高壓細水霧滅火系統在軌道交通控制大廳節能設計的應用

摘要：文章介紹了高壓細水霧滅火系統在軌道交通控制大廳的應用，在滿足規范要求的前提下，通過系統的優化設計，解決了由于系統大流量造成泵組用電功率過大，不能滿足電負荷預留偏低的難題，達到節能的效果，為該類系統在高大空間節能設計的應用進行了探索。

關鍵詞：高壓細水霧；滅火系統；滅火機理；軌道交通控制大廳；節能設計 文獻標識碼：A

中圖分類號：U231 文章編號：1009-2374（2015）15-0087-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.045

1 工程概況

本項目是某軌道交通控制中心大廳及其配套用房，項目位于高層建筑的八層。防護區域包括綜合信息平臺、運行圖室、打印室、控制大廳，其中控制大廳區域是項目保護的核心。該區域具有保護面積大，空間高（5.5m）的特點，大廳內設置有大屏幕顯示屏及電子計算機，屬于不間斷有人工作的場所。

2 滅火系統選型

鑒于防護區域的特點，要求配置的滅火系統具有潔凈、絕緣性能好、噴放后不會產生污漬等的特點，可以選擇的滅火系統包括潔凈氣體滅火系統和高壓細水霧滅火系統，這兩種滅火系統均具有以上的特點。綜合考慮控制大廳不間斷有人工作的特點，采用對人體無害較好的系統，本項目采用高壓細水霧滅火系統來保護，產品采用某公司生產的泵組式高壓細水霧滅火系統。

3 高壓細水霧滅火系統的方案設計

3.1 設計依據

（1）《高層民用建筑設計防火規范（GB50045-95）》（2005年版）；（2）《地鐵設計規范（GB50157-2003）》；（3）《細水霧滅火系統設計、施工及驗收規范（DBJ01-74-2003）》（北京地標）；（4）《細水霧滅火系統設計、施工及驗收規范（DBJ/T15-41-2005）》（廣東地標）；（5）《細水霧滅火系統技術規范（GB50898-2013）》；（6）《火災自動報警系統設計規范（GB50116-2013）》。

3.2 設計條件

本系統需要保護的區域及面積在八樓同層，為綜合信息平臺112m2、運行圖室93m2、打印室54m2、控制大廳782m2（空間高5.5m）。系統采用泵組式高壓細水霧組合分配開式滅火系統，系統工作壓力為12MPa。系統設備房間面積約為40m2。可用消防供電負荷為90kW。

3.3 系統方案設計需要解決的難點問題

本系統需要保護最大防護區域的面積為控制大廳（782m2），按照全淹沒組合分配系統的設計條件，高壓細水霧滅火系統的最大流量按最大區域的流量進行設計，一般而言，保護區的設計分區是按照物理隔斷進行劃分的，控制大廳作為一個保護區。通過噴頭設計布置和流量計算，控制大廳的噴頭總數100個，需要系統最大的設計流量應為545m3/min。高壓細水霧泵組采用柱塞式高壓水泵，按此流量設計的泵組所需功率為120kW。據此設計系統設計參數及控制大廳區域平面布置見表1及圖1。

表1 系統設計參數表

圖1 控制大廳區域平面布置圖

本工程在設計聯絡時得知，由于前期對高壓細水霧水泵使用功率估計不足，預留給本系統的可用電功率約為90kW，此用電負荷已定，不容易進行更改，需要高壓細水霧滅火系統從技術設計的角度來處理用電功率不足的問題。經設計、建設、供貨商等各方多次進行技術交流，在上述額定流量及額定工作壓力的條件下，高壓細水霧泵組電機的功率無法降低，產品還是無法解決降低電機功率的問題，只能通過系統設計方案來降低用電功率問題。因此，該系統設計必須優化。

4 高壓細水霧滅火系統的優化設計

第一，高壓細水霧滅火系統的滅火機理主要是汽化吸熱降溫作用和隔絕氧氣窒息作用來撲滅火災。由于細水霧的水霧粒子粒徑很小，Dv0.99<400μm，相對表面積較一般水滴大1700倍以上，在汽化的過程中，從燃燒物表面或火災區域吸收大量的熱量。隨著水的迅速汽化，水蒸汽分壓力迅速增大，從而造成隔絕氧氣的窒息作用來達到滅火的目的。同時，細水霧蒸發形成的蒸汽迅速將燃燒物、火焰和煙雨籠罩，對火焰的輻射熱具有極佳的阻隔能力。

第二，高壓細水霧滅火系統要求被保護空間封閉程度對滅火效果的影響較小，采用局部應用系統完全可行。并且在同一區域同一時間發生火災的概率只有一次，就可以采用一套高壓細水霧滅火系統進行組合分配，使各區域實現火災保護。根據設計規范，本工程可以采用組合分配系統和局部應用系統相結合的方式進行優化設計。

第三，根據本工程系統的特點，如能降低最大區的設計流量，就能降低細水霧泵組的功率，降低最大區域設計流量的有效辦法是減小最大區域的保護面積，使噴頭動作數量減少，只能采用局部保護的方式。為此，我們采用將控制大廳劃分為多個局部保護區域，每個保護區獨立配置管路系統，采用同時開啟保護區域，形成噴霧相對封閉的滅火區域，從而大幅度減少噴頭動作的數量，降低滅火水噴霧的流量。這樣，就解決了產品電功率過大的問題。根據控制大廳的室內布置，將控制大廳劃分為5個區域，按區域局部應用系統的方式進行原方案的優化設計。保護區分別為控制大廳1區、控制大廳2區、控制大廳3區、控制大廳4區、控制大廳5區。通過設計計算，保護區對應的設計流量為105m3/min、95m3/min、105m3/min、135m3/min、105m3/min。但是，單個保護區域噴頭動作是不能形成良好的滅火區域，當控制大廳某一分區噴放時，同時噴放與其相鄰的區域，系統必須實現聯動，才能滿足有效滅火的要求。優化后的系統設計參數及控制大廳區域平面布置見表2及圖2。

表2 調整后系統設計參數表

圖2 調整后控制大廳區域平面布置圖

從系統設計參數表可以看出，優化后的系統最大設計流量為345m3/min，高壓細水霧泵組采用兩用一備的設置方式，每臺水泵的電機功率為37kW，同時開啟水泵的功率為74kW，滿足了可用電功率的要求。endprint

5 本工程高壓細水霧設計說明及綜合分析

5.1 保護區優化設計

系統保護的重點是控制大廳的顯示屏，保護區域包括控制大廳1區、控制大廳2區、控制大廳3區、控制大廳4區、控制大廳5區、綜合信息平臺、運行圖室、打印室共八個分區。其中，綜合信息平臺、運行圖室、打印室是物理隔斷，按全淹沒系統進行設計。控制大廳的5區采用水霧隔斷，按區域局部保護應用系統進行設計。區域分配較為合理，最大保護區域有27各噴頭，可以滿足控制大廳任意點的滅火要求。

5.2 合理管網布置設計

控制大廳的管網布置應按照保護區域進行調整，從一個增加到五個，每個保護區具有獨立工作的功能，能實現任意組合聯動工作，噴頭的間距符合規范要求，噴頭的數量盡量減少。管道增加后的投資增加可以忽略不計。

5.3 系統的主要組成及參數

高壓細水霧滅火系統主要由儲水箱、高壓細水霧泵組、水泵控制柜、控制閥組、過濾器、泄壓閥、管網、高壓細水霧噴頭、滅火控制系統等組成。系統的設計工作壓力為12MPa，設計噴霧時間為30min，設計流量為345L/min，儲水量為10.5m3，噴霧強度不小于0.5L/min.m2，用電功率74kW。

5.4 系統聯動控制設計

本工程高壓細水霧系統采用開式系統，采用自動控制、手動控制和應急操作三種控制。其中，具有物理隔斷的綜合信息平臺、運行圖室、打印室采用自動獨立控制，控制大廳的5區采用組合分區聯動控制。

5.5 相關專業接口要求

高壓細水霧系統的專業接口應滿足規范的要求。此外，供電負荷的大小應滿足系統要求，泵組設備房的樓面載荷應滿足泵組工作時不大于750kgf/m2的載荷要求。

6 結語

軌道交通的控制大廳采用高壓細水霧系統進行滅火保護時，可以采用合理的分區布置，實現組合分區聯動工作，可以有效減少噴頭工作數量，減少系統泵組最大流量，從而降低泵組電機的功率，其優點有：一是減少消防用電的投資；二是減少電機運行的噪聲；三是滿足設備房占地小及動載荷的要求。

參考文獻

[1] 細水霧滅火系統設計、施工及驗收規范（DBJ01-74-2003）（北京地標）[S].

[2] 細水霧滅火系統設計、施工及驗收規范（DBJ/T15-41-2005）（廣東地標）[S].

[3] 細水霧滅火系統技術規范（GB50898-2013）[S].

[4] 火災自動報警系統設計規范（GB50116-2013）[S].

作者簡介：劉麗平（1970-），男，廣西梧州人，重慶力杰消防工程有限公司副總經理，工程師，研究方向：給排水。

（責任編輯：黃銀芳）endprint