机场航站楼不同气体灭火方式总结

2013-11-29马弘波北京市建筑设计研究院有限公司北京100045

智能建筑电气技术 2013年5期

阴恺/马弘波 (北京市建筑设计研究院有限公司,北京 100045)

随着经济社会的全面发展，中国民航运输总周转量在国际民航组织缔约国中的排名已提高到第2位，成为全球仅次于美国的第二民航大国，国际民航组织第一类理事国。为确保航站楼内核心机电设备、核心弱电信息系统安全运行的可靠性，这些重要场所内的电气设备的运行及保护便成为头等大事。

本文结合笔者的工程实践，对航站楼内重要电气机房气体灭火系统的实施进行了总结。

1 工程简介

笔者设计的机场航站楼是设计规模约45万m2，集国际、国内、中转等功能为一体的航站楼，该航站楼具有建筑造型独特，设备繁多且运行时间长等特点。

航站楼为一类建筑一级保护对象，采用总体保护方式设防。火灾报警及联动控制系统(FA ＆ CS)设计成一个中央分布式集散控制管理系统，消防控制中心设在航站楼南十字指廊首层，负责整个航站楼的消防报警及联动管理。为全面便捷管理，东、西、北指廊、东翼廊、西翼廊分设5个消防值班室，负责相关区域的消防报警及联动管理。

2 气体灭火系统形式与区域的确定

在工程设计阶段，依据《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045—95)(2005 年版)，《气体灭火系统设计规范》(GB50370- 2005)，《气体灭火系统施工及验收规范》(GB50263- 2007)，设计人员首先在航站楼内开闭站、变配电所设置管网式七氟丙烷(HFC-227ea)气体灭火系统。

根据《电子信息系统机房设计规范》(GB 50174- 2007)，与信息弱电系统设计单位确定航站楼内PCR、消防控制中心、楼宇控制中心为A级电子信息系统机房，在上述区域也采用了管网式七氟丙烷(HFC-227ea)气体灭火系统。

航站楼内弱电信息系统还规划设置了DCR与SCR小间，依据《电子信息系统机房设计规范》(GB 50174-2007)亦应设置洁净气体灭火系统。

依据中华人民共和国公安部公消[2007]226号文(“关于贯彻公共安全行业标准加强消防监督有关问题的通知”)中相关要求：“高层民用建筑的特殊重要设备室(指高层民用建筑中火灾危险性大、发生火灾后对生产和生活产生严重影响的配电室等)应设气体灭火系统”；设计人员对航站楼内配电室规划设置气体灭火系统。同时考虑到如果采用全淹没式气体灭火系统，会造成造价高昂，机电设备安装空间无法满足，结合《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006)的条文说明中对规范第8.5条的相关解释(如在有的场所空间很大，只有部分设备是危险源并需要灭火保护时，可对该局部危险性大的设备采用小型自动灭火装置如“火探”自动灭火装置等进行保护，而不必采用大型自动灭火系统保护整个空间的方法来实现)，设计人员规划对上述区域采用设置直接式火探管自动探火灭火系统，灭火剂为CO2。

为确保该系统在工程应用中的可靠性，设计人员将在航站楼内采用设置直接式火探管自动探火灭火系统的区域提交给航站楼消防系统性能化设计单位进行论证，在分析评估了火灾风险性后，得出结论。对航站楼内DCR与SCR小间，为信息弱电系统服务的UPS小间，土建面积>1m2的配电小间可以采用直接式火探管自动探火灭火系统。

3 气体灭火系统简介

3.1 气体灭火系统的分类

按灭火系统的结构特点可分为管网灭火系统和无管网灭火系统(亦称预制灭火系统)。

按防护区的特征和灭火方式可分为全淹没系统(设置灭火剂贮存装置，在规定的时间向防护区喷射灭火剂，使防护区内达到设计所要求的灭火浓度，并能保持一定的浸渍时间，以达到扑灭火灾，并不再复燃的灭火系统)与局部应用系统(由一套灭火贮存装置，在规定的时间内直接向燃烧着的可燃物表面喷射一定量灭火剂的灭火系统)。

按一套灭火剂贮存装置保护的防护区的多少可分为单元独立系统(用一套灭火剂贮存装置保护一个防护区的灭火系统)和组合分配系统(一套灭火剂贮存装置保护多个防护区的灭火系统)。

按管网布置形式可分为均衡系统和非均衡系统。

按增压方式的不同可分为贮压式灭火系统和贮气容器式灭火系统。

采用的灭火剂分为二氧化碳系统，IG541，七氟丙烷。

笔者设计的航站楼工程分别应用了七氟丙烷全淹没系统和二氧化碳局部应用系统。

3.2 全淹没气体灭火系统介绍

1)工作原理

当被保护区域发生火灾时，应由同一防护区域内相邻的两个及以上独立的火灾探测器或一个火灾探测器及一个手动报警按钮的报警信号，作为系统的联动触发信号，气体灭火系统控制器在接收到火灾两次报警信号后，确认火灾发生后，在执行完相关联动动作后(关闭防护区域的防、排风风机及送排风阀门；停止通风和空气调节系统及关闭设置在该防护区域的电动防火阀；联动控制防护区域开口封闭装置的启动，包括关闭防护区域的门、窗；根据人员安全撤离防护区的需要，气体(泡沫)灭火控制器可设定≤30s的延迟喷射时间；对于平时无人工作的防护区，可设置为无延迟的喷射)，当没有人为的因素制止时，气体灭火系统控制器就会发指令启动气体钢瓶顶部的启动电磁阀，开启钢瓶顶部的阀门，使钢瓶内的气体释放出来，再经管道将灭火剂输送到着火区域，灭火剂由喷嘴喷出，达到灭火效果，同时起动设置在防护区的入口处的灭火剂喷放指示灯。

气体灭火系统控制器除接收火警信号自动运行外，在防护区疏散出口的门外还设置气体灭火装置的现场手动启动和停止按钮。

气体灭火系统控制器应将气体灭火装置启动及气体喷放各阶段的联动控制及反馈信号传至消防系统，系统的反馈信号主要包括：自带的火灾探测器的报警信号，选择阀动作的反馈信号，压力开关的反馈信号。

2)主要特点

为防止误喷，造成现场环境及人身伤亡，必须用两组报警装置组成与门控制电路，以提高灭火控制系统的可靠性。

室内人员必须在喷气前30s内紧急撤离现场。需设置专用储瓶间。要有机械通风设备，以便灭火结束后排放气体。

3)需要注意的问题

在工程设计初期，设计人员曾规划设置气体灭火监控系统，对全楼全淹没气体灭火系统进行监视管理，作为全楼火灾报警及联动控制系统(以下简称FAS)的一个子系统，向上集成。气体灭火监控系统采用专有网络互联，在南十字指廊消防控制中心设置气体灭火系统管理主机，与在现场灭火防护区域设置的气灭控制盘(含应急电源及通讯接口)进行数据通讯。在消防中心设置的气体灭火监控系统主机(PC Server)，通过标准化接口(RS232或RS485)网关与FAS主机(PC Server)互联。规划FAS至气体灭火监控系统的信息为气体灭火紧急启动信号，气体灭火监控系统至FAS的信息为两级报警信号、气体灭火启动回答信号、泄压阀状态信号、气体灭火子系统故障信号、气体灭火自动/手动开关状态信号。

随着工程进展，业主方逐步明确了土建标段划分范围以及各机电系统招标范围与界面，全楼气体灭火系统未纳入消防系统进行招标，而是纳入土建总包标段进行招标，全楼气体灭火系统划分为两个标段。如果继续实施原设计规划，气体灭火系统主机需增设为两台，分别管理自己区域内现场气灭控制盘，分别向上与FAS进行集成，需要对消防中心设置的工作席位进行增加。通过对机场未来运管部门调研，其工作人员运行习惯为各现场气灭控制盘独立运行，现场接入FAS系统。通过全面考虑，设计人员最终放弃了气体灭火监控系统，将航站楼内全淹没气体灭火系统调整为常规设计。

航站楼层高较低，建筑专业对吊顶高度控制很精细，为机电专业管线实施带来很大压力。通风专业为配合建筑吊顶标高实施，通过设置消防与楼控两用风阀，在气体灭火区域尽量使用合用风管(平时送排风，火灾时关闭，灾后开启排除废气)以减少风道数量。在工程实施过程中同样由于招标的原因，楼宇与消防系统合用风阀的电动风阀执行器很难采购。

通过上述两点，笔者认为在系统设计标准与具体实施方案的确定过程中，一定要做到在遵守国家法律法规和设计规范的前提下，对用户进行认真调研，掌握一定商务招标知识，以便使系统确定符合实际需要，便于工程量剥离与工程界面划分，有利于系统最终实施。

3.3 火探管自动探火灭火系统介绍

1)工作原理

火探管自动探火灭火系统(以下简称火探)是由装有灭火剂的压力容器、容器阀及能释放灭火剂的火探管和/或释放管等组成。将火探管置于靠近或在火源最可能发生处的上方，依靠沿火探管的诸多探测点(线型)进行探测。当发生火灾时，利用火探管对温度的敏感性，在160℃的温度环境下几秒至十几秒钟，靠管内压力的作用，火探管自动爆破形成喷射孔洞，将灭火剂直接喷射到火源部位灭火。从而达到自动探火、灭火的目的。如图1所示。

2)主要特点

安装简便，布装方便，工期短，无需储瓶间，降低工程造价和维护成本。

火探管(感温探测器)布置在设备或箱体内，可伸进各种窄小和复杂易燃的空间或设备中，靠近火灾危险部位。

只针对被保护设备的全淹没式设计，释放气体对人员影响极小，无需人员紧急疏散，无需灾后排除废气。

将灭火剂直接喷到火源部位，系统反应准确迅速，灭火的针对性强。

3)需要注意的问题

目前国内对火探管自动探火灭火系统尚无国家标准，目前只有吉林省、山西省、江苏省及重庆市制订了探火管灭火装置的设计施工及验收的地方标准。

吉林省：《火探管式自动探火灭火装置设计、施工及验收规程》(DB22/T465-2009)。

山西省：《火探管式自动探火灭火装置设计、施工及验收规范》(DBJ04—234—2005)。

江苏省：《探火管灭火系统设计、施工及验收规范》(DBJ32/J15-2005)。

重庆市：等效采用吉林省标准，(2010年1月13日重庆市建设委员会)。

陕西省：《火探管式气体灭火系统技术规范》(DBJ/T61-56-2009)。

福建省：《探火管感温自启动灭火装置设计、施工及验收规程》(DBJ/T13-140-2011)。

广东省尚无发行相关地标，本工程在设计阶段考虑到这一情况，在初步设计阶段即将本系统纳入工程的整体消防性能化设计进行整体考虑，并与消防部门沟通获得了认可。

火探装置是针对被保护设备进行直接灭火的。因此火探管在配电柜内敷设时，应考虑火探管与配电柜内电气线路及电气元件的安装距离。由于配电装置是由专业电气人员维护，而火探设备的维护是由设备厂商负责的，因此在设计与实施过程中，设计人员应结合日后运行维护中的相关责任界面问题，要求配电装置生产厂家与火探设备厂家密切配合，合理安排管线安装位置。

鉴于火探装置是在施工安装过程中最后进行的一个环节，所以在对开关柜进行加工订货时，要预先留有安装火探装置的敲落孔。安装完毕后，应对柜子开孔处做封堵处理，以免杂物进入配电柜。

火探管要留有一定的余量，以便解决日后增加箱/柜时的续接问题。

在实际工程运用中，火探装置的储气瓶有时安装在柜子的侧面。此时设计人员应考虑瓶子的重量，高度等因素，以免对柜体本身造成损坏，影响柜子的防护效果。如图2所示。