南京地鐵1號(hào)線南延線的氣體消防設(shè)計(jì)

仇智珩 駱明宏 許偉成 許光銀

(南京消防器材股份有限公司,211112,南京∥第一作者,工程師)

1 工程概況

南京地鐵1號(hào)線南延線設(shè)有8座地下車站,都設(shè)置了氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)。具體設(shè)置如下:車站——車控室,通信設(shè)備室(含相鄰的電源室),信號(hào)設(shè)備室(含相鄰的電源室),綜合控制室,屏蔽門設(shè)備及控制室;變電所——0.4 k V開關(guān)柜室,33 kV 開關(guān)柜室,直流開關(guān)柜室,整流變壓器室,制動(dòng)控制柜室和控制室,環(huán)控電控室;車輛段(含控制中心)——通信設(shè)備室,信號(hào)設(shè)備室,主控制系統(tǒng)設(shè)備室,地下變電所的0.4 k V開關(guān)柜室;集中冷站——跟隨變電所的0.4 k V開關(guān)柜室;地下區(qū)間跟隨所——0.4 kV開關(guān)柜室。

2 工程設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及解決辦法

2.1 氣體滅火系統(tǒng)部分

GB 50370—2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于七氟丙烷滅火系統(tǒng)中的3.3.6條款規(guī)定:“防護(hù)區(qū)實(shí)際應(yīng)用的濃度不應(yīng)大于滅火設(shè)計(jì)濃度的1.1倍”。對(duì)于此條款,在1號(hào)線南延線氣體消防工程設(shè)計(jì)中,難以找到既經(jīng)濟(jì)又滿足規(guī)范要求的設(shè)計(jì)方案。具體計(jì)算分析如下。

首先進(jìn)行滅火劑用量計(jì)算和實(shí)際噴放濃度計(jì)算。用量計(jì)算按照規(guī)范的3.3.14條的公式進(jìn)行計(jì)算,再根據(jù)實(shí)際噴放在保護(hù)區(qū)里面的滅火劑量和校核溫度計(jì)算噴放后的實(shí)際濃度。

防護(hù)區(qū)滅火設(shè)計(jì)用量計(jì)算公式為:

式中:

W——滅火設(shè)計(jì)用量,kg;

K——海拔高度修正系數(shù),可按《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄B的規(guī)定取值;

V——防護(hù)區(qū)的凈容積,m3;

S——滅火劑過(guò)熱蒸汽在101 k Pa大氣壓和防護(hù)區(qū)最低環(huán)境溫度下的比容,m3/kg;

C1——滅火設(shè)計(jì)濃度或惰化設(shè)計(jì)濃度,%;

S按式(2)計(jì)算:

式中:

K1——系數(shù) ,0.1269;

K2——系數(shù) ,0.000 513;

T——防護(hù)區(qū)最低環(huán)境溫度,℃。

實(shí)際噴放濃度按式(3)計(jì)算:

式中:

Cp——滅火噴放后實(shí)際濃度,%;

Wp——總存儲(chǔ)量減去儲(chǔ)瓶和管道內(nèi)的剩余量,kg;

Sp——滅火劑過(guò)熱蒸汽在101 kPa大氣壓和防護(hù)區(qū)最高環(huán)境溫度下的比容,m3/kg。

Sp按式(4)計(jì)算:

式中:

Tp——防護(hù)區(qū)最高環(huán)境溫度,℃。

現(xiàn)選擇1號(hào)線南延線消防工程中某站點(diǎn)的一個(gè)氣體滅火系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算?！稓怏w滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定每個(gè)滅火系統(tǒng)的保護(hù)區(qū)不超過(guò)8個(gè)。假定該氣體滅火系統(tǒng)中有8個(gè)保護(hù)區(qū),保護(hù)區(qū)內(nèi)最低環(huán)境溫度為20℃,保護(hù)區(qū)內(nèi)最高溫度為36℃,滅火劑儲(chǔ)瓶容積為90 L。計(jì)算結(jié)果見表1。

車站控制室為長(zhǎng)期有人的房間,按照規(guī)范要求,在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證該場(chǎng)所的實(shí)際濃度為9%以下。根據(jù)表1的計(jì)算結(jié)果可以看到,上述條件下可確保車站控制室的實(shí)際噴放濃度小于9%且不大于設(shè)計(jì)濃度的1.1倍,但其它的保護(hù)區(qū)就很難達(dá)到規(guī)范要求。

表1 南京地鐵1號(hào)線南延線氣體滅火系統(tǒng)實(shí)際噴放濃度計(jì)算表

為了滿足規(guī)范要求,在實(shí)際操作中會(huì)采用1個(gè)氣體滅火系統(tǒng)的保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)濃度小于8的方案,甚至?xí)捎脝卧?dú)立的方案,即1個(gè)氣體滅火系統(tǒng)對(duì)應(yīng)1個(gè)保護(hù)區(qū)。這會(huì)大大增加氣體滅火系統(tǒng)數(shù)量和設(shè)備數(shù)量,是個(gè)不經(jīng)濟(jì)的解決方案。此外,采用七氟丙烷系統(tǒng)的造價(jià)會(huì)大幅度地增加,遠(yuǎn)超過(guò)IG541滅火系統(tǒng)的造價(jià)。在投資固定且不可能再增加時(shí),只有采用其它滅火系統(tǒng),如IG541氣體滅火系統(tǒng)等。

如按照現(xiàn)規(guī)范,所有設(shè)置場(chǎng)所實(shí)際的噴放濃度都按照不大于設(shè)計(jì)濃度的1.1倍進(jìn)行設(shè)計(jì),這在實(shí)際操作中有很大難度。建議將有人場(chǎng)所的設(shè)計(jì)濃度定為8%,無(wú)人或幾乎很少有人進(jìn)出場(chǎng)所的設(shè)計(jì)濃度定為9%。這樣,采用1個(gè)氣體滅火系統(tǒng)中有8個(gè)保護(hù)區(qū)的方案,實(shí)際噴放濃度既能滿足規(guī)范中3.3.6條款要求,又能滿足NOVAL(無(wú)不良反應(yīng)濃度)不大于9%,LOVAL(最低有不良反應(yīng)濃度)不大于10.5%的規(guī)定。這既能保證安全,同時(shí)又是一種很經(jīng)濟(jì)的消防工程解決方案。

在進(jìn)行南京地鐵1號(hào)線南延線的氣體滅火消防方案設(shè)計(jì)時(shí),《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.3.6條款還沒有公布。當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)方案為每個(gè)氣體滅火系統(tǒng)中有8個(gè)保護(hù)區(qū)。為了滿足3.3.6條款的要求,在不改變?cè)O(shè)計(jì)方案的情況下,采取將設(shè)計(jì)中多余的儲(chǔ)存用量排放到保護(hù)區(qū)以外的解決辦法。這個(gè)辦法得到了設(shè)計(jì)院、消防部門以及業(yè)主的認(rèn)可,雖不經(jīng)濟(jì)但最終解決了設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。

2.2 報(bào)警系統(tǒng)部分

GB 16806—2006《消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)》對(duì)報(bào)警系統(tǒng)和滅火控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了新的要求,應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員的重視。在2008年4月以后,所有的氣體滅火控制系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置氣體滅火控制盤,但在規(guī)范中沒有明確要求是單區(qū)還是多區(qū)。目前現(xiàn)有的地鐵消防系統(tǒng)中,滅火控制盤設(shè)置方法為每個(gè)區(qū)1臺(tái),這對(duì)于用報(bào)警滅火控制器通過(guò)模塊的方式來(lái)控制聯(lián)動(dòng)電磁閥、壓力開關(guān)等設(shè)備的方式是不可行的。GB 16806—2006要求該滅火控制盤應(yīng)具備以下功能:能聯(lián)動(dòng)電磁閥、聲光報(bào)警器、放氣顯示燈、保護(hù)區(qū)的防火閥,有緊急啟停按鈕及手自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān),能接受氣體釋放信號(hào),能提供上傳給FAS(火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng))的信號(hào)。同時(shí)在滅火控制盤上也增加了功能,要求滅火控制盤自帶電源模塊,面板上要有顯示功能、記錄功能。GB 16806—2006中還有一個(gè)重大的變化:滅火控制盤是不允許直接帯載探測(cè)器,其滅火確認(rèn)信號(hào)應(yīng)該由報(bào)警控制器傳給滅火控制盤。也就是說(shuō),現(xiàn)在生產(chǎn)的滅火控制盤不能再作為報(bào)警及滅火控制一體機(jī)了。

3 結(jié)語(yǔ)

按照《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》,在實(shí)際設(shè)計(jì)中可能會(huì)存在一些不合理的地方,需要設(shè)計(jì)人員不斷地學(xué)習(xí)和溝通,逐漸解決設(shè)計(jì)中的問(wèn)題,為以后的設(shè)計(jì)理清思路。對(duì)于報(bào)警產(chǎn)品,在設(shè)計(jì)中要多注意新標(biāo)準(zhǔn)的要求,雖然現(xiàn)在有些項(xiàng)目還是在采用老的標(biāo)準(zhǔn),但在這過(guò)渡期中,設(shè)計(jì)上也需要逐漸完善。

[1]駱明宏.南京地鐵19號(hào)線的氣體滅火設(shè)計(jì)[J].城市軌道交通研究,2007(5):53.

[2]王穎.有關(guān)IG541混合氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范的分析[J].城市軌道交通研究,2008(4):60.

[3]GB 50370—2005 氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]GB 16806—2006 消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)[S].