关于石湖停车场高压细水雾系统的应用研究

李星辉

摘 要：首个地下停车场采用除烟、防毒与降温隔热效果良好的高压细水雾系统，替代水幕系统进行防火分隔，解决了消防水池有效容积不足的问题。当发生火灾时，采用高压细水雾进行防火分隔，能够达到隔热降温、阻烟控火的效果。讨论高压细水雾系统在地铁地下停车场的应用方式及作用，论述广州地铁石湖停车场高压细水雾系统的设计选型、联动方式以及水强度试验方案。

关键词：地下停车场;高压细水雾;水消防;开式系统

一、工程概况

石湖停车场紧邻广从路，为地下一层建筑。室内消火栓、自动喷水灭火系统、水幕系统等水消防系统均使用消防水池水源。工程仅能引入一路路市政水源，则消防水池应储存全部消防用水量，共计2172m3，不能满足原各水消防系统用量。比选各方案后，确定将库房与消防车道将使用高压细水雾替代水幕系统进行防火分隔，确保满足防火分隔的要求的情况下减少用水量，使原建消防水池储水量满足水消防系统用水量的需求。

二、高压细水雾系统概述及应用

高压细水雾系统是一种新型的预防扑救火灾的水消防系统，此系统以纯净水为介质，采用特定高压泵组及特定喷头，启动时喷射出细水雾进行控火、灭火。高压细水雾系统具备优秀的控火及防复燃能力，能迅速地降低喷洒区域的温度及减少烟气，极大地改善了火灾现场的环境，有利于人员疏散逃离，有效保障系统所覆盖区域范围的综合防灾控火能力。

目前，广州地铁APM线及7号线均有使用高压细水雾对地下站变电所、通信及信号设备房、综合监控设备室、环控电控室等重要设备场所进行自动灭火。北京地铁五路停车场车辆基地中采用高压细水雾对地面联合库东西区进行防火分隔。广州地铁石湖停车场为国内首个使用高压细水雾系统进行防火分隔的地下停车场。

三、石湖停车场高压细水雾概述及选型

高压细水雾用作防火分隔水幕，防火分隔水幕总长约为300米。高压细水雾系统包括了储水水箱、增压泵、高压细水雾泵组区域控制阀、不锈钢管道、特定喷头等组成。

（一）系统基本设计参数

（1）系统满足持续喷洒细水雾时间3小时以上;

（2）系统的响应时间应小于30s;

（3）最不利点喷头工作压力应达到10MPa以上。

（二）高压细水雾系统主要设备选型

1.高压细水雾喷头选型

依据石湖停车场的空间大小、环境特性及火灾危险性选择高压细水雾喷头：流量系数为K=1.0，流量为q=10L/min的开式喷头。

2.高压细水雾泵组及储水箱选型

（1）石湖停车场高压细水雾系统设计流量按照开式系统最大保护区域同时开启喷头数量的总和计算，得出设计流量Q=560L/min。根据达西-魏斯巴赫公式，参照最不利点进行水力工作压力进行计算，得出系统入口的供给压力为H=13MPa。

（2）根据推算结果，对高压设备泵组进行选型，选用单泵参数为Q=100L/min，H=14MPa，N=30kW的高压细水雾泵组（六主一备），以及单泵参数为Q=11.8L/min，H=1.4MPa，N=055KW的稳压泵（一主一备）。

3.高压细水雾系统供水及水质要求

（1）高压细水雾系统供水压力应该在大于0.2Mpa且小于0.6Mpa。

（2）系统供给水质要求应不低于GB5749《生活饮用水卫生标准》的要求。

石湖停车场高压细水雾系统采用水箱增压供水方式，泵房设置两座容积为60m3不锈钢储水水箱，储存不小于3h的用水量，储水水箱进水设置水力控制阀及浮球阀（故障时使用），并设增压泵两台CDLF32-30，Q=32m3/h，H=40m，N=5.5kW，一用一备。

四、石湖停车场高压细水雾联动方式

1.高压细水雾系统工作原理

石湖停车场采用开式的细水雾系统。当环境情况正常时，高压细水雾泵组出口到区域阀之间的管网由稳压泵供水，使压力维持在1.0-1.2MPa，区域阀到喷头管道为空管。现场发生火灾时，高压细水雾系统开启对应火灾区域所對应的区域控制阀及高压细水雾泵组，喷头喷洒出细水雾进行控火灭火。经消防值班人员确认现场火灾得以扑灭后，对泵组及区域控制阀进行手动复位。

开关系统工作原理图

2.高压细水雾系统联动方式

当现场发生火灾时，高压细水雾系统共有三种控制开启方式如下：

（1）自动控制：当防灾报警系统通过两种不同类型探测器感知现场发生火灾时，输出确认火灾信号到高压细水雾系统的对应区域控制阀并将其开启;

（2）手动控制：当现场人员确认火灾且防灾报警系统未进行自动控制时，可以通过手动按下区域控制阀的手动启动按钮，对应控制阀将被开启;

（3）应急机械控制：当现场人员确认火灾，防灾报警系统未进行自动控制，且手动启动按钮失效时，可以通过应急手柄，将对应区域控制阀旋转开启。

当高压细水雾系统区域控制阀开启后，高压泵组与区域阀之间的管网压力持续降低且10s内无法达到1.0Mpa时，系统自动开启高压细水雾泵组，经过喷头喷放细水雾进行控火灭火。

五、高压细水雾施工及验收注意事项

（1）检查喷头安装是否符合规范，喷头安装间距不大于3.0m，不小于1.5m。

（2）管材需采用316L以上厚度钢材，管道连接处应使用卡套连接或氩弧焊焊接。

（3）穿墙或过楼板处的管道需要加装套管，且套管内不允许有焊接处。管道与套管之间应用不燃材料填充。管道伸缩缝或沉降缝处须安装补偿装置。

（4）管道支吊架应满足强度应满足相关规范要求。管道末端处需使用进行金属支架固定，喷头与支架之间的管道应小于250mm且支架位置应避免影响细水雾喷放效果。

（5）支吊架和管子之间垫一层橡胶垫圈或石棉垫绝缘，避免碳钢对不锈钢的腐蚀作用。

（6）高压细水雾工作压力为H=13MPa，根据规范要求水压强度试验压力应为系统工作压力的1.5倍，得出试验压力为H2=13*1.5=19.5MPa。首先将管道充装满水并确保将管道内空气排净，使用试压装置对管网进行缓慢升压，直至到达试验压力后稳压10min，确认管道并未发生损坏或变形等现象后，将试验压力降至设计工作压力并稳压120min。管网如出现变形、损坏或在稳压过程中压力下降、渗漏等情况，视为不合格。需施工对管网整改后重新进行水压强度试验，直至合格。

（7）通过水压强度试验后，应采用压缩空气或氮气对高压细水雾管道进行吹扫，吹扫压力应小于13MPa且流速不小于20m/s。

六、结语

高压细水雾具有安全环保、冷却窒息、隔绝辐射、消烟的特性，并有着持续控火、灭火的能力。对比水幕系统，能够在储水量更小的情况下，实现防火分隔、控火功能。广州地铁石湖停车场为国内首个使用高压细水雾系统进行防火分隔的地下停车场，引入此系统能够确保原建消防水池储水量满足整个水消防系统需求外，更能有效提升整个地下停车场的安全防灾能力和防灾水平。

参考文献：

[1]《细水雾灭火系统技术规范》GB 50898-2013.

[2]《细水雾灭火系统设计、施工、验收规范》DBJ/T15-41-2005.