某工业项目高压细水雾系统设计方案及思考

杨俊晨，陈 承

（1.中衡设计集团股份有限公司，江苏 苏州 215000；2.上海同泰火安科技有限公司，上海 201799）

0 引言

高压细水雾系统因其特点在电气类，贵重物品得房间得到了很多应用；然而整个仓库区域和厂房区域全部应用高压细水雾系统工程的案例并不多见。本文以某食品工业项目为研究对象，在其厂房区域和仓库区域设计高压细水雾系统。本工程包含1#立体仓库、2#综合生产用房以及其他辅助用房。其中1#单体是高度约为27.8m的全自动化高架仓库；2#单体为丙类厂房，两者面积之和约30000m2。本文属于研究性质，结论供业主决策时参考；同时希望给设计同行一定的参考。

1 高压细水雾系统介绍

1.1 高压细水雾灭火技术

高压细水雾灭火系统是利用水作为灭火介质，采用特殊喷头在特定的压力范围内将水流直接分解成细小水雾来进行灭火的一种固定式灭火系统[1]，具有独特优势。

1.2 高压细水雾系统组成

高压细水雾系统由细水雾喷头、供水管网、加压供水设备及相关控制装置等组成[1]。按控制逻辑分为闭式湿式系统、闭式预作用系统和开式系统。

1.3 高压细水雾灭火机理和优势

系统灭火原理包括汽化吸热降温作用、隔绝氧气窒息作用、辐射热隔绝作用、消烟释毒作用和浸湿作用等[1]。以上灭火机理对比普通水喷淋系统，灭火性能上具有优势，两者对比如表1所示。

表1 高压细水雾灭火系统和普通水喷淋系统对比

2 设计介绍

2.1 1#高架仓库区域设计

2.1.1 储物情况说明

仓库建筑建筑高度28m，分为货架区和分拣区。货架区为钢制货架，每层货架高度2.5m，一共10层；货架共8排，货架宽度为2.5m。分拣区无货架，为建筑通高区域。

2.1.2 货架区域屋顶喷头设计

因为屋顶板距离最高层的货架顶部空间不大于3.0m，参照《档案馆高压细水雾灭火系统技术规范》（DA/T 45—2009）[1]第4.3.5条规定：档案库房中喷头安装高度小于3m时，最小喷雾强度为0.75L/min·m2。屋顶区域设计喷水强度为0.75L/min·m2。开式系统的喷水量由喷水强度和作用面积决定。因为高压细水雾柱塞泵的流量限制，所以须设计止回阀以控制开式喷头实际作用面积。同时根据规范[2]4.3.4条要求，在相邻部位交错重叠布置喷头时，喷头重叠部分排间距宜为1.25～1.5m。根据以上要求，货架区屋顶区域设置K=0.5的开式喷头。

2.1.3 货架内喷头设计

根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084—2017）[2]5.0.8条，货架内每层喷头间距不大于3.0m，喷头横向间距在2～3m。故根据货架实际情况，每层货架均设置喷头。为提高灭火性能，简化水力计算，最高层货架上也设置货架喷淋，共计10层。货架内细水雾系统喷水强度设置值参照规范[1]4.3.5条规定，为0.75L/min·m2。

货架内喷头动作逻辑是接收到两路报警信号后启动主泵，打开对应区域的阀组。举例：②号货架A区域发生火灾，则启动①②③号货架的、控制A区域的阀组3个，最大动作喷头数为10层×6只（每层A区域）×3排货架=180只，如图1所示。

图1 货架内开式喷头设计分区

2.1.4 分拣区域屋顶喷头设计

因分拣区无货架。所以仅布置屋面喷头。故此处设置K=1.7，以满足规范[1]4.3.7条规定的最大喷水强度，2.2L/min·m2。

2.1.5 小结

1#高架仓库区域的细水雾设计参数如表2所示。

表2 仓库区域设计参数

2.2 2#厂房区域系统设计

2#厂房单体分为9个区域。每个区域设计参数满足《细水雾灭火系统技术规范》（GB 50898—2013）[3]和已经检验通过的《广州十三五地铁设备用房检验报告》[4]。厂房各区域高压细水雾设计参数如表3所示。

表3 厂房区域设计参数

3 造价对比

本工程采用高压细水雾系统，公司负责整套系统的设计供给，包括喷头和自动报警系统，整体造价为900×104元。若采用普通水喷淋系统，其造价包括喷淋系统水池（混凝土材质）、喷头、管道等。同时，整个建筑须按规范设计火灾自动报警系统以及排烟系统。表4为普通水喷淋，火灾自动报警，排烟系统的造价估算。

表4 喷淋及其配套系统造价估算

4 问题分析与讨论

4.1 闭式细水雾的所带喷头数量探讨

《细水雾灭火系统技术规范》[3]3.4.3条文要求闭式系统每套泵组最多可以带100只闭式喷头，喷头工作压力不低于10MPa。经查阅相关国内[1]和国外[4]规范，没有喷头个数的限制，即使是规范编制组[5]也有异议。因为高压细水雾泵的扬程为14MPa，喷头动作压力为10MPa，其4MPa的压力差异可确保细水雾管道延申距离远远高于普通水喷淋系统。同时普通水喷淋系统中也没有喷淋水泵保护范围的限制。本次设计为了保证系统可靠性，厂房闭式细水雾系统设计满足规范[1]4.3.8要求：每个分区控制阀所对应的保护区域面积不应超过1000m2或喷头总数不应超过100只。

4.2 细水雾喷枪设计

高压细水雾喷枪设属于手动灭火设备，其灭火效果优于室内消火栓系统，且不需要现场连接水带，后坐力小，便于人员操作。本次设计细水雾喷枪作为消火栓灭火的补充措施，经查阅厂家样本，细水雾喷枪配套卷盘长度为30/50m，故按每个点能被一个细水雾喷枪保护的原则来布置。

4.3 是否设置排烟系统

《江苏省建设工程消防设计审查验收常见技术难点问题解答》4.2章第3款中已有表达：设置细水雾或气体灭火的场所，不再需设置机械排烟系统。笔者认为值得商榷。在以往的设计中，高压细水雾系统只负责诸如变电所、液压站等局部小区域。为了保证高压细水雾的灭火效果，局部不设计排烟系统问题不大。但是本次设计为全场高压细水雾系统，是否可不设计排烟系统须要进一步研究讨论。因为高压细水雾的作用时间为30min，建议将高压细水雾水泵的压力开关作为联动排烟系统的条件，当细水雾水泵工作30min后，排烟系统能够自动打开，以发挥其灭火排烟功能。

5 结语

本案例中，当不设置排烟系统时，高压细水雾系统的造价和常规消防系统几乎一样。如果设置排烟系统，则高压细水雾系统的造价高于常规系统的35%以内。由于高压细水雾的特点，建筑面积越大，单位面积造价越低。因与专业公司交流讨论，当设计面积大于60000m2时，高压细水雾造价和常规系统几乎一样。诚然，此文作为一个研究案例，抛砖引玉，恳请消防主管部门、相关研究部门、设计院、厂家一起努力完善该系统，为该系统的全建筑应用创造条件，提供支持。