細水霧在管廊中的運用形式探討

石志敏 鐘曉

摘要：介紹了高壓細水霧的系統的形式，并對于在管廊中的設計運用比較了這幾種形式的差別和運用范圍，就此遇到的問題提出了設計想法。

關鍵詞：管廊;高壓細水霧;全淹沒系統;分區應用系統

1 引言

近兩年管廊運用范圍擴大，管廊的消防工作成為重點。管廊一旦發生火災，不但社會影響巨大，其經濟損失也是不可估量的[1]?！冻鞘芯C合管廊工程技術規范GB50838-2015》規范上沒有明確形式，只是要求電力電纜艙室設置自動滅火系統[2]。自動滅火系統有多種，管廊消防設計中常用的是高壓細水霧，氣溶膠，超細干粉，水噴霧，水噴淋。對于這幾種形式的探討已經有很多專家都發表了論文論述，本文不再對這幾種形式進行比較，僅對高壓細水霧在管廊消防的運用中發現的一些問題提出一點個人想法，供同行討論。

2 管廊細水霧形式的選擇

細水霧從壓力分有高壓（P>3.45MPa），中壓（1.2

管廊里面需要設置自動滅火的是電力電纜艙室;對電氣設備的特性來說，水霧越細導電性就越差，對電氣設備越安全。所以高壓細水霧一般作為管廊的自動滅火的首選。本文著重探討高壓細水中的全淹沒系統應用中發現的問題。

3 全淹沒系統

3.1防護區的選擇

《細水霧滅火系統技術規范GB500898-2013》（下文簡稱“規范”）規范3.4.5條，全淹沒應用方式的開式系統，其防護區數量不應大于3個[3]。對于這點，筆者有疑惑，假設管廊凈高4m，凈寬度2.8m，長度為2km，管廊200m一個防火分區，每個防火分區的體積是：2.8*4*200=2240m3.每個防火分區就為一個防護單元。嚴格按規范來設的話，一個單倉的隧道每600m就要設一全套設備。（下文簡稱“方式一”）。

若不考慮防護區數量不應大于3個的要求，而僅按細水霧水泵的供水能力來算的話，每個泵組的保護范圍會大大增加。對于一個典型的高壓細水霧系統，末端噴頭10MPa，管網損失4MPa來簡單計算一下，每側的防護長度都可以按輸送長度來定可以供到800m， 再把泵房設在保護區的中間的話，就是1600米設置一個泵房就足夠了（下文簡稱“方式二”）。

以1600m的單倉電氣管廊來算，“方式一”需要2個泵房，3套設備，“方式二”只需要1個泵房，1套設備。管廊越長，差別越明顯，或者需要高壓細水霧的電氣倉室大于等于2個時，差別也很明顯。由此“方式二”經濟性優越強，泵房少，占地的面積也節約，設備少，同時對設備和泵房日后管理檢修也方便。

對于大多數水消防系統限制做太大的主要原因是為了減少管網的滲漏，增加系統的可靠性，以及避免出現二起火災的問題。而管網滲漏的主要原因是管材問題，高壓細水霧的管網采用的是不銹鋼管，耐腐蝕，連接方式為專用接頭或法蘭連接或焊接，平時的高壓細水霧閥前管網里維持是1.2MPa的準工作狀態，壓力遠小于工作狀態的14MPa，以上種種都讓滲漏的幾率減少了很多。

“方式二”系統可靠性分析，細水霧每一個防護單元由獨立閥組控制，閥組均設置在每一個防火分區（也就是200米）的疏散樓梯內;火災結束，手動關掉火災區的開式閥組以及水泵后，若另一區域火災發生時，其防護區閥組不受影響，水泵仍然可以由火災聯動系統自動啟泵進行滅火。剩下的問題就是水箱此時的容積是否可以支撐二次火災的水量要求。在有一路可靠的市政進水的條件下只要水箱的進水的能力能夠和水泵的出水能力相匹配就可以滿足水泵的二次滅火需求，如果沒有任何一路可靠水源，那也只要水箱按最大一個防護區的水量100%備用就好，細水霧由于水量小，延續時間只有半小時，所以水箱容積一般都小，即使100%備用也是不大。

所以筆者認為按細水霧水泵可保護的距離來看是比較合適的，這樣經濟成本是最低，保護的效果也能滿足要求，高壓細水霧的優勢之一揚程高也能完全利用。目前已建成的很多管廊的細水霧設計也都是按輸送距離來設定泵房。

3.2“方式二”在純電纜管廊艙室里的水力計算及其應用分析

從上面的計算可以看出，方式二比方式一可以減少水泵房設置，減少高壓細水霧水泵設備的套數，但是無論采用方式一還是方式二，防護單元為200m的一個防火分區的話，一個控制閥所控制的噴頭數個過多，水量過大，高壓細水霧的設備選型以及管道成本都是不盡合理的，尤其是寬度或高度有一樣大于3米的時候，細水霧水泵選型都很困難。

4 分區應用系統

分區應用系統就是為了解決防護保護面積太大，引起細水霧的單個閥組控制的噴頭過大，水量過大而出現的。這個概念并沒有在《細水霧滅火系統技術規范》內出現[4]。但是根據《檔案館高壓細水霧滅火系統技術規范》（DA-T-2009）里概念：它是全淹沒系統的子集，保護防護區內某預定區域或空間內部所有防護對象的高壓細水霧滅火系統，當相鄰保護區域內的系統在相鄰部位交錯重疊布置噴頭時，系統的作用面積可只按一個分區的保護面積確定，重疊部分寬度不應小于3米，水霧噴頭布置不應小于2排，噴頭間距不應大于2.5米，排間距宜為1.25m～1.5m。國外細水霧一個開式閥組的管廊的保護長度一般是在50米～100米[5]。借鑒這個思路結合分區應用系統的概念，我們可以將管廊的保護距離改為100m為一個防護分區，在一個防火分區內就設有兩個防護分區，每個防護分區的保護面積大約在300m2。把防護分區分小筆者認為更有利于滅火，因為如此閥后總流量偏小，管道距離短，管道選擇管徑DN32和DN15，流速大約為經濟流速7m/s，管道100米，反應時間是100/7=14s，遠小于于規范要求的響應時間30S，更有利于最不利點的撲火。自動噴水滅火規范里所有的水噴淋的保護面積都在300m2以內，一個雨淋閥的保護面積也就260m2，其中最主要的原因就是為了縮短管道的充水時間。兩個防護分區之間沒有耐火構件的分隔，在這塊可采用加密的噴頭形式來保護，且兩個防護分區均可保護，管道加密前設置回閥，詳見下圖。計算總水量的時候可以只考慮一個防護分區以及交錯加密處的那幾個噴頭，大約37個噴頭。3米以內的艙室，總水量是37*10=370L/min.這樣DN65的閥前管道損失約0.125MPa，按泵房設在中間的管廊來看，每側的管道長度2000m，也就是4000米一個泵房，如此可以在保證滅火效果的情況下節約成本，特別是對于大于3米的倉室，水量可以控制在760L/min以內，相對于上一節中正常按200m一個防護分區計算需要1190L/min來說，這個水量對于設備選型，管道管徑都有了明顯優勢。

寬度小于3米的管廊防護分區相交位置大致布置圖可如下：

5 典型標準管廊細水霧系統設計參數

以4000m一個標準管廊全淹沒系統為例統計各系統參數詳見下表

6 結語

（1）應根據管廊的特點合理選擇細水霧的應用方式，力求在滿足高效滅火前提下，選擇經濟優勢高的系統。

（2）對于全淹沒系統來說，目前已建成的很多管廊的細水霧設計來看也都是按輸送距離來設定泵房的，希望“規范”能做出相應的調整，讓這種設計不僅僅合理而且還能合規。

（3）希望在《細水霧滅火系統技術規范》中能增加分區應用系統的描述和使用范圍，能夠讓管廊的高壓細水霧設計更具操作性。

參考文獻：

[1] 全國民用建筑工程設計技術措施-給水排水[M].中國計劃出? ? ?版社，2009.

[2] GB50838-2015，城市綜合管廊工程技術規范[S].

[3] GB50898-2013，細水霧滅火系統技術規范[S].

[4] 12SS209，細水霧滅火系統選用與安裝[S].

[5] DA/T45-2009，檔案館高壓細水霧沒活系統技術規范[S].