáng)度為22.2L/min·m2（其中11.4 L/min·m2為泡沫混合液強(qiáng)度），作用面積約70m2，泡沫—水噴頭的流量系數(shù)K=45，傳動(dòng)管上的傳動(dòng)噴頭K=80，噴頭最低工作壓力為0.30MPa，噴頭之間最大間距為3米，噴頭的公稱動(dòng)作溫度為68℃。甲類車間室外放置一個(gè)泡沫- -水噴淋系統(tǒng)使用的泡沫罐，有效容積為2m3，泡沫罐應(yīng)有可靠的保溫措施。泡沫系統(tǒng)采用抗溶性水成膜泡沫液，混合比為6%，持續(xù)噴泡沫時(shí)間不小于10分鐘。

雨淋自動(dòng)噴水- -泡沫聯(lián)用系統(tǒng)有兩種操作方式，一種是前期噴水后期噴泡沫，這種方式將泡沫液儲(chǔ)罐設(shè)置在雨淋閥前；另一種方式是前期噴泡沫，后期噴水，這種方式將泡沫液儲(chǔ)罐設(shè)置在雨淋閥后，本工程選擇的是前面一種。iii

平時(shí)無(wú)火災(zāi)時(shí)雨淋閥后的管網(wǎng)為干管狀態(tài)，雨淋閥前的管網(wǎng)充滿消防用水，雨淋閥和隔膜壓力式泡沫液罐內(nèi)的壓力水電磁閥和出液電磁閥均不開(kāi)啟，甲類車間發(fā)生火災(zāi)時(shí)，傳動(dòng)管- -閉式噴頭報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出求救信號(hào)通知噴淋泵，隨后開(kāi)啟噴淋泵、雨淋閥、壓力水電磁閥、出液電磁閥。雨淋系統(tǒng)的具體操作詳見(jiàn)圖2。

消防最開(kāi)始時(shí)， 比例混合器與雨淋閥之間管段內(nèi)的消防水通過(guò)下垂型泡沫- -雨淋開(kāi)式噴頭就地滅火， 同時(shí)，比例混合器之前的消防壓力水亦可經(jīng)過(guò)泡沫液罐，在比例混合器之后形成泡沫混合液流向噴頭。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)比例混合器與雨淋閥之間管段內(nèi)的壓力水用盡后，泡沫混合液到達(dá)噴頭處，就地噴灑泡沫滅火。最后，當(dāng)泡沫混合液也用完時(shí)，系統(tǒng)又開(kāi)始噴水冷卻。

3結(jié)束語(yǔ)

本工程采用的是閉式自噴系統(tǒng)和開(kāi)式雨淋自動(dòng)噴水- -泡沫聯(lián)用系統(tǒng)，它們的優(yōu)勢(shì)在于：（1）閉式系統(tǒng)的大流量噴水，管道布置成環(huán)狀的設(shè)計(jì)方法和0.35MPa快速響應(yīng)噴頭的啟用，大大節(jié)約了消防時(shí)間，給防火減災(zāi)提供了有利的保證。（2）選擇合理的泡沫—水噴淋滅火方式，比如本工程的前期噴水后期噴泡沫，對(duì)及時(shí)有效的撲滅火災(zāi)帶來(lái)很大的益處。