高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在檔案館項(xiàng)目中的應(yīng)用與管理探析

謝道敏

摘要：消防安全是檔案館管理工作最為重要的內(nèi)容之一。本文針對(duì)這一問(wèn)題，首先分析了檔案館火災(zāi)發(fā)生的特點(diǎn)，明確其消防系統(tǒng)對(duì)防范范圍、滅火效率的要求。其次，剖析了高壓細(xì)水霧的消防特性和機(jī)理，指出其在檔案館消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用合理性與實(shí)用價(jià)值。最后，以某檔案館為例，依據(jù)其空間大小、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于高壓細(xì)水霧的滅火系統(tǒng)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：參數(shù)計(jì)算、設(shè)備選型、控制系統(tǒng)等方面，并提出該系統(tǒng)在應(yīng)用管理方面需要注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：高壓細(xì)水霧；檔案館；滅火系統(tǒng)

引言

高壓細(xì)水霧式消防系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的消防噴淋系統(tǒng)，對(duì)水量、水漬污染程度要求均較小，適合于撲救固體火災(zāi)、易燃物質(zhì)火災(zāi)或者電氣火災(zāi)等，如在電子計(jì)算機(jī)室、通信機(jī)械間、電器裝置間、光纜隧道和電纜間的嵌入、文物倉(cāng)庫(kù)、博物館、美術(shù)室、檔案庫(kù)等區(qū)域內(nèi)的火災(zāi)事故^[1]?！丁笆奈濉比珖?guó)檔案事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確將“推進(jìn)檔案安全體系建設(shè)”“加強(qiáng)檔案館庫(kù)建設(shè)與管理”列為“十四五”重要任務(wù)，要求對(duì)檔案館（室）庫(kù)、后備庫(kù)進(jìn)行全面安全檢查，對(duì)存在安全隱患問(wèn)題的場(chǎng)館進(jìn)行監(jiān)督檢查。可見(jiàn)，檔案安全是檔案管理工作的重中之重，各相關(guān)單位需要加大對(duì)安全設(shè)施的投入，確保檔案實(shí)體安全和信息安全。目前在國(guó)內(nèi)，高壓細(xì)水霧消防體系已順利運(yùn)用于多家檔案室建設(shè)項(xiàng)目中，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，為該方案的實(shí)際應(yīng)用提供了重要參考。

一、檔案火災(zāi)的特點(diǎn)

（一）可燃等級(jí)高

大部分檔案資料都屬于易燃材料，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)會(huì)通過(guò)紙張、書籍等快速蔓延，從而容易引發(fā)巨大的火災(zāi)事故，而圖書館中的書籍均價(jià)值較高，因此會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

（二）施救困難

為了防潮防蟲，檔案室內(nèi)基本上都是利用鐵皮箱或者密集架來(lái)分類放置資料，這種方式有利于資料的歸整與保護(hù)。但由于堆放過(guò)于密集，降低了消防通道的暢通性，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防人員很難準(zhǔn)確分區(qū)，對(duì)較大火勢(shì)進(jìn)行撲救時(shí)存在困難。

（三）風(fēng)險(xiǎn)大

紙張、磁盤等物品都具有易燃特點(diǎn)，普通滅火劑很難將其快速?gòu)氐讚錅纾瑢?dǎo)致過(guò)火時(shí)間延長(zhǎng)，繼而增加檔案資料的損壞程度。

二、高壓細(xì)水霧滅火機(jī)理及優(yōu)越性

高壓細(xì)水霧滅火機(jī)理（見(jiàn)下圖1）：當(dāng)水流（壓力在10MPa以上）通過(guò)一個(gè)特制塑料噴嘴涌出后，產(chǎn)生了大小約為10—100微米大小的液霧，遇火后立即蒸發(fā)，容積可擴(kuò)大1700—5800倍，并帶走大部分熱量，使燃燒表面溫度急劇下降；當(dāng)水分完全蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生大量水汽，全面包裹并掩蓋可燃部位，使燃燒因缺氧而迅速熄滅。高壓細(xì)水霧具備冷卻、隔絕空氣的雙重消防功能，用水量只有常規(guī)消防的1%，但滅火效果卻高出200—300倍。

檔案主要是紙質(zhì)載體，普通的自動(dòng)噴淋系統(tǒng)不利于檔案保護(hù)，不符合檔案行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。七氟丙烷滅火系統(tǒng)等氣體滅火系統(tǒng)因滅火速度快、滅火后無(wú)殘留等優(yōu)勢(shì)，在大型檔案館、圖書館得到廣泛應(yīng)用。相對(duì)于高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，氣體滅火系統(tǒng)在滅火的同時(shí)不能有效降低環(huán)境溫度、不能消除煙氣，高溫、煙氣都會(huì)對(duì)檔案造成損壞。此外，氣體滅火系統(tǒng)的儲(chǔ)氣瓶、輸氣管線等占地面積大，建設(shè)成本較高，氣體滅火系統(tǒng)需專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)，氣體滅火劑需定期更換，價(jià)格比較昂貴，運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用也比較高。相對(duì)于傳統(tǒng)氣體滅火系統(tǒng)，高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有滅火效率高、對(duì)人員、環(huán)境和設(shè)備無(wú)影響、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)。

三、項(xiàng)目概況

本工程為某市檔案館項(xiàng)目，總建筑面積74862m²，地上建筑面積68541m²，共二十一層。擬對(duì)一至二十一層庫(kù)房等采用高壓細(xì)水霧開式自動(dòng)滅火系統(tǒng)保護(hù)。根據(jù)檔案館的現(xiàn)場(chǎng)情況，依據(jù)細(xì)水霧國(guó)標(biāo)和檔案行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置一套高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)對(duì)庫(kù)房等進(jìn)行自動(dòng)滅火保護(hù)，本項(xiàng)目總保護(hù)面積約32721m²。

四、系統(tǒng)的類型選擇

細(xì)水霧系統(tǒng)按照工作氣壓大小，可分成中低壓（等于1.21MPa）體系、中壓（1.21MPa～3.45MPa）體系、高壓（等于3.45MPa）體系。由于低溫體系工作氣壓較低，所生成的水分微粒較大，可形成建筑表面濕潤(rùn)效果，對(duì)撲救較深層的a型火災(zāi)很有效果；高壓系統(tǒng)所形成的水霧滴直徑較小^[2]，更適合于撲救大空間、被遮蔽的火災(zāi)事故；中低壓體系處于低壓與高壓系統(tǒng)中間。該建筑倉(cāng)庫(kù)空間較大，且書架布局緊湊，失火時(shí)的阻遮擋性較大，因此需要考慮對(duì)歸檔文書的影響，選用中高壓或細(xì)水霧系統(tǒng)。2021年9月28日，國(guó)家檔案局修訂發(fā)布了《檔案館高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（DA/T45-2021），2021年10月1日起實(shí)施。修訂后的新標(biāo)準(zhǔn)刪除了高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)不宜保護(hù)的檔案庫(kù)房類型，將高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的試用范圍改為“各類檔案庫(kù)房、服務(wù)用房、檔案業(yè)務(wù)與技術(shù)用房、辦公用房和附屬用房”，進(jìn)一步擴(kuò)大了高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的適用范圍。

由于檔案館火勢(shì)擴(kuò)散很快，常閉式噴嘴往往無(wú)法使噴霧氣體有效遮蓋整個(gè)火勢(shì)范圍，再加上常閉控制系統(tǒng)的窒息效果相對(duì)較弱，消防效果并不理想。另外，由于目前常閉控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)檔案館的實(shí)際使用案例較少，也沒(méi)有工程實(shí)踐資料，故目前主要選擇開式控制系統(tǒng)。在供氣形式方面，由于泵組式控制系統(tǒng)的使用范圍廣闊，相比于罐組式控制系統(tǒng)具有靈敏性高、穩(wěn)定性好、安全性高的優(yōu)勢(shì)，所以更加適用于長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)作業(yè)的工作場(chǎng)景^[3]。

五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）配置方案

1.設(shè)計(jì)參數(shù)

1）持續(xù)噴霧時(shí)間30min；

2）噴霧強(qiáng)度不小于1.3L/min·m²；

3）最不利點(diǎn)噴頭工作壓力大于10MPa；

4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量應(yīng)按下式計(jì)算^[4]：

式中：Q——系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，L／min；

n——累計(jì)計(jì)算的噴頭數(shù)；

q_i——每個(gè)計(jì)算噴頭的實(shí)際流量，L／min。

2.主要設(shè)備選型

1）噴頭選型。根據(jù)保護(hù)對(duì)象火災(zāi)危險(xiǎn)性和空間尺寸選擇噴頭：一層保護(hù)區(qū)選用K₁=1.5的開式噴頭，二層～二十一層等選用K₂=1.0的開式噴頭，噴頭安裝間距不大于3.0m，噴頭與墻壁的距離不大于噴頭最大布置間距的1/2。

2）泵組單元選型。系統(tǒng)最大流量防護(hù)區(qū)為五層城建庫(kù)房共64只噴頭，為保證泵組單元正常工作，在其進(jìn)水口設(shè)置補(bǔ)水泵2套（1用1備），XBD2/13.9—80L-125，N=5.5kW。

3）水箱。系統(tǒng)供水的水質(zhì)不應(yīng)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定。系統(tǒng)設(shè)40m³不銹鋼水箱一套，實(shí)現(xiàn)消防供水，其中供水壓力不低于0.2MPa，且不得大于0.6MPa。

4）細(xì)水霧滅火裝置控制柜。設(shè)置細(xì)水霧滅火裝置控制柜，總功率為320kW，采用雙電源模式供電。

5）巡檢柜。針對(duì)本項(xiàng)目增加相應(yīng)配套設(shè)備巡檢柜一套。

3.與建筑專業(yè)接口

1）泵組單元需做混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸4780×1820×300（mm）；泵組單元兩臺(tái)一組上下放置，兩臺(tái)重1000kg。高壓細(xì)水霧泵房布置應(yīng)緊湊，在能夠滿足功能需要的前提下盡可能降低占地面積，并縮短敷設(shè)管路距離，提高系統(tǒng)反應(yīng)速度。本項(xiàng)目基于一體化理念對(duì)泵組進(jìn)行設(shè)計(jì)，包含有工作泵以及備用泵、穩(wěn)壓泵系統(tǒng)。

2）40m³水箱尺寸（長(zhǎng)×寬×高）4000×4000×2500（mm），需做300×3200×300（mm）混凝土地梁4根。

3）細(xì)水霧滅火裝置控制柜需做混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸1000×900×300（mm）。

4.與供電專業(yè)接口

配電系統(tǒng)需提供兩路AC380V，50Hz/320kW消防電源至高壓細(xì)水霧泵房并接至細(xì)水霧滅火裝置控制柜處，設(shè)備金屬外殼需做接地保護(hù)。

5.與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警專業(yè)接口

1）細(xì)水霧防護(hù)區(qū)的出口均應(yīng)安裝危險(xiǎn)距離檢測(cè)器，并經(jīng)過(guò)總線連接火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置，以控制每個(gè)細(xì)水霧防護(hù)區(qū)對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)距離檢測(cè)器。

2）高壓細(xì)水霧泵組控制箱是被控裝置，在消防中心設(shè)有遠(yuǎn)程自動(dòng)控制泵組單元啟停、接收泵組單元運(yùn)轉(zhuǎn)情況和故障信息的設(shè)備。

（二）系統(tǒng)組成、控制方式及工作原理

1.系統(tǒng)組成

1）高壓細(xì)水霧滅火裝置由水泵組部件、補(bǔ)水泵、穩(wěn)壓泵、不銹耐酸鋼板水泵、分區(qū)控制閥門、細(xì)水霧噴嘴、自來(lái)水裝置和不銹鋼管道、閘門等所構(gòu)成。泵組單元主要由主泵、安全溢流閘、閥片、齒軌等所構(gòu)成。

2）細(xì)水霧式滅火系統(tǒng)控制箱設(shè)有自動(dòng)、手工兩種管理方法，與手動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)合管理，在接到報(bào)警信號(hào)的同時(shí)，監(jiān)控泵組啟動(dòng)，并同時(shí)向自動(dòng)控制中心傳遞有關(guān)泵組的數(shù)據(jù)。

3）控制閥安裝在進(jìn)口處，有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，接入控制中心^[5]。

2.控制方式

高壓細(xì)水霧、消防控制系統(tǒng)和火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，有自動(dòng)和手動(dòng)兩種監(jiān)控方法。

1）自動(dòng)控制：在發(fā)現(xiàn)火災(zāi)事故后，通過(guò)火災(zāi)事故傳感器偵察到火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，待監(jiān)控中心確認(rèn)后，火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)出啟動(dòng)信息，泵組單元自動(dòng)開啟，并對(duì)該保護(hù)分區(qū)進(jìn)行噴霧撲救。

2）手動(dòng)控制：當(dāng)有人發(fā)現(xiàn)火災(zāi)事故時(shí)，消防系統(tǒng)未能有效啟動(dòng)，可以自動(dòng)開啟細(xì)水霧消防系統(tǒng)。對(duì)配備自動(dòng)報(bào)警按鍵的區(qū)域，如果人員確定發(fā)生火災(zāi)事故，可以直接按下對(duì)應(yīng)防護(hù)區(qū)域的報(bào)警按鍵開啟系統(tǒng)。

3.對(duì)電氣、暖通專業(yè)的要求

考慮到檔案館內(nèi)資源比較貴重，而且多數(shù)都是紙質(zhì)資料，火災(zāi)蔓延性較高，故一般電氣專業(yè)都不配備感溫探測(cè)器，而使用感煙探測(cè)器或其他比較靈敏的傳感器代替^[6]。通風(fēng)方面的建議：考慮到細(xì)噴霧在受風(fēng)機(jī)的抽吸影響后，滅火作用將會(huì)受到干擾，故在高壓細(xì)水霧所保護(hù)區(qū)域不設(shè)機(jī)械排煙系統(tǒng)，只設(shè)通風(fēng)裝置。

六、應(yīng)用管理

高壓細(xì)水霧設(shè)計(jì)要盡量按照相關(guān)規(guī)范要求。根據(jù)火源種類和空間大小的特點(diǎn)，正確規(guī)劃消防分區(qū)，力求減少高壓泵機(jī)和貯配水裝置數(shù)量以降低費(fèi)用和消耗。如果改變建構(gòu)筑物的用途、貨物堆放地點(diǎn)、堆存高度等，會(huì)危及到系統(tǒng)正常安全工作，應(yīng)由系統(tǒng)重新核查并重新設(shè)置。

高壓細(xì)水霧式消防系統(tǒng)是一種具備很高技術(shù)含量的自動(dòng)消防系統(tǒng)，對(duì)水質(zhì)要求非常嚴(yán)格。當(dāng)檔案館位于市政管線末梢或二次加壓管線、水體的硬度變化較大時(shí)，要慎重考慮消防水源是否進(jìn)行接管^[7]，在必要時(shí)建議安裝反滲漏裝置以保證質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代化檔案館大樓的建筑強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值較高、功能復(fù)雜，其消防性能也因此優(yōu)于一般民用建筑，而高壓細(xì)水霧式消防系統(tǒng)在這種建筑中得到了充分應(yīng)用，為政府部門、建設(shè)單位所大力推廣。目前，全國(guó)包含南寧在內(nèi)籌建或在建軌道交通工程的大中城市已經(jīng)達(dá)到了四十多個(gè)，設(shè)計(jì)和在建的超高層大廈已經(jīng)達(dá)到了一千二百座，這些工程的開發(fā)與建成，為建設(shè)高壓細(xì)水霧滅火體系提供了全新的機(jī)會(huì)與市場(chǎng)。相信在不久的將來(lái)，隨著我國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的全面推進(jìn)以及國(guó)內(nèi)自主生產(chǎn)科技的日益完善，定能使這項(xiàng)滅火有效、節(jié)能環(huán)保、發(fā)展?jié)摿薮蟮南冗M(jìn)滅火科技得到廣泛應(yīng)用。

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