檔案館高壓細水霧系統設計

吳開合，李璐

（機械工業第三設計研究院，重慶 400039）

1 工程概況

某檔案館位于重慶市江北區，該工程建筑面積約8569m2；建筑層數為地上6層，地下1層；其中-1層主要為設備用房，1～3層為辦公及檔案附屬用房，4～6層為檔案庫房；該工程按重要檔案樓設計。

2 系統選擇

根據該工程使用功能及規范要求，應用消防性能化設計思路和方法，結合保護對象的功能、幾何特性和火災特性，最終確定4～6層檔案庫房及3層防磁庫房、計算機房、服務器機房、UPS房設計高壓細水霧滅火系統，其余樓層及房間均設計普通自動噴水滅火系統，做到了安全可靠、技術先進、經濟合理。

3 高壓細水霧系統設計

3.1 系統組成

該工程選用全室應用、開式高壓細水霧滅火系統，由高壓細水霧泵組、開式細水霧噴頭、區域控制閥組、不銹鋼管路及管件、儲水水箱及火災控制聯動系統等組成。

3.2 設計參數

系統持續噴霧時間：30min。

系統響應時間：不大于30s。

最不利點噴頭最小工作壓力：10MPa。

噴頭流量系數：K=0.45，流量q=4.5L/min。

系統設計噴霧強度：檔案庫房為0.75L/min·m2，電氣設備間為0.75L/min·m2。

3.3 噴頭布置

該工程最大一個防護區面積為376m2，滿足《檔案館高壓細水霧滅火系統技術規范》DA/T45-2009第4.3.5條“全室應用細水霧系統應用于檔案庫房所保護的防護區最大面積不宜大于400m2、體積不宜大于1600m3”的規定，同時按4.4.1條“除局部應用高壓細水霧和采用微型噴頭的高壓細水霧滅火系統外，噴頭宜按正方形布置，噴頭之間的最大間距不應大于3m，噴頭距離墻壁或水平障礙物的距離不應大于1.5m”的要求布置噴頭，最大一個防護區(建筑面積375.36m2，體積1463.9m3)噴頭平面布置圖見圖1。

圖1 防護區內噴頭平面布置圖

3.4 系統流量及設備選型

(1)該工程最大一個防護區噴頭數為63個，選用K=0.45，q=4.5L/min的高壓細水霧噴頭，按總流量的1.05倍計算，設計系統流量為Q=298L/min。

系統管網水力計算采用Darcy-Weisbach（達西-魏斯巴赫）公式，系統設計工作壓力根據最不利點噴頭最低工作壓力為10MPa進行計算，得出：H=12.5MPa。

(2)泵組型號：泵組主泵采用PAH80-4四臺，三用一備（單臺泵Q=112L/min，H=14MPa，N=30kW）， 穩壓泵兩臺 （Q=11.8L/min，H=1.4MPa，N=0.55kW），泵組自帶控制柜（穩壓泵一用一備）。

(3)系統噴霧強度復核：根據最大一個防護區面積計算出設計平均噴霧強度為0.79L/min，大于規范要求0.75L/min，滿足滅火要求。

3.5 系統工作原理及控制方式

(1)系統工作原理圖（圖2）

圖2 開式系統工作原理圖

準工作狀態下，從泵組出口至區域控制閥前的官網內壓力維持在1.0～1.2MPa之間，閥后空管；火災時由火災控制報警系統聯動開啟區域控制閥，系統管道內的壓力下降，穩壓泵啟動，穩壓泵運行10s后管道壓力還達不到設定的1.20MPa時，主泵啟動，同時穩壓泵停止工作，主泵向開式系統供水，水霧噴頭噴水滅火。

(2)系統控制方式

按《檔案館高壓細水霧滅火系統技術規范》DA/T45-2009第6.1條“高壓細水霧系統應設有自動控制、手動控制和機械應急操作控制方式”要求，該工程系統設計采用了手動控制、自動控制及機械應急操作三種控制方式，具體如下：

手動控制：區域控制閥的手動按鈕設置除滿足能在防護區或控制中心遠程手動和泵房就地手啟動系統要求外，還應設在防護區外便于操作的地方，故開式單閥箱均設置在防護區外靠走道外墻上。

自動控制：滿足能在收到2個獨立的火災信號后啟動系統要求；防護區內任一路探測器報警后，火災報警控制系統聯動開啟警鈴，當兩路探測器報警確認火災后，火災報警控制系統聯動開啟聲光報警器，并打開對應防護分區控制閥，向配水管網供水；主管道壓力下降，穩壓泵運行超過10s后壓力仍達不到設定要求，則自動啟動主泵，高壓細水霧開式噴頭噴放滅火，壓力開關反饋系統噴放信號，火災報警控制系統聯動開啟噴霧指示燈。

機械應急操作：滿足可通過操作區域控制閥的應急操作球閥來開啟系統滅火要求。

(3)電氣控制要求

供電方式應采用一級負荷，系統的主備電源應能自動及手動切換。

消防控制設備應能進行遠程啟動、停止消防泵，并能顯示消防泵的工作狀態、各分區控制閥的啟閉狀態及細水霧噴放反饋信號。

高壓細水霧滅火系統啟動時，防護空間內的通風系統應聯動關閉。

防護區內除設置有聲、光報警裝置及應急照明和疏散指示標志外，同時防護區入口處設置有噴放指示光報警裝置。

3.6 系統供水及水質要求

(1)系統的水質不低于現行的國家標準《生活飲用水衛生標準》GB5749的規定，該工程系統直接由市政管網補水。

(2)系統的供水壓力要求不低于0.20MPa，并且不大于0.60MPa。

因該工程僅設一路市政水源，故應設計消防貯水箱；市政補水管直接接至貯水箱，采用水箱增壓的二次過濾供水方式；細水霧水箱大小按照系統噴霧30min進行計算得出水箱有效容積為9m3，水箱材質為不銹鋼，制作和安裝要求參照國標12S101矩形給水箱圖集。

(3)水箱的外形尺寸為3000×2000×2000mm，有效容積為9m3。

(4)增壓泵選用CDLF16-3(Q=16m3/h，H=0.37MPa，N=3kW），一用一備。

3.7 主要平面、系統圖

(1)加壓設備平面布置圖

高壓細水霧加壓泵組設置在負1層消防水泵房內，其布置見圖3。

圖3 加壓設備平面布置圖

(2)噴頭平面布置圖

4～6層為標準層，高壓細水霧噴頭平面布置（圖4）。

(3)設計系統原理圖（圖5）

圖4 標準層噴頭平面布置圖

圖5 設計系統原理圖

3.8 管道、管件及吊架

(1)因高壓細水霧系統工作壓力大，系統管道選用滿足壓力要求的型號為316L、316L的無縫不銹鋼管或銅管，采用氬弧焊焊接或卡套連接；并應符合現行國家標準《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》（GB/T14976）、《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》（GB/T12771）、《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管規格》（GB13296）和《銅及銅合金拉制管》（GB/T1527）的有關規定。系統管道連接件的材質不應與管道發生電化學腐蝕。

(2)系統管道支、吊架應采用金屬支、吊架固定，并應有防震動措施。支、吊架應進行防腐處理，且應避免與系統管道發生電化學腐蝕。同時應采取防晃措施。

4 結論

高壓細水霧滅火系統目前沒有國家規范，《檔案館高壓細水霧滅火系統技術規范》屬行業規范，其余的均為地方規范；系統應用偏局限，但因其系統自身特點及無可比擬的優點，正逐漸被推廣使用；通過對檔案館高壓細水霧系統設計及深入了解，掌握該系統設計流程及計算方法，為以后類似工程提供借鑒并推廣至其它領域。

[1]中華人民共和國公安部.GB50045-95高層民用建筑設計防火規范 （2005年版）[S].北京：中國建筑工業出版社，2005.

[2]中華人民共和國公安部.GB50084-2001自動噴水滅火系統設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2005.

[3]中華人民共和國國家檔案局.DA/T45-2009檔案館高壓細水霧滅火系統技術規范[S].中國檔案出版社，2009.