大理祥云县综合管廊消防设计

王昌平，陶 淑

（云南省城乡规划设计研究院，云南 昆明 650228）

1 工程概况

图1 综合管廊断面位置

图2 综合管廊断面标准

2 火灾分析

本综合管廊舱内设置电力支架6 排（包含10kV 电力排架2 排，低压电力管线支架2 排，预留管线支架2排）；弱电支架5 排（包含通信管线支架5 排）；自用电缆2 排；DN150 再生水（中水）管道一根（球磨铸铁管）；DN400 给水管一根（球磨铸铁管）。舱内电缆采用阻燃电缆。

按管廊相关技术规范及规程，本管廊火灾危险性为丙类，其主要火灾类型分析如下。

（1）相间短路火灾：一路线路由三条不同芯线的电缆组成，相位不同，存在电位差，若电缆绝缘层损坏，有电位差的金属导线直接接触就会形成短路放电发热，造成短路起火。

（2）接触不良火灾：若两根搭接导线因接触不良或老化，使接头处电阻增大，局部产生类似电阻丝效应，导致接头处过热起火。

（3）线路过载火灾：由于外部外部原因，某时段线路实际通过的电流强度超过线路设计的电流强度，使线路温度升高，造成过载火灾[1]。

3 消防措施

根据本综合管廊火灾危险性及起火原因分析，按规范及标准，“防消”结合，主要采用以下消防措施。

（1）根据设计电流、电压准确选用电缆截面，保证不过载运行，电缆采用阻燃电缆，并设置电气火灾监控系统，电缆敷设和连接严格执行相关标准规范，防止自身起火。

（2）舱室防护区分隔长度≤200m，共设了12 个防护区，各防护区主体结构为耐火极限不低于3.0h 的不燃性结构，各防护区防火分隔采用耐火极限≥3.0h 的砖墙，各防护区分隔墙上的出入口门采用A1.50 防火门，管线穿过防护区分隔部位采用防火材料封堵，装修采用不燃材料。

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（3）舱室内在沿线、人员出入口、逃生口等处按中危险级，A 类、E 类火灾计算配置型号为MF/ABC4 的手提式灭火器，灭火器设置间距不大于50m，每处设置1 具。

（4）舱室设置自动灭火系统[2]。

4 自动灭火系统选择

目前，综合管廊自动灭火系统主要有：气体灭火系统、高压细水雾自动灭火系统、超细干粉自动灭火系统，各种自动灭火系统的比较如下。

4.1 高压细水雾系统

高压细水雾是利用水雾喷头在≥1.0MPa 压力，将水流形成细小水雾进行灭火的一种自动灭火系统，该系统能有效用于封闭空间内的电气设备火灾、液体火灾和、固体表面火灾。

细水雾灭火系统由喷头、管网、高压水泵、水池、阀门等组成，根据规范要求，设计需全淹没应用方式的开式系统，单个泵组系统的防护区≤3 个，且每个防护区容积≤3000m3，喷头工作压力大于1.2MPa，强度≥2L/（min·m2），设计喷水时间≥30min。该系统泵组数量多，运行管理复杂，工程造价高；平时需用稳压系统维持高压，运行成本较高，且易产生集水，如图3所示。

图3 高压细水雾灭火系统

4.2 气体灭火系统

具有冷却、窒息、隔离及化学抑制等机理的作用，可用于扑灭A、B、C、E 类火灾。需要喷头、管网、阀门、压力式储气瓶等，瓶组长期储存有泄漏问题，维护保养复杂，且全淹没式需要密闭空间，工程造价高，一般多用于容积和面积相对较小的变、配电室等建筑物火灾。

4.3 超细干粉灭火系统

超细干粉粒径细小，有很好的电绝缘性和灭火效果，灭火主要是物理灭火和化学灭火两种功能，化学灭火为主。采用物理灭火是根据燃烧的必要条件，利用超细干粉灭火剂细小、流动性好、不燃的特性隔绝被保护物与空气接触，隔绝燃烧所需的氧气，起到窒息灭火，防止复燃；另一方面，利用超细干粉化学特性，通过化学反应方式夺取可燃物自由基，改变可燃物内部结构的可燃特性，同时吸收可燃物一定热量，降低温度，起到灭火作用。该系统可用于扑灭气体火灾、液体火灾和固体火灾。

该类灭火系统有贮压式和非贮压式。非贮压式常态无压储存，没有爆炸和泄漏危险，系统通过电气元件自动感应，自动灭火，灭火性能可靠，工程造价低。但维护成本较高，每隔几年就需更换干粉。

按国家相关规范及云南省地方标准《非储压式超细干粉灭火系统设计、施工及验收规范》（DB53/T 448—2012），从安全有效、经济合理、施工、维护管理、建设资金等多方面比较，本综合管廊采用非贮压式超细干粉灭火系统[3]。

5 超细干粉灭火系统

5.1 设计参数

本综合管廊分为12 个防护区，设计采用全淹没式悬挂式超细干粉自动灭火装置，灭火设计密度取0.13kg/m3，防护区按一般危险级，补偿系数1.0，不密封度系数1.2，灭火剂喷放时间≤10s，灭火浸渍时间≤20s，每个防护区设计参数及数量见表1。

表1 每个防护区超细干粉灭火系统参数及数量

综合管廊标准段超细干粉灭火系统设计平面布置如图4 所示，标准横断面超细干粉灭火系统如图5所示。

图4 准段超细干粉灭火系统设计平面布置

图5 标准横断面超细干粉灭火系统

5.2 控制系统

本超细干粉系统设有手动、自动二种功能。在每个防护区入口处设有手动控制与自动控制切换开关，确保巡检人员进入保护区时方便切换为手动灭火状态，巡检人员离开防护区时切换为自动控制灭火状态，每个保护区内均设有一个手动应急启动开关，系统启动方式有以下两种。

（1）自动启动：本干粉系统设置与温感、烟感火灾报警系统联动，平时处于自动状态，发生火灾时，超细干粉系统配套的火灾报警设施接收到温感、烟感的两个独立信号，且信号持续至设定的延续时间（启动灭火控制延时5~25s）后，能通过自动系统自动启动装置释放超细干粉灭火剂，同时灭火剂喷放信号上传至控制中心，保护区指示灯亮，并联动相应的自动设备。在延时过程中，也可按下紧急终止开关终止启动[4]。

自动控制启动设施具有监测、反馈启动线路开路、短路等异常情况及引发器动作信号功能，并具有限流驱动功能；灭火装置组设置顺次启动，各组干粉装置设置的顺序启动间隔时间≥0.2s，且≤0.5s，同一防护区的灭火装置在接到灭火启动指令后的顺次通电时间差不大于4S，每一个防护区的灭火装置能独立控制。

为达到准确、及时的灭火效果，在灭火系统释放灭火药剂前或释放灭火药剂时，自动系统发出指令，控制设施发出联动命令，切断非消防设施电源，关闭可能影响灭火效果的非消防用电设备。

（2）手动启动：若紧急状态，防护区发生火灾，消防值班人员可按下消防控制面板上的应急启动开关或保护区入口处的紧急启动开关，启动声光报警器，紧急疏散防护区内人员，该疏散延迟时间设置为15~25s，延迟时间结束后，启动干粉装置；在疏散延迟时间段，也可由专业消防人员根据火灾现场情况按紧急停止开关取消干粉装置启动；在紧急情况，在已确保人员疏散安全条件，可不等延迟时间结束，由专业消防人员强行按下强启开关强制启动干粉灭火装置[5]。

6 结语

在进行综合管廊消防设计时，要根据管廊纳入管线合理分仓，在各仓室合理设置人员出入口、逃生口、吊装口、进风口、排风口。

在选取自动灭火系统时，相关规范并没有明确选用哪种自动灭火系统，目前常用有气体灭火系统、高压细水雾自动灭火系统、超细干粉自动灭火系等，系统选取既要遵循国家相关规范、标准指导，又要结合地方消防救援力量、地方规范要求及工程实际，进行安全及技术经济比较，合理设计。有些省、市，如重庆、吉林、湖北等有“细水雾灭火系统”地方规范指导，规范放宽了《细水雾灭火系统技术规范》对一套泵组系统防护区数量不应大于3 个的要求，这样降低细水雾灭火系统建设投资，更能增加使用场所，更经济合理、有效。