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：TU972?+.4
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號：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。
儲油間的保護(hù)面積為儲油間的實(shí)際使用面積，S儲＝3.20m²。
　　儲油間設(shè)在發(fā)電機(jī)房內(nèi)，由于火災(zāi)時對發(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。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?
　　　　　 ?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(hù)對象以確保噴霧強(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，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，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(diǎn)止，當(dāng)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(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》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，可能會導(dǎo)致噴出的不是水霧。?
　　計(jì)算中應(yīng)隨時校核噴頭的設(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(jì)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?

　　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)對象外表面積確定。發(fā)電機(jī)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(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(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。?
?　　　　　　　　S儲=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?
?　　N儲=S儲·W/q≈2 個?
　　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個噴頭，比計(jì)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(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) 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)不會因?yàn)闄C(jī)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(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