高大空间高压细水雾灭火系统设计应用浅析.docx

高大空间高压细水雾灭火系统设计应用浅析摘要：本文将就类似图书馆、档案馆立体密集库等高大空间，在应用细水雾灭 火系统时，提出在设计时应注意的要点及相应的处理方案关键词：高大空间、高压细水雾灭火、分区局部应用系统 随着我国经济的高速发展，建筑行业的设计与施工水平也达到了一个历史高 点各类建筑形态以及功能空间越来越复杂，体量也越来越大，相应地，对消防 设计，也提出了更严苛的要求细水雾灭火系统由于其自身特有的灭火性能、特 点，在各类建筑的防火设计中，得到越来越多的应用与实践1 、细水雾发展历程与系统概述在我国细水雾系统规范颁布实施之前，传统的细水雾是指中、低压细水雾， 即建立在离心泵基础上，压力通常为1.00〜3.45MPa左右的细水雾或水喷雾，用 水量较大，与水喷淋的大区别在于更换了喷头，其余改变甚少参考美国 NFPA750 标准，传统细水雾是指在小工作压力下产生的，距喷嘴 1m 处的平面上 雾滴累积体积分布参数DV0.99v1000ym的水雾；而高压细水雾是指在不小于 10MPa压力下，产生的雾滴直径DV0.99v200ym的水雾它是建立在容积式泵的 基础上，通常使用柱塞泵，系统压力最高可达100〜200MPa。

高压细水雾系统及 装置从安全性、经济性及灭火效果方面综合考虑，通常压力为 10〜20MPa高压细水雾灭火系统与传统的中低压细水雾灭火系统从压力形成原理到整个 系统的流量和压力控制以及核心元件都有着根本性的不同细水雾的主要灭火机 理有：a.高效吸热冷却，阻隔热辐射一一粒径越小，面积越大，吸热效率越高、 效果越好； b .快速排氧窒息——喷放雾滴使氧浓度降至 14%左右，可有效抑制可 燃物燃烧，而氧浓度在 14%时，人体平均血氧饱和度约为 90%（平时为 98%）， 灭火时最大程度保证人体的呼吸和代谢；c.消烟、释毒一一灭火喷放过程中有效 降低烟气、 CO 浓度，改善火场生存环境，方便逃生、扑救而依靠高压，一方 面系统可获得更小的雾滴粒径，雾滴具有高动能，弥散速度更快，可更好的应对 遮挡火灾；另一方面水渍损失小，用水量大大降低（约为水喷淋的 5-10%），且 可一定程度确保电气设备绝缘性，保障电气设备在灭火过程中的正常运行2013年，国家颁布实施《细水雾灭火系统技术规范》GB50898-2013，对细水 雾系统及部件进行了全面的系统性规定我国的细水雾灭火系统，在参考国外规 范探索实践多年后，终于迎来了有规可依的可喜局面。

2、某图书馆智能立体书库密集架高压细水雾灭火系统应用 某图书馆智能立体书库密集架，长70米，宽42米，高17米，总面积2940 平方米，总体量 49980 立方米平均分隔为 5 个密集架书库，则每个体量为 9996 立方米，面积 588 平方米2.1 灭火系统的选择对于图书馆建筑、立体书库功能空间采用何种消防灭火形式的问题，经咨询 当地消防局，得到的回复为：以使用方的要求为原则，可考虑气体灭火、细水雾 或泡沫灭火等形式对于采用气体灭火的考虑，根据GB50014-2014《建筑设计防火规范》一一 8．3．9 下列场所应设置自动灭火系统，并宜采用气体灭火系统： 7国家、省级 或藏书量超过 100 万册的图书馆内的特藏库；中央和省级档案馆内的珍藏库和非 纸质档案库；大、中型博物馆内的珍品库房；一级纸绢质文物的陈列室该立体 书库设计藏书量为 350 万册，可考虑气体灭火形式然而，依据 GB 50370-2005《气体灭火系统设计规范》3.2.4 防护区划分应符合下列规定：2 采用管网灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于 800m2 ，且容积不宜大 于3600m3o本次设计的立体书库每个体量达9996立方米，远大于3600立方米, 在很短的设计喷放时间（七氟丙烷为10S, IG541系统为48~60S）内需要达到灭 火设计浓度，较难保障，且用气量大，后期维护更换成本较高。

因此，采用气体 灭火的系统形式的可行性不高对于泡沫灭火的考虑，由于泡沫动作时对藏书会形成损坏，使用方明确不予 采用对于细水雾系统的考虑，依据GB50898-2013《细水雾灭火系统技术规范》：按上述条文，本次设计的密集架书库宜采用开式全淹没细水雾灭火系统而该规范3.4.5 条对全淹没开式系统有如下规定：按上述条文，本次设计的密集架书库总体积为49980 立方米（单个防护区容积为9996 立方米，共5 个），采用全淹没开式系统的话，每个防护区需再次划分为3个小的防护区， 以满足每个小于3000m3要求，则整个密集架书库共有15个防护区，共需设置5个泵组系统按以上要求设置系统，存在以下问题：1、把原来设计的5 个书库每个再细分为3个独立 书库，空间布置满足不了使用方的要求； 2、即便使用方同意细分防护区，按设计参数要求， 选用2.0 （流量20L/min）的开式喷头进行保护，喷头间距不大于3米，每个全淹没防护区喷 头数量为24*3=72只，系统流量为72*20=1440L/min,泵组选型为15用1备，总功率为 15*30=450KW, 5套泵组总功率将达到2250KW并经咨询设备制造商，当前市场上暂无厂家 生产如此大型号设备，因而，采用全淹没的系统形式难以实施。

细水雾开式系统的另一种形式为分区局部应用方式分区局部应用方式是向保护对象直 接喷放细水雾，保护空间内某具体保护对象的系统应用方式参考行业标准《档案馆高压细 水雾灭火系统技术规范》DA/T4-2009，对书库、档案库空间采用局部应用系统的规定有：本次设计的智能立体书库密集架相对集中，且可燃物为藏书，位置固定在书架内，可看 作是需具体保护的对象并参考了国内近期建成的图书馆、档案馆类似空间所采用的灭火措 施情况，该智能立体密集架书库采用分区局部应用系统给予保护具备了可靠性与可行性2.2开式分区局部应用系统的设计该智能立体书库存储区，每个书架高15m，长60米，宽1.2米，考虑采用高压细水雾开 式分区局部应用系统进行保护根据书架的长度将每列书架均分成三段进行保护，根据书架 高度均分成五层喷头进行保护书库按以上方式分区后，书库的设计作用面积在150m2范围 内，设计喷雾强度符合《细水雾灭火系统技术规范》喷头安装高度不大于3m时，设计喷雾 强度不小于1.0L/min・m21、 设计参数：1）系统持续喷雾时间30min； 2）系统的响应时间不大于30s； 3）最不利点喷头工作压 力不低于10MPa； 4）系统作用面积按150m2计算；5）高压泵组体材料为不锈钢管而且工作 压力不小于 14MPa。

2、 喷头选择与布置：智能立体书库存储区采用K=0.7的开式喷头，q=7L/min,选用喷头雾滴直径Dv0.5应小于 65ym、Dv99应小于100ym在布置喷头时，应在每层安装喷头的密集架中预留管道穿越及 喷头安装的空间，保证管道不影响密集架的移动以及机械手臂的运行，并确保喷头距离保护 对象不小于 0.5m3、 泵组选型 系统流量按照防护区内同时动作喷头数的流量之和进行计算智能立体存储书库，设计流量为同时开启书库相邻2排（每排11只喷头） 4层共88只喷头流量，即系统最大设计流 量Q=88只*7L/min.只=614L/min系统设计工作压力根据最不利点喷头最低工作压力为 10MPa进行计算，计算公式采用Darcy-Weisbach （达西-魏斯巴赫）公式，计算结果为H=13MPa选用泵组XSWBG700/14 （其中主泵七用一备，稳压泵一用一备）泵组流量Q=700L/min, H=14MPa, N=210kW稳压泵流量 Q=11.8L/min, H=1.4MPa, N=0.55kW结语： 在高大空间采用细水雾灭火系统的设计应用中,鉴于规范中对灭火空间体量的限制,以 及当前设备制造技术水平,国民经济水平等因素的考量,采用分区局部应用系统,一方面可 最大程度保障灭火可靠性,另一方面在实施上也有较强的可行性。