消防水炮在博物館中的應用探討

魏云

【摘 要】結合漳州長泰文體中心博物館項目，簡單闡述了自動消防水泡系統(tǒng)的基本原理及設計依據(jù)，詳細介紹了自動消防水泡系統(tǒng)在博物館中的應用，并總結了系統(tǒng)的優(yōu)點及局限性。

【關鍵詞】博物館；消防水炮；自動滅火

1.引言

隨著經(jīng)濟技術的不斷發(fā)展，越來越多的大空間建筑拔地而起，如會展中心、博物館、展覽館、影劇院等。該類建筑單層及多層的建筑面積超大、凈空高度很高，并且由于使用功能的要求，建筑內部的空間不易分隔等。尤其對于凈空高度特別大的建筑，閉式噴淋系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足使用功能要求。一旦發(fā)生火災，火災蔓延快，撲救難度大，危險性極高。

根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》（2005年版）6.1.1條文：采用閉式系統(tǒng)場所的最大凈空高度不應大于表1的規(guī)定，僅用于保護室內鋼屋架等建筑構件和設置貨架內置噴頭的閉式系統(tǒng)，不受此表規(guī)定的限制。

根據(jù)條文解釋：閉式噴頭的安裝高度，要求滿足“使噴頭及時受熱開放，并使開放噴頭的灑水有效覆蓋起火范圍”的條件。超過上述高度，噴頭將不能及時受熱開放，而且噴頭開放后的灑水可能達不到覆蓋起火范圍的預期目的，出現(xiàn)火災在噴水范圍之外蔓延的現(xiàn)象，使系統(tǒng)不能有效發(fā)揮控滅火的作用。所以結合表1的數(shù)據(jù)可看出，凈高超出12m的場所，采用閉式噴淋系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足使用需求。對于這類場所，可以采用智能滅火裝置來控制初期火災，達到迅速撲滅初期火災的目的。

2.自動消防水炮的工作原理

消防水炮系統(tǒng)由消防炮體和現(xiàn)場控制器兩部分組成。它的工作原理是通過前端探測系統(tǒng)對其控制范圍內發(fā)生的火情進行監(jiān)測和定位，一旦監(jiān)測到有火情發(fā)生，立刻發(fā)出報警信號，同時發(fā)出聯(lián)動控制信號，啟動相應的消防聯(lián)動設備并控制水炮動作開始噴水滅火。自動消防水炮的炮體由底座、進水管、回轉體、集水管、射流調節(jié)環(huán)、手把和鎖緊機構等組成，炮身可作水平回轉和仰俯回轉，并可實現(xiàn)定位。主要系統(tǒng)組件的外表面涂色宜為紅色。

3.工程案例

3.1項目概況

長泰縣文體中心工程由主體育場、綜合體育館、圖書館、博物館、文化館、科技館、展覽館等七個場館組成。建設用地面積175104.6m2，總建筑面積為134011.85m2。博物館部為四層公共建筑，建筑高度22.25m，包含地面獨立的博物館及一層連通的車庫、部分商業(yè)店鋪及博物館的輔助用房。一層屋頂平臺作為室外活動廣場。

本工程為多層公共建筑，按多層公共展覽建筑進行消防設計。分別設室內外消火栓系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)（內高度超過12m的上空高大空間設置自動消防水炮噴水滅火系統(tǒng)）、水噴霧系統(tǒng)和建筑滅火器配置。該項目中，除了主體育場外，其他幾個館共用一套消防給水設備，如消防水泵、消防水箱和消防水池的設置。生活用水與消防用水使用同一水源。下面著重對該項目博物館內自動消防水炮系統(tǒng)的設計加以詳細說明。

3.2自動消防水泡系統(tǒng)的具體應用

《大空間智能型主動滅火系統(tǒng)技術規(guī)程》（CECS263-2009）里提到三種類型的智能滅火裝置，分別是大空間智能滅火裝置（簡稱大流量噴頭）、自動掃描射水滅火裝置和自動掃描射水高空水泡（簡稱水炮）滅火裝置。第一種和第三種運用的較多。本工程采用的是第三種型式。

3.2.1設置區(qū)域

該項目博物館內2至3層設有一個凈空高度為13.2m的中庭，根據(jù)引言部分的敘述，中庭高度超過12m的公共建筑，自動噴水滅火系統(tǒng)已經(jīng)很難及時撲滅和控制初期火災。因此對該中庭采用自動消防水炮滅火系統(tǒng)。

3.2.2系統(tǒng)參數(shù)

系統(tǒng)采用標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置，布置高度應保證消防炮的射流不受上部建筑結構件的影響，并保證有兩股水射流同時到達被保護區(qū)域的任一位置。室內系統(tǒng)應采用濕式給水系統(tǒng)，消防炮位處應設置消防水泵啟動按鈕。設置消防炮平臺時，其結構強度應能滿足消防炮噴射反作用力的要求，結構設計應能滿足消防炮正常使用要求。水炮系統(tǒng)從啟動至泡沫噴射水或泡沫的時間不應大于5min。裝置每個噴頭標準流量5L/S，標準工作壓力0.60MPa，標準圓形保護半徑20m，最大安裝高度20m，系統(tǒng)設計水量為10L/S，火災延續(xù)時間為60分鐘。一個智能型紅外探測組件控制一個噴頭，配水管設置水流指示器，末端設置模擬末端試水裝置。

3.2.3設備參數(shù)

從市政人民西路管網(wǎng)引入一根DN200給水管，在基地紅線范圍內形成給水環(huán)狀，作為生活和消防用水水源。

系統(tǒng)由消防泵房內消防水炮給水泵（兩臺，一用一備）供水，為穩(wěn)壓緩沖立式多級消防泵，并配有消防穩(wěn)壓設備，室外設水泵接合器2組。

本工程消防加壓設備及消防水池均在文體中心基地內集中設置，按用水量最大區(qū)域計算消防水池用水量為1+3+5+9=688T。文化館一層設745T消防水池（分兩格），其中688T消防用水量平時不被動用（另57T為空調冷卻水），消防水池補水時間不超過48h，一期于圖書館屋頂設18T消防水箱和噴淋增壓設備。系統(tǒng)要設置成環(huán)狀?；馂陌l(fā)生時，消防泵主泵及穩(wěn)壓泵接收信號后自啟動從消防水池吸水，加壓后供博物館內消防水炮系統(tǒng)用水。

3.2.4系統(tǒng)控制

1）系統(tǒng)原理圖

圖1為消防水炮系統(tǒng)原理圖?；馂陌l(fā)生時，信號傳送到文化館一層的消防泵，消防泵自動啟動，將水由圖書館1層的消防水炮環(huán)網(wǎng)供至博物館3層，同時置于梁下的消防水炮打開，瞄準著火點位置，開始噴水滅火。

2）滅火過程

①自動滅火過程：經(jīng)過前端探測器巡檢，只要探測到有火情發(fā)生，探測器就將收集到的信息傳送到控制中心，處理主機先對信號進行確認再判斷，待確認火情后發(fā)出報警信號，自動開啟錄像功能，記錄現(xiàn)場情況，并撥打報警電話。另外同時將信號傳送到消防水炮及其聯(lián)動裝置，并自行啟動。系統(tǒng)控制消防水炮掃描并瞄準著火點位置，延遲數(shù)秒后啟動相應的消防水泵和電動蝶閥，開始噴水滅火。當警報結束后，自動（或者手動，手動優(yōu)先）關閉消防水泵及電動蝶閥。

②遠程滅火過程：經(jīng)過前端探測器巡檢，只要探測到有火情發(fā)生，探測器就將收集到的信息傳送到控制中心。消控室內相關工作人員通過系統(tǒng)強行切換過來的視頻圖像進一步確認火情，待火情確認后，通過集中控制操作臺，控制消防炮瞄準著火點位置，啟動相應的消防水泵和電動蝶閥，開始噴水滅火。

③現(xiàn)場手動滅火過程：現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)火情后，通過著火現(xiàn)場消防水炮下設置的手動控制盤啟動消防聯(lián)動設施，并控制消防水炮瞄準著火點位置，啟動相應消防水泵和電動蝶閥，開始噴水滅火。同時將信號傳送到消控室。

3.2.5材料的使用

系統(tǒng)采用優(yōu)質內外壁熱鍍鋅鋼管。不同管徑和不同區(qū)域的管道連接方式均不同。主要有卡箍和法蘭連接兩種方式。

3.3消防水炮系統(tǒng)的優(yōu)缺點

自動消防水炮滅火系統(tǒng)可以24小時全方位不間斷監(jiān)測火情，具有流量大、射程遠、保護半徑大、響應速度快等優(yōu)點，對于撲滅早期火災效果十分明顯，但仍有自身的一些缺點。比如，在現(xiàn)場手動滅火過程中，從發(fā)現(xiàn)火情到系統(tǒng)開啟噴水，所耗費的時間遠遠多于自動滅火過程。另外，相較于傳統(tǒng)滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)造價比較高，目前還沒有被普遍接受。但這些缺點都可以作為以后工作中研究發(fā)展的切入點。

4.小結

總之，隨著大空間建筑形式的多樣化、復雜化，該類型建筑的消防問題會被越來越多的人關注。而自動消防水炮系統(tǒng)近年來在此類建筑中的應用，為解決此類問題提供了很好的思路。另外，針對系統(tǒng)自身存在的不足，需要在工程實踐中進一步的總結和完善，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

【參考文獻】

[1]《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB.50084—2001（2005年版）

[2]《大空間智能型主動滅火系統(tǒng)技術規(guī)程》CECS263-

2009

[3]《建筑給水排水設計手冊》（第2版）

[4]《固定消防炮滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB.50338—2003

[5]徐飛，王慧等.基于CCD的大空間建筑中智能消防炮定位技術[J].消防科學與技術，2013.1（32）：56-58