某车站高压细水雾管网子系统设计简析

摘 要：该文简单介绍了某车站高压细水雾管网子系统设计的一些要点。主要从灭火介质选用、系统设计、工作原理及控制方式、设计接口等方面进行了阐述，可供同类工程参考。

关键词：地铁；自动灭火；高压细水雾等

1地铁车站自动灭火系统灭火介质选用

地铁中的变配电站、通信、信号等房间属于车站的重要部位，不但房间内部设备的价格昂贵，一旦发生火灾等意外事故将导致行车中断，影响地铁的运营安全，因此上述房间采用自动灭火系统进行保护。由于保护对象主要为电气设备，因此不适合也不推荐采用非清洁类灭火剂。综合地铁行业常用的灭火剂，推荐采用七氟丙烷灭火系统、IG541灭火系统或高压细水雾灭火系统。

1.1 七氟丙烷自动灭火系统

七氟丙烷与哈龙气体同属氟系列的灭火剂，其优点是：灭火性能好、灭火时间短、设计浓度和储存压力低，所需气瓶数量少，系统储存较惰性气体安全。

其缺点是：在高温条件下裂解产生的热腐蚀产物（大量HF酸），对精密仪器有一定程度的危害；由于系统输送距离较短，在车站需要设置较多气瓶间；具有较长的大气存活寿命和温室效应。

1.2 IG541自动灭火系统

IG541灭火剂由52%N2、40%Ar、8%CO2组成，这三种气体是自然存在于大气中的隋性气体，对人体、被保护对象和环境无任何影响。且IG541系统保护距离较长，建筑布置灵活，对土建布置的限制较小。

其缺点是：因其灭火机理为窒息灭火，因此设计浓度高，所需气瓶数量多；且储存压力高达15/20MPa，系统的贮存安全性偏低。

1.3 高压细水雾自动灭火系统

高压细水雾灭火系统的灭火介质为水，来源方便、便宜、安全环保；系统在火灾时实现的冷却、隔绝辐射热、消烟、持续控火及至灭火，以及系统在风速小于3m/s的火灾场合仍旧可以保证良好的控火效果等优点是气体灭火系统不具备的；另外系统保护距离长，在车站只需设一个泵房就可满足使用要求。高压细水雾灭火系统在国内及欧洲通信、烟草及地铁等行业具有成熟的应用实例。

其缺点是：系统的灭火介质为水，喷放后对电气设备可能造成二次水渍损失；由于系统的灭火效果与喷雾密度、雾滴大小、火场温度和可燃物的性质及分布等有关，因此其灭火效果需实体火灾试验来检验。

1.4 灭火剂的选用

经分析车站建筑布局，高压细水雾灭火系统仅需在站内设置一处设备房；IG541灭火系统需在车站两端各设置一处设备房；七氟丙烷灭火系统需设置两处或以上设备房，且其喷放时间短，过长的距离代表更大的管道尺寸和更多的管道残留，比较浪费。

在广州既有线路中，广州市珠江新城核心区市政交通项目旅客自动输送系统（简称APM线）使用了高压细水雾灭火系统，自2010年开通运营至今，运营部门反应实际效果较好。因此，在广州十二五新线中，选择一条线路作为高压细水雾灭火系统的试验线路。本文以某站为例阐述高压细水雾管网子系统部分的设计内容。

2系统设计要点简析

2.1系统设计概述

系统主要防护区域为：站厅层环控电控室1、环控电控室2、综合监控设备室、通信设备电源室、信号设备室、蓄电池室、UPS电源室；站台层应急照明配电室1、急照明配电室2、屏蔽门设备及控制室、0.4KV开关柜室1、0.4KV开关柜室2、控制室、混合开关柜室、冷水机房电控室。除监控设备室、通信设备电源室、信号设备室有吊顶层、工作层、地板层，其他区域只有工作层。考虑到火灾类型属于E型火灾，吊顶层、工作层采用预作用系统，地板层采用闭式系统。本站采用一套高压细水雾泵组进行保护。

2.2系统组成

系统由高压细水雾泵组、细水雾喷头、区域控制阀组、不锈钢管道以及报警子系统等组成。

2.3系统设计及设备选型

1、设计参数

1）系统持续喷雾时间30min；

2）预作用、闭式系统作用面积按140m2计算；

3）最不利点喷头工作压力不低于10MPa。

2、主要设备选型

1）喷头选型

地板层采用K=0.7闭式喷头，q=7L/min；工作层和吊顶层采用K=1.25闭式喷头，q=12.5L/min。

喷头动作温度57°C；设置在工作层和吊顶层的喷头加装防滴漏装置。

2）泵组选型

系统设计流量按作用面积140m2内同时动作喷头流量之和的1.05倍计算，本系统最大防护区为站台层混合开关柜室，经计算系统设计流量Q=289L/min。采用Darcy-Weisbach（达西-魏斯巴赫）公式，经计算系统设计工作压力H=12.43MPa。

选用泵组XSWB-300/14（其中主泵三用一备，稳压泵一用一备）；主组流量Q=100L/min，H=14MPa，N=30kW；稳压泵流量Q=11.8L/min，H=1.4MPa，N=0.55kW。泵组自带控制柜。

3、系统供水及水质要求

车站生产、生活给水系统为系统预留一路DN65给水管，水质不低于《生活饮用水卫生标准》GB 5749的规定，水压不低于0.2MPa，且不大于0.6MPa。系统设不锈钢水箱，并储存不小于30min的用水量，设置水力控制阀及浮球阀（故障时使用），并设增压泵两台（Q=18m3/h，H=32m，N=4kW，一用一备）。

3系统工作原理及控制方式

3.1预作用系统工作原理

准工作状态下，从泵组出口至区域阀前的管网压力维持在1.0～1.2MPa，阀后空管。发生火灾时由FAS联动开启区域控制阀，管道的压力下降，稳压泵启动，稳压泵运行10s后压力仍达不到设定的1.2MPa时，主泵启动同时稳压泵停止运行。当温度达到喷头玻璃泡的动作温度时，玻璃泡破碎，喷放细水雾灭火。

3.2预作用系统控制方式

1、包括自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。

2、自动控制：高压细水雾系统报警主机接收到防护区内一路探测器报警后，联动开启防护区内的消防警铃；接收到同一防护区内第二路探测器报警确认火灾后，联动开启防护区外的声光报警器，同时联动打开该防护区对应的区域控制阀，向配水管供水。当温度达到喷头玻璃泡的动作温度时，玻璃泡破碎，喷放细水雾灭火。压力开关反馈系统喷放信号，主机接收到信号后联动开启喷雾指示灯。

3、手动控制：当现场人员确认火灾且自动控制还未动作，可按下现场阀箱内的启动按钮（或远程启动按钮）打开区域控制阀，向配水管供水。当温度达到喷头玻璃泡的动作温度时，玻璃泡破碎，喷放细水雾灭火。压力开关反馈系统喷放信号，主机接收到信号后联动开启喷雾指示灯。

4、应急操作：在发现火灾后，系统自动、手动两种启动方式均失效的情况下，可在各灭火分区实行应急操作方式，人为开启灭火系统，进行灭火。

3.3闭式系统工作原理

准工作状态下，整个管网中充满水，压力维持在1.0～1.2MPa。发生火灾时，当温度达到喷头玻璃泡的动作温度时，玻璃泡破碎，管道压力下降，稳压泵启动。稳压泵运行10s后压力仍达不到设定的1.2MPa时，主泵启动同时稳压泵停止运行，主泵向管道供水，喷头喷放细水雾灭火，同时流量开关反馈信号至控制中心。

4 与主要专业间的接口

4.1与通风空调的接口

当火灾被两个探测回路确认后，报警子系统向防护区内的防烟防火阀输出信号，将防烟防火阀关闭。

4.2与低压配电的接口

低压配电提供两路AC380V/90KW及两路AC380V/4KW电源至消防泵房，接口位置在高压细水雾泵组及增压泵组控制柜内；提供一路AC220V/1A消防专用电源线至现场各预作用区域控制阀箱内，接口位置在区域控制阀箱内接线端子排上。

低压配电提供系统专用的弱电系统接地端子箱，接口位置在水泵间内的接地端子处。

4.2与火灾自动报警系统（FAS）的接口

报警子系统向FAS系统发送火灾预报警信号、火灾确认信号、灭火剂释放信号、手自动转换、系统故障信号，接口位置在现场控制盘接线端子外侧；泵组控制柜向FAS系统提供水泵启动信号、水泵停止信号、水泵故障信号，接口位置在泵组控制柜接线端子外侧；水箱向FAS系统提供水箱溢流水位报警信号、高液位报警信号、低液位报警信号、超低液位报警信号，接口位置在水箱液位计接线端子外侧；湿式阀箱向FAS系统提供流量开关和信号球阀的动作反馈信号，预作用阀箱向FAS系统提供压力开关的反馈信号，接口位置在细水雾阀箱接线端子外侧；所有接口均为无源常开节点。

FAS系统控制水箱进水电磁阀的开启，并接受开启反馈信号；FAS系统在车站控制室设远程启、停泵按钮，接口位置在泵组控制柜接线端子外侧，启泵信号为FAS系统提供有源DC24V信号，停泵信号为停泵常闭触点断开。

5 结论与建议

随着卤代烷灭火技术逐渐被淘汰，细水雾灭火系统凭借其高效、环保、无毒、用水量少，操作维护简单的特性，作为一种革命性的绿色环保新技术，必将得到众多领域不断的加深和推广。

参考文献

[1]GB50157-2013，地铁设计规范[S].中华人民共和国住房和城乡建设部

[2]GB50016-2014， 建筑设计防火规范[S]. 公安部天津消防研究所等

[3]DBJ/T 15-41-2005， 细水雾灭火系统设计、施工及验收规范[S]. 广东省公安厅消防局等