帶吊頂房間氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討

【摘要】

為了更好地設(shè)計(jì)帶吊頂房間的消防系統(tǒng)，分別從滅火藥劑儲(chǔ)存量、管網(wǎng)噴頭布置以及泄壓口的配置進(jìn)行了設(shè)計(jì)探討，總結(jié)了氣體滅火系統(tǒng)的一般要求，討論了吊頂上下如何劃分防護(hù)區(qū)，并從設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的角度給出了吊頂上下設(shè)計(jì)為同一防護(hù)的建議。當(dāng)?shù)蹴斂臻g合并為一個(gè)防護(hù)區(qū)時(shí)候，給出了吊頂上下分別設(shè)置噴頭更為合理的結(jié)論。從避免二次開孔造成施工返工的角度出發(fā)，給出了設(shè)計(jì)提前預(yù)留泄壓口孔洞的建議。討論了帶吊頂房間泄壓口的設(shè)置高度，給出了不同的設(shè)計(jì)方案。

【關(guān)鍵詞】氣體消防； 吊頂； 設(shè)計(jì)； 防護(hù)區(qū)； 安裝高度

【中圖分類號(hào)】TU998.13【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

［定稿日期］2023-06-19

［作者簡(jiǎn)介］陳樹屹（1986—），男，碩士，高級(jí)工程師，從事電力設(shè)計(jì)工作;

鞏建寧（1975—），男，本科，高級(jí)工程師，從事電力建設(shè)管理工作;

周宇旋（1985—），男，本科，高級(jí)工程師，從事建筑機(jī)電管理工作;周玉梅（1984—），女，本科，工程師，從事電力水處理相關(guān)工作。

［通信作者］劉婷（1985—），女，本科，高級(jí)工程師，從事電力設(shè)計(jì)工作。

0 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑向綜合化、智能化、人性化發(fā)展，為滿足相關(guān)建筑的安全要求，越來(lái)越多的建筑房間用到了滅火速度快、效率高、無(wú)污染、無(wú)殘留的氣體滅火系統(tǒng)，筆者就氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中針對(duì)帶吊頂房間遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行分析和探討，本文闡述的吊頂是一般常用的吊頂，非通透性吊頂。

1 滅火藥劑儲(chǔ)存量設(shè)計(jì)探討

目前國(guó)內(nèi)常用到二氧化碳、七氟丙烷、IG541混合氣體、熱氣溶膠等氣體滅火系統(tǒng)。其中的七氟丙烷、IG541混合氣體、熱氣溶膠氣體滅火系統(tǒng)皆為全淹沒(méi)滅火系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)須執(zhí)行GB 50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》；二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)除了全淹沒(méi)滅火方式外，還能局部應(yīng)用，設(shè)計(jì)時(shí)須執(zhí)行GB 50193-93《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》［1］。

滅火藥劑儲(chǔ)存量的一般要求為：滅火藥劑儲(chǔ)存量應(yīng)為設(shè)計(jì)用量、儲(chǔ)存容器內(nèi)的剩余量和管網(wǎng)內(nèi)的剩余量之和；設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)貯存裝置及系統(tǒng)管網(wǎng)布置情況計(jì)算出滅火劑的設(shè)計(jì)用量及貯存量；組合分配系統(tǒng)的儲(chǔ)存量，不應(yīng)小于所需儲(chǔ)存量最大的一個(gè)防護(hù)區(qū)的儲(chǔ)存量，據(jù)此選擇貯存裝置規(guī)格，并考慮100%備用量。

在帶吊頂房間進(jìn)行氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)執(zhí)行過(guò)程中涉及到GB 50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》條文：“3.2.4防護(hù)區(qū)宜以單個(gè)封閉空間劃分，同一區(qū)間的吊頂層和地板下需同時(shí)保護(hù)時(shí)，可合并為一個(gè)防護(hù)區(qū)［2］?！币虼嗽谙老到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，需確定吊頂層和地板下是否需同時(shí)保護(hù)。常規(guī)來(lái)說(shuō)吊頂和地板下布置有電纜等可燃物質(zhì)，需將吊頂和地板下空間與建筑主體空間合并為一個(gè)大的封閉空間來(lái)設(shè)計(jì)，計(jì)算滅火藥劑儲(chǔ)存量時(shí)需考核整個(gè)封閉空間的藥劑用量。

如果吊頂和地板下無(wú)可燃物，在計(jì)算滅火藥劑儲(chǔ)存量時(shí)若僅計(jì)算主體空間（扣除吊頂和地板空間），在氣體消防動(dòng)作時(shí)候，防護(hù)區(qū)維護(hù)結(jié)構(gòu)將承受噴出的滅火氣體產(chǎn)生的很大壓力，普通石膏板吊頂很難承受如此大的壓強(qiáng)［3］。石膏板吊頂容易被高氣壓頂松，此時(shí)普通石膏板吊頂與主體空間連通，氣體滅火劑會(huì)穿過(guò)吊頂從上部的孔洞泄露［4］，打破了設(shè)計(jì)時(shí)候考慮的單個(gè)封閉空間的范圍，防護(hù)區(qū)無(wú)法達(dá)到消防設(shè)計(jì)滅火濃度，可能導(dǎo)致滅火失敗。因此在防護(hù)區(qū)劃分時(shí)不建議扣除房間吊頂空間，若確有困難，需合理選擇吊頂材質(zhì)，并提前和消防、建設(shè)等相關(guān)部門溝通，征得同意后再實(shí)施。

另外防護(hù)區(qū)有最大體積的限制，對(duì)于管網(wǎng)系統(tǒng)不宜大于3 600 m3，對(duì)于預(yù)制系統(tǒng)不宜大于1 600 m3。當(dāng)防護(hù)區(qū)體積大于以上要求時(shí)，可采用多套滅火系統(tǒng)同時(shí)保護(hù)一個(gè)較大容積防護(hù)區(qū)的方式，但需注意多套氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)能在滅火時(shí)同時(shí)啟動(dòng)，且相互間的動(dòng)作響應(yīng)時(shí)差應(yīng)不大于2 s。

2 管網(wǎng)、噴頭布置設(shè)計(jì)探討

管網(wǎng)、噴頭布置的一般要求為：滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)須按均衡系統(tǒng)布置；貯存裝置的貯壓等級(jí)及其充裝密度和貯瓶的數(shù)量、輸送管路的布置等應(yīng)滿足系統(tǒng)對(duì)輸送距離、在規(guī)定的噴放時(shí)間內(nèi)噴完設(shè)計(jì)滅火劑用量等的要求；輸送滅火劑的管道材質(zhì)應(yīng)符合要求，并宜對(duì)其內(nèi)外表面進(jìn)行熱鍍鋅處理，表面涂二道紅色面漆；管道應(yīng)就近固定在梁、柱或樓板下，支吊架間距應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定。

根據(jù)上文探討，設(shè)有吊頂?shù)姆雷o(hù)區(qū)，滅火劑設(shè)計(jì)用量計(jì)算時(shí)建議將吊頂空間合并為一個(gè)防護(hù)區(qū)。吊頂上下為同一個(gè)防護(hù)區(qū)，其噴頭的布置應(yīng)滿足吊頂上下各自空間內(nèi)滅火濃度的要求，同時(shí)還應(yīng)考慮噴放后吊頂上下的壓差不超過(guò)一定的限值，可取0.3 kPa，即吊頂上下分別設(shè)置噴頭更為合理。

3 泄壓口設(shè)計(jì)探討

根據(jù)國(guó)內(nèi)規(guī)范要求二氧化碳、七氟丙烷、熱氣溶膠、IG541混合氣體消防均需設(shè)置泄壓口。首先對(duì)泄壓口設(shè)置原則進(jìn)行了國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，國(guó)外多執(zhí)行《潔凈氣體滅火系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》NFPA2001，其與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB 50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50193-93（2010年版）《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)比如表1所示。

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)不同藥劑的氣體滅火系統(tǒng)給出不同確切計(jì)算泄壓口面積公式，美標(biāo)中沒(méi)有列出泄壓口面積計(jì)算公式而是要求“保護(hù)區(qū)泄壓口的相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)咨詢?cè)O(shè)備廠家”。因此國(guó)內(nèi)工程根據(jù)藥劑的平均噴放速率和維護(hù)結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓的允許壓強(qiáng)通過(guò)計(jì)算公式準(zhǔn)確計(jì)算出泄壓口面積。

建筑消防屬于建筑施工后期的安裝工程，考慮到部分墻體結(jié)構(gòu)厚度較厚，而部分泄壓口尺寸又過(guò)大，難以二次開孔，若不提前預(yù)留將給項(xiàng)目帶來(lái)較大的返工損失和質(zhì)量隱患，因此泄壓口需要在前期土建設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行預(yù)留。雖通過(guò)規(guī)范提供的泄壓口計(jì)算公式能夠準(zhǔn)確地計(jì)算出泄壓口面積，但是泄壓口并非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，同樣的面積不同消防公司給出的產(chǎn)品尺寸是不同的，因此需要設(shè)計(jì)人員先參照某一產(chǎn)品提前設(shè)計(jì)好預(yù)留孔洞的尺寸和位置，并進(jìn)行土建施工，后期泄壓口直接按前期預(yù)留好的尺寸進(jìn)行采購(gòu)和安裝，避免采購(gòu)尺寸與預(yù)留孔洞尺寸沖突。

對(duì)于泄壓口的設(shè)置位置規(guī)范要求宜設(shè)置在外墻上，GB 50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》條文解釋：“3.2.8條文中泄壓口“宜設(shè)在外墻上”，可理解為：防護(hù)區(qū)存在外墻的，就應(yīng)設(shè)在外墻上；防護(hù)區(qū)不存在外墻的，可考慮設(shè)在與走廊相隔的內(nèi)墻上［2］?！被馂?zāi)發(fā)生后，泄壓口動(dòng)作將排出大量高溫濃煙氣體，若將泄壓口設(shè)置在內(nèi)墻上，高溫濃煙氣體將直接排向走道或防護(hù)區(qū)的吊頂內(nèi)，影響人員疏散，甚至引起火災(zāi)的蔓延，因此泄壓口須盡量設(shè)置在外墻上，當(dāng)防護(hù)區(qū)無(wú)外墻時(shí)，建議通過(guò)泄壓管將高溫濃煙引至外墻再設(shè)置泄壓口進(jìn)行泄壓排放。

對(duì)于泄壓口的安裝高度在設(shè)計(jì)時(shí)候也需特別注意。因?yàn)槠叻榕c二氧化碳滅火劑比空氣重，為了減少滅火劑從泄壓口流失，泄壓口應(yīng)開在防護(hù)區(qū)凈高的2/3以上，即泄壓口下沿不低于防護(hù)區(qū)凈高的2/3。在帶吊頂房間進(jìn)行七氟丙烷與二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)存在兩種情況，第一種情況為主體空間與吊頂合并為一個(gè)防護(hù)區(qū)，第二種情況為主體空間與吊頂分為不同的防護(hù)區(qū)。

對(duì)于第一種情況按照規(guī)范要求將泄壓口設(shè)置在整個(gè)防護(hù)區(qū)凈高的2/3以上，在設(shè)計(jì)時(shí)需注意泄壓口與吊頂?shù)臉?biāo)高關(guān)系，盡量放置在吊頂上方，但按此方式設(shè)計(jì)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)候可能造成吊頂上下氣壓不平衡，吊頂被氣壓頂松、頂開，甚至脫落的情況，造成一定的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失；如將泄壓口在吊頂上下分別設(shè)置似乎能夠使吊頂上下同時(shí)達(dá)到壓力平衡，迅速排出泄壓氣體，但在進(jìn)行泄壓口面積計(jì)算時(shí)難以選取吊頂維護(hù)結(jié)構(gòu)允許壓強(qiáng)值，且有未嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)范：“泄壓口應(yīng)開在防護(hù)區(qū)凈高的2/3以上”的嫌疑。

對(duì)于第二種情況可按照規(guī)范要求分別將泄壓口設(shè)置在吊頂上下每個(gè)防護(hù)區(qū)凈高的2/3以上，但需合理選擇吊頂材質(zhì)，并提前和消防、建設(shè)等相關(guān)部門溝通，征得同意按吊頂上下分別獨(dú)立設(shè)置防護(hù)區(qū)后再實(shí)施。

4 結(jié)論

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的帶吊頂?shù)姆块g采用滅火速度快、效率高、無(wú)污染、無(wú)殘留的氣體滅火系統(tǒng)。在滅火藥劑儲(chǔ)存量、泄壓口設(shè)計(jì)時(shí)不建議扣除房間吊頂空間及尺寸，若確有困難，需合理選擇吊頂材質(zhì)，并提前和消防、建設(shè)等相關(guān)部門溝通，征得同意按吊頂上下分別獨(dú)立設(shè)置防護(hù)區(qū)后再實(shí)施。

吊頂上、下為同一個(gè)防護(hù)區(qū)時(shí)，其噴頭的布置應(yīng)滿足吊頂上下各自空間內(nèi)滅火濃度的要求，即吊頂上下分別設(shè)置噴頭更為合理?？紤]到部分墻體結(jié)構(gòu)厚度較厚，而部分泄壓口尺寸又過(guò)大，難以二次開孔，建議參照某廠家的泄壓口產(chǎn)品在項(xiàng)目前期土建設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行尺寸預(yù)留，并要求后期泄壓口直接按前期預(yù)留好的尺寸進(jìn)行采購(gòu)和安裝。

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