關于石湖停車場高壓細水霧系統的應用研究
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摘 要：首個地下停車場采用除煙、防毒與降溫隔熱效果良好的高壓細水霧系統，替代水幕系統進行防火分隔，解決了消防水池有效容積不足的問題。當發生火災時，采用高壓細水霧進行防火分隔，能夠達到隔熱降溫、阻煙控火的效果。討論高壓細水霧系統在地鐵地下停車場的應用方式及作用，論述廣州地鐵石湖停車場高壓細水霧系統的設計選型、聯動方式以及水強度試驗方案。
關鍵詞：地下停車場;高壓細水霧;水消防;開式系統
一、工程概況
石湖停車場緊鄰廣從路，為地下一層建筑。室內消火栓、自動噴水滅火系統、水幕系統等水消防系統均使用消防水池水源。工程僅能引入一路路市政水源，則消防水池應儲存全部消防用水量，共計2172m3，不能滿足原各水消防系統用量。比選各方案后，確定將庫房與消防車道將使用高壓細水霧替代水幕系統進行防火分隔，確保滿足防火分隔的要求的情況下減少用水量，使原建消防水池儲水量滿足水消防系統用水量的需求。
二、高壓細水霧系統概述及應用
高壓細水霧系統是一種新型的預防撲救火災的水消防系統，此系統以純凈水為介質，采用特定高壓泵組及特定噴頭，啟動時噴射出細水霧進行控火、滅火。高壓細水霧系統具備優秀的控火及防復燃能力，能迅速地降低噴灑區域的溫度及減少煙氣，極大地改善了火災現場的環境，有利于人員疏散逃離，有效保障系統所覆蓋區域范圍的綜合防災控火能力。
目前，廣州地鐵APM線及7號線均有使用高壓細水霧對地下站變電所、通信及信號設備房、綜合監控設備室、環控電控室等重要設備場所進行自動滅火。北京地鐵五路停車場車輛基地中采用高壓細水霧對地面聯合庫東西區進行防火分隔。廣州地鐵石湖停車場為國內首個使用高壓細水霧系統進行防火分隔的地下停車場。
三、石湖停車場高壓細水霧概述及選型
高壓細水霧用作防火分隔水幕，防火分隔水幕總長約為300米。高壓細水霧系統包括了儲水水箱、增壓泵、高壓細水霧泵組區域控制閥、不銹鋼管道、特定噴頭等組成。
?。ㄒ唬┫到y基本設計參數
?。?）系統滿足持續噴灑細水霧時間3小時以上;
?。?）系統的響應時間應小于30s;
?。?）最不利點噴頭工作壓力應達到10MPa以上。
?。ǘ└邏杭毸F系統主要設備選型
1.高壓細水霧噴頭選型
依據石湖停車場的空間大小、環境特性及火災危險性選擇高壓細水霧噴頭：流量系數為K=1.0，流量為q=10L/min的開式噴頭。
2.高壓細水霧泵組及儲水箱選型
（1）石湖停車場高壓細水霧系統設計流量按照開式系統最大保護區域同時開啟噴頭數量的總和計算，得出設計流量Q=560L/min。根據達西-魏斯巴赫公式，參照最不利點進行水力工作壓力進行計算，得出系統入口的供給壓力為H=13MPa。
?。?）根據推算結果，對高壓設備泵組進行選型，選用單泵參數為Q=100L/min，H=14MPa，N=30kW的高壓細水霧泵組（六主一備），以及單泵參數為Q=11.8L/min，H=1.4MPa，N=055KW的穩壓泵（一主一備）。
3.高壓細水霧系統供水及水質要求
?。?）高壓細水霧系統供水壓力應該在大于0.2Mpa且小于0.6Mpa。
?。?）系統供給水質要求應不低于GB5749《生活飲用水衛生標準》的要求。
石湖停車場高壓細水霧系統采用水箱增壓供水方式，泵房設置兩座容積為60m3不銹鋼儲水水箱，儲存不小于3h的用水量，儲水水箱進水設置水力控制閥及浮球閥（故障時使用），并設增壓泵兩臺CDLF32-30，Q=32m3/h，H=40m，N=5.5kW，一用一備。
四、石湖停車場高壓細水霧聯動方式
1.高壓細水霧系統工作原理
石湖停車場采用開式的細水霧系統。當環境情況正常時，高壓細水霧泵組出口到區域閥之間的管網由穩壓泵供水，使壓力維持在1.0-1.2MPa，區域閥到噴頭管道為空管?，F場發生火災時，高壓細水霧系統開啟對應火災區域所對應的區域控制閥及高壓細水霧泵組，噴頭噴灑出細水霧進行控火滅火。經消防值班人員確認現場火災得以撲滅后，對泵組及區域控制閥進行手動復位。
開關系統工作原理圖
2.高壓細水霧系統聯動方式
當現場發生火災時，高壓細水霧系統共有三種控制開啟方式如下：
?。?）自動控制：當防災報警系統通過兩種不同類型探測器感知現場發生火災時，輸出確認火災信號到高壓細水霧系統的對應區域控制閥并將其開啟;
（2）手動控制：當現場人員確認火災且防災報警系統未進行自動控制時，可以通過手動按下區域控制閥的手動啟動按鈕，對應控制閥將被開啟;
?。?）應急機械控制：當現場人員確認火災，防災報警系統未進行自動控制，且手動啟動按鈕失效時，可以通過應急手柄，將對應區域控制閥旋轉開啟。
當高壓細水霧系統區域控制閥開啟后，高壓泵組與區域閥之間的管網壓力持續降低且10s內無法達到1.0Mpa時，系統自動開啟高壓細水霧泵組，經過噴頭噴放細水霧進行控火滅火。
五、高壓細水霧施工及驗收注意事項
（1）檢查噴頭安裝是否符合規范，噴頭安裝間距不大于3.0m，不小于1.5m。
?。?）管材需采用316L以上厚度鋼材，管道連接處應使用卡套連接或氬弧焊焊接。
?。?）穿墻或過樓板處的管道需要加裝套管，且套管內不允許有焊接處。管道與套管之間應用不燃材料填充。管道伸縮縫或沉降縫處須安裝補償裝置。
（4）管道支吊架應滿足強度應滿足相關規范要求。管道末端處需使用進行金屬支架固定，噴頭與支架之間的管道應小于250mm且支架位置應避免影響細水霧噴放效果。
（5）支吊架和管子之間墊一層橡膠墊圈或石棉墊絕緣，避免碳鋼對不銹鋼的腐蝕作用。
?。?）高壓細水霧工作壓力為H=13MPa，根據規范要求水壓強度試驗壓力應為系統工作壓力的1.5倍，得出試驗壓力為H2=13*1.5=19.5MPa。首先將管道充裝滿水并確保將管道內空氣排凈，使用試壓裝置對管網進行緩慢升壓，直至到達試驗壓力后穩壓10min，確認管道并未發生損壞或變形等現象后，將試驗壓力降至設計工作壓力并穩壓120min。管網如出現變形、損壞或在穩壓過程中壓力下降、滲漏等情況，視為不合格。需施工對管網整改后重新進行水壓強度試驗，直至合格。
?。?）通過水壓強度試驗后，應采用壓縮空氣或氮氣對高壓細水霧管道進行吹掃，吹掃壓力應小于13MPa且流速不小于20m/s。
六、結語
高壓細水霧具有安全環保、冷卻窒息、隔絕輻射、消煙的特性，并有著持續控火、滅火的能力。對比水幕系統，能夠在儲水量更小的情況下，實現防火分隔、控火功能。廣州地鐵石湖停車場為國內首個使用高壓細水霧系統進行防火分隔的地下停車場，引入此系統能夠確保原建消防水池儲水量滿足整個水消防系統需求外，更能有效提升整個地下停車場的安全防災能力和防災水平。
參考文獻：
[1]《細水霧滅火系統技術規范》GB 50898-2013.
[2]《細水霧滅火系統設計、施工、驗收規范》DBJ/T15-41-2005.
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