數(shù)據(jù)中心氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

榮全穩(wěn)，周丹萍，陳晞慜

（華信咨詢設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310052）

水消防系統(tǒng)（消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧和細(xì)水霧滅火系統(tǒng)等）是在普通建筑場所中使用較多的滅火系統(tǒng)。但對于一些較為特殊的建筑物，如存儲有貴重的檔案資料的房間、數(shù)據(jù)中心的機(jī)房、藏有珍品的博物館等，往往需要根據(jù)建筑物的特殊性，在滿足國家防火規(guī)范和行業(yè)規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行防火系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)實(shí)踐中，常選擇合適的氣體滅火系統(tǒng)對其進(jìn)行保護(hù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心建設(shè)的規(guī)模發(fā)展迅速，滅火效率高、對環(huán)境無影響的各類氣體滅火技術(shù)是目前國內(nèi)通信機(jī)房滅火系統(tǒng)的主流選擇。不同型式的氣體滅火系統(tǒng)對于火災(zāi)的防護(hù)有著極其重要的作用，但是在維護(hù)結(jié)構(gòu)、人員配置以及相關(guān)設(shè)備投資上也給建設(shè)方提出了更多要求。這也就明確地指明了相關(guān)設(shè)計(jì)人員在選定方案時(shí)，要充分考慮各方面問題，以滿足相關(guān)需求。

1 氣體滅火系統(tǒng)分類

目前，氣體滅火系統(tǒng)有多種分類方法。（1）根據(jù)適用方式，可以將其分為全淹沒滅火系統(tǒng)與局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)。這2個(gè)滅火系統(tǒng)最大的區(qū)別在于噴射氣體的區(qū)域有所不同，全淹沒滅火系統(tǒng)會向防護(hù)區(qū)進(jìn)行噴射，而局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)只對保護(hù)的對象進(jìn)行噴射。（2）根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的不同，氣體滅火系統(tǒng)可分為預(yù)制無管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)與管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)。這2個(gè)系統(tǒng)的主要差別在于防護(hù)的區(qū)域大小，預(yù)制無管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)適用于較小、無特殊要求的防護(hù)區(qū)域（一個(gè)防護(hù)區(qū)面積不宜＞500m2且容積不宜＞1600m3）；而管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)是由多個(gè)干管和支管組成的，可以同時(shí)對2個(gè)及以上（但不超過8個(gè)）的防護(hù)區(qū)提供相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)，使用1個(gè)滅火儲存裝置來保護(hù)對應(yīng)區(qū)域的滅火系統(tǒng)（單個(gè)防護(hù)區(qū)面積不宜＞800m2且容積不宜＞3600m3）。（3）按照使用的滅火劑進(jìn)行分類，主要包括三氟甲烷滅火系統(tǒng)、七氟丙烷滅火系統(tǒng)、IG541混合氣體滅火系統(tǒng)、熱氣溶膠滅火系統(tǒng)等。通信機(jī)房內(nèi)應(yīng)用較多的是七氟丙烷滅火系統(tǒng)和IG541混合氣體滅火系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)比選

數(shù)據(jù)中心建筑物常按民用建筑或丙類廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)，耐火等級不低于二級。數(shù)據(jù)中心火災(zāi)多為E類火災(zāi)，其特點(diǎn)是散熱較為困難、煙氣量大、用電量大、火災(zāi)蔓延迅速、易燃節(jié)點(diǎn)多、撲救困難、火災(zāi)損失大等。因此，選擇合適的自動滅火系統(tǒng)，及時(shí)有效地?fù)錅绯跗诨馂?zāi)尤為重要。數(shù)據(jù)中心的通信機(jī)房區(qū)域設(shè)置有重要的通信生產(chǎn)設(shè)備，不宜用水滅火系統(tǒng)撲救，且房間內(nèi)常有少量人員值班，設(shè)有專用的恒溫恒濕空調(diào)，因此考慮設(shè)計(jì)潔凈的氣體滅火系統(tǒng)對其通信機(jī)房、配電室區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，系統(tǒng)常采用全淹沒式。從經(jīng)濟(jì)、適用、可靠、安全等角度出發(fā)，對不同型式氣體滅火系統(tǒng)比選，要點(diǎn)歸納如表1所示。

設(shè)計(jì)實(shí)踐中，常優(yōu)先根據(jù)防護(hù)區(qū)的分布情況、輸送距離等條件選擇合適的氣體滅火系統(tǒng)。此外，平面布局中，可利用的瓶組間位置及面積大小，對方案的選定也有較大的影響。可利用的瓶組間面積較小時(shí)，一般選擇七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)，但必須嚴(yán)格控制管網(wǎng)的輸送距離。特別是距離瓶組間最遠(yuǎn)的防護(hù)區(qū)所需藥劑量又較小時(shí)，管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算難度較大，常因該區(qū)管網(wǎng)的管道內(nèi)容積大于流經(jīng)該管網(wǎng)的七氟丙烷儲存量體積的80%而不得不變更設(shè)計(jì)方案。一般發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)計(jì)算無法通過時(shí)，已處于設(shè)計(jì)后期，此時(shí)很難再改用別的氣體滅火系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員常采用變更為預(yù)制無管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng)等方式予以解決，但這無疑增加了系統(tǒng)造價(jià)及系統(tǒng)管理難度。建筑平面跨度大，瓶組間距離防護(hù)區(qū)較遠(yuǎn)時(shí)，常采用IG541混合氣體滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)留足夠面積的瓶組間，以免瓶組、選擇閥等裝置的布置過于緊湊，不滿足規(guī)范對操作距離的要求而影響系統(tǒng)的消防驗(yàn)收。七氟丙烷滅火系統(tǒng)裝置如圖1所示。

表1 不同型式氣體滅火系統(tǒng)比選要點(diǎn)

圖1 七氟丙烷滅火系統(tǒng)裝置

3 系統(tǒng)組成

對于管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)而言，它往往是由滅火劑瓶組以及瓶子頭部的容器閥作為主體，加上啟動瓶、電磁閥以及區(qū)域選擇電磁閥、壓力開關(guān)和噴頭等部件組成。此外，還會根據(jù)不同的場景需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的火災(zāi)警報(bào)器、釋放指示燈、感煙探測器、感溫探測器、手動報(bào)警以及自動控制等多個(gè)不同的裝置。

通常情況下，對于氣體滅火系統(tǒng)而言，上述設(shè)備自成一種體系，氣體滅火系統(tǒng)通過相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置與控制系統(tǒng)連接，隨時(shí)可以向消防控制中心發(fā)出相應(yīng)的反饋信號。

4 聯(lián)動控制要求

國家規(guī)范對于氣體滅火系統(tǒng)的聯(lián)動控制裝置提出了明確的設(shè)計(jì)要求。管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)的啟動方式主要分為3類，分別為自動控制、手動控制以及機(jī)械應(yīng)急操作。

（1）自動控制。自動控制器往往直接與火災(zāi)探測器相連，在進(jìn)行自動控制時(shí)，有以下要求：①氣體滅火系統(tǒng)在收到相應(yīng)的信號之后，火災(zāi)聲光報(bào)警器啟動，提醒防護(hù)區(qū)內(nèi)相關(guān)人員，以便其盡快撤離，并向消防報(bào)警主機(jī)發(fā)出報(bào)警信號。②氣體滅火系統(tǒng)在接收到觸發(fā)信號之后，對相關(guān)聯(lián)的設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動控制，并向消防聯(lián)動控制器發(fā)送觸發(fā)信號。③在進(jìn)行自動控制時(shí)，要能夠自助關(guān)閉防護(hù)區(qū)域的送（排）風(fēng)機(jī)以及送（排）風(fēng)閥門，通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)也要能夠及時(shí)關(guān)停。

（2）手動控制。在氣體滅火系統(tǒng)的控制器上要設(shè)置手動控制的裝置。當(dāng)手動控制裝置按下之后可以執(zhí)行上述自動控制的相關(guān)工作內(nèi)容，但按下手動控制停止按鈕時(shí)，氣體滅火系統(tǒng)的控制器也要能夠及時(shí)停止正在執(zhí)行的相關(guān)操作。手動控制的設(shè)置目的是為了應(yīng)對自動控制不能正常運(yùn)行的情況。

（3）機(jī)械應(yīng)急操作。在瓶組間的內(nèi)部或者防護(hù)區(qū)域疏散的出口處同時(shí)也需要設(shè)立一個(gè)機(jī)械應(yīng)急操作的裝置，只有當(dāng)自動控制和手動控制均失靈時(shí)，才需要采用應(yīng)急操作。此時(shí)，可通過操作設(shè)在鋼瓶間的氣體鋼瓶容器閥上的緊急機(jī)械啟動器或區(qū)域選擇閥上的緊急機(jī)械啟動器，來開啟整個(gè)氣體滅火系統(tǒng)。

5 報(bào)警設(shè)備設(shè)置

在布置報(bào)警設(shè)備時(shí)，需要根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)。具體要求如下：（1）火災(zāi)警報(bào)燈一定要設(shè)置在氣體保護(hù)區(qū)的門內(nèi)上方，若有火災(zāi)發(fā)生可以直接提醒防護(hù)區(qū)域內(nèi)的人員及時(shí)撤離；（2）氣體保護(hù)區(qū)門外也一定要設(shè)置氣體釋放指示燈及氣體滅火聲光報(bào)警器，氣體所釋放的聲信號要與防護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置的聲光警報(bào)器有明顯區(qū)別，以提醒相關(guān)人員在進(jìn)行氣體滅火中，不要隨意進(jìn)入；（3）當(dāng)消防警報(bào)解除之后，應(yīng)及時(shí)保持防護(hù)區(qū)域的通風(fēng)。注意，氣體釋放燈通常需要通過手動解除的方式來解除。

6 系統(tǒng)供電及布線

氣體滅火系統(tǒng)相關(guān)控制器采用的主電源可以就近取用現(xiàn)場消防配電箱，而備用電源，則需要控制器內(nèi)設(shè)置備用蓄電池。

對于整個(gè)系統(tǒng)的布線而言，需要將所有的線纜敷設(shè)在一個(gè)金屬制的封閉線槽或者是金屬管之內(nèi)，線槽和管外應(yīng)外涂防火涂料。系統(tǒng)采用的電源線AV220V，需要采用單獨(dú)穿管的方法；而其他總線、DC24V電源線等則可以采用共管的方法。

7 結(jié)束語

數(shù)據(jù)中心氣體滅火系統(tǒng)在進(jìn)行土建施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，給排水、電氣等專業(yè)需要為整套系統(tǒng)提供完整的設(shè)計(jì)說明、系統(tǒng)圖及平面圖等以指導(dǎo)相關(guān)的工程建設(shè)。給排水專業(yè)需要對氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)置區(qū)域、適用的系統(tǒng)型式、相應(yīng)的控制方式等進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì)，并提資給電氣及暖通專業(yè)設(shè)計(jì)人員；給排水專業(yè)對防護(hù)區(qū)泄壓口進(jìn)行設(shè)計(jì)，并提資給建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)以便預(yù)留孔洞；電氣專業(yè)則需根據(jù)暖通專業(yè)提資條件對風(fēng)機(jī)進(jìn)行配電并實(shí)現(xiàn)相關(guān)閥門的聯(lián)動或連鎖控制。