淺談城市綜合管廊滅火設(shè)備選型

謝 曄

（南昌市消防救援支隊， 江西 南昌 330038）

0 前言

綜合管廊建于城市地下，用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施。它將給水，雨水、污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等城市工程管線納入綜合管廊。近日，國務院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加強城市地下管線建設(shè)管理的指導意見》指出城市地下管線是保障城市運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”。預防城市綜合管廊中電力電纜與通信電纜火災，目前可供選擇的自動滅火設(shè)備有幾種，本文分析這些設(shè)施的應用特點，提出了一些觀點。

1 綜合城市管廊火災分析。

1)、根據(jù)GB50838-2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：

綜合管廊艙室火災危險性分類

2)綜合管廊的火災風險點

由于綜合管廊是在地下的一個相對封閉的隧道空間,常期處于無人值守狀態(tài).一旦發(fā)生火災事故,一般不會造成人員傷亡,但是煙火會沿著管溝迅速蔓延,不易被發(fā)現(xiàn),火災危險性較大. ①<綜合管廊的消防滅火系統(tǒng)比較與分析>中國科技期刊數(shù)據(jù)庫 工業(yè)C 盧相瑋

在綜合城市管廊各種艙室的管線中，自身發(fā)生火災的可能性最大的就是電力電纜艙室與通信線纜艙室，可燃物主要是電纜、光纜和管線,②<綜合管廊消防設(shè)計探討 程潔群><武警學院學報>2014年第8期(總第220期)電纜主要構(gòu)成是導體、絕緣層和保護包皮三部分,我國采用較多的是聚氯乙烯電纜橡膠電纜等.由于線路短路、接觸不良、線路過載，發(fā)生火災的可能性最大，且這種火災屬于E類火災（電氣火災）.由于管廊內(nèi)電線電纜層疊加集中布置,如果上層電纜著火,聚氯乙烯、橡膠等材料的高溫熔物滴落,會很快將火焰蔓延到下層電纜、光纜和管線;下層電纜一旦著火,熱煙氣和熱輻射也會很快影響到上層線路.綜合管廊內(nèi)火災如若不及時控制和撲滅,會對當?shù)氐纳詈徒?jīng)濟產(chǎn)生不利的影響. ②(綜合管廊消防設(shè)計探討 程潔群)<武警學院學報>2014年第8期(總第220期)

2 適用的各種滅火系統(tǒng)性能對比

針對電力電纜艙室與通信線纜艙室類火災特點，根據(jù)國內(nèi)類似工程實例和相關(guān)資料，適合采用的自動滅火系統(tǒng)有：水噴霧滅火系統(tǒng)、細水霧滅火系統(tǒng)、熱氣溶膠滅火裝置、七氟丙烷滅火系統(tǒng)、懸掛式干粉滅火裝置。

根據(jù)上述滅火系統(tǒng)各自的特點和運用經(jīng)驗進行闡述其優(yōu)缺點及其適用性。

2.1 水噴霧滅火系統(tǒng)

水噴霧系統(tǒng)通過改變水的物理狀態(tài)，通過水霧噴頭使水從連續(xù)的灑水狀態(tài)轉(zhuǎn)變成不連續(xù)的細小水霧滴，而噴射出來。具有較高的電絕緣性能和良好的滅火性能。

水噴霧的滅火機理主要是表面冷卻、窒息、乳化和稀釋作用。這四種作用在水噴霧噴射到燃燒物質(zhì)表面時通常是以幾種作用同時發(fā)生，并實現(xiàn)滅火。適用于三類火災，A類火（固體火災）B類火（液體火災）E類火（電氣火災）.

水噴霧滅火系統(tǒng)由水源、供水設(shè)備、雨淋報警閥組、過濾器、水霧噴頭、供水管道等主要部件組成；根據(jù)《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50219-2014的要求，城市綜合管廊內(nèi)的電力電纜火災設(shè)計噴霧強度13L/Min.m2，持續(xù)供給時間為0.4h，噴頭的工作壓力不小于0.35MPa.保護面積為外表面面積。

采用水噴霧滅火系統(tǒng)時，需在管廊工程中設(shè)置消防水泵房以及相關(guān)的消防管道、部分電器設(shè)備以及自動化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點是可實時監(jiān)控和有效的降低火場的溫度。其缺點是在管廊內(nèi)設(shè)置消防干管和每個防火分區(qū)的支管，管道需要做水壓試驗和氣壓試驗及吹掃，降低了管廊的使用率，對噴頭的設(shè)計和安裝要求比較高，增加了施工難度和施工成本，噴出的水霧會降低電纜的絕緣性能。

2.2 細水霧滅火系統(tǒng)

根據(jù) GB50898-2013《細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，水在最小設(shè)計工作壓力下，經(jīng)噴頭噴出并在噴頭軸線下方1.0m處的平面上形成的直徑DV0.50小于200μm，DV0.99小于400μm的水霧滴。

細水霧的滅火機理主要是表面冷卻、窒息、輻射熱阻隔和浸濕作用，除此之外，細水霧還具有乳化等作用。細水霧滅火系統(tǒng)適用于撲救以下火災：可燃固體火災（A類）可燃液體火災（B類）電氣火災（E類）

細水霧滅火系統(tǒng)主要由供水裝置、過濾裝置、控制閥、細水霧噴頭等組件和供水管件組成；根據(jù)兩個艙室特點應采用全淹沒開式系統(tǒng)。

該系統(tǒng)的優(yōu)點是節(jié)能環(huán)保，降低了用水量，具有良好的電絕緣性及煙霧消除作用。其缺點是在綜合管廊中的管道多，需要做水壓試驗和氣壓試驗及管道吹掃，并且需要供水裝置，對噴頭的設(shè)計和安裝要求比較高，施工成本及難點大；細水霧噴頭容易堵塞，不便于檢修；系統(tǒng)從火災自動報警系統(tǒng)發(fā)出指令起至系統(tǒng)最不利點噴頭噴出細水霧有時間差，影響滅火效率，噴出的水霧會降低電纜的絕緣性能。

2.3 熱氣溶膠滅火裝置

熱氣溶膠滅火劑的固體化學混合藥劑，一般由氧化劑、還原劑及添加劑組成。通過燃燒反應產(chǎn)生滅火物質(zhì)，反應產(chǎn)物中既有固體又有氣體，氣體分散固體微粒形成氣溶膠。

熱氣溶膠滅火裝置使用環(huán)境溫度為-20℃～+55 ℃ ，相對濕度為≦95%+3%。氣溶膠滅火系統(tǒng)為全淹沒全方位滅火系統(tǒng)，適用于撲滅相對封閉空間發(fā)生的初起B(yǎng)類及E類（電氣、電纜火災）。

其裝置的優(yōu)點是：(1)、滅火速度快，滅火效率高，全方位全淹沒式滅火。(2)、無管網(wǎng)、閥門、鋼瓶，安裝使用方便，造價低廉。(3)、無毒無害，不破壞臭氧層，ODP值為0，不產(chǎn)生溫室效應，GWP值接近于0。(4)、氣溶膠滅火劑具有氣體擴散性，噴射后，很快擴散至空氣中，無殘留物，無痕跡，不對保護物造成二次傷害。

該系統(tǒng)的缺點有：(1).根據(jù)GB50370-2005的規(guī)定，采用預制滅火系統(tǒng)時，一個防護區(qū)的面積不宜大于500㎡，且體積不宜大于1600m3。(2).滅火裝置之間的連接方式是采用串聯(lián)接線方法，因為每臺裝置啟動電阻不統(tǒng)一，在啟動時，電阻小的滅火裝置先啟動，導致斷路，其他的滅火裝置不能正常啟動。(3).滅火裝置在噴射時，噴口前噴出的氣溶膠有一定的溫度，會對電線電纜造成破壞。

2.4 七氟丙烷滅火系統(tǒng)

七氟丙烷滅火系統(tǒng)分成七氟丙烷滅火設(shè)備，柜式七氟丙烷氣體滅火設(shè)備，懸掛式七氟丙烷氣體滅火裝置.

七氟丙烷滅火設(shè)備需要鋼瓶間,鋪設(shè)管道，施工困難；柜式七氟丙烷氣體滅火裝置其單個體積大，且是落地式，在管廊類運輸安裝困難，裝置的布置，需占據(jù)一定量的空間，施工也比較困難。懸掛式七氟丙烷氣體滅火裝置體積小，安裝方便。綜上所述，懸掛式七氟丙烷氣體滅火裝置最適合綜合管廊使用。

懸掛式七氟丙烷氣體滅火裝置的工作環(huán)境溫度0℃～ 50 ℃.能撲電氣火災、液體火災和可熔固體火災、固體表面火災。當發(fā)生火災時，環(huán)境溫度達到68℃時，裝置直接感溫自啟動進行滅火。

其優(yōu)點是：(1)、安裝方便，施工成本低。(2)、滅火劑潔凈氣體滅火劑，它無色、無味、不導電、不污染被保護對象。(3)、噴射后無殘留。a

其缺點是：(1).滅火劑成本高。(2).七氟丙烷遇熱時會分解產(chǎn)物是HF，對人體有害，與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成氫氟酸，會對電纜造成損害。(3).滅火裝置沒有聯(lián)動功能，不能對滅火裝置進行巡檢和同時啟動。

2.5 懸掛式干粉滅火裝置

懸掛式干粉滅火裝置分成非貯壓式與儲壓式.

非貯壓懸掛式干粉滅火裝置由筒體、ABC超細干粉、驅(qū)動器、密封膜片組成；由于是非貯壓，啟動有延時；有電啟動和熱啟動，且是串聯(lián)接線；驅(qū)動器里含有火工品，存在一定的危險性。

貯壓式懸掛式干粉滅火裝置由筒體、ABC超細干粉、感溫玻璃球組件，壓力表，電引發(fā)器，信號反饋裝置組成；工作溫度環(huán)境是-10℃～50℃.其優(yōu)點有：伺服狀態(tài)是帶壓力，啟動沒有延時；滅火劑無毒無害，對人體皮膚無刺激，不會對保護物腐蝕；適用于封閉的空間全淹沒滅火，也適用于局部保護應用高效率撲滅火災；具有兩種啟動方式：電啟動，感溫啟動；整個系統(tǒng)具有對壓力與啟動線路的巡檢功能；采用掛鉤式安裝，安裝方便快捷，節(jié)約施工時間及成本；后期維護也方便。

綜上比較，貯壓式比非貯壓更適合城市綜合管廊。

ABC超細干粉滅火劑無毒無污染不破壞大氣臭氧層對保護物無腐蝕對人體皮膚和呼吸道無刺激、噴發(fā)后容易清理且不會造成二次傷害。能迅速撲滅A、B、C類火災和E類帶電電氣火災.

滅火裝置的缺點有：裝置釋放后，有干粉殘留，不影響電力電纜艙室的使用，且易清除。

綜上所述，具體比較見下表：

滅火裝置水噴霧滅火系統(tǒng)細水霧滅火系統(tǒng)熱氣溶膠膠滅火裝置懸掛七氟丙烷滅火裝置懸掛式干粉滅火裝置設(shè)備房/鋼瓶間有 有 無 有 無滅火劑 水 水 氣溶膠 七氟丙烷 ABC超細干粉適用滅火方式A、B、E類火A、B、E類火B(yǎng)、E類火 A、B、E類火A、B、C、E類火滅火方式全淹沒 全淹沒 全淹沒 全淹沒 全淹沒+局部滅火存貯方式常壓 常壓 常壓 帶壓 帶壓（低壓）殘留 殘留 殘留 少許殘留 無殘留 殘留（易清除）是否侵害人無毒 無毒 無毒 低毒 無毒體積 大 大 小 小 小管網(wǎng) 有 有 無 無 無安裝難易難 難 易 易 易火工品 無 無 有 無 無

6、結(jié)速語:根據(jù)綜合管廊的火災類型及火災特點,綜合考慮上述各種自動滅火系統(tǒng)的適用范圍、貯壓方式、經(jīng)濟成本、噴射后清理難易等對比，盡可能減少火災引起的危害損失及火災產(chǎn)生的社會影響。

在電力電纜與通信電纜艙室應設(shè)置自動滅火設(shè)備，貯壓式懸掛式干粉滅火裝置更適合作為城市綜合管廊中電力電纜與通信電纜艙室的自動滅火系統(tǒng)中的滅火設(shè)備.