懸掛式超細干粉滅火裝置工程設計探討

李東海

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

0 引言

隨著全國各地建筑行業高速發展，各種風格的建筑如雨后春筍般涌現，對消防防火設計也提出來重大考驗，各種新材料、新技術的利用也帶來了很多消防隱患，同時業主越來越注重建筑效果，不斷地壓縮機電設備用房的使用面積，在很多空間狹小的強弱電、配電間、地下綜合管廊電艙等內也存在發生火災的可能性，需設置自動滅火系統進行保護，由于這些電間空間狹小，如果設置傳統的七氟丙烷等潔凈的氣體滅火系統，將會極大的占用電間使用面積和帶來造價的不斷提高，既不經濟也不盡合理。隨著消防產品和消防規范的不斷更新，如今懸掛式超細干粉滅火裝置憑借其滅火效率高、反應靈敏、造價低、控制簡單、占地面積小、安裝形式靈活多變、后期維護簡單等優點脫穎而出，但在實際工程的運用中卻存在不少誤區，相關規范要求也不盡全面，現就其設計選型進行探討，為同行業設計人員的相關項目設計和選型提供借鑒。

1 國內相關規范規定

根據《建筑設計防火規范（2018年版）》（GB 50016—2014）第8.3條條款正文及條款說明可知，需保護的場所空間比較大且部分設備是主要的火災危險源頭并且需滅火保護或建筑物內只有少數面積比較小的場所內的設備需要被保護時，均可采用超細干粉等小型的自動滅火裝置或設備進行保護。所以強弱電間、配電小間等小的電氣用房采用超細干粉滅火裝置是規范比較認可和推薦使用的做法。

2 裝置分類及設計選型

2.1 裝置分類

超細干粉是粒徑（90%）≤20μm的固體類粉末狀的滅火材料，按其主要的滅火功能主要分為BC類超細干粉滅火藥劑和ABC類超細干粉滅火藥劑，共兩種類型。超細干粉滅火裝置即為能通過自啟動或手動啟動方式進行開啟，并由具體的驅動介質進行驅動滅火藥劑，進而實施撲滅火源的固定裝置。按滅火劑貯存方式形式又可分為儲壓式和非儲壓式；按滅火裝置的安裝方式可分為懸掛式、壁掛式以及其他的安裝方式；實際工程中多因懸掛式安裝方便，不占用電氣設備空間，故采用較多。

2.2 設計選型

首先需根據保護對象的性質進行滅火劑的選擇，一般采用ABC超細干粉滅火裝置，能夠有效的撲滅以下3種火災類型：A類、B類、C類。對滅火裝置的儲存方式選擇上，根據需要，可選擇儲壓式干粉滅火裝置或非儲壓式干粉滅火裝置，儲壓式在噴放性能、滅火效果、可靠性、安全性及日常使用與維護等方面要明顯優于非儲壓式。綜合考慮建設成本、設計用量、日常維護和監控等方面考慮，建議采用儲壓式的干粉滅火裝置。

3 設計參數

目前國內有關干粉的規范或規程較多，不同規范之間要求有交叉和不同，給設計工作帶來了不便，現行與之相關的國家規范、標準、各省當地標準主要有：《干粉滅火裝置技術規程》（CECS 322—2012）、《干粉滅火系統設計規范》（GB 50347—2004）、以及山東省、江蘇省、貴州省、河南省、山西省、吉林省、福建省的超細干粉系統設計、施工及驗收規程或規程等地方標準。

筆者經過對多個有關干粉的規范和標準以及部分省的當地地方標準的研究和對比，發現《干粉滅火裝置技術規程》（CECS 322—2012）（簡稱“干粉規程”）和《干粉滅火系統設計規范》（GB 50347—2004）（簡稱“干粉規范”）這兩本規范相關設計要求差異較大，不少設計工作者再工程實際選型中特別容易混淆，主要差異在于設計用量的計算公式、用量選取、啟動控制要求、安全要求、后期維護等均不相同，筆者認為干粉規范中是對干粉滅火系統的相關要求，干粉滅火系統需有專門的輸送管道、固定噴嘴等組成的一整套滅火系統，有組合分配式系統、單元獨立系統、預制滅火裝置等形式，類似管網式七氟丙烷或IG100等氣體滅火系統。但是，超細干粉滅火裝置是一套成品裝置，形式比較簡單，主要由鋼制容器、吊環或固定支架、噴頭組件、顯示壓力的儀表、感溫爆破元器件、電引發啟動器等設施組成。其不需要專門的輸送管道，也沒有組合分配系統形式。同時干粉規程在前言中也寫到干粉滅火裝置是干粉滅火系統和柜式干粉滅火裝置的一種補充應用形式，在總則條文說明中寫到由于現行國家標準干粉規范中未涉及本規程規定的產品，所以該本規程的制定，是為給超細干粉滅火裝置的合理合規的使用提供相關規范依據，同時在其的第3.1.5條條文說明中介紹到，當干粉總用量超50kg時，此時采用預制式干粉滅火裝置的形式將更加合理合規，此時需執行現行國家標準干粉規范的相關技術要求和相關規定。根據國內現有消防認證類產品的規格，懸掛式超細干粉滅火裝置單具的充裝 重 量 一 般 在1kg、2kg、4kg、5kg、6kg、7kg、8kg、9kg、10kg不等。

綜上，筆者認為懸掛式超細干粉滅火裝置的具體設計參數和產品選型應按干粉規程進行設計，同時在設計選型時，注意保護區總體積的影響，使得總的干粉用量不超50kg。

干粉規程需按照保護的形式不同進行不同的計算，分兩種類型：全淹沒和局部應用滅火方式。然而在實際工程運用中由于電間內保護對象的不確定性、特別是一些空間狹小的電間內僅留出進人空間，大部分空間被電纜、機柜等占用，很難準確計算出保護對象凈面積和凈體積，同時采用超細干粉的場所多為空間較為狹小的場所，故建議優先選擇全淹沒滅火方式進行保護，以提高消防安全可靠性。

按全淹沒滅火方式進行計算時，配置數量取決于防護區凈容積和滅火設計濃度，防護區凈容積根據建筑提供的房間扣除墻體、柱等凈面積和凈高度計算即可，關鍵在于滅火涉及濃度的取值，不同的取值導致滅火劑實際用量和裝置數量變化較大，規范僅要求設計計算出的滅火劑濃度不應小于經過權威認證機構認證合格的滅火劑濃度的1.2倍。然而不同廠家所取得的權威機構認證上的滅火濃度又各不相同，這就給設計帶來了很大的不確定性。如設計初期滅火濃度取值較小，會導致總體滅火劑用量偏小，無法有效保護整個空間，滅火濃度取值較大，則會造成過度設計和造價偏高。為此筆者經過對國內多家廠家產品的對比以及結合規范舉例說明得出以下數據。

干粉規程第3.2條條文說明全淹沒滅火方式舉例中干粉的滅火濃度為0.06kg/m3，在其第3.1.5條條文說明中舉例提到，如某超細干粉滅火裝置按150g/m3的滅火劑濃度來計算時，那么一個10kg的干粉滅火裝置的保護體積約為66m3。這里的數據筆者認證應該為筆誤，所提及的150g/m3應該是設計滅火濃度，而非滅火濃度，因為設計計算出的滅火劑濃度不應小于經過權威認證機構認證合格的滅火劑濃度的1.2倍。

國內部分生產廠家產品經權威機構認證后的滅火濃度，如表1所示。

表1 國內部分干粉廠家滅火濃度參數對比

經過以上數據分析，不同廠家的產品的滅火濃度均有差異且差異較大，一般都比規范舉例的0.06kg/m3要大的很多，故建議設計計算用量時留有余地。

同時根據《干粉滅火裝置》（XF 602—2013）中要求滅火裝置的最終噴射剩余效率不應大于5%，故在選擇單具滅火裝置的充裝量時，還需考慮其噴射剩余量的影響，故筆者認為干粉規程第3.2.1條滅火裝置的配置數量公式中的單具滅火裝置的充裝量應該為單具滅火裝置的理論設計充裝量并非實際充裝量，實際充裝量還需考慮噴射后的剩余量。

4 控制方式的選擇

根據干粉規程第3.4條干粉滅火裝置可采用感溫爆破元器件、熱引發啟動器或電引發啟動器啟動。當同一個保護區或者保護的具體對象采用兩具及以上的干粉滅火裝置及進行滅火保護時，應符合相關規定要求，如當采用感溫爆破元器件啟動時，干粉滅火裝置總的數量不能超6具，同時應該在1s內全部啟動；當采用電引發啟動器啟動時，滅火藥劑總重量不宜超50kg，同時還需設置自動聯動啟動聯動系統，在采用按順次啟動時，各個滅火裝置啟動的間隔時間不應小于0.2s，同時也不能超過0.6s。所有裝置總的用時不能超3s。

根據干粉規程要求，同一個防護區設置的干粉滅火裝置的數量影響其啟動方式的選擇，如果防護區空間較為狹小，由于熱引發器（導火索）的安全性和有效性尚且存疑，一般選擇感溫爆破元器件的方式進行啟動，當保護的防護區內火災溫度達到提前設定好的溫度時，裝置上的感溫玻璃球或感溫易熔合金會立刻熔斷而斷裂，此時裝置由于內外部壓差由氮氣驅動啟動氣瓶，采用該啟動方式簡單有效，造價低廉，同時也不需要火災自動聯動。在防護區空間較大時需要采用電引發器啟動，由于該啟動方式需設自動聯動系統，同時也需電氣專業配合設計，造價較高，但安全性較高。

經筆者咨詢國內主流廠家得知，如防護區干粉滅火裝置大于1具且不超6具，采用感溫爆破元器件啟動的話，由于各個滅火裝置之間未聯動啟動，當防護區發生火災時，每個滅火裝置的啟動是根據所處位置所感應到火災煙氣的溫度而爆破的，當其中一個滅火裝置的感溫元件達到爆破溫度爆破時，其他滅火裝置無法確保在1s內全部啟動，一旦發生火災時，如果有某個滅火裝置不能按規定的時間間隔正常開啟，同時無法及時采取機械或電控的應急手動操作的話，將滅火效果造成極大的削弱，造成不可估量的損失。

為保證滅火效果和節約造價及后期維護，建議在具體設計選型時當計算防護區僅需設置一具干粉滅火裝置時，宜采用感溫元件啟動，電氣配置報警系統，當干粉滅火裝置動作噴放時，立即向消防控制室反饋報警信號，讓管理人員及時發現和定位發生動作的防護區，以便及時維修和定位火災地點；當計算防護區需設置超過一具且小于6具干粉滅火裝置時，需采用電引發器啟動，并和電氣對應專業配合設置火災自動聯動的控制系統；當計算的保護區滅火藥劑總的用量超過50kg時，此時防護區較大，采用干粉裝置已無法有效保護場所安全，建議改用其他自動滅火形式進行保護。

5 通風要求

根據干粉規程第5.2.2條的要求，在地下室的防護區或者無窗或固定的窗、扇的地上部分的保護區，這些區域的通風條件應符合暖通專業相關設計要求。但規程并未明確具體設置要求，考慮到干粉滅火裝置在施放了滅火藥劑撲滅保護區的火災后，保護區內還有不少因為發生火災而產生的有毒有害氣體，噴放的干粉滅火藥劑會產生大量微粒，長時間的懸浮在防護區內，為了盡快清除保護區內的有毒有害氣體和大量懸浮的滅火藥劑，同時也為方便相關人員及時清理，筆者建議參考干粉規范的第7.0.5條要求，對于在地下室的保護區以及無窗或設固定窗扇的地上部分的保護區，建議均設置獨立的機械排風系統，同時為盡快排除，排風口的設置位置應盡量能夠直通室外。

6 平面布置及日常維護

當采用全淹沒方式進行滅火時，干粉滅火裝置應在保護區內間距均等布置，采用懸掛式較為節省空間和方便后期維護，同時干粉滅火裝置距通風口的凈距不應小于2m。同時不建議設置在易受碰撞區域，當無法避免，需設置在易受碰撞區域時，應采取設置保護罩等安全防護措施。

采用全淹沒方式進行滅火時，保護區內及門口應要設置火災聲光報警器，保護區門口還應設置相關指示燈。由于各樓層的電間分布需根據電氣專業需求而定，有一些電間和開門方向均位于裝修區，如在裝修區設置火災聲光報警器、入口處設置顯示噴放的指示燈等將會極大的影響建筑美觀，這一要求很多設計者在設計之初往往不夠重視，容易遺漏，最后到竣工驗收時發現聲光報警器特別影響裝修區域美觀而被迫整改，造成極大了設計漏洞。故希望在廣大設計師在設計初期就要和建筑專業配合，提出要求確認火災聲光報警器和噴放指示燈的設置位置，建議電房區域宜設置毗鄰的走道，電房開門向走道，并將火災聲光報警器和噴放指示燈放置在走道墻體上，從而避免后期因裝修效果遷改位置造成不必要的損失。

7 結語

懸掛式超細干粉滅火裝置的運用越來越廣闊，但其相關設計和選型的探討的文章比較少，筆者結合自己多年設計經驗的一些探討，希望能夠給予同行們些許參考。