細(xì)水霧在管廊中的運用形式探討

石志敏 鐘曉

摘要：介紹了高壓細(xì)水霧的系統(tǒng)的形式，并對于在管廊中的設(shè)計運用比較了這幾種形式的差別和運用范圍，就此遇到的問題提出了設(shè)計想法。

關(guān)鍵詞：管廊;高壓細(xì)水霧;全淹沒系統(tǒng);分區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)

1 引言

近兩年管廊運用范圍擴(kuò)大，管廊的消防工作成為重點。管廊一旦發(fā)生火災(zāi)，不但社會影響巨大，其經(jīng)濟(jì)損失也是不可估量的[1]。《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范GB50838-2015》規(guī)范上沒有明確形式，只是要求電力電纜艙室設(shè)置自動滅火系統(tǒng)[2]。自動滅火系統(tǒng)有多種，管廊消防設(shè)計中常用的是高壓細(xì)水霧，氣溶膠，超細(xì)干粉，水噴霧，水噴淋。對于這幾種形式的探討已經(jīng)有很多專家都發(fā)表了論文論述，本文不再對這幾種形式進(jìn)行比較，僅對高壓細(xì)水霧在管廊消防的運用中發(fā)現(xiàn)的一些問題提出一點個人想法，供同行討論。

2 管廊細(xì)水霧形式的選擇

細(xì)水霧從壓力分有高壓（P>3.45MPa），中壓（1.2

管廊里面需要設(shè)置自動滅火的是電力電纜艙室;對電氣設(shè)備的特性來說，水霧越細(xì)導(dǎo)電性就越差，對電氣設(shè)備越安全。所以高壓細(xì)水霧一般作為管廊的自動滅火的首選。本文著重探討高壓細(xì)水中的全淹沒系統(tǒng)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題。

3 全淹沒系統(tǒng)

3.1防護(hù)區(qū)的選擇

《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GB500898-2013》（下文簡稱“規(guī)范”）規(guī)范3.4.5條，全淹沒應(yīng)用方式的開式系統(tǒng)，其防護(hù)區(qū)數(shù)量不應(yīng)大于3個[3]。對于這點，筆者有疑惑，假設(shè)管廊凈高4m，凈寬度2.8m，長度為2km，管廊200m一個防火分區(qū)，每個防火分區(qū)的體積是：2.8*4*200=2240m3.每個防火分區(qū)就為一個防護(hù)單元。嚴(yán)格按規(guī)范來設(shè)的話，一個單倉的隧道每600m就要設(shè)一全套設(shè)備。（下文簡稱“方式一”）。

若不考慮防護(hù)區(qū)數(shù)量不應(yīng)大于3個的要求，而僅按細(xì)水霧水泵的供水能力來算的話，每個泵組的保護(hù)范圍會大大增加。對于一個典型的高壓細(xì)水霧系統(tǒng)，末端噴頭10MPa，管網(wǎng)損失4MPa來簡單計算一下，每側(cè)的防護(hù)長度都可以按輸送長度來定可以供到800m， 再把泵房設(shè)在保護(hù)區(qū)的中間的話，就是1600米設(shè)置一個泵房就足夠了（下文簡稱“方式二”）。

以1600m的單倉電氣管廊來算，“方式一”需要2個泵房，3套設(shè)備，“方式二”只需要1個泵房，1套設(shè)備。管廊越長，差別越明顯，或者需要高壓細(xì)水霧的電氣倉室大于等于2個時，差別也很明顯。由此“方式二”經(jīng)濟(jì)性優(yōu)越強(qiáng)，泵房少，占地的面積也節(jié)約，設(shè)備少，同時對設(shè)備和泵房日后管理檢修也方便。

對于大多數(shù)水消防系統(tǒng)限制做太大的主要原因是為了減少管網(wǎng)的滲漏，增加系統(tǒng)的可靠性，以及避免出現(xiàn)二起火災(zāi)的問題。而管網(wǎng)滲漏的主要原因是管材問題，高壓細(xì)水霧的管網(wǎng)采用的是不銹鋼管，耐腐蝕，連接方式為專用接頭或法蘭連接或焊接，平時的高壓細(xì)水霧閥前管網(wǎng)里維持是1.2MPa的準(zhǔn)工作狀態(tài)，壓力遠(yuǎn)小于工作狀態(tài)的14MPa，以上種種都讓滲漏的幾率減少了很多。

“方式二”系統(tǒng)可靠性分析，細(xì)水霧每一個防護(hù)單元由獨立閥組控制，閥組均設(shè)置在每一個防火分區(qū)（也就是200米）的疏散樓梯內(nèi);火災(zāi)結(jié)束，手動關(guān)掉火災(zāi)區(qū)的開式閥組以及水泵后，若另一區(qū)域火災(zāi)發(fā)生時，其防護(hù)區(qū)閥組不受影響，水泵仍然可以由火災(zāi)聯(lián)動系統(tǒng)自動啟泵進(jìn)行滅火。剩下的問題就是水箱此時的容積是否可以支撐二次火災(zāi)的水量要求。在有一路可靠的市政進(jìn)水的條件下只要水箱的進(jìn)水的能力能夠和水泵的出水能力相匹配就可以滿足水泵的二次滅火需求，如果沒有任何一路可靠水源，那也只要水箱按最大一個防護(hù)區(qū)的水量100%備用就好，細(xì)水霧由于水量小，延續(xù)時間只有半小時，所以水箱容積一般都小，即使100%備用也是不大。

所以筆者認(rèn)為按細(xì)水霧水泵可保護(hù)的距離來看是比較合適的，這樣經(jīng)濟(jì)成本是最低，保護(hù)的效果也能滿足要求，高壓細(xì)水霧的優(yōu)勢之一揚程高也能完全利用。目前已建成的很多管廊的細(xì)水霧設(shè)計也都是按輸送距離來設(shè)定泵房。

3.2“方式二”在純電纜管廊艙室里的水力計算及其應(yīng)用分析

從上面的計算可以看出，方式二比方式一可以減少水泵房設(shè)置，減少高壓細(xì)水霧水泵設(shè)備的套數(shù)，但是無論采用方式一還是方式二，防護(hù)單元為200m的一個防火分區(qū)的話，一個控制閥所控制的噴頭數(shù)個過多，水量過大，高壓細(xì)水霧的設(shè)備選型以及管道成本都是不盡合理的，尤其是寬度或高度有一樣大于3米的時候，細(xì)水霧水泵選型都很困難。

4 分區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)

分區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)就是為了解決防護(hù)保護(hù)面積太大，引起細(xì)水霧的單個閥組控制的噴頭過大，水量過大而出現(xiàn)的。這個概念并沒有在《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》內(nèi)出現(xiàn)[4]。但是根據(jù)《檔案館高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（DA-T-2009）里概念：它是全淹沒系統(tǒng)的子集，保護(hù)防護(hù)區(qū)內(nèi)某預(yù)定區(qū)域或空間內(nèi)部所有防護(hù)對象的高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，當(dāng)相鄰保護(hù)區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)在相鄰部位交錯重疊布置噴頭時，系統(tǒng)的作用面積可只按一個分區(qū)的保護(hù)面積確定，重疊部分寬度不應(yīng)小于3米，水霧噴頭布置不應(yīng)小于2排，噴頭間距不應(yīng)大于2.5米，排間距宜為1.25m～1.5m。國外細(xì)水霧一個開式閥組的管廊的保護(hù)長度一般是在50米～100米[5]。借鑒這個思路結(jié)合分區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)的概念，我們可以將管廊的保護(hù)距離改為100m為一個防護(hù)分區(qū)，在一個防火分區(qū)內(nèi)就設(shè)有兩個防護(hù)分區(qū)，每個防護(hù)分區(qū)的保護(hù)面積大約在300m2。把防護(hù)分區(qū)分小筆者認(rèn)為更有利于滅火，因為如此閥后總流量偏小，管道距離短，管道選擇管徑DN32和DN15，流速大約為經(jīng)濟(jì)流速7m/s，管道100米，反應(yīng)時間是100/7=14s，遠(yuǎn)小于于規(guī)范要求的響應(yīng)時間30S，更有利于最不利點的撲火。自動噴水滅火規(guī)范里所有的水噴淋的保護(hù)面積都在300m2以內(nèi)，一個雨淋閥的保護(hù)面積也就260m2，其中最主要的原因就是為了縮短管道的充水時間。兩個防護(hù)分區(qū)之間沒有耐火構(gòu)件的分隔，在這塊可采用加密的噴頭形式來保護(hù)，且兩個防護(hù)分區(qū)均可保護(hù)，管道加密前設(shè)置回閥，詳見下圖。計算總水量的時候可以只考慮一個防護(hù)分區(qū)以及交錯加密處的那幾個噴頭，大約37個噴頭。3米以內(nèi)的艙室，總水量是37*10=370L/min.這樣DN65的閥前管道損失約0.125MPa，按泵房設(shè)在中間的管廊來看，每側(cè)的管道長度2000m，也就是4000米一個泵房，如此可以在保證滅火效果的情況下節(jié)約成本，特別是對于大于3米的倉室，水量可以控制在760L/min以內(nèi)，相對于上一節(jié)中正常按200m一個防護(hù)分區(qū)計算需要1190L/min來說，這個水量對于設(shè)備選型，管道管徑都有了明顯優(yōu)勢。

寬度小于3米的管廊防護(hù)分區(qū)相交位置大致布置圖可如下：

5 典型標(biāo)準(zhǔn)管廊細(xì)水霧系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

以4000m一個標(biāo)準(zhǔn)管廊全淹沒系統(tǒng)為例統(tǒng)計各系統(tǒng)參數(shù)詳見下表

6 結(jié)語

（1）應(yīng)根據(jù)管廊的特點合理選擇細(xì)水霧的應(yīng)用方式，力求在滿足高效滅火前提下，選擇經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢高的系統(tǒng)。

（2）對于全淹沒系統(tǒng)來說，目前已建成的很多管廊的細(xì)水霧設(shè)計來看也都是按輸送距離來設(shè)定泵房的，希望“規(guī)范”能做出相應(yīng)的調(diào)整，讓這種設(shè)計不僅僅合理而且還能合規(guī)。

（3）希望在《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中能增加分區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)的描述和使用范圍，能夠讓管廊的高壓細(xì)水霧設(shè)計更具操作性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-給水排水[M].中國計劃出? ? ?版社，2009.

[2] GB50838-2015，城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3] GB50898-2013，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 12SS209，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)選用與安裝[S].

[5] DA/T45-2009，檔案館高壓細(xì)水霧沒活系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].