某工業(yè)項目高壓細水霧系統(tǒng)設(shè)計方案及思考

楊俊晨，陳 承

（1.中衡設(shè)計集團股份有限公司，江蘇 蘇州 215000；2.上海同泰火安科技有限公司，上海 201799）

0 引言

高壓細水霧系統(tǒng)因其特點在電氣類，貴重物品得房間得到了很多應(yīng)用；然而整個倉庫區(qū)域和廠房區(qū)域全部應(yīng)用高壓細水霧系統(tǒng)工程的案例并不多見。本文以某食品工業(yè)項目為研究對象，在其廠房區(qū)域和倉庫區(qū)域設(shè)計高壓細水霧系統(tǒng)。本工程包含1#立體倉庫、2#綜合生產(chǎn)用房以及其他輔助用房。其中1#單體是高度約為27.8m的全自動化高架倉庫；2#單體為丙類廠房，兩者面積之和約30000m2。本文屬于研究性質(zhì)，結(jié)論供業(yè)主決策時參考；同時希望給設(shè)計同行一定的參考。

1 高壓細水霧系統(tǒng)介紹

1.1 高壓細水霧滅火技術(shù)

高壓細水霧滅火系統(tǒng)是利用水作為滅火介質(zhì)，采用特殊噴頭在特定的壓力范圍內(nèi)將水流直接分解成細小水霧來進行滅火的一種固定式滅火系統(tǒng)[1]，具有獨特優(yōu)勢。

1.2 高壓細水霧系統(tǒng)組成

高壓細水霧系統(tǒng)由細水霧噴頭、供水管網(wǎng)、加壓供水設(shè)備及相關(guān)控制裝置等組成[1]。按控制邏輯分為閉式濕式系統(tǒng)、閉式預(yù)作用系統(tǒng)和開式系統(tǒng)。

1.3 高壓細水霧滅火機理和優(yōu)勢

系統(tǒng)滅火原理包括汽化吸熱降溫作用、隔絕氧氣窒息作用、輻射熱隔絕作用、消煙釋毒作用和浸濕作用等[1]。以上滅火機理對比普通水噴淋系統(tǒng)，滅火性能上具有優(yōu)勢，兩者對比如表1所示。

表1 高壓細水霧滅火系統(tǒng)和普通水噴淋系統(tǒng)對比

2 設(shè)計介紹

2.1 1#高架倉庫區(qū)域設(shè)計

2.1.1 儲物情況說明

倉庫建筑建筑高度28m，分為貨架區(qū)和分揀區(qū)。貨架區(qū)為鋼制貨架，每層貨架高度2.5m，一共10層；貨架共8排，貨架寬度為2.5m。分揀區(qū)無貨架，為建筑通高區(qū)域。

2.1.2 貨架區(qū)域屋頂噴頭設(shè)計

因為屋頂板距離最高層的貨架頂部空間不大于3.0m，參照《檔案館高壓細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（DA/T 45—2009）[1]第4.3.5條規(guī)定：檔案庫房中噴頭安裝高度小于3m時，最小噴霧強度為0.75L/min·m2。屋頂區(qū)域設(shè)計噴水強度為0.75L/min·m2。開式系統(tǒng)的噴水量由噴水強度和作用面積決定。因為高壓細水霧柱塞泵的流量限制，所以須設(shè)計止回閥以控制開式噴頭實際作用面積。同時根據(jù)規(guī)范[2]4.3.4條要求，在相鄰部位交錯重疊布置噴頭時，噴頭重疊部分排間距宜為1.25～1.5m。根據(jù)以上要求，貨架區(qū)屋頂區(qū)域設(shè)置K=0.5的開式噴頭。

2.1.3 貨架內(nèi)噴頭設(shè)計

根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50084—2017）[2]5.0.8條，貨架內(nèi)每層噴頭間距不大于3.0m，噴頭橫向間距在2～3m。故根據(jù)貨架實際情況，每層貨架均設(shè)置噴頭。為提高滅火性能，簡化水力計算，最高層貨架上也設(shè)置貨架噴淋，共計10層。貨架內(nèi)細水霧系統(tǒng)噴水強度設(shè)置值參照規(guī)范[1]4.3.5條規(guī)定，為0.75L/min·m2。

貨架內(nèi)噴頭動作邏輯是接收到兩路報警信號后啟動主泵，打開對應(yīng)區(qū)域的閥組。舉例：②號貨架A區(qū)域發(fā)生火災(zāi)，則啟動①②③號貨架的、控制A區(qū)域的閥組3個，最大動作噴頭數(shù)為10層×6只（每層A區(qū)域）×3排貨架=180只，如圖1所示。

圖1 貨架內(nèi)開式噴頭設(shè)計分區(qū)

2.1.4 分揀區(qū)域屋頂噴頭設(shè)計

因分揀區(qū)無貨架。所以僅布置屋面噴頭。故此處設(shè)置K=1.7，以滿足規(guī)范[1]4.3.7條規(guī)定的最大噴水強度，2.2L/min·m2。

2.1.5 小結(jié)

1#高架倉庫區(qū)域的細水霧設(shè)計參數(shù)如表2所示。

表2 倉庫區(qū)域設(shè)計參數(shù)

2.2 2#廠房區(qū)域系統(tǒng)設(shè)計

2#廠房單體分為9個區(qū)域。每個區(qū)域設(shè)計參數(shù)滿足《細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50898—2013）[3]和已經(jīng)檢驗通過的《廣州十三五地鐵設(shè)備用房檢驗報告》[4]。廠房各區(qū)域高壓細水霧設(shè)計參數(shù)如表3所示。

表3 廠房區(qū)域設(shè)計參數(shù)

3 造價對比

本工程采用高壓細水霧系統(tǒng)，公司負責(zé)整套系統(tǒng)的設(shè)計供給，包括噴頭和自動報警系統(tǒng)，整體造價為900×104元。若采用普通水噴淋系統(tǒng)，其造價包括噴淋系統(tǒng)水池（混凝土材質(zhì)）、噴頭、管道等。同時，整個建筑須按規(guī)范設(shè)計火災(zāi)自動報警系統(tǒng)以及排煙系統(tǒng)。表4為普通水噴淋，火災(zāi)自動報警，排煙系統(tǒng)的造價估算。

表4 噴淋及其配套系統(tǒng)造價估算

4 問題分析與討論

4.1 閉式細水霧的所帶噴頭數(shù)量探討

《細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》[3]3.4.3條文要求閉式系統(tǒng)每套泵組最多可以帶100只閉式噴頭，噴頭工作壓力不低于10MPa。經(jīng)查閱相關(guān)國內(nèi)[1]和國外[4]規(guī)范，沒有噴頭個數(shù)的限制，即使是規(guī)范編制組[5]也有異議。因為高壓細水霧泵的揚程為14MPa，噴頭動作壓力為10MPa，其4MPa的壓力差異可確保細水霧管道延申距離遠遠高于普通水噴淋系統(tǒng)。同時普通水噴淋系統(tǒng)中也沒有噴淋水泵保護范圍的限制。本次設(shè)計為了保證系統(tǒng)可靠性，廠房閉式細水霧系統(tǒng)設(shè)計滿足規(guī)范[1]4.3.8要求：每個分區(qū)控制閥所對應(yīng)的保護區(qū)域面積不應(yīng)超過1000m2或噴頭總數(shù)不應(yīng)超過100只。

4.2 細水霧噴槍設(shè)計

高壓細水霧噴槍設(shè)屬于手動滅火設(shè)備，其滅火效果優(yōu)于室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，且不需要現(xiàn)場連接水帶，后坐力小，便于人員操作。本次設(shè)計細水霧噴槍作為消火栓滅火的補充措施，經(jīng)查閱廠家樣本，細水霧噴槍配套卷盤長度為30/50m，故按每個點能被一個細水霧噴槍保護的原則來布置。

4.3 是否設(shè)置排煙系統(tǒng)

《江蘇省建設(shè)工程消防設(shè)計審查驗收常見技術(shù)難點問題解答》4.2章第3款中已有表達：設(shè)置細水霧或氣體滅火的場所，不再需設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。筆者認為值得商榷。在以往的設(shè)計中，高壓細水霧系統(tǒng)只負責(zé)諸如變電所、液壓站等局部小區(qū)域。為了保證高壓細水霧的滅火效果，局部不設(shè)計排煙系統(tǒng)問題不大。但是本次設(shè)計為全場高壓細水霧系統(tǒng)，是否可不設(shè)計排煙系統(tǒng)須要進一步研究討論。因為高壓細水霧的作用時間為30min，建議將高壓細水霧水泵的壓力開關(guān)作為聯(lián)動排煙系統(tǒng)的條件，當(dāng)細水霧水泵工作30min后，排煙系統(tǒng)能夠自動打開，以發(fā)揮其滅火排煙功能。

5 結(jié)語

本案例中，當(dāng)不設(shè)置排煙系統(tǒng)時，高壓細水霧系統(tǒng)的造價和常規(guī)消防系統(tǒng)幾乎一樣。如果設(shè)置排煙系統(tǒng)，則高壓細水霧系統(tǒng)的造價高于常規(guī)系統(tǒng)的35%以內(nèi)。由于高壓細水霧的特點，建筑面積越大，單位面積造價越低。因與專業(yè)公司交流討論，當(dāng)設(shè)計面積大于60000m2時，高壓細水霧造價和常規(guī)系統(tǒng)幾乎一樣。誠然，此文作為一個研究案例，拋磚引玉，懇請消防主管部門、相關(guān)研究部門、設(shè)計院、廠家一起努力完善該系統(tǒng)，為該系統(tǒng)的全建筑應(yīng)用創(chuàng)造條件，提供支持。