民用建筑變配電室采用火探管式自動探火滅火系統設計簡介

楊 荔

寧夏建筑設計研究院有限公司

民用建筑變配電室采用火探管式自動探火滅火系統設計簡介

楊 荔

寧夏建筑設計研究院有限公司

根據火探管式自動探火滅火系統的特征，對變配電室的火災撲救消防救火形式進行實例設計簡介。

火探管；變配電室；消防設計案例

火探管式自動探火滅火系統是近年來消防設計應用的另一種新型的救火方式，為不需要電源控制自啟動救火系統，是一種結構簡單、造價較低及性價比較高的一種滅火系統。設計時不需要設置專門的溫、煙感探測器及專用管道，在火災處于萌芽狀態時就能探測和消滅火源，救火針對新和有效性強，而且能同時實現報警和救火，完成了消防要求早期滅火的目標，這僅僅是憑借自身儲壓及一根充壓的火探管就能實現。現該系統已普遍應用在電力、電子機房等行業，為電氣設備、配電柜及控制箱等易發生火災的部位提供了新的滅火方式，彌補了本國對局部空間實施消防保護方面的空缺。對保護的部位提供了更快、更可靠及更經濟的方案，對使用單位的財產提供了最大的保障。

1、國內的一些相應規定及規范

在國內火探管系統也引起了逐漸的重視，尤其對電子設備間、電纜豎井等撲火相對密閉及空間體積小的設備引起的火災正在逐漸設置該系統。一些省市也編制了相應的地方建設標準，如山西、吉林、陜西、甘肅、江蘇、重慶市、福建，為火探管式氣體滅火系統的設計、施工及驗收提供了相應的依據。雖然現在該系統尚無國家標準，但在最近新發布的一系列國家規范中均提到了該火探管系統，如GB50016-2014建筑設計防火規范[1]中對8.3條文說明(第348頁)：如在有的場所空間很大，只有部分設備是主要的火災危險源并需要滅火保護，或建筑內只有少數面積較小的場所內的設備需要保護時，可對該局部火災危險性大的設備采用火探管、氣溶膠、超細干粉等小型自動滅火裝置進行局部保護，而不必采用大型自動滅火系統保護整個空間的方法[2]。GB50174-2008電子信息系統機房設計規范[3]中對第13.1.2條和第13.1.3條條文說明(第77頁)：對于空間較大，且只有部分設備需要重點保護的房間(如變配電室)，為進一步降低工程造價，可僅對設備(如配電柜)采用局部保護措施，如可采用火探自動滅火裝置[2]。因此對火探管式自動探火滅火系統可以在民用建筑變配電室的使用也有了相應的設計依據。

2、工程應用案例

在2008年至今期間，筆者已經設計多例在高層民用建筑(或大底盤住宅小區)變配電室設置探管氣體滅火系統的工程，而且該系統也逐漸得到本地區消防部門的認可，本文以銀川金鳳區新華聯廣場1號商業綜合樓工程實例介紹該系統的應用情況。

該工程總面積139420平米，高度27.75米，地上五層，地下兩層，變配電室設置在地下一層(建筑面積約610平米)。因配電室為電氣火災，是以配電柜和控制系統為主的場所，按現行的相關規范及規定應設氣體消防保護。設計之初時，對配電室采用何種消防保護進行了方案比較。方案一為采用全淹沒氣體系統。根據該配電室建筑面積及體積數值應設有管網的氣體滅火系統，本工程藥劑選用七氟丙烷。該系統設計氣體藥劑用量時是將整個配電室作為防護區，經計算滅火劑藥劑量為2400公斤，120升儲氣瓶23個，需設計專用的儲瓶間，氣體的噴射需設置專用的管道及噴頭，防護區需設泄壓口。其他專業也要做專項設計，如配電室防護門必須自行關閉；防護區墻體(或玻璃)抗內壓值不小于1200Pa ；防護區撲救火后排放氣體應設機械通風換氣；防護區應設火災自動報警系統啟動系統，門口處應設滅火劑噴放指示燈和火災聲光報警器等等；疏散門設置位置要滿足噴氣前室內人員在最遠點時在30秒內迅速離開到達門外。綜合以上，該系統注入資金及救火成本較高。方案二為火探管式自動探火裝置系統。眾多的文獻中對火探系統的工作原理及產品性能已介紹頗多，本文在此不再詳細介紹。火探系統為局部淹沒式，是由儲存滅火劑的容器、開啟容器的容器閥以及自動探火及輸送、噴射滅火劑的火探管等三大部分組成[4]。滅火劑多選用二氧化碳和七氟丙烷，有間接式和直接式安裝兩種系統。直接式裝置是對保護的設備直接滅火，系統反應快速滅火率高，一般適用在小空間和滅火劑用量少的地方如配電柜內，通過將火探管敷設在配電柜內電氣線路及電氣元件一定間隔有效范圍內，該管上均勻分布諸多探測點，火災救火時滅火劑的噴射是利用火災處火探管對熱度的敏感性，管道受熱軟化并產生爆破形成孔洞，滅火劑通過該孔洞進行噴射自動撲滅火災。間接式裝置組成和原理與直接式基本相同，由五大部分組成，即多出了運送滅火劑的釋放管及噴嘴兩大部分。火探系統不需要對整個配電室計算藥劑用量計算，僅根據室內的高、低壓配電柜的封閉外殼體積和選擇滅火劑瓶組規格進行計算，滅火劑用量大大減少。該系統不用考慮專用儲瓶間，可將滅火劑儲瓶裝在配電柜側面或附近的墻面上；因噴射量較少，滅火劑的濃度未達到對人體有害的濃度數值，不需設置機械通風排噴射后的氣體，也不需要噴射前事先人員疏散。比較上述兩個方案，本著造價低及安裝方便等優勢，本建筑配電室氣體滅火是按方案二設計，即采用局部淹沒火探管式自動探火滅火系統。有的設計將每臺配電柜視為獨立的保護區域，每臺配電柜設計一套火探系統，雖然提高了系統的可靠性，但筆者認為過于浪費。商業綜合樓配電室采用二氧化碳火探管滅火系統，因寧夏地區尚無發行地方標準，因此設計時參照陜西省工程建設標準DBJ/ T61-56-200火探管式氣體滅火系統技術規范[4]。配電柜均采用間接式，儲瓶藥劑充裝量選用6公斤，變壓器均采用間接式，儲瓶藥劑充裝量選用45公斤。按陜西省地標和廠家提供的產品資料，火探管最大使用長度25米，釋放管最大使用長度12米，直接式火探管單個防護區容積最大10立方米，有效保護范圍最大4立方米，單位容積所需滅火劑最小量為1.5公斤/立方米；間接式火探管單個防護區容積最大100立方米，有效保護范圍最大30立方米，單位容積所需滅火劑最小量為1.5公斤/立方米。本工程變配電房間內設 lxBxH=800 x1500 x2200(mm)配電柜(標記為柜1)16面，lxBxH=800 x1000 x2200(mm)配 電 柜(標 記 為 柜2)36面， lxBxH=600 x1000 x2200(mm)配電柜(標記為柜3)38面，變壓器6臺。根據以上參數，依據電氣專業提供的配電柜平面布置圖，設1套直接式火探管裝置可以保護3面配電柜1，4至5面柜2，5面柜3，變壓器每臺設1套間接式火探管裝置保護。直接式系統設計時防護區需保護的容積預留了一定余量，按電氣專業實際布置的配電柜的配置組合，最終共設置22套。設計時也可設2套瓶組保護多面配電柜，但要注意計算火探管的保護長度無效的部分。每個防護區從滅火劑儲瓶接入機柜的火探管是從機柜的開口處或電纜溝從底部接入，配電柜組內的火探管鋪設原則是環繞機柜內的電氣元件或電纜走向，敷設時標高最底層為距箱底0.20m，然后每層按0.50m間距均勻排布，安裝方式見下面示意圖。配電柜在訂貨時，應將圖紙火探管穿孔標高給廠家預留安裝孔洞，以方便后期施工安裝。施工安裝結束時，為避免其他雜物進入配電柜，要特別注意要對開孔處進行封堵處理。另外，每套裝置還與消防控制中心設置了聯動控制，以便工作人員及時了解運行狀況。（見圖1）

3、結束語

雖然火探管式滅火系統會因為其防護區保護范圍小、產品的壽命及抗老化性能方面等原因還不能用于大多數場所，但筆者相信隨著科學技術的不斷發展，火探管的產品的諸多性能會不斷完善，火探管滅火方式不僅僅只有兩種，還可開發出直接和間接系統相組合等方式，將該系統應用在更多的場所，將會對消防行業起到越來越重要的作用。本文是對多年應用該系統的一些介紹和總結，希望對同行在此類設計時起到拋磚引玉的作用。

[1]GB50016-2014，建筑設計防火規范 北京：中國計劃出版社.2014

[2]俞棟.火災自動滅火系統淺析.全國給水排水技術信息網2009年年會-2009

[3]GB50174-2008，電子信息系統機房設計規范,北京：中國計劃出版社.2009

[4]DBJ/ T61-56-2009.火探管式氣體滅火系統技術規范,西安.2010