淺談高壓細水霧滅火技術在綜合管廊消防的應用

白靜

BAI Jing

（重慶市設計院）

（Chongqing Architectural Design Institute）

1 引言

綜合管廊是指建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構筑物及附屬設施,可容納包括給水、雨水、污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等市政公用管線。隨著國務院和地方綜合管廊相關文件的頒布，我國綜合管廊建設穩步推進，全國各地試點示范項目已陸續開展并積累了不少寶貴經驗。

2 規范解讀

《城市綜合管廊工程技術規范》（GB50838）對綜合管廊消防進行了相應規定。除對主體及分隔結構耐火極限、防火封堵、消防滅火器材設置等進行要求外，還要求“干線綜合管廊中容納電力電纜的艙室，支線綜合管廊中容納6根及以上電力電纜的艙室應設置自動滅火系統，其它容納電力電纜的艙室宜設置自動滅火系統。”。而《電力工程電纜設計規范》（GB50217）第7.0.14條規定：“在地下公共設施的電纜密集部位，多回充油電纜的終端設置處等安全要求較高的場所，可裝設水噴霧滅火等專用消防設施。”。從以上規范可以看出，綜合管廊電力電纜艙設置自動滅火系統是綜合管廊消防的重點。

3 綜合管廊電力艙火災分析

綜合管廊作為一種地下管線構筑物，電纜火災有其特殊性。

1)綜合管廊位于地下空間，電纜火災初期難于覺察，發現時火災往往已達嚴重狀態。

2)綜合管廊一般敷設于城市核心管線密集區域，其中干線管廊中的電力電纜主要是輸電線路，電壓等級高、服務范圍廣，一旦發生火災，后果非常嚴重；支線綜合管廊中敷設的電力電纜一般主要是中壓配電線路，數量眾多時，也會產生嚴重后果。

3)綜合管廊發生火災時，有害氣體充滿密閉空間，難以擴散，影響消防人員進入管廊進行撲救，所以外援撲救難度大。

4)綜合管廊通常將電力、通信與給水設置于同一艙內，當電力電纜發生火災時，艙內的通信管線火災也會導致通信中斷，從而影響現場及時消防撲救。

從以上綜合管廊電力艙火災特點來看，綜合管廊火災影響面大、撲救困難，非常有必要加強自動滅火系統設置。

4 綜合管廊消防滅火方式分析

目前綜合管廊電力艙主要有氣體滅火、干粉滅火、水噴霧滅火等多種自動滅火方式。

4.1 氣體滅火

氣體滅火包括二氧化碳、七氟丙烷、IG541混合氣體滅火、熱氣溶膠等方式。但氣體滅火防護區容積有限，在綜合管廊長距離輸送氣體方面有局限性；而且氣體滅火系統產生的氣體會造成人員窒息和溫室效應；另外氣體滅火二次充裝費用和維護費用較高。

熱氣溶膠（S型）是綜合管廊電力艙常用的一種消防形式。可以懸掛于綜合管廊中，占用空間小且對配套設施要求低，可以帶電消防。但其防護容積有限，藥劑成本所占比重較大，需每隔幾年全部更換，運營維護費用較高。另外，熱氣溶膠易誤噴，會觸發火災報警系統，甚至引發火災。

4.2 干粉滅火

干粉滅火系統滅火效率高，能迅速撲滅初期火災，對保護物無任何損害。但當大范圍應用時，可靠性降低。其中一具滅火器失效，就會導致綜合管廊防火區間的噴灑濃度達不到設計要求，不能保證滅火效果；滅火器檢查維護只能間接進行，不能直接試用，滅火器需定期維修，工作量大；另外干粉滅火有化學污染不環保。

4.3 水噴霧滅火

水噴霧滅火系統是通過向保護對象噴射水霧進行滅火或防護冷卻。由于以水為滅火劑，所以取材方便、價格低廉，且不會產生有害氣體，不需火災模式下單獨排煙，還具有清洗煙霧中有毒成份及降塵的功能，有利于人員逃生。但為保證最不利點噴頭工作壓力，再加上閥件水頭損失、沿程水頭損失等消耗，市政管網壓力難于滿足要求，因此常配套水池、泵房及排水等相關設施。

水噴霧滅火按霧滴大小分為傳統水噴霧和細水霧滅火，細水霧霧滴直徑更小，用水量少、水漬損失小、傳遞到火焰區域以外的熱量少，可用于撲救帶電設備火災。而細水霧滅火按系統工作壓力又可分為高壓、中壓、低壓滅火。其中高壓細水霧霧粒直徑更小（微米級），霧滴具有高動量、飛行速度快、單位空間內霧粒的數量多的特點。使其在滅火時具有吸熱效率高、更易汽化、電氣絕緣性好的優點。尤其在長距離綜合管廊滅火方面，高壓細水霧滅火更有優勢。

5 綜合管廊消防設計案例

云陽縣位于重慶市東北部，迎賓大道作為北部新區內重要的主干路，南北貫穿整個北部核心區域，因此是綜合管廊的首選之地。迎賓大道綜合管廊全長約2170m，布置在迎賓大道東側綠化帶內，為城市干線綜合管廊。

5.1 電力艙消防系統設計

迎賓大道綜合管廊電力、通訊、給水位于同一個艙內,綜合艙內凈寬3.9m、凈高3.2m。按照《城市綜合管廊工程技術規范》（GB 50838）相關要求，綜合管廊共設12個防火分區,每個防火分區長度均小于200m，最大保護面積780m2,每個防火分區內又分為3～4個開式保護區域；艙室主體結構和防火分隔均采用耐火極限不低于3.0h的不燃性墻體；防火分隔處采用甲級防火門；管線穿越防火隔斷部位采用阻火包等防火封堵措施；在電力綜合艙內沿線、人員出入口、逃生口等處設置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器，艙內滅火器間距不大于50m。

5.2 電力綜合艙自動滅火系統設計

按照《城市綜合管廊工程技術規范》（GB 50838）要求，干線綜合管廊中容納電力電纜的艙室應設置自動滅火系統，迎賓大道綜合管廊為干線管廊，電力綜合艙按要求設置自動滅火系統，經比較后選用高效的高壓細水霧開式滅火系統。

5.2.1 高壓細水霧滅火系統

項目采用的高壓細水霧滅火系統工作壓力大于10MPa、霧粒直徑DV0.99＜200μm。它不僅具有高效節水、安全環保的滅火功能，而且可快速隔離火源、對火災現場煙霧和有毒氣體進行有效降解和封堵，形成逃生通道，有利于人員疏散。另外由于細水霧消防滅火系統管路水頭損失相對較高，高壓細水霧滅火系統還能保證長距離綜合管廊的壓力需求。

5.2.2 高壓細水霧滅火機理

高壓細水霧滅火主要是冷卻和窒息雙重作用滅火機理。由于細水霧比表面積大，遇熱后迅速汽化，吸熱快，從而達到快速冷卻、絕氧和衰減熱輻射等復合作用的滅火效果。

5.2.3 高壓細水霧滅火系統組成

開式高壓細水霧滅火系統，主要由高壓細水霧泵組、穩壓裝置、開式細水霧噴頭、分區控制閥、水箱、泵組控制柜、供水管網及火災報警系統等構成。

5.2.4 泵組選型

最大設計流量按照最大防護區內同時動作46只噴頭的流量之和的1.05倍進行計算Q=338L/min，系統設計工作壓力根據最不利點噴頭最低工作壓力10MPa進行計算為H=13.5MPa。

選用泵組XSWB-400/14(其中主泵四用一備，穩壓泵一用一備)，泵組流量Q=400L/min，H=14MPa，N=120KW。穩壓泵流量Q=11.8L/min，H=1.4MPa，N=0.55KW。

5.2.5 噴頭設置

所有防護分區采用K=0.7的開式噴頭，設計噴頭流量q=7.0L/min；噴頭縱向安裝間距約3.0m，橫向間距約1.5m，距墻不大于1.5m；相鄰防火分區采用4排加密噴頭隔斷，加密處噴頭縱向間距約1.5m，距墻不大于1.25m。

5.2.6 區域控制閥箱

綜合管廊共設DN32區域單閥箱45套、DN20區域單閥箱1套、DN15區域單閥箱5套。

5.2.7 管網

水箱至高壓細水霧泵組采用管徑DN100的不銹鋼管，泵組至各區域控制閥供水主管管徑DN50，控制閥箱后經分配支管連接至各防護分區開式噴頭。

5.2.8 系統供水

采用水箱增壓供水方式。系統設計流量338L/min，系統持續噴霧時間30min，計算水箱儲水量為10.2m3，不銹鋼矩形水箱容積取12m3。設增壓泵兩臺，一用一備。

5.2.9 火災自動報警系統

每個保護區設置兩路火災探測器或兩路不同種類的火警信號；同時每個保護區主要出入口的內側設置消防警鈴或聲光報警器，外側設置聲光報警器和噴霧指示燈。

5.2.10 控制方式

當發生火災時，系統采用自動控制、手動控制和應急操作三種控制方式。

高壓細水霧滅火系統報警主機接收到滅火分區內一路和兩路探測器報警后，聯動開啟消防警鈴和聲光報警器，輸出確認火災信號，聯動依次打開對應的區域控制閥和主泵，噴放細水霧滅火。當現場人員確認火災且自動控制還未動作時，可啟動手動按鈕，聯動依次打開對應的區域控制閥和主泵，噴放細水霧滅火。當自動控制與手動控制失效時，則采用應急操作。

6 結論

高壓細水霧滅火系統用于綜合管廊消防具有安全環保、節水、高效、電絕緣性好、安裝維護方便等優點，但應結合綜合管廊的具體情況從經濟效益和社會效益方面進行評估，選擇適宜的滅火方式。

[1]蘇洪濤，黎繼紅，汪齊，代勤.綜合管廊電纜火災消防系統設計探討[J].市政技術，2016.34(6).

[2]GB 50838-2015城市綜合管廊工程技術規范[S].

[3]GB50217-2016電力工程電纜設計規范[S].