陳 芬
(福州市建筑設(shè)計(jì)院，福建福州350001)

　　摘 要：探討了高層建筑內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)房水噴霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，詳述了平面和立體布置法兩種設(shè)計(jì)方案，經(jīng)比較推薦采用平面布置法。?
　　關(guān)鍵詞： 水噴霧滅火系統(tǒng)；柴油發(fā)電機(jī)房；平面布置法；立體布置法?
　　中圖分類號(hào)：TU972?+.4
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)03-0061-03

　　《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045—95)1997年的修訂條文表明，高層建筑內(nèi)的發(fā)電機(jī)房應(yīng)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)，而以往發(fā)電機(jī)房則采用氣體滅火系統(tǒng)。目前水噴霧滅火系統(tǒng)的噴頭布置一般采用平面布置和立體布置兩種方法。

1 　設(shè)計(jì)方案

　　某16層辦公樓的地下室內(nèi)設(shè)有一組YGS-588型470kW自啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組。
1.1 平面布置法
　　由于高層建筑物內(nèi)的自備發(fā)電機(jī)組及油箱高度較低，故可采用平面布置法來設(shè)計(jì)水噴霧滅火系統(tǒng)。
　　① 確定設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度?W
　　柴油發(fā)電機(jī)房火災(zāi)定性為液體火災(zāi)。發(fā)電機(jī)組一般選用0號(hào)柴油，其閃點(diǎn)≥65℃，經(jīng)查《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《噴霧規(guī)范》)設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度為20L/(min·m²)、持續(xù)噴霧時(shí)間為0.5h。
　　② 計(jì)算保護(hù)面積S
　　發(fā)電機(jī)房的保護(hù)面積按機(jī)房實(shí)際使用面積來計(jì)算(應(yīng)扣除墻、柱的面積)，S發(fā)=50.15m²。
儲(chǔ)油間的保護(hù)面積為儲(chǔ)油間的實(shí)際使用面積，S儲(chǔ)＝3.20m²。
　　儲(chǔ)油間設(shè)在發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)，由于火災(zāi)時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)組威脅大而占地面積不大，故可與發(fā)電機(jī)房視為同一保護(hù)區(qū)，即水霧噴頭同時(shí)噴霧。?
　　③ 計(jì)算水霧噴頭流量q
　　要計(jì)算q，首先要確定水霧噴頭的型號(hào)。為了節(jié)約投資應(yīng)選霧化角較大的噴頭以保證其在相同的水壓下保護(hù)面積較大，一般選用ZSTG10/114型高速噴射器(黃銅材質(zhì))，該噴射器霧化角較大、流量適中，適用于保護(hù)閃點(diǎn)在66℃以上的易燃液體。

　　　　　　q=K·(10·P)^0.5≈81.94L/min
　　式中 ?P——最小滅火壓力，P=0.35MPa?
?　　　　 K——水霧噴頭流量系數(shù)，K=43.8
　　④ 計(jì)算所需噴頭的最小數(shù)量N
　　　　　 ?N發(fā)=S發(fā)·W/q≈12個(gè)?
　　　　　 ?N儲(chǔ)=S儲(chǔ)·W/q≈1個(gè)
　　⑤ 噴頭布置
　　噴頭的合理布置可使噴霧均勻地完全覆蓋保護(hù)對(duì)象以確保噴霧強(qiáng)度。《噴霧規(guī)范》 第3.2.3條規(guī)定“水霧噴頭與保護(hù)對(duì)象之間的距離不得大于水霧噴頭的有效射程”，第3.2.4 條規(guī)定“水霧噴頭的平面布置方式可為矩形或菱形。當(dāng)按矩形布置時(shí)，水霧噴頭之間的距離不應(yīng)大于1.4倍水霧噴頭的水霧錐底圓半徑；當(dāng)按菱形布置時(shí)，水霧噴頭之間的距離不應(yīng)大于1.7倍水霧噴頭的水霧錐底圓半徑”，故應(yīng)根據(jù)噴頭有效射程、水霧錐底圓半徑來布置噴頭，也就是說水霧要直接噴射到并完全覆蓋保護(hù)對(duì)象。水霧噴頭用于滅火時(shí)的水平射程宜算到噴頭水平噴射曲線上線最高點(diǎn)止，當(dāng)P＝0.35MPa時(shí)，ZSTG10/114型噴頭的水平有效射程為1.70m，垂直有效射程為3m。本設(shè)計(jì)按矩形方式布置噴頭(見圖1)。?

　　設(shè)計(jì)中應(yīng)注意噴頭與油箱的距離≤0.7m，噴頭布置后還應(yīng)校核噴頭間距及水霧覆蓋情況。 ?
　　a.發(fā)電機(jī)房?
　　發(fā)電機(jī)組高度按2m計(jì)，噴頭安裝高度距發(fā)電機(jī)組1.3m，水霧錐底圓半徑R為1.5m。
　　噴頭間距為1.9m＜1.4R(2.1m)；?
　　角a與噴頭間距為1.46m＜1.5m；?
　　角b與噴頭間距為1.21m＜1.5m。?
　　b.儲(chǔ)油間?
　　油箱頂面距地面高度按2m計(jì)，噴頭安裝高度距油箱0.7m，水霧錐底圓半徑R=0.94m。噴頭距地2.7m，水霧錐底圓半徑R=2.3m。儲(chǔ)油間為三角形，油箱只可放在f-g-h-i-j范圍內(nèi)，可按R=0.94m來校核f、g、h、i、j點(diǎn)的水霧覆蓋情況。考慮儲(chǔ)油間地面通常設(shè)有集油溝，還應(yīng)按R=2.3m來校核c、d、e點(diǎn)水霧覆蓋情況。?
　　各點(diǎn)與噴頭間距：?
　　角f為0.75m＜0.94m；角e為1.62m＜2.3m；角c為1.88m＜2.3m；角d為2.01m＜2.3m。?
　　⑥ 水力計(jì)算?
　　水力計(jì)算按《建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的方法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見圖2。《噴霧規(guī)范》第3.1.3條規(guī)定“當(dāng)用于滅火時(shí)水霧噴頭的工作壓力不應(yīng)小于0.35MPa”，故最不利噴頭的起始 壓力應(yīng)按0.35MPa計(jì)，計(jì)算公式為q=。由于水噴霧系統(tǒng)采用開式噴頭，應(yīng)根據(jù)特性系數(shù)法計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)際流量、水頭損失等，若用估算法則偏差較大，可能會(huì)導(dǎo)致噴出的不是水霧。?
　　計(jì)算中應(yīng)隨時(shí)校核噴頭的設(shè)計(jì)值是否在其正常值的范圍內(nèi)，ZSTG10/114型高速噴射器的正常工作壓力為0.28～0.5MPa，對(duì)應(yīng)的正常流量為1.22～1.63L/s，從圖2中可見每個(gè)噴頭的流量均在此范圍內(nèi)。計(jì)算完畢還應(yīng)校核每個(gè)管段流速(見表1)。各管段流速V＜5m/s，符合《噴霧規(guī)范》的規(guī)定。?

表1 管道流速校核 管段 管徑(mm) 流量Q(L/s) Kc 流速V(m/s) 1-2 25 1.375 1.883 2.91 2-3 32 2.77 1.05 2.91 3-4 50 5.54 0.47 2.60 4-5 80 11.12 0.204 2.27 5-6 80 12.55 0.204 2.56 6-7 100

18.17

0.115 2.09 11-5 25 1.43 1.883 2.69 注： V=Kc·Q?

　　⑦ 管道布置
　　管道布置應(yīng)盡量考慮噴霧管網(wǎng)的均勻性，配水支管宜在配水管兩側(cè)均勻分布，這樣既便于計(jì)算又利于每個(gè)噴頭的噴霧流量大小相近，當(dāng)然也可采用放大配水支管管徑的辦法使管網(wǎng)均勻，但這樣做要增加投資。?
1.2 立體布置法
　　立體布置法是傳統(tǒng)的布置方法。?
　　① 確定噴霧強(qiáng)度?
　　同平面布置法。?
　　②計(jì)算保護(hù)面積S
　　保護(hù)面積應(yīng)按保護(hù)對(duì)象外表面積確定。發(fā)電機(jī)組最大外形尺寸：長(zhǎng)×寬×高=3800mm×1594mm×1963mm，其外表面是不規(guī)則的，保護(hù)面積應(yīng)按包容發(fā)電機(jī)組的最小規(guī)則形體的外表面積來計(jì)算。?
　　　　　　　　S發(fā)電機(jī)=27.3m²?
　　通常在儲(chǔ)油間內(nèi)設(shè)能儲(chǔ)存8 h所需柴油量的油箱，油箱一般架高1m以使油靠重力流入發(fā)電機(jī)組。設(shè)計(jì)中燃油耗量為94L/h，柴油密度按0.85g/mL計(jì)，則油箱容量≈885L，故設(shè)1m×1m×1m油箱1個(gè)。?
?　　　　　　　　S儲(chǔ)=5m²?
　　③ 計(jì)算水霧噴頭流量q
　　同平面布置法。?
　　④ 計(jì)算所需噴頭的最小數(shù)量N
?　　N發(fā)=S發(fā)·W/q≈7個(gè)?
?　　N儲(chǔ)=S儲(chǔ)·W/q≈2 個(gè)?
　　⑤噴頭布置
　　噴頭平面布置見圖3。?

　　從圖3可見，為了達(dá)到直接噴射的目的，發(fā)電機(jī)組設(shè)了8個(gè)噴頭，比計(jì)算結(jié)果多設(shè)了1個(gè)。儲(chǔ)油間若按油箱每個(gè)面設(shè)噴頭，得設(shè)5個(gè)噴頭，這顯然不合理。由于油箱高度僅為1m，故僅在油 箱頂部及底部各設(shè)1個(gè)噴頭即可達(dá)到直接噴射的目的。?
　　⑥ 水力計(jì)算
　　計(jì)算結(jié)果見圖4。?

2 兩種設(shè)計(jì)方案比較

　　兩種設(shè)計(jì)方案比較見表2。

表2 兩種設(shè)計(jì)方案比較 項(xiàng) 目 平面布置法 立體布置法 設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度［L/(min·m²)］ 20 20 保護(hù)面積(m²) 53.35 32.3 水霧噴頭流量(L/min) 81.94 81.94 噴頭數(shù)量(個(gè)) 13 10 頭布置噴 噴頭均布，噴頭安裝高度一致 噴頭繞發(fā)電機(jī)組四周布置， 噴頭安裝高度差別較大 水力計(jì)算 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量(L/s) 18.17 13.9 系統(tǒng)所需最小壓力(MPa) 0.465 0.4519

　　由表2可見，平面布置法與傳統(tǒng)的立體布置法相比，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量值、壓力值大，噴頭數(shù)多，故系統(tǒng)更安全。此外其機(jī)組布置更靈活，系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)闄C(jī)組挪位或型號(hào)改變而受影響，而立體布置法則難于做到。因此，對(duì)建筑物內(nèi)的自備發(fā)電機(jī)房水噴霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)推薦采用平面布置方式。

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　　電　話：(0591)7535014?
　　收稿日期：2001-08-10