高壓細水霧系統在北京地鐵地下停車場的應用

◎

1、高壓細水霧系統概述

高壓細水霧滅火系統是一項預防撲救火災的新技術，是以水為介質，采用特定噴頭在特定的工作壓力下噴灑細水霧進行滅火和控火的一種固定式滅火系統，有良好的滅火效率和防止火災復燃能力，能夠有效降低火場溫度和凈化煙氣，改善衛生環境，有利于火災現場人員的疏散，大大提高保護場所的綜合防災能力。高壓細水霧具有良好的電絕緣性，對環境無污染，可以有效降低火災煙氣毒性。

2、北京地鐵某地下車庫項目概況

五路停車場是北京軌道交通10號線與6號線的共用車輛基地，同時也是五路綜合交通場站的重要組成部分。五路綜合交通場站在用地規劃范圍內設置軌道交通五路停車場、軌道交通慈壽寺站公交樞紐以及公交駐車場等，主要承擔地鐵車輛的停放運用，整備管理，司乘人員每日出退勤技術交接。其建筑面積約10萬平米，聯合庫建筑面積約61213m2，其中含地下地鐵車庫面積約11662m2。

3、高壓細水霧系統的設計方案

3.1 設計方案概述

聯合庫面積巨大，防火分區面積超過規范規定，且為地下空間，由于東西兩區無法設置物理分隔，為減小火災自一側向另一側蔓延及煙霧的擴散，故采用高壓細水霧防火分隔噴霧帶。高壓細水霧噴霧帶可起到一定的隔熱、降溫作用（與常規高壓細水霧自動滅火系統隔熱、冷卻、窒息滅火、消煙功能不同），其被保護一側的溫度可不超過180℃，熱輻射強度可衰減80%。并在消火栓箱側設置普通人員可以使用的高壓細水霧噴槍，既可以自救滅火，又能減少水漬損失。同時在大庫長向兩端及中間通道設置移動式高壓細水霧滅火系統，做為滅火方式的補充（見圖3-1）。高壓細水霧可以帶電進行工作，可最大限度避免對人員觸電的風險，同時可以不用大幅增加消防用水量。同時在消火栓位置增加高壓細水霧水喉，可以提高對油類、電氣火災的滅火效果，減少水漬損失。

圖3-1 聯合庫高壓細水霧系統

圖3-2 吸氣式感煙火災探測系統

高靈敏度吸氣式感煙探測器，通過空氣采樣管網不停地采集被保護區域內的空氣樣品，并對采集的空氣樣品中的微粒進行分析，以此判斷是否發生火災。此類探測器屬于感煙探測器，與普通的點型感煙探測器和紅外光束感煙探測器相比有很高的靈敏度。其與高壓細水霧系統配合使用，可為火災發生時的滅火、救援、逃生提供寶貴的時間（見圖 3-2）。

3.2 高壓細水霧設計方案

3.2.1 高壓細水霧系統的組成

高壓細水霧系統由高壓細水霧泵組（包括主泵、穩壓泵、調節水箱、液位控制器、泵控制柜、水箱進水過濾器及進水電磁閥、安全泄壓閥、壓力傳感器等)、細水霧噴頭、高壓細水霧噴槍、區域控制閥組、不銹鋼管道及聯動控制（由FAS實現）系統組成。

3.2.2 設計參數

1）系統持續噴霧時間120min；

2）開式系統的響應時間不大于30s；

3)最不利點噴頭工作壓力不低于10MPa。

3.2.3 主要設備選型

1）噴頭選型

根據保護對象的火災危險性及空間尺寸選用高壓細水霧噴頭：

采用開式K=0.95噴頭,噴頭的安裝間距不大于5.0m，不小于2.5m，距墻不大于2.5m；

高壓細水霧噴槍的保護半徑不大于60m；

開式噴頭參數：k=0.95，q=9.5L/min；

單支高壓細水霧噴槍K＝3.2，q=32L/min。

2）泵組選型

本系統設計流量按照開式系統最大保護區同時開啟噴頭數流量與一把噴槍流量之和的1.1倍計算。

高壓主泵：工作壓力不小于16MPa，額定流量不小于112L/min，運行應平穩可靠，輸出流量及壓力平穩，且結構緊湊，占地面積和體積小。泵的活動部件應通過水進行潤滑。高壓細水霧主泵應為9柱塞立式高壓柱塞泵，材質為304不銹鋼。主泵電機選用高靠性高的產品，并為3相鼠籠感應鑄鐵電機，絕緣等級應不低于F，外殼保護不低于IP55等級，冷卻系統為自行通風式。

穩壓泵：工作壓力不小于1.4MPa，額定流量不小于11.8L/min。主體材料為銅合金、奧氏體不銹鋼等耐水腐蝕的材料。穩壓泵電機要求同高壓主泵。

泵組調節水箱：采用AISI 304L不銹鋼材質，水箱上應設有液位控制器。液位控制器可將水箱內水位信號傳送至泵控制柜PLC監控模塊。實現對水箱自動補水；水箱應配有放水閥、溢流閥、通氣管等配件，并設置防塵措施及水箱檢修孔。

調劑水箱：進水管須安裝過濾器，材質為聚丙烯纖維。過濾器外殼應采用加強型聚丙烯材質，最大工作壓力為0.6MPa，過濾器最大孔徑不得大于10μm。過濾器須設置旁通管及旁通應急閥門（常閉狀態），以便過濾器出現故障時不影響滅火系統的正常供水。

安全泄壓閥閥體：材質為具有316不銹鋼內件的碳鋼。安全泄壓閥的設定范圍8～14MPa。

3）泵組控制柜

泵組控制柜耐環境性能符合低壓電器相關國家標準，并采用PLC進行控制。控制面板上的故障報警顯示盤可對泵電機開關斷開、主閥關閉、水箱低水位等狀態進行報警顯示；系統壓力數顯屏可顯示泵出口處的水壓；工作狀態指示燈可顯示各泵工作、系統準備就緒、主備電源、水箱充水電磁閥工作等狀態，控制面板上設有泵的手動啟動按扭、停止按扭、泵緊急停止按扭，可對泵進行就地啟停操作。

4）補水增壓泵

補水增壓泵為安裝標準電機的非自吸立式多級離心泵，過流部分材質為AISI 304不銹鋼，電機應為全封閉，風冷式二級電機。防護等級不低于IP55，絕緣等級不低于F。

5）高壓細水霧噴槍箱

高壓消防細水霧噴槍箱包含：高壓細水霧噴槍、高壓軟管卷盤，不銹鋼球閥、壓力表、噴槍啟動按鈕等零部件。

高壓消防細水霧噴槍的額定工作壓力不低于10MPa，額定流量不小于32L/min。霧化時霧滴直徑DV0.9≤250μm，擴散射程不低于8米，直流射程不低于12米。應能承受50次直流、擴散噴霧動作倒換試驗，其倒換動作應靈活、準確，不出現任何故障或結構損壞。高壓細水霧噴槍高壓軟管選用耐礦物油及生物油合成橡膠高壓軟管，長度不小于25m，軟管測試壓力不低于35MPa，軟管卷盤應選用不銹鋼 304。

6）儲水水箱

水箱材質為AISI 304L不銹鋼，鋼板厚度滿足承壓要求，由水箱本體、水箱支架、進出水管、液位控制、溢流管、放空管等組成。水箱頂板、箱壁、箱底的焊接方法均采用手動電弧焊或氬弧焊及氧-乙炔陷焊接，焊條采用E308。水箱的容積及外形尺寸以及相關配件、閥件均應符合國家標準圖02S101的要求。

7）閥門配件

閘閥：材質應為不銹鋼；功能：控制進、出水流。

止回閥：材質應為不銹鋼，功能：控制水流單一方向。

球閥：材質應為不銹鋼，功能：控制進、出水流。

Y型過濾器：材質應為不銹鋼，過濾精度：18～30目。功能：過濾。

壓力表：材質應為不銹鋼，壓力范圍：0～1.6MPa。

8）管材及配件

高壓管均采用冷拔制造的奧氏體不銹鋼無縫鋼管，不低于304，管件材質與管道相同。管道的性能應參考現行國家標準。

3.2.4 系統供水及水質要求

1）系統的水質不應低于現行國家標準《生活飲用水衛生標準》GB 5749的規定。

2）高壓細水霧滅火系統供水壓力要求不低于0.2MPa，且不得大于0.6MPa。

3.3 系統工作原理及控制方式

3.3.1 開式系統工作原理

準工作狀態下，從泵組出口至區域閥前的管網內壓力維持在1.0～1.2MPa，閥后空管。發生火災時由火災報警控制系統聯動開啟區域控制閥，系統管道的壓力下降，穩壓泵啟動,穩壓泵運行10s后壓力仍達不到設定的1.2MPa時，主泵啟動同時穩壓泵停止運行，主泵向開式噴頭供水,噴細水霧滅火，如圖3-3：

3.3.2 開式系統控制方式

開式系統控制方式有自動控制、手動控制和應急操作三種控制方式。

圖3-3 開式系統原理圖

自動控制：滅火分區內一路探測器報警后，高壓細水霧火災控制報警系統聯動開啟警鈴；當兩路探測器報警確認火災后，高壓細水霧火災控制報警系統聯動開啟聲光報警器，并打開對應滅火分區控制閥，向配水管供水。主管道壓力下降，穩壓泵運行超過10秒鐘后壓力仍達不到要求，則啟動主泵，壓力水經過高壓細水霧開式噴頭噴放滅火。壓力開關反饋系統噴放信號，高壓細水霧火災控制報警系統聯動開啟噴霧指示燈。

手動控制：當現場人員確認火災且自動控制還未動作，可按下現場區域控制閥的手動啟動按鈕（或遠程啟動按鈕），啟動系統，噴放細水霧。

機械應急操作：當自動控制與手動控制失效時，通過操作區域控制閥的手柄，打開控制閥，啟動系統，噴放細水霧滅火。

3.4 高壓細水霧系統與其他專業接口說明

3.4.1 與火災自動報警專業接口

細水霧保護區域內的火災報警控制系統及與細水霧系統的聯動控制，具體要求如下：

1）需針對開式系統的每個保護區設置兩路火災探測器或兩路不同種類的火警信號;

2）需針對每個保護區主要出入口的內側設置消防警鈴或聲光報警器，外側設置聲光報警器和噴霧指示燈；

3）針對高壓細水霧泵組，在消防控制中心設置遠程手動控制高壓細水霧泵組啟動、停止，并能接收泵組運行及泵組故障信號的裝置。

4)控制每個保護區對應的消防警鈴、聲光報警器、釋放指示燈；

5）控制每個保護區對應的開式區域閥組，并接收壓力開關的返回信號；

3.4.2 對暖通專業的要求

自動滅火系統保護房間在確認發生火災后，要按要求關閉相關的通風空調系統設備。滅火完畢后對房間進行及時通風。

3.4.3 與給排水專業接口要求

1）給水專業需為細水霧系統提供一路消防供水水源，供水流量不小于328L/min，并引至高壓細水霧泵房內。

2）在泵房內設置地漏及排水溝等排水設施。排水量不小于系統用水量。