傅炜荣
身份证号码：33068119831104xxxx 浙江绍兴 311814
摘要：为适应市场需求，各电梯厂商都在进行新产品的研发。尤其在高层及超高层建筑中，电梯的功能及性能要求更加严格，因此研发过程中的试验要求也更加严苛。笔者参与设计了上海三菱电梯有限公司的高速电梯试验塔和核心技术试验平台建设项目，结合建设单位使用需求及项目特点，阐述了自动喷水灭火系统、气体灭火系统等在敞开式电梯试验塔中应用的局限性，剖析了高压细水雾灭火系统在该项目中的适用性。
关键词：高压细水雾灭火系统；高速电梯试验塔；应用
一、自动灭火系统比选
1、防火分区及建筑构造的确定本项目塔楼标准层为25m×25m的平面（如图1所示），单层面积约625m2，共设有3个电梯试验井道，如图1阴影区域所示。按照《建筑设计防火规范》（GB 50016－2014）中丁类高层厂房单个防火分区最大允许面积为4000m2的要求，需在井道外设置防火分隔墙或完整性及隔热性满足要求的防火卷帘，若试验井道外设置防火分隔墙，则使试验井道成为封闭空间，不能满足建设单位的使用功能需求，该方案被排除。
图1 电梯试验井道示意
若采用防火卷帘进行防火分区划分，则在发生火灾时，从首层至33层的防火卷帘需同时动作，以将整个塔楼按楼层分隔。该方案的优点是在未发生火灾时，试验电梯井道为敞开空间，可以满足影像采集需求，满足建设单位使用功能需求。该方案根据建筑专业提供的卷帘面积估算，卷帘总用电量400KW左右，需要从室外其他变电所引来3根WDZN－YJY－4X240无卤低烟耐火电缆作为备用电源，每根长度约为250m。且另需增加消防联动控制系统，每个楼层均需设置防火卷帘控制箱，该系统内触发联动系统庞大而复杂，故障风险大。因此此方案亦非最佳。
2、自动灭火系统比选排除上述两种方案后，再进行其他方案的分析比选。按照《建筑设计防火规范》3.3.3条的要求，当丁类地上厂房内设置自动灭火系统时，每个防火分区的最大允许建筑面积不限。本项目作为电梯部件试验，属于丁类厂房，符合以上规定。据此，电梯试验井道每层敞开面除从梁底至地面设置铁丝防坠网外，可不另设置其他物理分隔设施，地上电梯试验井道连通楼层划分为一个防火分区，并设置自动灭火系统。自动灭火系统有自动喷水灭火系统、气体灭火系统、自动干粉灭火系统、固定消防炮系统等。由于本项目整个塔楼为一个连通空间，难以形成满足要求的有限封闭空间，因此气体灭火系统及自动干粉灭火系统均不适用。固定消防炮系统适用于高大空间，也不适用于本项目。可行的方案只有自动喷水灭火系统，而符合本项目的自动喷水灭火系统有闭式自动喷水灭火系统、开式自动喷水灭火系统、预作用自动喷水灭火系统、高压细水雾灭火系统几种。
闭式自动喷水灭火系统最为常用，造价较低，施工方便，但需在中间设备层设置有效容积不小于60m3的转输水箱，占用建筑内有效使用面积，其系统原理如图2所示。且上海冬季极端气温为－7.7℃，本项目为丁类超高层厂房，塔楼范围除设备集中区域外无采暖设施。闭式自动喷水灭火系统准工作状态时管道中充满水，因此存在冻结可能，需要采取相应保温措施，以确保系统安全。若采用开式自动喷水灭火系统，则需至少在每层配置一组雨淋阀组。此系统造价高、消防水量大，易造成火灾二次灾害，且维护管理不便，因此该方案被排除。若采用预作用自动喷水灭火系统，可以避免闭式自动喷水灭火系统的冻结问题及开式系统的报警阀组过多的问题，其系统原理如图3所示。但该系统仍有风险存在：如前述，本项目塔楼平面面积约为625m2，标准层每层与井道相连通的平面面积为350m2，井道开孔平面面积约为140m2。当火灾发生时，热气流会沿着敞开的井道向上蔓延，从而使火灾区域温度上升缓慢。预作用系统本质上仍是闭式系统，火灾区域温度上升至喷头玻璃泡破碎温度，从而使喷头喷水灭火。而楼板的开孔率高达40%，将延缓系统响应时间。因此该方案仍非最佳方案。
图3 预作用自动喷水灭火系统原理
二、高压细水雾灭火系统设计原则及控制方式
1、控制方式
开式高压细水雾灭火系统在准工作状态下，从泵组出口至区域阀前的管网由稳压泵维持压力1.0～1.2mPa，区域阀箱后管道内为空气。发生火灾后，由火灾报警系统联动依次开启对应的区域控制阀和主泵，喷放细水雾灭火；或者手动开启对应的区域控制阀，管网降压，压力开关连锁启动主泵，喷放细水雾灭火。经人员确认火灾扑灭后，手动关闭主泵和区域控制阀，火灾报警系统复位，管网恢复、系统复位。预作用高压细水雾灭火系统在准工作状态下，从泵组出口至区域阀前的管网由稳压泵维持压力1.0～1.2mPa，区域阀箱后管道内充有空气。发生火灾后，由火灾报警系统联动依次开启对应的区域控制阀，向灭火分区内管网充水。待火源处闭式喷头玻璃泡的温度达到动作温度，玻璃泡破碎，管网降压自动启动主泵。压力水经打开的闭式喷头喷放细水雾灭火。经人员确认火灾扑灭后，手动关闭主泵和区域控制阀，火灾报警系统复位，管网恢复、系统复位。
结束语
高压细水雾灭火系统是一种高效、绿色环保的自动灭火系统，在欧美等国家，高压细水雾技术已经非常成熟且应用广泛。近年来，高压细水雾灭火系统在国内也逐步被广泛应用于古建筑防火、地铁站消防、变配电机房消防等，如建筑高度632m的上海中心设置了3套高压细水雾灭火系统用以保护消控中心及电梯机房等。本项目结合建筑功能特点及高压细水雾灭火系统特点进行了方案比选，并经建设单位、设计单位、消防局、审图公司共同讨论，最终确定了方案，在满足消防系统安全可靠的前提下同时满足了建设单位的使用要求。
参考文献：
[1]雷军汇.细水雾灭火系统技术经济性分析[J].消防科学与技术，2007（5）：56-58
[2]吴春荣.细水雾灭火系统在电缆隧道中的应用研究[J].消防科学与技术，2008（9）：38-40
论文作者:傅炜荣
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/16
标签：灭火系统论文; 水雾论文; 电梯论文; 高压论文; 火灾论文; 区域论文; 系统论文; 《防护工程》2019年10期论文;