民用建筑变配电室采用火探管式自动探火灭火系统设计简介

杨 荔

宁夏建筑设计研究院有限公司

民用建筑变配电室采用火探管式自动探火灭火系统设计简介

杨 荔

宁夏建筑设计研究院有限公司

根据火探管式自动探火灭火系统的特征，对变配电室的火灾扑救消防救火形式进行实例设计简介。

火探管；变配电室；消防设计案例

火探管式自动探火灭火系统是近年来消防设计应用的另一种新型的救火方式，为不需要电源控制自启动救火系统，是一种结构简单、造价较低及性价比较高的一种灭火系统。设计时不需要设置专门的温、烟感探测器及专用管道，在火灾处于萌芽状态时就能探测和消灭火源，救火针对新和有效性强，而且能同时实现报警和救火，完成了消防要求早期灭火的目标，这仅仅是凭借自身储压及一根充压的火探管就能实现。现该系统已普遍应用在电力、电子机房等行业，为电气设备、配电柜及控制箱等易发生火灾的部位提供了新的灭火方式，弥补了本国对局部空间实施消防保护方面的空缺。对保护的部位提供了更快、更可靠及更经济的方案，对使用单位的财产提供了最大的保障。

1、国内的一些相应规定及规范

在国内火探管系统也引起了逐渐的重视，尤其对电子设备间、电缆竖井等扑火相对密闭及空间体积小的设备引起的火灾正在逐渐设置该系统。一些省市也编制了相应的地方建设标准，如山西、吉林、陕西、甘肃、江苏、重庆市、福建，为火探管式气体灭火系统的设计、施工及验收提供了相应的依据。虽然现在该系统尚无国家标准，但在最近新发布的一系列国家规范中均提到了该火探管系统，如GB50016-2014建筑设计防火规范[1]中对8.3条文说明(第348页)：如在有的场所空间很大，只有部分设备是主要的火灾危险源并需要灭火保护，或建筑内只有少数面积较小的场所内的设备需要保护时，可对该局部火灾危险性大的设备采用火探管、气溶胶、超细干粉等小型自动灭火装置进行局部保护，而不必采用大型自动灭火系统保护整个空间的方法[2]。GB50174-2008电子信息系统机房设计规范[3]中对第13.1.2条和第13.1.3条条文说明(第77页)：对于空间较大，且只有部分设备需要重点保护的房间(如变配电室)，为进一步降低工程造价，可仅对设备(如配电柜)采用局部保护措施，如可采用火探自动灭火装置[2]。因此对火探管式自动探火灭火系统可以在民用建筑变配电室的使用也有了相应的设计依据。

2、工程应用案例

在2008年至今期间，笔者已经设计多例在高层民用建筑(或大底盘住宅小区)变配电室设置探管气体灭火系统的工程，而且该系统也逐渐得到本地区消防部门的认可，本文以银川金凤区新华联广场1号商业综合楼工程实例介绍该系统的应用情况。

该工程总面积139420平米，高度27.75米，地上五层，地下两层，变配电室设置在地下一层(建筑面积约610平米)。因配电室为电气火灾，是以配电柜和控制系统为主的场所，按现行的相关规范及规定应设气体消防保护。设计之初时，对配电室采用何种消防保护进行了方案比较。方案一为采用全淹没气体系统。根据该配电室建筑面积及体积数值应设有管网的气体灭火系统，本工程药剂选用七氟丙烷。该系统设计气体药剂用量时是将整个配电室作为防护区，经计算灭火剂药剂量为2400公斤，120升储气瓶23个，需设计专用的储瓶间，气体的喷射需设置专用的管道及喷头，防护区需设泄压口。其他专业也要做专项设计，如配电室防护门必须自行关闭；防护区墙体(或玻璃)抗内压值不小于1200Pa ；防护区扑救火后排放气体应设机械通风换气；防护区应设火灾自动报警系统启动系统，门口处应设灭火剂喷放指示灯和火灾声光报警器等等；疏散门设置位置要满足喷气前室内人员在最远点时在30秒内迅速离开到达门外。综合以上，该系统注入资金及救火成本较高。方案二为火探管式自动探火装置系统。众多的文献中对火探系统的工作原理及产品性能已介绍颇多，本文在此不再详细介绍。火探系统为局部淹没式，是由储存灭火剂的容器、开启容器的容器阀以及自动探火及输送、喷射灭火剂的火探管等三大部分组成[4]。灭火剂多选用二氧化碳和七氟丙烷，有间接式和直接式安装两种系统。直接式装置是对保护的设备直接灭火，系统反应快速灭火率高，一般适用在小空间和灭火剂用量少的地方如配电柜内，通过将火探管敷设在配电柜内电气线路及电气元件一定间隔有效范围内，该管上均匀分布诸多探测点，火灾救火时灭火剂的喷射是利用火灾处火探管对热度的敏感性，管道受热软化并产生爆破形成孔洞，灭火剂通过该孔洞进行喷射自动扑灭火灾。间接式装置组成和原理与直接式基本相同，由五大部分组成，即多出了运送灭火剂的释放管及喷嘴两大部分。火探系统不需要对整个配电室计算药剂用量计算，仅根据室内的高、低压配电柜的封闭外壳体积和选择灭火剂瓶组规格进行计算，灭火剂用量大大减少。该系统不用考虑专用储瓶间，可将灭火剂储瓶装在配电柜侧面或附近的墙面上；因喷射量较少，灭火剂的浓度未达到对人体有害的浓度数值，不需设置机械通风排喷射后的气体，也不需要喷射前事先人员疏散。比较上述两个方案，本着造价低及安装方便等优势，本建筑配电室气体灭火是按方案二设计，即采用局部淹没火探管式自动探火灭火系统。有的设计将每台配电柜视为独立的保护区域，每台配电柜设计一套火探系统，虽然提高了系统的可靠性，但笔者认为过于浪费。商业综合楼配电室采用二氧化碳火探管灭火系统，因宁夏地区尚无发行地方标准，因此设计时参照陕西省工程建设标准DBJ/ T61-56-200火探管式气体灭火系统技术规范[4]。配电柜均采用间接式，储瓶药剂充装量选用6公斤，变压器均采用间接式，储瓶药剂充装量选用45公斤。按陕西省地标和厂家提供的产品资料，火探管最大使用长度25米，释放管最大使用长度12米，直接式火探管单个防护区容积最大10立方米，有效保护范围最大4立方米，单位容积所需灭火剂最小量为1.5公斤/立方米；间接式火探管单个防护区容积最大100立方米，有效保护范围最大30立方米，单位容积所需灭火剂最小量为1.5公斤/立方米。本工程变配电房间内设 lxBxH=800 x1500 x2200(mm)配电柜(标记为柜1)16面，lxBxH=800 x1000 x2200(mm)配 电 柜(标 记 为 柜2)36面， lxBxH=600 x1000 x2200(mm)配电柜(标记为柜3)38面，变压器6台。根据以上参数，依据电气专业提供的配电柜平面布置图，设1套直接式火探管装置可以保护3面配电柜1，4至5面柜2，5面柜3，变压器每台设1套间接式火探管装置保护。直接式系统设计时防护区需保护的容积预留了一定余量，按电气专业实际布置的配电柜的配置组合，最终共设置22套。设计时也可设2套瓶组保护多面配电柜，但要注意计算火探管的保护长度无效的部分。每个防护区从灭火剂储瓶接入机柜的火探管是从机柜的开口处或电缆沟从底部接入，配电柜组内的火探管铺设原则是环绕机柜内的电气元件或电缆走向，敷设时标高最底层为距箱底0.20m，然后每层按0.50m间距均匀排布，安装方式见下面示意图。配电柜在订货时，应将图纸火探管穿孔标高给厂家预留安装孔洞，以方便后期施工安装。施工安装结束时，为避免其他杂物进入配电柜，要特别注意要对开孔处进行封堵处理。另外，每套装置还与消防控制中心设置了联动控制，以便工作人员及时了解运行状况。（见图1）

3、结束语

虽然火探管式灭火系统会因为其防护区保护范围小、产品的寿命及抗老化性能方面等原因还不能用于大多数场所，但笔者相信随着科学技术的不断发展，火探管的产品的诸多性能会不断完善，火探管灭火方式不仅仅只有两种，还可开发出直接和间接系统相组合等方式，将该系统应用在更多的场所，将会对消防行业起到越来越重要的作用。本文是对多年应用该系统的一些介绍和总结，希望对同行在此类设计时起到抛砖引玉的作用。

[1]GB50016-2014，建筑设计防火规范 北京：中国计划出版社.2014

[2]俞栋.火灾自动灭火系统浅析.全国给水排水技术信息网2009年年会-2009

[3]GB50174-2008，电子信息系统机房设计规范,北京：中国计划出版社.2009

[4]DBJ/ T61-56-2009.火探管式气体灭火系统技术规范,西安.2010