陳 芬
(福州市建筑設(shè)計院，福建福州350001)

　　摘 要：探討了高層建筑內(nèi)柴油發(fā)電機房水噴霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計，詳述了平面和立體布置法兩種設(shè)計方案，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)電機房；平面布置法；立體布置法?
　　中圖分類號：TU972?+.4
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)03-0061-03

　　《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045—95)1997年的修訂條文表明，高層建筑內(nèi)的發(fā)電機房應(yīng)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)，而以往發(fā)電機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自啟動柴油發(fā)電機組。
1.1 平面布置法
　　由于高層建筑物內(nèi)的自備發(fā)電機組及油箱高度較低，故可采用平面布置法來設(shè)計水噴霧滅火系統(tǒng)。
　?、?確定設(shè)計噴霧強度?W
　　柴油發(fā)電機房火災(zāi)定性為液體火災(zāi)。發(fā)電機組一般選用0號柴油，其閃點≥65℃，經(jīng)查《水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《噴霧規(guī)范》)設(shè)計噴霧強度為20L/(min·m²)、持續(xù)噴霧時間為0.5h。
　?、?計算保護面積S
　　發(fā)電機房的保護面積按機房實際使用面積來計算(應(yīng)扣除墻、柱的面積)，S發(fā)=50.15m²。
儲油間的保護面積為儲油間的實際使用面積，S儲＝3.20m²。
　　儲油間設(shè)在發(fā)電機房內(nèi)，由于火災(zāi)時對發(fā)電機組威脅大而占地面積不大，故可與發(fā)電機房視為同一保護區(qū)，即水霧噴頭同時噴霧。?
　?、?計算水霧噴頭流量q
　　要計算q，首先要確定水霧噴頭的型號。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，適用于保護閃點在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
　?、?計算所需噴頭的最小數(shù)量N
　　　　　 ?N發(fā)=S發(fā)·W/q≈12個?
　　　　　 ?N儲=S儲·W/q≈1個
　　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對象以確保噴霧強度?！秶婌F規(guī)范》 第3.2.3條規(guī)定“水霧噴頭與保護對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。當按矩形布置時，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；當按菱形布置時，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對象。水霧噴頭用于滅火時的水平射程宜算到噴頭水平噴射曲線上線最高點止，當P＝0.35MPa時，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)計按矩形方式布置噴頭(見圖1)。?

　　設(shè)計中應(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)電機房?
　　發(fā)電機組高度按2m計，噴頭安裝高度距發(fā)電機組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.儲油間?
　　油箱頂面距地面高度按2m計，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點的水霧覆蓋情況。考慮儲油間地面通常設(shè)有集油溝，還應(yīng)按R=2.3m來校核c、d、e點水霧覆蓋情況。?
　　各點與噴頭間距：?
　　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。?
　?、?水力計算?
　　水力計算按《建筑給水排水設(shè)計手冊》中的方法進行計算，結(jié)果見圖2。《噴霧規(guī)范》第3.1.3條規(guī)定“當用于滅火時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，計算公式為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)法計算系統(tǒng)的實際流量、水頭損失等，若用估算法則偏差較大，可能會導致噴出的不是水霧。?
　　計算中應(yīng)隨時校核噴頭的設(shè)計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，對應(yīng)的正常流量為1.22～1.63L/s，從圖2中可見每個噴頭的流量均在此范圍內(nèi)。計算完畢還應(yīng)校核每個管段流速(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?

　?、?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，這樣既便于計算又利于每個噴頭的噴霧流量大小相近，當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。?
　?、?確定噴霧強度?
　　同平面布置法。?
　?、谟嬎惚Ｗo面積S
　　保護面積應(yīng)按保護對象外表面積確定。發(fā)電機組最大外形尺寸：長×寬×高=3800mm×1594mm×1963mm，其外表面是不規(guī)則的，保護面積應(yīng)按包容發(fā)電機組的最小規(guī)則形體的外表面積來計算。?
　　　　　　　　S發(fā)電機=27.3m²?
　　通常在儲油間內(nèi)設(shè)能儲存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)電機組。設(shè)計中燃油耗量為94L/h，柴油密度按0.85g/mL計，則油箱容量≈885L，故設(shè)1m×1m×1m油箱1個。?
?　　　　　　　　S儲=5m²?
　?、?計算水霧噴頭流量q
　　同平面布置法。?
　?、?計算所需噴頭的最小數(shù)量N
?　　N發(fā)=S發(fā)·W/q≈7個?
?　　N儲=S儲·W/q≈2 個?
　?、輫婎^布置
　　噴頭平面布置見圖3。?

　　從圖3可見，為了達到直接噴射的目的，發(fā)電機組設(shè)了8個噴頭，比計算結(jié)果多設(shè)了1個。儲油間若按油箱每個面設(shè)噴頭，得設(shè)5個噴頭，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個噴頭即可達到直接噴射的目的。?
　?、?水力計算
　　計算結(jié)果見圖4。?

2 兩種設(shè)計方案比較

　　兩種設(shè)計方案比較見表2。

表2 兩種設(shè)計方案比較 項 目 平面布置法 立體布置法 設(shè)計噴霧強度［L/(min·m²)］ 20 20 保護面積(m²) 53.35 32.3 水霧噴頭流量(L/min) 81.94 81.94 噴頭數(shù)量(個) 13 10 頭布置噴 噴頭均布，噴頭安裝高度一致 噴頭繞發(fā)電機組四周布置， 噴頭安裝高度差別較大 水力計算 簡單 復(fù)雜 系統(tǒng)設(shè)計流量(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)計流量值、壓力值大，噴頭數(shù)多，故系統(tǒng)更安全。此外其機組布置更靈活，系統(tǒng)不會因為機組挪位或型號改變而受影響，而立體布置法則難于做到。因此，對建筑物內(nèi)的自備發(fā)電機房水噴霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計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