高压细水雾系统在北京地铁地下停车场的应用

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1、高压细水雾系统概述

高压细水雾灭火系统是一项预防扑救火灾的新技术，是以水为介质，采用特定喷头在特定的工作压力下喷洒细水雾进行灭火和控火的一种固定式灭火系统，有良好的灭火效率和防止火灾复燃能力，能够有效降低火场温度和净化烟气，改善卫生环境，有利于火灾现场人员的疏散，大大提高保护场所的综合防灾能力。高压细水雾具有良好的电绝缘性，对环境无污染，可以有效降低火灾烟气毒性。

2、北京地铁某地下车库项目概况

五路停车场是北京轨道交通10号线与6号线的共用车辆基地，同时也是五路综合交通场站的重要组成部分。五路综合交通场站在用地规划范围内设置轨道交通五路停车场、轨道交通慈寿寺站公交枢纽以及公交驻车场等，主要承担地铁车辆的停放运用，整备管理，司乘人员每日出退勤技术交接。其建筑面积约10万平米，联合库建筑面积约61213m2，其中含地下地铁车库面积约11662m2。

3、高压细水雾系统的设计方案

3.1 设计方案概述

联合库面积巨大，防火分区面积超过规范规定，且为地下空间，由于东西两区无法设置物理分隔，为减小火灾自一侧向另一侧蔓延及烟雾的扩散，故采用高压细水雾防火分隔喷雾带。高压细水雾喷雾带可起到一定的隔热、降温作用（与常规高压细水雾自动灭火系统隔热、冷却、窒息灭火、消烟功能不同），其被保护一侧的温度可不超过180℃，热辐射强度可衰减80%。并在消火栓箱侧设置普通人员可以使用的高压细水雾喷枪，既可以自救灭火，又能减少水渍损失。同时在大库长向两端及中间通道设置移动式高压细水雾灭火系统，做为灭火方式的补充（见图3-1）。高压细水雾可以带电进行工作，可最大限度避免对人员触电的风险，同时可以不用大幅增加消防用水量。同时在消火栓位置增加高压细水雾水喉，可以提高对油类、电气火灾的灭火效果，减少水渍损失。

图3-1 联合库高压细水雾系统

图3-2 吸气式感烟火灾探测系统

高灵敏度吸气式感烟探测器，通过空气采样管网不停地采集被保护区域内的空气样品，并对采集的空气样品中的微粒进行分析，以此判断是否发生火灾。此类探测器属于感烟探测器，与普通的点型感烟探测器和红外光束感烟探测器相比有很高的灵敏度。其与高压细水雾系统配合使用，可为火灾发生时的灭火、救援、逃生提供宝贵的时间（见图 3-2）。

3.2 高压细水雾设计方案

3.2.1 高压细水雾系统的组成

高压细水雾系统由高压细水雾泵组（包括主泵、稳压泵、调节水箱、液位控制器、泵控制柜、水箱进水过滤器及进水电磁阀、安全泄压阀、压力传感器等)、细水雾喷头、高压细水雾喷枪、区域控制阀组、不锈钢管道及联动控制（由FAS实现）系统组成。

3.2.2 设计参数

1）系统持续喷雾时间120min；

2）开式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。

3.2.3 主要设备选型

1）喷头选型

根据保护对象的火灾危险性及空间尺寸选用高压细水雾喷头：

采用开式K=0.95喷头,喷头的安装间距不大于5.0m，不小于2.5m，距墙不大于2.5m；

高压细水雾喷枪的保护半径不大于60m；

开式喷头参数：k=0.95，q=9.5L/min；

单支高压细水雾喷枪K＝3.2，q=32L/min。

2）泵组选型

本系统设计流量按照开式系统最大保护区同时开启喷头数流量与一把喷枪流量之和的1.1倍计算。

高压主泵：工作压力不小于16MPa，额定流量不小于112L/min，运行应平稳可靠，输出流量及压力平稳，且结构紧凑，占地面积和体积小。泵的活动部件应通过水进行润滑。高压细水雾主泵应为9柱塞立式高压柱塞泵，材质为304不锈钢。主泵电机选用高靠性高的产品，并为3相鼠笼感应铸铁电机，绝缘等级应不低于F，外壳保护不低于IP55等级，冷却系统为自行通风式。

稳压泵：工作压力不小于1.4MPa，额定流量不小于11.8L/min。主体材料为铜合金、奥氏体不锈钢等耐水腐蚀的材料。稳压泵电机要求同高压主泵。

泵组调节水箱：采用AISI 304L不锈钢材质，水箱上应设有液位控制器。液位控制器可将水箱内水位信号传送至泵控制柜PLC监控模块。实现对水箱自动补水；水箱应配有放水阀、溢流阀、通气管等配件，并设置防尘措施及水箱检修孔。

调剂水箱：进水管须安装过滤器，材质为聚丙烯纤维。过滤器外壳应采用加强型聚丙烯材质，最大工作压力为0.6MPa，过滤器最大孔径不得大于10μm。过滤器须设置旁通管及旁通应急阀门（常闭状态），以便过滤器出现故障时不影响灭火系统的正常供水。

安全泄压阀阀体：材质为具有316不锈钢内件的碳钢。安全泄压阀的设定范围8～14MPa。

3）泵组控制柜

泵组控制柜耐环境性能符合低压电器相关国家标准，并采用PLC进行控制。控制面板上的故障报警显示盘可对泵电机开关断开、主阀关闭、水箱低水位等状态进行报警显示；系统压力数显屏可显示泵出口处的水压；工作状态指示灯可显示各泵工作、系统准备就绪、主备电源、水箱充水电磁阀工作等状态，控制面板上设有泵的手动启动按扭、停止按扭、泵紧急停止按扭，可对泵进行就地启停操作。

4）补水增压泵

补水增压泵为安装标准电机的非自吸立式多级离心泵，过流部分材质为AISI 304不锈钢，电机应为全封闭，风冷式二级电机。防护等级不低于IP55，绝缘等级不低于F。

5）高压细水雾喷枪箱

高压消防细水雾喷枪箱包含：高压细水雾喷枪、高压软管卷盘，不锈钢球阀、压力表、喷枪启动按钮等零部件。

高压消防细水雾喷枪的额定工作压力不低于10MPa，额定流量不小于32L/min。雾化时雾滴直径DV0.9≤250μm，扩散射程不低于8米，直流射程不低于12米。应能承受50次直流、扩散喷雾动作倒换试验，其倒换动作应灵活、准确，不出现任何故障或结构损坏。高压细水雾喷枪高压软管选用耐矿物油及生物油合成橡胶高压软管，长度不小于25m，软管测试压力不低于35MPa，软管卷盘应选用不锈钢 304。

6）储水水箱

水箱材质为AISI 304L不锈钢，钢板厚度满足承压要求，由水箱本体、水箱支架、进出水管、液位控制、溢流管、放空管等组成。水箱顶板、箱壁、箱底的焊接方法均采用手动电弧焊或氩弧焊及氧-乙炔陷焊接，焊条采用E308。水箱的容积及外形尺寸以及相关配件、阀件均应符合国家标准图02S101的要求。

7）阀门配件

闸阀：材质应为不锈钢；功能：控制进、出水流。

止回阀：材质应为不锈钢，功能：控制水流单一方向。

球阀：材质应为不锈钢，功能：控制进、出水流。

Y型过滤器：材质应为不锈钢，过滤精度：18～30目。功能：过滤。

压力表：材质应为不锈钢，压力范围：0～1.6MPa。

8）管材及配件

高压管均采用冷拔制造的奥氏体不锈钢无缝钢管，不低于304，管件材质与管道相同。管道的性能应参考现行国家标准。

3.2.4 系统供水及水质要求

1）系统的水质不应低于现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的规定。

2）高压细水雾灭火系统供水压力要求不低于0.2MPa，且不得大于0.6MPa。

3.3 系统工作原理及控制方式

3.3.1 开式系统工作原理

准工作状态下，从泵组出口至区域阀前的管网内压力维持在1.0～1.2MPa，阀后空管。发生火灾时由火灾报警控制系统联动开启区域控制阀，系统管道的压力下降，稳压泵启动,稳压泵运行10s后压力仍达不到设定的1.2MPa时，主泵启动同时稳压泵停止运行，主泵向开式喷头供水,喷细水雾灭火，如图3-3：

3.3.2 开式系统控制方式

开式系统控制方式有自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。

图3-3 开式系统原理图

自动控制：灭火分区内一路探测器报警后，高压细水雾火灾控制报警系统联动开启警铃；当两路探测器报警确认火灾后，高压细水雾火灾控制报警系统联动开启声光报警器，并打开对应灭火分区控制阀，向配水管供水。主管道压力下降，稳压泵运行超过10秒钟后压力仍达不到要求，则启动主泵，压力水经过高压细水雾开式喷头喷放灭火。压力开关反馈系统喷放信号，高压细水雾火灾控制报警系统联动开启喷雾指示灯。

手动控制：当现场人员确认火灾且自动控制还未动作，可按下现场区域控制阀的手动启动按钮（或远程启动按钮），启动系统，喷放细水雾。

机械应急操作：当自动控制与手动控制失效时，通过操作区域控制阀的手柄，打开控制阀，启动系统，喷放细水雾灭火。

3.4 高压细水雾系统与其他专业接口说明

3.4.1 与火灾自动报警专业接口

细水雾保护区域内的火灾报警控制系统及与细水雾系统的联动控制，具体要求如下：

1）需针对开式系统的每个保护区设置两路火灾探测器或两路不同种类的火警信号;

2）需针对每个保护区主要出入口的内侧设置消防警铃或声光报警器，外侧设置声光报警器和喷雾指示灯；

3）针对高压细水雾泵组，在消防控制中心设置远程手动控制高压细水雾泵组启动、停止，并能接收泵组运行及泵组故障信号的装置。

4)控制每个保护区对应的消防警铃、声光报警器、释放指示灯；

5）控制每个保护区对应的开式区域阀组，并接收压力开关的返回信号；

3.4.2 对暖通专业的要求

自动灭火系统保护房间在确认发生火灾后，要按要求关闭相关的通风空调系统设备。灭火完毕后对房间进行及时通风。

3.4.3 与给排水专业接口要求

1）给水专业需为细水雾系统提供一路消防供水水源，供水流量不小于328L/min，并引至高压细水雾泵房内。

2）在泵房内设置地漏及排水沟等排水设施。排水量不小于系统用水量。