关于档案库房应用高压细水雾灭火系统的设计与思考

关于档案库房应用高压细水雾灭火系统的设计与思考

乔德广

西安基准方中建筑设计有限公司，陕西 西安  710000

摘 要：高压细水雾灭火系统是档案库房中常见的灭火系统，本文介绍了高压细水雾系统的发展、灭火机理和特点，通过工程案例分析，详细分析了高压细水雾自动灭火系统在某档案馆档案库房中的设计应用，提出了高压细水雾系统有待提升的的方面和注意事项。高压细水雾具有极高的灭火效率，且具有安全性高、稳定性好、环境保护效果良好、有效节约消防用水的特点。

关键词：高压细水雾灭火机理档案库房灭火

随着经济社会的发展，各地档案管理事业的进步，高压细水雾灭火系统开始逐步应用于档案馆中的档案库房。虽然洁净气体及惰性气体灭火剂可提供高水平的保护，但水灭火在实际工程中仍具有重要的地位。高压细水雾灭火系统作为一种高效环保的灭火系统得到了大量的关注，本文介绍的是某新建档案馆中的档案库房，采用泵组式细水雾灭火系统。

一、高压细水雾灭火系统机理及分类

1.1灭火机理

高压细水雾是将水从特定的喷嘴中、利用高压喷出形成的细小的雾化颗粒，在空间中呈现水雾状态。高压细水雾的主要工作原理为吸热冷却，隔氧窒息、阻隔热辐射和动力学作用。

1）吸热冷却作用；细水雾雾滴由于粒径较小，其表面积更大，当细水雾雾滴到达燃烧表面，会从火场周围吸走大量的热，更容易转化为气相，从液相转化为气相的过程中使得物质燃烧表面和周围的温度降低，从而抑制火焰的继续燃烧。2）细水雾的窒息作用；表现在隔绝、稀释氧气。细水雾由喷头喷出，在进入火焰周围时，会吸收火焰热量，细水雾雾滴由业态的过程会使其体积增加至原来的160多倍，占据火灾场所的大部分空间，形成隔断水幕，阻挡新鲜空气参与到燃烧中，当空气中氧气浓度低于一定数值时，燃烧区火焰会被扑灭。3）阻隔热辐射作用；细水雾持续向火场作用时，细水雾会不断吸收火焰周围的温度，形成的蒸汽会覆盖在火焰周围阻隔新鲜空气的进入，同时阻隔对外界的热辐射，降低周围材料的热反馈，避免引起周围材料的燃烧，阻止火焰的进一步蔓延，降低热伤害。4）动力学作用；细水雾向火焰进行喷射时，具有一定的动能，会对火焰产生巨大的冲击力，降低火焰的动力，火焰动量减小，燃烧速率降低，从而减弱火势蔓延。

1.2系统分类

系统按照保护空间的不同，分为全空间应用、分区应用和局部应用3钟。全空间应用是向整个防护区内喷放高压细水雾，保护其内部所有防护对象的系统应用方式。分区应用是根据被保护对象的实际需要，把一个面积较大的防护空间划分为若干防护分区，灭火时1个或若干个防护区同时喷雾的应用方式。局部应用方式是直接向保护对象喷放高压细水雾，用于保护空间内某具体保护对象的应用方式，如油浸变压器等。

二、高压细水雾灭火系统设计

以下笔者就某档案馆中档案库房设计的高压细水雾灭火系统设计进行简要分析，本项目位于西安市西咸新区，档案馆共计9层，其中档案库房位于3层至9层。档案库房内均为密集书柜，且均为重要档案文件，一旦发生火灾，会对整个新区档案造成巨大且不可逆的损害，产生恶劣的社会后果。为了保证更好的灭火效果，本次设计采用了开式高压细水雾灭火系统。

2.1系统工作原理

在准工作状态下,集流管至分区控制阀之间的管道内维持一定压力(0.8MPa~1.2MPa之间),可通过火灾报警控制器联动启动和自身稳压功能启动。稳压功能启动：当分区控制阀开启,管道压力下降,管道压力低于0.8MPa时,稳压泵启动,当稳压泵运行时间超过10s后管道内压力仍达不到0.8MPa时,高压泵组启动,同时稳压泵停止运行,高压水通过细水雾喷头喷放灭火。系统工作原理图如下：

2.2 系统设计

2.2.1喷头设计流量

喷雾强度不小于1L/（min.㎡）；持续喷雾时间为20min；火灾出现后，整个系统要在30s时间内完成开启，作用面积按照喷头数量进行有效计算；最不利点喷头在工作的过程中压力不小于10MPa。喷头设计流量计算公式见式（1）：

q=k      （1）

式中喷头的设计流量，L/min；K为喷头的流量系数；P为喷头的设计工作压力，MPa。在保护区内所使用的喷头为开式喷头，K=1.5。经计算，喷头流量为q=15L/min。

2.2.2系统设计流量

本系统设计流量按照开式系统最大保护区同时开启喷头数流量比较后选择最大区域的流量,本系统最大流量防护区为4F、5F档案库房(左)、6F、7F、8F档案库房(下)分区1,喷头k值为1.5,喷头个数为44个,其系统实际流量为Q=660L/min，系统工作压力按照最不利点进行水力计算。根据计算结果选用高压细水雾泵组一套,其泵组型号为:XSW-BZ770/13-5*1(五用一备);单泵:Q=154L/min,P=13MPa,N=37KW,总功率:195Kw;含稳压泵(一用一备)流量:单泵Q=3.5L/min,Pmax=1.7MPa,N=0.37KW。

档案库房喷头布置示意图

2.2.3控制方式

分区控制阀箱安装于每个防护区的进水管处。具有手动和自动和机械应急三种控制方式,受消防中心控制，向消防中心反馈信息。正常情况下，分区控制阀箱前的管道由稳压泵维持一定的压力，系统处于待命状态。高压细水雾灭火系统与火灾报警系统联动，有自动、手动和机械应急三种控制方式。

1)自动控制，系统处于自动状态。当防护区内的一种探测器发出火灾信号时,控制主机启动防护区内的声光报警器,通知火灾发生，但不启动灭火装置。当同一防护区的第二种探测器发出火灾信号后，控制主机打开相应的分区控制阀(根据情况，可以设置0至30s的延时)，收到分区控制阀打开的反馈信号后启动高压泵组,高压泵组输送高压水至开式细水雾喷头，产生细水雾灭火。喷洒反馈信号返回控制主机后，点亮喷洒指示灯。

2)手动控制，启动方式一：发现火情后，可手动操作控制主机，启动分区控制阀及高压泵组,实施灭火。启动方式二：发现火情后，按下分区控制箱的电气启动按钮,启动分区控制阀,通过稳压系统自动启动高压泵组。

3)机械应急控制，启动方式:发现火情后，手动开启分区控制阀，管网压力降低，稳压系统自动启动高压泵组。

三、高压细水雾灭火系统安装注意要点

3.1管材

管材采用满足系统工作压力、流量及抗锈蚀要求的不锈钢无缝钢管,不锈钢管应采用符合现行国家标准《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T 20878中规定牌号为022Cr17Ni12Mo2的奥氏体不锈钢无缝钢管,或其它耐腐蚀和耐压性能不低于牌号为022Cr17Ni12Mo2的金属管道。系统管道连接件的材质应与管道相同。系统管道宜采用专用接头或法兰连接,也可采用氩弧焊焊接。穿墙及过楼板的管道必需加套管,管道焊缝处不得置于套管内，管道与套管的空隙应用不燃材料填塞密实。

3.2分区控制阀和喷头安装

1）分区控制阀安装在防护区域外便于操作、检查和维护的位置，安装高度宜为1.2-1.6m。操作面与墙或其他设备的距离不应小于0.8m，并应满足安全操作要求.进出水口连接管应在阀箱定位后进行安装。

2）喷头安装前应逐个核对其型号、规格应符合设计要求。喷头安装高度应根据现场情况而定，喷头的安装应在管道试压、吹扫合格后进行。开式系统的喷头布置应能保证细水雾喷放均匀并完全覆盖保护区域,并应符合下列规定：喷头与墙壁的距离不应大于喷头最大布置间距的1/2；喷头与其它遮挡物的距离应保证遮挡物不影响喷头正常喷放细水雾，当无法避免时，应采取补偿措施。

高压细水雾喷头

四、结 语

细水雾灭火系统与自动喷水灭火系统相比，是一种基于灭火机理改变而带来的量变到质变的飞跃。高压细水雾消防系统灭火用水量小，在火灾现场人员安全疏散及救援上，具有降温、防毒、除烟等优势，能够有效提高能见度和火场氧浓度；鉴于档案库房在档案馆中的重要性和特殊性，因此在档案库房的实际灭火应用中，应优先考虑高压细水雾灭火系统。

参考文献

［1］GB50898-2013.细水雾灭火系统技术规范[S].北京：中国计划出版社，2013.1-122

［2］崔景立. 高压细水雾技术用于既有建筑消防改造研究[J].给水排水.2013,39（1）：80-83.

［3］姜莉. 高压细水雾在档案信息机房的应用研究[J].中国档案，2017（9）：63.