工程師論文投稿期刊推薦《建筑節(jié)能》月刊是由中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院主管主辦，建設(shè)部建筑節(jié)能中心、清華大學(xué)建筑節(jié)能中心、中國(guó)建筑協(xié)會(huì)建筑材料分會(huì)協(xié)辦的國(guó)家級(jí)專業(yè)技術(shù)期刊,期刊榮獲中國(guó)首屆《CAJ-CD規(guī)范》執(zhí)行優(yōu)秀期刊獎(jiǎng)，2007年被美國(guó)《化學(xué)文摘》(CA)收錄，是中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫全文收錄期刊。
　　摘要：文章介紹了高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在軌道交通控制大廳的應(yīng)用，在滿足規(guī)范要求的前提下，通過系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，解決了由于系統(tǒng)大流量造成泵組用電功率過大，不能滿足電負(fù)荷預(yù)留偏低的難題，達(dá)到節(jié)能的效果，為該類系統(tǒng)在高大空間節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行了探索。

　　關(guān)鍵詞：高壓細(xì)水霧,滅火系統(tǒng),滅火機(jī)理,軌道交通控制大廳,節(jié)能設(shè)計(jì)

　　1 工程概況

　　本項(xiàng)目是某軌道交通控制中心大廳及其配套用房，項(xiàng)目位于高層建筑的八層。防護(hù)區(qū)域包括綜合信息平臺(tái)、運(yùn)行圖室、打印室、控制大廳，其中控制大廳區(qū)域是項(xiàng)目保護(hù)的核心。該區(qū)域具有保護(hù)面積大，空間高(5.5m)的特點(diǎn)，大廳內(nèi)設(shè)置有大屏幕顯示屏及電子計(jì)算機(jī)，屬于不間斷有人工作的場(chǎng)所。

　　2 滅火系統(tǒng)選型

　　鑒于防護(hù)區(qū)域的特點(diǎn)，要求配置的滅火系統(tǒng)具有潔凈、絕緣性能好、噴放后不會(huì)產(chǎn)生污漬等的特點(diǎn)，可以選擇的滅火系統(tǒng)包括潔凈氣體滅火系統(tǒng)和高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，這兩種滅火系統(tǒng)均具有以上的特點(diǎn)。綜合考慮控制大廳不間斷有人工作的特點(diǎn)，采用對(duì)人體無害較好的系統(tǒng)，本項(xiàng)目采用高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)來保護(hù)，產(chǎn)品采用某公司生產(chǎn)的泵組式高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。

　　3 高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

　　3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

　　(1)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50045-95)》(2005年版);(2)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50157-2003)》;(3)《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范(DBJ01-74-2003)》(北京地標(biāo));(4)《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范(DBJ/T15-41-2005)》(廣東地標(biāo));(5)《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范(GB50898-2013)》;(6)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50116-2013)》。

　　3.2 設(shè)計(jì)條件

　　本系統(tǒng)需要保護(hù)的區(qū)域及面積在八樓同層，為綜合信息平臺(tái)112m2、運(yùn)行圖室93m2、打印室54m2、控制大廳782m2(空間高5.5m)。系統(tǒng)采用泵組式高壓細(xì)水霧組合分配開式滅火系統(tǒng)，系統(tǒng)工作壓力為12MPa。系統(tǒng)設(shè)備房間面積約為40m2�？捎孟�防供電負(fù)荷為90kW。

　　3.3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)需要解決的難點(diǎn)問題

　　本系統(tǒng)需要保護(hù)最大防護(hù)區(qū)域的面積為控制大廳(782m2)，按照全淹沒組合分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件，高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的最大流量按最大區(qū)域的流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般而言，保護(hù)區(qū)的設(shè)計(jì)分區(qū)是按照物理隔斷進(jìn)行劃分的，控制大廳作為一個(gè)保護(hù)區(qū)。通過噴頭設(shè)計(jì)布置和流量計(jì)算，控制大廳的噴頭總數(shù)100個(gè)，需要系統(tǒng)最大的設(shè)計(jì)流量應(yīng)為545m3/min。高壓細(xì)水霧泵組采用柱塞式高壓水泵，按此流量設(shè)計(jì)的泵組所需功率為120kW。據(jù)此設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及控制大廳區(qū)域平面布置見表1及圖1。

　　表1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表

　　圖1 控制大廳區(qū)域平面布置圖

　　本工程在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)時(shí)得知，由于前期對(duì)高壓細(xì)水霧水泵使用功率估計(jì)不足，預(yù)留給本系統(tǒng)的可用電功率約為90kW，此用電負(fù)荷已定，不容易進(jìn)行更改，需要高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)從技術(shù)設(shè)計(jì)的角度來處理用電功率不足的問題。經(jīng)設(shè)計(jì)、建設(shè)、供貨商等各方多次進(jìn)行技術(shù)交流，在上述額定流量及額定工作壓力的條件下，高壓細(xì)水霧泵組電機(jī)的功率無法降低，產(chǎn)品還是無法解決降低電機(jī)功率的問題，只能通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案來降低用電功率問題。因此，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須優(yōu)化。

　　4 高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　第一，高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)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(zāi)。由于細(xì)水霧的水霧粒子粒徑很小，Dv0.99<400μm，相對(duì)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(zāi)區(qū)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(dá)到滅火的目的。同時(shí)，細(xì)水霧蒸發(fā)形成的蒸汽迅速將燃燒物、火焰和煙雨籠罩，對(duì)火焰的輻射熱具有極佳的阻隔能力。

　　第二，高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)要求被保護(hù)空間封閉程度對(duì)滅火效果的影響較小，采用局部應(yīng)用系統(tǒng)完全可行。并且在同一區(qū)域同一時(shí)間發(fā)生火災(zāi)的概率只有一次，就可以采用一套高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)進(jìn)行組合分配，使各區(qū)域?qū)崿F(xiàn)火災(zāi)保護(hù)。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，本工程可以采用組合分配系統(tǒng)和局部應(yīng)用系統(tǒng)相結(jié)合的方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

　　第三，根據(jù)本工程系統(tǒng)的特點(diǎn)，如能降低最大區(qū)的設(shè)計(jì)流量，就能降低細(xì)水霧泵組的功率，降低最大區(qū)域設(shè)計(jì)流量的有效辦法是減小最大區(qū)域的保護(hù)面積，使噴頭動(dòng)作數(shù)量減少，只能采用局部保護(hù)的方式。為此，我們采用將控制大廳劃分為多個(gè)局部保護(hù)區(qū)域，每個(gè)保護(hù)區(qū)獨(dú)立配置管路系統(tǒng)，采用同時(shí)開啟保護(hù)區(qū)域，形成噴霧相對(duì)封閉的滅火區(qū)域，從而大幅度減少噴頭動(dòng)作的數(shù)量，降低滅火水噴霧的流量。這樣，就解決了產(chǎn)品電功率過大的問題。根據(jù)控制大廳的室內(nèi)布置，將控制大廳劃分為5個(gè)區(qū)域，按區(qū)域局部應(yīng)用系統(tǒng)的方式進(jìn)行原方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)。保護(hù)區(qū)分別為控制大廳1區(qū)、控制大廳2區(qū)、控制大廳3區(qū)、控制大廳4區(qū)、控制大廳5區(qū)。通過設(shè)計(jì)計(jì)算，保護(hù)區(qū)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)流量為105m3/min、95m3/min、105m3/min、135m3/min、105m3/min。但是，單個(gè)保護(hù)區(qū)域噴頭動(dòng)作是不能形成良好的滅火區(qū)域，當(dāng)控制大廳某一分區(qū)噴放時(shí)，同時(shí)噴放與其相鄰的區(qū)域，系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，才能滿足有效滅火的要求。優(yōu)化后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及控制大廳區(qū)域平面布置見表2及圖2。

　　表2 調(diào)整后系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表

　　圖2 調(diào)整后控制大廳區(qū)域平面布置圖

　　從系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表可以看出，優(yōu)化后的系統(tǒng)最大設(shè)計(jì)流量為345m3/min，高壓細(xì)水霧泵組采用兩用一備的設(shè)置方式，每臺(tái)水泵的電機(jī)功率為37kW，同時(shí)開啟水泵的功率為74kW，滿足了可用電功率的要求。 　　5 本工程高壓細(xì)水霧設(shè)計(jì)說明及綜合分析

　　5.1 保護(hù)區(qū)優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)保護(hù)的重點(diǎn)是控制大廳的顯示屏，保護(hù)區(qū)域包括控制大廳1區(qū)、控制大廳2區(qū)、控制大廳3區(qū)、控制大廳4區(qū)、控制大廳5區(qū)、綜合信息平臺(tái)、運(yùn)行圖室、打印室共八個(gè)分區(qū)。其中，綜合信息平臺(tái)、運(yùn)行圖室、打印室是物理隔斷，按全淹沒系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)�？刂拼髲d的5區(qū)采用水霧隔斷，按區(qū)域局部保護(hù)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。區(qū)域分配較為合理，最大保護(hù)區(qū)域有27各噴頭，可以滿足控制大廳任意點(diǎn)的滅火要求。

　　5.2 合理管網(wǎng)布置設(shè)計(jì)

　　控制大廳的管網(wǎng)布置應(yīng)按照保護(hù)區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，從一個(gè)增加到五個(gè)，每個(gè)保護(hù)區(qū)具有獨(dú)立工作的功能，能實(shí)現(xiàn)任意組合聯(lián)動(dòng)工作，噴頭的間距符合規(guī)范要求，噴頭的數(shù)量盡量減少。管道增加后的投資增加可以忽略不計(jì)。

　　5.3 系統(tǒng)的主要組成及參數(shù)

　　高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)主要由儲(chǔ)水箱、高壓細(xì)水霧泵組、水泵控制柜、控制閥組、過濾器、泄壓閥、管網(wǎng)、高壓細(xì)水霧噴頭、滅火控制系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作壓力為12MPa，設(shè)計(jì)噴霧時(shí)間為30min，設(shè)計(jì)流量為345L/min，儲(chǔ)水量為10.5m3，噴霧強(qiáng)度不小于0.5L/min.m2，用電功率74kW。

　　5.4 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)

　　本工程高壓細(xì)水霧系統(tǒng)采用開式系統(tǒng)，采用自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和應(yīng)急操作三種控制。其中，具有物理隔斷的綜合信息平臺(tái)、運(yùn)行圖室、打印室采用自動(dòng)獨(dú)立控制，控制大廳的5區(qū)采用組合分區(qū)聯(lián)動(dòng)控制。

　　5.5 相關(guān)專業(yè)接口要求

　　高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的專業(yè)接口應(yīng)滿足規(guī)范的要求。此外，供電負(fù)荷的大小應(yīng)滿足系統(tǒng)要求，泵組設(shè)備房的樓面載荷應(yīng)滿足泵組工作時(shí)不大于750kgf/m2的載荷要求。

　　6 結(jié)語

　　軌道交通的控制大廳采用高壓細(xì)水霧系統(tǒng)進(jìn)行滅火保護(hù)時(shí)，可以采用合理的分區(qū)布置，實(shí)現(xiàn)組合分區(qū)聯(lián)動(dòng)工作，可以有效減少噴頭工作數(shù)量，減少系統(tǒng)泵組最大流量，從而降低泵組電機(jī)的功率，其優(yōu)點(diǎn)有：一是減少消防用電的投資;二是減少電機(jī)運(yùn)行的噪聲;三是滿足設(shè)備房占地小及動(dòng)載荷的要求。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范(DBJ01-74-2003)(北京地標(biāo))[S].

　　[2] 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范(DBJ/T15-41-2005)(廣東地標(biāo))[S].

　　[3] 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范(GB50898-2013)[S].

　　[4] 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50116-2013)[S].

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