淺談城市綜合管廊滅火設(shè)備選型

謝 曄

（南昌市消防救援支隊(duì)， 江西 南昌 330038）

0 前言

綜合管廊建于城市地下，用于容納兩類(lèi)及以上城市工程管線(xiàn)的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施。它將給水，雨水、污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等城市工程管線(xiàn)納入綜合管廊。近日，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線(xiàn)建設(shè)管理的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出城市地下管線(xiàn)是保障城市運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線(xiàn)”。預(yù)防城市綜合管廊中電力電纜與通信電纜火災(zāi)，目前可供選擇的自動(dòng)滅火設(shè)備有幾種，本文分析這些設(shè)施的應(yīng)用特點(diǎn)，提出了一些觀點(diǎn)。

1 綜合城市管廊火災(zāi)分析。

1)、根據(jù)GB50838-2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：

綜合管廊艙室火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)

2)綜合管廊的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

由于綜合管廊是在地下的一個(gè)相對(duì)封閉的隧道空間,常期處于無(wú)人值守狀態(tài).一旦發(fā)生火災(zāi)事故,一般不會(huì)造成人員傷亡,但是煙火會(huì)沿著管溝迅速蔓延,不易被發(fā)現(xiàn),火災(zāi)危險(xiǎn)性較大. ①<綜合管廊的消防滅火系統(tǒng)比較與分析>中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù) 工業(yè)C 盧相瑋

在綜合城市管廊各種艙室的管線(xiàn)中，自身發(fā)生火災(zāi)的可能性最大的就是電力電纜艙室與通信線(xiàn)纜艙室，可燃物主要是電纜、光纜和管線(xiàn),②<綜合管廊消防設(shè)計(jì)探討 程潔群><武警學(xué)院學(xué)報(bào)>2014年第8期(總第220期)電纜主要構(gòu)成是導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)包皮三部分,我國(guó)采用較多的是聚氯乙烯電纜橡膠電纜等.由于線(xiàn)路短路、接觸不良、線(xiàn)路過(guò)載，發(fā)生火災(zāi)的可能性最大，且這種火災(zāi)屬于E類(lèi)火災(zāi)（電氣火災(zāi)）.由于管廊內(nèi)電線(xiàn)電纜層疊加集中布置,如果上層電纜著火,聚氯乙烯、橡膠等材料的高溫熔物滴落,會(huì)很快將火焰蔓延到下層電纜、光纜和管線(xiàn);下層電纜一旦著火,熱煙氣和熱輻射也會(huì)很快影響到上層線(xiàn)路.綜合管廊內(nèi)火災(zāi)如若不及時(shí)控制和撲滅,會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳詈徒?jīng)濟(jì)產(chǎn)生不利的影響. ②(綜合管廊消防設(shè)計(jì)探討 程潔群)<武警學(xué)院學(xué)報(bào)>2014年第8期(總第220期)

2 適用的各種滅火系統(tǒng)性能對(duì)比

針對(duì)電力電纜艙室與通信線(xiàn)纜艙室類(lèi)火災(zāi)特點(diǎn)，根據(jù)國(guó)內(nèi)類(lèi)似工程實(shí)例和相關(guān)資料，適合采用的自動(dòng)滅火系統(tǒng)有：水噴霧滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧滅火系統(tǒng)、熱氣溶膠滅火裝置、七氟丙烷滅火系統(tǒng)、懸掛式干粉滅火裝置。

根據(jù)上述滅火系統(tǒng)各自的特點(diǎn)和運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行闡述其優(yōu)缺點(diǎn)及其適用性。

2.1 水噴霧滅火系統(tǒng)

水噴霧系統(tǒng)通過(guò)改變水的物理狀態(tài)，通過(guò)水霧噴頭使水從連續(xù)的灑水狀態(tài)轉(zhuǎn)變成不連續(xù)的細(xì)小水霧滴，而噴射出來(lái)。具有較高的電絕緣性能和良好的滅火性能。

水噴霧的滅火機(jī)理主要是表面冷卻、窒息、乳化和稀釋作用。這四種作用在水噴霧噴射到燃燒物質(zhì)表面時(shí)通常是以幾種作用同時(shí)發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)滅火。適用于三類(lèi)火災(zāi)，A類(lèi)火（固體火災(zāi)）B類(lèi)火（液體火災(zāi)）E類(lèi)火（電氣火災(zāi)）.

水噴霧滅火系統(tǒng)由水源、供水設(shè)備、雨淋報(bào)警閥組、過(guò)濾器、水霧噴頭、供水管道等主要部件組成；根據(jù)《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50219-2014的要求，城市綜合管廊內(nèi)的電力電纜火災(zāi)設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度13L/Min.m2，持續(xù)供給時(shí)間為0.4h，噴頭的工作壓力不小于0.35MPa.保護(hù)面積為外表面面積。

采用水噴霧滅火系統(tǒng)時(shí)，需在管廊工程中設(shè)置消防水泵房以及相關(guān)的消防管道、部分電器設(shè)備以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效的降低火場(chǎng)的溫度。其缺點(diǎn)是在管廊內(nèi)設(shè)置消防干管和每個(gè)防火分區(qū)的支管，管道需要做水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)及吹掃，降低了管廊的使用率，對(duì)噴頭的設(shè)計(jì)和安裝要求比較高，增加了施工難度和施工成本，噴出的水霧會(huì)降低電纜的絕緣性能。

2.2 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

根據(jù) GB50898-2013《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，水在最小設(shè)計(jì)工作壓力下，經(jīng)噴頭噴出并在噴頭軸線(xiàn)下方1.0m處的平面上形成的直徑DV0.50小于200μm，DV0.99小于400μm的水霧滴。

細(xì)水霧的滅火機(jī)理主要是表面冷卻、窒息、輻射熱阻隔和浸濕作用，除此之外，細(xì)水霧還具有乳化等作用。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)適用于撲救以下火災(zāi)：可燃固體火災(zāi)（A類(lèi)）可燃液體火災(zāi)（B類(lèi)）電氣火災(zāi)（E類(lèi)）

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)主要由供水裝置、過(guò)濾裝置、控制閥、細(xì)水霧噴頭等組件和供水管件組成；根據(jù)兩個(gè)艙室特點(diǎn)應(yīng)采用全淹沒(méi)開(kāi)式系統(tǒng)。

該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能環(huán)保，降低了用水量，具有良好的電絕緣性及煙霧消除作用。其缺點(diǎn)是在綜合管廊中的管道多，需要做水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)及管道吹掃，并且需要供水裝置，對(duì)噴頭的設(shè)計(jì)和安裝要求比較高，施工成本及難點(diǎn)大；細(xì)水霧噴頭容易堵塞，不便于檢修；系統(tǒng)從火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出指令起至系統(tǒng)最不利點(diǎn)噴頭噴出細(xì)水霧有時(shí)間差，影響滅火效率，噴出的水霧會(huì)降低電纜的絕緣性能。

2.3 熱氣溶膠滅火裝置

熱氣溶膠滅火劑的固體化學(xué)混合藥劑，一般由氧化劑、還原劑及添加劑組成。通過(guò)燃燒反應(yīng)產(chǎn)生滅火物質(zhì)，反應(yīng)產(chǎn)物中既有固體又有氣體，氣體分散固體微粒形成氣溶膠。

熱氣溶膠滅火裝置使用環(huán)境溫度為-20℃～+55 ℃ ，相對(duì)濕度為≦95%+3%。氣溶膠滅火系統(tǒng)為全淹沒(méi)全方位滅火系統(tǒng)，適用于撲滅相對(duì)封閉空間發(fā)生的初起B(yǎng)類(lèi)及E類(lèi)（電氣、電纜火災(zāi)）。

其裝置的優(yōu)點(diǎn)是：(1)、滅火速度快，滅火效率高，全方位全淹沒(méi)式滅火。(2)、無(wú)管網(wǎng)、閥門(mén)、鋼瓶，安裝使用方便，造價(jià)低廉。(3)、無(wú)毒無(wú)害，不破壞臭氧層，ODP值為0，不產(chǎn)生溫室效應(yīng)，GWP值接近于0。(4)、氣溶膠滅火劑具有氣體擴(kuò)散性，噴射后，很快擴(kuò)散至空氣中，無(wú)殘留物，無(wú)痕跡，不對(duì)保護(hù)物造成二次傷害。

該系統(tǒng)的缺點(diǎn)有：(1).根據(jù)GB50370-2005的規(guī)定，采用預(yù)制滅火系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)防護(hù)區(qū)的面積不宜大于500㎡，且體積不宜大于1600m3。(2).滅火裝置之間的連接方式是采用串聯(lián)接線(xiàn)方法，因?yàn)槊颗_(tái)裝置啟動(dòng)電阻不統(tǒng)一，在啟動(dòng)時(shí)，電阻小的滅火裝置先啟動(dòng)，導(dǎo)致斷路，其他的滅火裝置不能正常啟動(dòng)。(3).滅火裝置在噴射時(shí)，噴口前噴出的氣溶膠有一定的溫度，會(huì)對(duì)電線(xiàn)電纜造成破壞。

2.4 七氟丙烷滅火系統(tǒng)

七氟丙烷滅火系統(tǒng)分成七氟丙烷滅火設(shè)備，柜式七氟丙烷氣體滅火設(shè)備，懸掛式七氟丙烷氣體滅火裝置.

七氟丙烷滅火設(shè)備需要鋼瓶間,鋪設(shè)管道，施工困難；柜式七氟丙烷氣體滅火裝置其單個(gè)體積大，且是落地式，在管廊類(lèi)運(yùn)輸安裝困難，裝置的布置，需占據(jù)一定量的空間，施工也比較困難。懸掛式七氟丙烷氣體滅火裝置體積小，安裝方便。綜上所述，懸掛式七氟丙烷氣體滅火裝置最適合綜合管廊使用。

懸掛式七氟丙烷氣體滅火裝置的工作環(huán)境溫度0℃～ 50 ℃.能撲電氣火災(zāi)、液體火災(zāi)和可熔固體火災(zāi)、固體表面火災(zāi)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，環(huán)境溫度達(dá)到68℃時(shí)，裝置直接感溫自啟動(dòng)進(jìn)行滅火。

其優(yōu)點(diǎn)是：(1)、安裝方便，施工成本低。(2)、滅火劑潔凈氣體滅火劑，它無(wú)色、無(wú)味、不導(dǎo)電、不污染被保護(hù)對(duì)象。(3)、噴射后無(wú)殘留。a

其缺點(diǎn)是：(1).滅火劑成本高。(2).七氟丙烷遇熱時(shí)會(huì)分解產(chǎn)物是HF，對(duì)人體有害，與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成氫氟酸，會(huì)對(duì)電纜造成損害。(3).滅火裝置沒(méi)有聯(lián)動(dòng)功能，不能對(duì)滅火裝置進(jìn)行巡檢和同時(shí)啟動(dòng)。

2.5 懸掛式干粉滅火裝置

懸掛式干粉滅火裝置分成非貯壓式與儲(chǔ)壓式.

非貯壓懸掛式干粉滅火裝置由筒體、ABC超細(xì)干粉、驅(qū)動(dòng)器、密封膜片組成；由于是非貯壓，啟動(dòng)有延時(shí)；有電啟動(dòng)和熱啟動(dòng)，且是串聯(lián)接線(xiàn)；驅(qū)動(dòng)器里含有火工品，存在一定的危險(xiǎn)性。

貯壓式懸掛式干粉滅火裝置由筒體、ABC超細(xì)干粉、感溫玻璃球組件，壓力表，電引發(fā)器，信號(hào)反饋裝置組成；工作溫度環(huán)境是-10℃～50℃.其優(yōu)點(diǎn)有：伺服狀態(tài)是帶壓力，啟動(dòng)沒(méi)有延時(shí)；滅火劑無(wú)毒無(wú)害，對(duì)人體皮膚無(wú)刺激，不會(huì)對(duì)保護(hù)物腐蝕；適用于封閉的空間全淹沒(méi)滅火，也適用于局部保護(hù)應(yīng)用高效率撲滅火災(zāi)；具有兩種啟動(dòng)方式：電啟動(dòng)，感溫啟動(dòng)；整個(gè)系統(tǒng)具有對(duì)壓力與啟動(dòng)線(xiàn)路的巡檢功能；采用掛鉤式安裝，安裝方便快捷，節(jié)約施工時(shí)間及成本；后期維護(hù)也方便。

綜上比較，貯壓式比非貯壓更適合城市綜合管廊。

ABC超細(xì)干粉滅火劑無(wú)毒無(wú)污染不破壞大氣臭氧層對(duì)保護(hù)物無(wú)腐蝕對(duì)人體皮膚和呼吸道無(wú)刺激、噴發(fā)后容易清理且不會(huì)造成二次傷害。能迅速撲滅A、B、C類(lèi)火災(zāi)和E類(lèi)帶電電氣火災(zāi).

滅火裝置的缺點(diǎn)有：裝置釋放后，有干粉殘留，不影響電力電纜艙室的使用，且易清除。

綜上所述，具體比較見(jiàn)下表：

滅火裝置水噴霧滅火系統(tǒng)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)熱氣溶膠膠滅火裝置懸掛七氟丙烷滅火裝置懸掛式干粉滅火裝置設(shè)備房/鋼瓶間有 有 無(wú) 有 無(wú)滅火劑 水 水 氣溶膠 七氟丙烷 ABC超細(xì)干粉適用滅火方式A、B、E類(lèi)火A、B、E類(lèi)火B(yǎng)、E類(lèi)火 A、B、E類(lèi)火A、B、C、E類(lèi)火滅火方式全淹沒(méi) 全淹沒(méi) 全淹沒(méi) 全淹沒(méi) 全淹沒(méi)+局部滅火存貯方式常壓 常壓 常壓 帶壓 帶壓（低壓）殘留 殘留 殘留 少許殘留 無(wú)殘留 殘留（易清除）是否侵害人無(wú)毒 無(wú)毒 無(wú)毒 低毒 無(wú)毒體積 大 大 小 小 小管網(wǎng) 有 有 無(wú) 無(wú) 無(wú)安裝難易難 難 易 易 易火工品 無(wú) 無(wú) 有 無(wú) 無(wú)

6、結(jié)速語(yǔ):根據(jù)綜合管廊的火災(zāi)類(lèi)型及火災(zāi)特點(diǎn),綜合考慮上述各種自動(dòng)滅火系統(tǒng)的適用范圍、貯壓方式、經(jīng)濟(jì)成本、噴射后清理難易等對(duì)比，盡可能減少火災(zāi)引起的危害損失及火災(zāi)產(chǎn)生的社會(huì)影響。

在電力電纜與通信電纜艙室應(yīng)設(shè)置自動(dòng)滅火設(shè)備，貯壓式懸掛式干粉滅火裝置更適合作為城市綜合管廊中電力電纜與通信電纜艙室的自動(dòng)滅火系統(tǒng)中的滅火設(shè)備.