懸掛式超細(xì)干粉滅火裝置工程設(shè)計(jì)探討

李東海

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

隨著全國(guó)各地建筑行業(yè)高速發(fā)展，各種風(fēng)格的建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)，對(duì)消防防火設(shè)計(jì)也提出來(lái)重大考驗(yàn)，各種新材料、新技術(shù)的利用也帶來(lái)了很多消防隱患，同時(shí)業(yè)主越來(lái)越注重建筑效果，不斷地壓縮機(jī)電設(shè)備用房的使用面積，在很多空間狹小的強(qiáng)弱電、配電間、地下綜合管廊電艙等內(nèi)也存在發(fā)生火災(zāi)的可能性，需設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，由于這些電間空間狹小，如果設(shè)置傳統(tǒng)的七氟丙烷等潔凈的氣體滅火系統(tǒng)，將會(huì)極大的占用電間使用面積和帶來(lái)造價(jià)的不斷提高，既不經(jīng)濟(jì)也不盡合理。隨著消防產(chǎn)品和消防規(guī)范的不斷更新，如今懸掛式超細(xì)干粉滅火裝置憑借其滅火效率高、反應(yīng)靈敏、造價(jià)低、控制簡(jiǎn)單、占地面積小、安裝形式靈活多變、后期維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)脫穎而出，但在實(shí)際工程的運(yùn)用中卻存在不少誤區(qū)，相關(guān)規(guī)范要求也不盡全面，現(xiàn)就其設(shè)計(jì)選型進(jìn)行探討，為同行業(yè)設(shè)計(jì)人員的相關(guān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和選型提供借鑒。

1 國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范規(guī)定

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2018年版）》（GB 50016—2014）第8.3條條款正文及條款說(shuō)明可知，需保護(hù)的場(chǎng)所空間比較大且部分設(shè)備是主要的火災(zāi)危險(xiǎn)源頭并且需滅火保護(hù)或建筑物內(nèi)只有少數(shù)面積比較小的場(chǎng)所內(nèi)的設(shè)備需要被保護(hù)時(shí)，均可采用超細(xì)干粉等小型的自動(dòng)滅火裝置或設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。所以強(qiáng)弱電間、配電小間等小的電氣用房采用超細(xì)干粉滅火裝置是規(guī)范比較認(rèn)可和推薦使用的做法。

2 裝置分類及設(shè)計(jì)選型

2.1 裝置分類

超細(xì)干粉是粒徑（90%）≤20μm的固體類粉末狀的滅火材料，按其主要的滅火功能主要分為BC類超細(xì)干粉滅火藥劑和ABC類超細(xì)干粉滅火藥劑，共兩種類型。超細(xì)干粉滅火裝置即為能通過(guò)自啟動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)方式進(jìn)行開(kāi)啟，并由具體的驅(qū)動(dòng)介質(zhì)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)滅火藥劑，進(jìn)而實(shí)施撲滅火源的固定裝置。按滅火劑貯存方式形式又可分為儲(chǔ)壓式和非儲(chǔ)壓式；按滅火裝置的安裝方式可分為懸掛式、壁掛式以及其他的安裝方式；實(shí)際工程中多因懸掛式安裝方便，不占用電氣設(shè)備空間，故采用較多。

2.2 設(shè)計(jì)選型

首先需根據(jù)保護(hù)對(duì)象的性質(zhì)進(jìn)行滅火劑的選擇，一般采用ABC超細(xì)干粉滅火裝置，能夠有效的撲滅以下3種火災(zāi)類型：A類、B類、C類。對(duì)滅火裝置的儲(chǔ)存方式選擇上，根據(jù)需要，可選擇儲(chǔ)壓式干粉滅火裝置或非儲(chǔ)壓式干粉滅火裝置，儲(chǔ)壓式在噴放性能、滅火效果、可靠性、安全性及日常使用與維護(hù)等方面要明顯優(yōu)于非儲(chǔ)壓式。綜合考慮建設(shè)成本、設(shè)計(jì)用量、日常維護(hù)和監(jiān)控等方面考慮，建議采用儲(chǔ)壓式的干粉滅火裝置。

3 設(shè)計(jì)參數(shù)

目前國(guó)內(nèi)有關(guān)干粉的規(guī)范或規(guī)程較多，不同規(guī)范之間要求有交叉和不同，給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了不便，現(xiàn)行與之相關(guān)的國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、各省當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)主要有：《干粉滅火裝置技術(shù)規(guī)程》（CECS 322—2012）、《干粉滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50347—2004）、以及山東省、江蘇省、貴州省、河南省、山西省、吉林省、福建省的超細(xì)干粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)程或規(guī)程等地方標(biāo)準(zhǔn)。

筆者經(jīng)過(guò)對(duì)多個(gè)有關(guān)干粉的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)以及部分省的當(dāng)?shù)氐胤綐?biāo)準(zhǔn)的研究和對(duì)比，發(fā)現(xiàn)《干粉滅火裝置技術(shù)規(guī)程》（CECS 322—2012）（簡(jiǎn)稱“干粉規(guī)程”）和《干粉滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50347—2004）（簡(jiǎn)稱“干粉規(guī)范”）這兩本規(guī)范相關(guān)設(shè)計(jì)要求差異較大，不少設(shè)計(jì)工作者再工程實(shí)際選型中特別容易混淆，主要差異在于設(shè)計(jì)用量的計(jì)算公式、用量選取、啟動(dòng)控制要求、安全要求、后期維護(hù)等均不相同，筆者認(rèn)為干粉規(guī)范中是對(duì)干粉滅火系統(tǒng)的相關(guān)要求，干粉滅火系統(tǒng)需有專門(mén)的輸送管道、固定噴嘴等組成的一整套滅火系統(tǒng)，有組合分配式系統(tǒng)、單元獨(dú)立系統(tǒng)、預(yù)制滅火裝置等形式，類似管網(wǎng)式七氟丙烷或IG100等氣體滅火系統(tǒng)。但是，超細(xì)干粉滅火裝置是一套成品裝置，形式比較簡(jiǎn)單，主要由鋼制容器、吊環(huán)或固定支架、噴頭組件、顯示壓力的儀表、感溫爆破元器件、電引發(fā)啟動(dòng)器等設(shè)施組成。其不需要專門(mén)的輸送管道，也沒(méi)有組合分配系統(tǒng)形式。同時(shí)干粉規(guī)程在前言中也寫(xiě)到干粉滅火裝置是干粉滅火系統(tǒng)和柜式干粉滅火裝置的一種補(bǔ)充應(yīng)用形式，在總則條文說(shuō)明中寫(xiě)到由于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)干粉規(guī)范中未涉及本規(guī)程規(guī)定的產(chǎn)品，所以該本規(guī)程的制定，是為給超細(xì)干粉滅火裝置的合理合規(guī)的使用提供相關(guān)規(guī)范依據(jù)，同時(shí)在其的第3.1.5條條文說(shuō)明中介紹到，當(dāng)干粉總用量超50kg時(shí)，此時(shí)采用預(yù)制式干粉滅火裝置的形式將更加合理合規(guī)，此時(shí)需執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)干粉規(guī)范的相關(guān)技術(shù)要求和相關(guān)規(guī)定。根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有消防認(rèn)證類產(chǎn)品的規(guī)格，懸掛式超細(xì)干粉滅火裝置單具的充裝 重 量 一 般 在1kg、2kg、4kg、5kg、6kg、7kg、8kg、9kg、10kg不等。

綜上，筆者認(rèn)為懸掛式超細(xì)干粉滅火裝置的具體設(shè)計(jì)參數(shù)和產(chǎn)品選型應(yīng)按干粉規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)在設(shè)計(jì)選型時(shí)，注意保護(hù)區(qū)總體積的影響，使得總的干粉用量不超50kg。

干粉規(guī)程需按照保護(hù)的形式不同進(jìn)行不同的計(jì)算，分兩種類型：全淹沒(méi)和局部應(yīng)用滅火方式。然而在實(shí)際工程運(yùn)用中由于電間內(nèi)保護(hù)對(duì)象的不確定性、特別是一些空間狹小的電間內(nèi)僅留出進(jìn)人空間，大部分空間被電纜、機(jī)柜等占用，很難準(zhǔn)確計(jì)算出保護(hù)對(duì)象凈面積和凈體積，同時(shí)采用超細(xì)干粉的場(chǎng)所多為空間較為狹小的場(chǎng)所，故建議優(yōu)先選擇全淹沒(méi)滅火方式進(jìn)行保護(hù)，以提高消防安全可靠性。

按全淹沒(méi)滅火方式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，配置數(shù)量取決于防護(hù)區(qū)凈容積和滅火設(shè)計(jì)濃度，防護(hù)區(qū)凈容積根據(jù)建筑提供的房間扣除墻體、柱等凈面積和凈高度計(jì)算即可，關(guān)鍵在于滅火涉及濃度的取值，不同的取值導(dǎo)致滅火劑實(shí)際用量和裝置數(shù)量變化較大，規(guī)范僅要求設(shè)計(jì)計(jì)算出的滅火劑濃度不應(yīng)小于經(jīng)過(guò)權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證合格的滅火劑濃度的1.2倍。然而不同廠家所取得的權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證上的滅火濃度又各不相同，這就給設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的不確定性。如設(shè)計(jì)初期滅火濃度取值較小，會(huì)導(dǎo)致總體滅火劑用量偏小，無(wú)法有效保護(hù)整個(gè)空間，滅火濃度取值較大，則會(huì)造成過(guò)度設(shè)計(jì)和造價(jià)偏高。為此筆者經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)多家廠家產(chǎn)品的對(duì)比以及結(jié)合規(guī)范舉例說(shuō)明得出以下數(shù)據(jù)。

干粉規(guī)程第3.2條條文說(shuō)明全淹沒(méi)滅火方式舉例中干粉的滅火濃度為0.06kg/m3，在其第3.1.5條條文說(shuō)明中舉例提到，如某超細(xì)干粉滅火裝置按150g/m3的滅火劑濃度來(lái)計(jì)算時(shí)，那么一個(gè)10kg的干粉滅火裝置的保護(hù)體積約為66m3。這里的數(shù)據(jù)筆者認(rèn)證應(yīng)該為筆誤，所提及的150g/m3應(yīng)該是設(shè)計(jì)滅火濃度，而非滅火濃度，因?yàn)樵O(shè)計(jì)計(jì)算出的滅火劑濃度不應(yīng)小于經(jīng)過(guò)權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證合格的滅火劑濃度的1.2倍。

國(guó)內(nèi)部分生產(chǎn)廠家產(chǎn)品經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證后的滅火濃度，如表1所示。

表1 國(guó)內(nèi)部分干粉廠家滅火濃度參數(shù)對(duì)比

經(jīng)過(guò)以上數(shù)據(jù)分析，不同廠家的產(chǎn)品的滅火濃度均有差異且差異較大，一般都比規(guī)范舉例的0.06kg/m3要大的很多，故建議設(shè)計(jì)計(jì)算用量時(shí)留有余地。

同時(shí)根據(jù)《干粉滅火裝置》（XF 602—2013）中要求滅火裝置的最終噴射剩余效率不應(yīng)大于5%，故在選擇單具滅火裝置的充裝量時(shí)，還需考慮其噴射剩余量的影響，故筆者認(rèn)為干粉規(guī)程第3.2.1條滅火裝置的配置數(shù)量公式中的單具滅火裝置的充裝量應(yīng)該為單具滅火裝置的理論設(shè)計(jì)充裝量并非實(shí)際充裝量，實(shí)際充裝量還需考慮噴射后的剩余量。

4 控制方式的選擇

根據(jù)干粉規(guī)程第3.4條干粉滅火裝置可采用感溫爆破元器件、熱引發(fā)啟動(dòng)器或電引發(fā)啟動(dòng)器啟動(dòng)。當(dāng)同一個(gè)保護(hù)區(qū)或者保護(hù)的具體對(duì)象采用兩具及以上的干粉滅火裝置及進(jìn)行滅火保護(hù)時(shí)，應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定要求，如當(dāng)采用感溫爆破元器件啟動(dòng)時(shí)，干粉滅火裝置總的數(shù)量不能超6具，同時(shí)應(yīng)該在1s內(nèi)全部啟動(dòng)；當(dāng)采用電引發(fā)啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)，滅火藥劑總重量不宜超50kg，同時(shí)還需設(shè)置自動(dòng)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，在采用按順次啟動(dòng)時(shí)，各個(gè)滅火裝置啟動(dòng)的間隔時(shí)間不應(yīng)小于0.2s，同時(shí)也不能超過(guò)0.6s。所有裝置總的用時(shí)不能超3s。

根據(jù)干粉規(guī)程要求，同一個(gè)防護(hù)區(qū)設(shè)置的干粉滅火裝置的數(shù)量影響其啟動(dòng)方式的選擇，如果防護(hù)區(qū)空間較為狹小，由于熱引發(fā)器（導(dǎo)火索）的安全性和有效性尚且存疑，一般選擇感溫爆破元器件的方式進(jìn)行啟動(dòng)，當(dāng)保護(hù)的防護(hù)區(qū)內(nèi)火災(zāi)溫度達(dá)到提前設(shè)定好的溫度時(shí)，裝置上的感溫玻璃球或感溫易熔合金會(huì)立刻熔斷而斷裂，此時(shí)裝置由于內(nèi)外部壓差由氮?dú)怛?qū)動(dòng)啟動(dòng)氣瓶，采用該啟動(dòng)方式簡(jiǎn)單有效，造價(jià)低廉，同時(shí)也不需要火災(zāi)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)。在防護(hù)區(qū)空間較大時(shí)需要采用電引發(fā)器啟動(dòng)，由于該啟動(dòng)方式需設(shè)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)也需電氣專業(yè)配合設(shè)計(jì)，造價(jià)較高，但安全性較高。

經(jīng)筆者咨詢國(guó)內(nèi)主流廠家得知，如防護(hù)區(qū)干粉滅火裝置大于1具且不超6具，采用感溫爆破元器件啟動(dòng)的話，由于各個(gè)滅火裝置之間未聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)，當(dāng)防護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，每個(gè)滅火裝置的啟動(dòng)是根據(jù)所處位置所感應(yīng)到火災(zāi)煙氣的溫度而爆破的，當(dāng)其中一個(gè)滅火裝置的感溫元件達(dá)到爆破溫度爆破時(shí)，其他滅火裝置無(wú)法確保在1s內(nèi)全部啟動(dòng)，一旦發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如果有某個(gè)滅火裝置不能按規(guī)定的時(shí)間間隔正常開(kāi)啟，同時(shí)無(wú)法及時(shí)采取機(jī)械或電控的應(yīng)急手動(dòng)操作的話，將滅火效果造成極大的削弱，造成不可估量的損失。

為保證滅火效果和節(jié)約造價(jià)及后期維護(hù)，建議在具體設(shè)計(jì)選型時(shí)當(dāng)計(jì)算防護(hù)區(qū)僅需設(shè)置一具干粉滅火裝置時(shí)，宜采用感溫元件啟動(dòng)，電氣配置報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)干粉滅火裝置動(dòng)作噴放時(shí)，立即向消防控制室反饋報(bào)警信號(hào)，讓管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和定位發(fā)生動(dòng)作的防護(hù)區(qū)，以便及時(shí)維修和定位火災(zāi)地點(diǎn)；當(dāng)計(jì)算防護(hù)區(qū)需設(shè)置超過(guò)一具且小于6具干粉滅火裝置時(shí)，需采用電引發(fā)器啟動(dòng)，并和電氣對(duì)應(yīng)專業(yè)配合設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)聯(lián)動(dòng)的控制系統(tǒng)；當(dāng)計(jì)算的保護(hù)區(qū)滅火藥劑總的用量超過(guò)50kg時(shí)，此時(shí)防護(hù)區(qū)較大，采用干粉裝置已無(wú)法有效保護(hù)場(chǎng)所安全，建議改用其他自動(dòng)滅火形式進(jìn)行保護(hù)。

5 通風(fēng)要求

根據(jù)干粉規(guī)程第5.2.2條的要求，在地下室的防護(hù)區(qū)或者無(wú)窗或固定的窗、扇的地上部分的保護(hù)區(qū)，這些區(qū)域的通風(fēng)條件應(yīng)符合暖通專業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)要求。但規(guī)程并未明確具體設(shè)置要求，考慮到干粉滅火裝置在施放了滅火藥劑撲滅保護(hù)區(qū)的火災(zāi)后，保護(hù)區(qū)內(nèi)還有不少因?yàn)榘l(fā)生火災(zāi)而產(chǎn)生的有毒有害氣體，噴放的干粉滅火藥劑會(huì)產(chǎn)生大量微粒，長(zhǎng)時(shí)間的懸浮在防護(hù)區(qū)內(nèi)，為了盡快清除保護(hù)區(qū)內(nèi)的有毒有害氣體和大量懸浮的滅火藥劑，同時(shí)也為方便相關(guān)人員及時(shí)清理，筆者建議參考干粉規(guī)范的第7.0.5條要求，對(duì)于在地下室的保護(hù)區(qū)以及無(wú)窗或設(shè)固定窗扇的地上部分的保護(hù)區(qū)，建議均設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，同時(shí)為盡快排除，排風(fēng)口的設(shè)置位置應(yīng)盡量能夠直通室外。

6 平面布置及日常維護(hù)

當(dāng)采用全淹沒(méi)方式進(jìn)行滅火時(shí)，干粉滅火裝置應(yīng)在保護(hù)區(qū)內(nèi)間距均等布置，采用懸掛式較為節(jié)省空間和方便后期維護(hù)，同時(shí)干粉滅火裝置距通風(fēng)口的凈距不應(yīng)小于2m。同時(shí)不建議設(shè)置在易受碰撞區(qū)域，當(dāng)無(wú)法避免，需設(shè)置在易受碰撞區(qū)域時(shí)，應(yīng)采取設(shè)置保護(hù)罩等安全防護(hù)措施。

采用全淹沒(méi)方式進(jìn)行滅火時(shí)，保護(hù)區(qū)內(nèi)及門(mén)口應(yīng)要設(shè)置火災(zāi)聲光報(bào)警器，保護(hù)區(qū)門(mén)口還應(yīng)設(shè)置相關(guān)指示燈。由于各樓層的電間分布需根據(jù)電氣專業(yè)需求而定，有一些電間和開(kāi)門(mén)方向均位于裝修區(qū)，如在裝修區(qū)設(shè)置火災(zāi)聲光報(bào)警器、入口處設(shè)置顯示噴放的指示燈等將會(huì)極大的影響建筑美觀，這一要求很多設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)之初往往不夠重視，容易遺漏，最后到竣工驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)聲光報(bào)警器特別影響裝修區(qū)域美觀而被迫整改，造成極大了設(shè)計(jì)漏洞。故希望在廣大設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)初期就要和建筑專業(yè)配合，提出要求確認(rèn)火災(zāi)聲光報(bào)警器和噴放指示燈的設(shè)置位置，建議電房區(qū)域宜設(shè)置毗鄰的走道，電房開(kāi)門(mén)向走道，并將火災(zāi)聲光報(bào)警器和噴放指示燈放置在走道墻體上，從而避免后期因裝修效果遷改位置造成不必要的損失。

7 結(jié)語(yǔ)

懸掛式超細(xì)干粉滅火裝置的運(yùn)用越來(lái)越廣闊，但其相關(guān)設(shè)計(jì)和選型的探討的文章比較少，筆者結(jié)合自己多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的一些探討，希望能夠給予同行們些許參考。