高壓細水霧滅火系統在檔案館項目中的應用與管理探析

謝道敏

摘要：消防安全是檔案館管理工作最為重要的內容之一。本文針對這一問題，首先分析了檔案館火災發生的特點，明確其消防系統對防范范圍、滅火效率的要求。其次，剖析了高壓細水霧的消防特性和機理，指出其在檔案館消防系統設計中的應用合理性與實用價值。最后，以某檔案館為例，依據其空間大小、結構特點，設計了基于高壓細水霧的滅火系統，設計內容包括：參數計算、設備選型、控制系統等方面，并提出該系統在應用管理方面需要注意的事項。

關鍵詞：高壓細水霧；檔案館；滅火系統

引言

高壓細水霧式消防系統相較于傳統的消防噴淋系統，對水量、水漬污染程度要求均較小，適合于撲救固體火災、易燃物質火災或者電氣火災等，如在電子計算機室、通信機械間、電器裝置間、光纜隧道和電纜間的嵌入、文物倉庫、博物館、美術室、檔案庫等區域內的火災事故^[1]。《“十四五”全國檔案事業發展規劃》中明確將“推進檔案安全體系建設”“加強檔案館庫建設與管理”列為“十四五”重要任務，要求對檔案館（室）庫、后備庫進行全面安全檢查，對存在安全隱患問題的場館進行監督檢查。可見，檔案安全是檔案管理工作的重中之重，各相關單位需要加大對安全設施的投入，確保檔案實體安全和信息安全。目前在國內，高壓細水霧消防體系已順利運用于多家檔案室建設項目中，系統運行平穩，為該方案的實際應用提供了重要參考。

一、檔案火災的特點

（一）可燃等級高

大部分檔案資料都屬于易燃材料，一旦發生火災，火勢會通過紙張、書籍等快速蔓延，從而容易引發巨大的火災事故，而圖書館中的書籍均價值較高，因此會造成巨大的經濟損失。

（二）施救困難

為了防潮防蟲，檔案室內基本上都是利用鐵皮箱或者密集架來分類放置資料，這種方式有利于資料的歸整與保護。但由于堆放過于密集，降低了消防通道的暢通性，在火災發生時，消防人員很難準確分區，對較大火勢進行撲救時存在困難。

（三）風險大

紙張、磁盤等物品都具有易燃特點，普通滅火劑很難將其快速徹底撲滅，導致過火時間延長，繼而增加檔案資料的損壞程度。

二、高壓細水霧滅火機理及優越性

高壓細水霧滅火機理（見下圖1）：當水流（壓力在10MPa以上）通過一個特制塑料噴嘴涌出后，產生了大小約為10—100微米大小的液霧，遇火后立即蒸發，容積可擴大1700—5800倍，并帶走大部分熱量，使燃燒表面溫度急劇下降；當水分完全蒸發時產生大量水汽，全面包裹并掩蓋可燃部位，使燃燒因缺氧而迅速熄滅。高壓細水霧具備冷卻、隔絕空氣的雙重消防功能，用水量只有常規消防的1%，但滅火效果卻高出200—300倍。

檔案主要是紙質載體，普通的自動噴淋系統不利于檔案保護，不符合檔案行業標準。七氟丙烷滅火系統等氣體滅火系統因滅火速度快、滅火后無殘留等優勢，在大型檔案館、圖書館得到廣泛應用。相對于高壓細水霧滅火系統，氣體滅火系統在滅火的同時不能有效降低環境溫度、不能消除煙氣，高溫、煙氣都會對檔案造成損壞。此外，氣體滅火系統的儲氣瓶、輸氣管線等占地面積大，建設成本較高，氣體滅火系統需專業人員進行維護，氣體滅火劑需定期更換，價格比較昂貴，運營管理費用也比較高。相對于傳統氣體滅火系統，高壓細水霧滅火系統具有滅火效率高、對人員、環境和設備無影響、安裝維護方便等特點。

三、項目概況

本工程為某市檔案館項目，總建筑面積74862m²，地上建筑面積68541m²，共二十一層。擬對一至二十一層庫房等采用高壓細水霧開式自動滅火系統保護。根據檔案館的現場情況，依據細水霧國標和檔案行業標準，設置一套高壓細水霧滅火系統對庫房等進行自動滅火保護，本項目總保護面積約32721m²。

四、系統的類型選擇

細水霧系統按照工作氣壓大小，可分成中低壓（等于1.21MPa）體系、中壓（1.21MPa～3.45MPa）體系、高壓（等于3.45MPa）體系。由于低溫體系工作氣壓較低，所生成的水分微粒較大，可形成建筑表面濕潤效果，對撲救較深層的a型火災很有效果；高壓系統所形成的水霧滴直徑較小^[2]，更適合于撲救大空間、被遮蔽的火災事故；中低壓體系處于低壓與高壓系統中間。該建筑倉庫空間較大，且書架布局緊湊，失火時的阻遮擋性較大，因此需要考慮對歸檔文書的影響，選用中高壓或細水霧系統。2021年9月28日，國家檔案局修訂發布了《檔案館高壓細水霧滅火系統技術規范》（DA/T45-2021），2021年10月1日起實施。修訂后的新標準刪除了高壓細水霧滅火系統不宜保護的檔案庫房類型，將高壓細水霧滅火系統的試用范圍改為“各類檔案庫房、服務用房、檔案業務與技術用房、辦公用房和附屬用房”，進一步擴大了高壓細水霧滅火系統的適用范圍。

由于檔案館火勢擴散很快，常閉式噴嘴往往無法使噴霧氣體有效遮蓋整個火勢范圍，再加上常閉控制系統的窒息效果相對較弱，消防效果并不理想。另外，由于目前常閉控制系統在國內檔案館的實際使用案例較少，也沒有工程實踐資料，故目前主要選擇開式控制系統。在供氣形式方面，由于泵組式控制系統的使用范圍廣闊，相比于罐組式控制系統具有靈敏性高、穩定性好、安全性高的優勢，所以更加適用于長時間、連續作業的工作場景^[3]。

五、系統設計

（一）配置方案

1.設計參數

1）持續噴霧時間30min；

2）噴霧強度不小于1.3L/min·m²；

3）最不利點噴頭工作壓力大于10MPa；

4）系統的設計流量應按下式計算^[4]：

式中：Q——系統的設計流量，L／min；

n——累計計算的噴頭數；

q_i——每個計算噴頭的實際流量，L／min。

2.主要設備選型

1）噴頭選型。根據保護對象火災危險性和空間尺寸選擇噴頭：一層保護區選用K₁=1.5的開式噴頭，二層～二十一層等選用K₂=1.0的開式噴頭，噴頭安裝間距不大于3.0m，噴頭與墻壁的距離不大于噴頭最大布置間距的1/2。

2）泵組單元選型。系統最大流量防護區為五層城建庫房共64只噴頭，為保證泵組單元正常工作，在其進水口設置補水泵2套（1用1備），XBD2/13.9—80L-125，N=5.5kW。

3）水箱。系統供水的水質不應低于現行國家標準有關規定。系統設40m³不銹鋼水箱一套，實現消防供水，其中供水壓力不低于0.2MPa，且不得大于0.6MPa。

4）細水霧滅火裝置控制柜。設置細水霧滅火裝置控制柜，總功率為320kW，采用雙電源模式供電。

5）巡檢柜。針對本項目增加相應配套設備巡檢柜一套。

3.與建筑專業接口

1）泵組單元需做混凝土基礎，基礎尺寸4780×1820×300（mm）；泵組單元兩臺一組上下放置，兩臺重1000kg。高壓細水霧泵房布置應緊湊，在能夠滿足功能需要的前提下盡可能降低占地面積，并縮短敷設管路距離，提高系統反應速度。本項目基于一體化理念對泵組進行設計，包含有工作泵以及備用泵、穩壓泵系統。

2）40m³水箱尺寸（長×寬×高）4000×4000×2500（mm），需做300×3200×300（mm）混凝土地梁4根。

3）細水霧滅火裝置控制柜需做混凝土基礎，基礎尺寸1000×900×300（mm）。

4.與供電專業接口

配電系統需提供兩路AC380V，50Hz/320kW消防電源至高壓細水霧泵房并接至細水霧滅火裝置控制柜處，設備金屬外殼需做接地保護。

5.與火災自動報警專業接口

1）細水霧防護區的出口均應安裝危險距離檢測器，并經過總線連接火災自動報警裝置，以控制每個細水霧防護區對應的危險距離檢測器。

2）高壓細水霧泵組控制箱是被控裝置，在消防中心設有遠程自動控制泵組單元啟停、接收泵組單元運轉情況和故障信息的設備。

（二）系統組成、控制方式及工作原理

1.系統組成

1）高壓細水霧滅火裝置由水泵組部件、補水泵、穩壓泵、不銹耐酸鋼板水泵、分區控制閥門、細水霧噴嘴、自來水裝置和不銹鋼管道、閘門等所構成。泵組單元主要由主泵、安全溢流閘、閥片、齒軌等所構成。

2）細水霧式滅火系統控制箱設有自動、手工兩種管理方法，與手動報警系統聯合管理，在接到報警信號的同時，監控泵組啟動，并同時向自動控制中心傳遞有關泵組的數據。

3）控制閥安裝在進口處，有手動和自動兩種控制方式，接入控制中心^[5]。

2.控制方式

高壓細水霧、消防控制系統和火災報警控制系統聯動，有自動和手動兩種監控方法。

1）自動控制：在發現火災事故后，通過火災事故傳感器偵察到火災風險，待監控中心確認后，火災報警控制器發出啟動信息，泵組單元自動開啟，并對該保護分區進行噴霧撲救。

2）手動控制：當有人發現火災事故時，消防系統未能有效啟動，可以自動開啟細水霧消防系統。對配備自動報警按鍵的區域，如果人員確定發生火災事故，可以直接按下對應防護區域的報警按鍵開啟系統。

3.對電氣、暖通專業的要求

考慮到檔案館內資源比較貴重，而且多數都是紙質資料，火災蔓延性較高，故一般電氣專業都不配備感溫探測器，而使用感煙探測器或其他比較靈敏的傳感器代替^[6]。通風方面的建議：考慮到細噴霧在受風機的抽吸影響后，滅火作用將會受到干擾，故在高壓細水霧所保護區域不設機械排煙系統，只設通風裝置。

六、應用管理

高壓細水霧設計要盡量按照相關規范要求。根據火源種類和空間大小的特點，正確規劃消防分區，力求減少高壓泵機和貯配水裝置數量以降低費用和消耗。如果改變建構筑物的用途、貨物堆放地點、堆存高度等，會危及到系統正常安全工作，應由系統重新核查并重新設置。

高壓細水霧式消防系統是一種具備很高技術含量的自動消防系統，對水質要求非常嚴格。當檔案館位于市政管線末梢或二次加壓管線、水體的硬度變化較大時，要慎重考慮消防水源是否進行接管^[7]，在必要時建議安裝反滲漏裝置以保證質量。

結語

現代化檔案館大樓的建筑強度標準值較高、功能復雜，其消防性能也因此優于一般民用建筑，而高壓細水霧式消防系統在這種建筑中得到了充分應用，為政府部門、建設單位所大力推廣。目前，全國包含南寧在內籌建或在建軌道交通工程的大中城市已經達到了四十多個，設計和在建的超高層大廈已經達到了一千二百座，這些工程的開發與建成，為建設高壓細水霧滅火體系提供了全新的機會與市場。相信在不久的將來，隨著我國技術標準的全面推進以及國內自主生產科技的日益完善，定能使這項滅火有效、節能環保、發展潛力巨大的先進滅火科技得到廣泛應用。

參考文獻

[1]高壓細水霧滅火系統在檔案庫的滅火試驗研究[J].消防科學與技術，2007，26（05）：534-538.

[2]楊震銘，李毅，張強.水霧霧滴粒徑的分析與研究[J].消防科學與技術，2007，26（4）：409-411.

[3]孫森林，錢唐根，方桂芳.細水霧系統在檔案庫房中的應用[J].消防技術與產品信息，2003，7.

[4]上海亞泰消防工程有限公司.《檔案館哈龍替代技術優選及細水霧技術應用研究》研究報告，2003.

[5]陳晶田，李壯云，常大定，等.高壓單相細水霧滅火技術研究進展[J].消防科學與技術，2007，26（03）：290-293.

[6]薛蕾.高壓細水霧滅火系統在檔案庫房中的應用[J].辦公室業務，2022，378（01）：35-37.

[7]何云發.臨翔區檔案館開展消防安全專項檢查[J].云南檔案，2021，354（06）：49.