细水雾灭火系统主要以水为介质,采用特殊喷头在较高压力作用下喷洒细水雾进行灭火或控火,是一种灭火效能较高、环保、适用范围较广的灭火系统。进入20世纪末,细水雾灭火系统得到了迅速发展,逐步成为国际上应用广泛的哈龙灭火系统的替代系统之一。在洁净气体灭火系统替代场所和传统自动喷水灭火系统应用中对水量、水渍损失等要求较高的场所,有较好的应用前景。

　　 在技术标准方面,美国消防协会于2000年正式出版了NFPA750《细水雾灭火系统标准》,现已更新为2015年版;欧盟出版了CEN/TS14972《固定灭火系统-细水雾灭火系统设计安装标准》,现已更新至2011年版;FM出版了FM55660《细水雾灭火系统认证标准》,现已更新为2015年版。国内北京、广东、江苏、湖北、河南等十几个省市地区也先后制定了细水雾灭火系统设计、施工及验收的地方规范。特别是国家档案局行业标准《档案馆高压细水雾灭火系统技术规范》(DA/T 45-2009)的正式发布实施,为细水雾灭火系统在实际工程中的具体设计、施工和验收提供了有力的保障。

　　 2015年6月,《细水雾灭火系统技术规范》(GB50898-2013)正式发行,其对细水雾灭火系统的设计使用进行了较严格的规定与限制,与该规范以前发布的送审稿及相关地方、行业规范标准有较大的变化,给广大的设计人员带来了困惑。笔者设计的某档案信息规划展览中心工程就是一个典型案例。

　　 某档案信息规划展览中心工程规划总建筑面积约2.59万m²。该建筑地下1层,主要由车库、档案库房及机电设备用房等组成;地上共4层,主要由规划展览馆、城建档案馆及房地产档案馆组成。该建筑属于不超过24m的多层公共建筑。

　　 根据当时现行的相关规范规定,经与档案馆的直接使用方、当地消防部门进行充分沟通与协商,并在气体灭火系统和细水雾灭火系统之间进行技术经济比较后,本项目的部分档案用房确定采用高压细水雾灭火系统。

　　 可是,该项目的设计周期正好跨越国家规范送审稿和正式稿发布时段,初步设计阶段按送审稿和地方标准设计,而施工图按正式稿设计。二者相差较大,导致原配合的设备用房严重不足,投资缺口较大。为此设计单位承受极大压力,不得不反复向业主说明情况,陈述缘由;而国家投资项目的投资额度是有严格规定的,业主也对投资的超规定变化煞费苦心。

　　 最后,经过多方共同努力,本项目在尽量减少增量投资、满足国家规范条文的前提下,较为妥善地解决了问题,期望可以为类似工程的设计提供参考。

　　 本工程的初步设计主要依据当时施行的档案局行业标准《档案馆高压细水雾灭火系统技术规范》(DA/T 45-2009),结合广东省及湖北省的细水雾灭火系统设计、施工及验收的地方标准,并充分考虑到国家规范《细水雾灭火系统技术规范》(送审稿)的相关规定要求,对本建筑中地下室的暂存库、模型库到上部的档案库房、图书库等共计23间档案类库房皆设置高压细水雾灭火系统进行保护。

　　 根据保护对象的火灾危险性及空间尺寸,高压细水雾灭火系统采用全淹没应用的开式系统。该系统由高压细水雾泵组、细水雾喷头、区域控制阀组、不锈钢管道以及火灾报警控制系统等组成。系统采用流量系数K=1.19、流量q=11.9L/min开式喷头,保护区喷雾强度不低于1.3L/(min·m²)。喷头最小工作压力为10 MPa,系统持续喷雾时间30min。喷头的安装间距不大于3 m,不小于1.5 m,距墙不大于1.5m。

　　 整个项目在地下1层消防水泵房内设有高压细水雾泵组1套,控制总计23个防护区。火灾时,由火灾报警系统联动依次开启对应的区域控制阀和主泵,喷放细水雾灭火。

　　 此初步设计特报请专家审批及消防送审,经一致讨论,认为该设计基本符合相关消防规范规定,可以进行下一阶段的施工图设计。

　　 在施工图设计进行阶段,国家规范《细水雾灭火系统技术规范》(GB 50898-2013)于2015年6月正式发行。

　　 经比较,国家规范正式版与送审稿及相关企业与地方规范有两大不同,主要表现为:

　　 (1)国家规范3.4.3条规定:闭式系统的作用面积不宜小于140m²,每套泵组所带喷头数量不应超过100只。

　　 (2)国家规范3.4.5条规定:采用全淹没应用方式的开式系统,其防护区数量不应大于3个。单个防护区的容积,对于泵组系统不宜超过3 000m³,对于瓶组系统不宜超过260 m³。当超过单个防护区最大容积时,宜将该防护区分成多个分区进行保护。

　　 本项目初步设计采用一套泵组的全淹没应用的开式系统,显然与现行国家规范不相符。简单分析:一套泵组其防护区的数量大大超过了3个(本设计共计23个);另外,初步设计中部分库房的体积也超过了3 000m³。

　　 如简单按照现行国家规范执行,一个独立的房间就是一个防护区,则本项目就有23个防护区;每套泵组防护区数量不应大于3个,则本项目应设计23/3=8(套)泵组,也就是说在原来的基础上至少得再增设7套泵组系统。

　　 参照原设计,每套泵组系统由消防储水箱、增压设备、稳压设备、加压泵组等组合而成,为成套设备,结构紧凑,每套成套设备的占地面积约L×B=5×8=40(m²)。如再增加7套泵组系统,考虑到安装检修等因素,则地下消防泵房的面积至少要在原基础上再扩大约600 m²。原设计的消防水泵房总面积为171.72m²(不包括消防水池的面积),现要在原基础上扩大至约800m²,经与本院建筑专业及业主反复协商沟通,对于这种颠覆性的变化,业主是根本无法理解与接受,完全不可能实施的。

　　 同时,在初步设计阶段,本项目整套细水雾灭火系统批复报价约680万元,如按此方案实施,综合总造价约2 100万元,大大超出批复报价,这也是业主根本不可能承受的。

　　 国家规范的正式发行,使该项目的实施进退维谷:首先经过多方技术经济比较,已经否定了采用气体灭火系统的方案;其次如果维持原初步设计方案,显然有悖于国家规范正式版的关键条文;而如果严格按照国家规范正式版执行,则要大大增加设备用房面积和投资,业主难以接受,也不符合国家关于投资批复的相关规定。

　　 如何在不改变原有初步设计大原理、又不违背国家现行消防规范的前提下,设计出在业主可承受修改范围内的经济合理的系统,成为设计人员需要认真思考的难题。

　　 经与当地档案馆的使用方反复沟通,并报请当地消防审批部门、业内专家批准,在不违背国家现行消防规范的前提下,对本项目细水雾灭火系统做如下主要变通修改:

　　 (1)重新优化整合档案馆的房间功能,尽量减少必须设置细水雾灭火系统的房间数量,将地下室的8间档案模型库和4层的1间档案数据化室改做普通自动喷水灭火系统,最后将需要设置细水雾灭火系统保护的房间数量优化为11间。

　　 (2)合理规划每间房间的大小,特别是将大于3 000m³的档案房间重新布置,在满足使用要求的前提下瘦身,保证每一独立房间的体积尽量不超过3 000m³。

　　 (3)对于细水雾灭火系统防护区的理解,以前通常认为一个独立的房间就是一个防护区,并配备一套区域阀组进行分隔控制;若遇个别特别大的房间(如面积1 000m²),则可以设计4~5套区域阀组同时保护该房间,灭火时最多按同时开启3套区域阀组进行喷雾灭火设计。这样既可以确保灭火的安全有效性,也可以最大程度地控制泵组的流量,减少水渍损失。

　　 国家现行细水雾规范对防护区没有一个详细的解释,因此可以理解为:无论由多少单个的房间组成,也无论其是否在同一楼层,只要该有限空间的总体积之和不大于3 000 m³,都可视为一个防护区。按国标规定,采用全淹没应用方式的开式系统,其防护区数量不应大于3个。由此推断,每套泵组最大保护容积不应大于3×3 000m³=9 000m³。最极端的理解就是:如果某一项目中受细水雾灭火系统保护的房间都比较小,只要总体积不大于9 000m³的规模,则整栋建筑完全可以采用一套泵组。

　　 同时根据现行国家规范,对于全淹没应用方式的开式系统,目前无论房间大小,每一房间最多只能由一组区域控制阀控制,不存在由多组区域控制阀控制一个房间的现象(原初步设计中,较大的档案库房基本都是由3个左右的区域阀组控制)。

　　 (4)根据上述防护区的划分原则,可以看到(见表1),一个防护区基本上都是由2间独立的房间组成,有的是由同层相邻的2间组成,如系统一的防护区三由同为第二层的城建档案库1(A3.1)与城建档案库3(A3.2)组成;有的是由不同层不相邻的2间房间组成,如系统一的防护区二由第一层的档案库(A2.1)与第二层的城建档案库4(A2.2)组成。但规范没有明确规定区域控制阀的设置及控制依据:是一个防护区只能设置1个区域控制阀同时控制2间房间,还是一个防护区可设置2套区域控制阀各自独立控制?同样道理,在火灾时,是一个防护区的2间房间必须全部开启还是只有着火点的1间开启即可?通观整个细水雾现行规范,对以上问题都没有一个明确的规定。至于档案馆行业规范及各地方标准,因都没像国家规范对细水雾的规模做出如此严格的规定,所以对上述区域控制阀的设置与控制更是没有具体说明解释。

　　 但国家现行规范的有关论述还是至关重要,主要表现为:

　　 (1)民用建筑同一时间内的火灾起数应按1起确定。

　　 (2)全淹没开式系统喷头布置能确保细水雾均匀喷放并完全覆盖整个保护区域。

　　 (3)细水雾灭火系统对扑灭在有限密闭空间内发生的较大规模火灾有较好的效果。

　　 有鉴于此,综合相关规范的有关规定,设计按每一房间设置1套区域控制阀,其系统的设计流量按该系统内最大一个独立房间内布置的喷头全部喷放细水雾计算。

　　 综上所述,对本项目中火灾危险性相同或相近的各档案房间重新归纳整合优化后,将总共11个房间划分为6个防护区。在原设计一套泵组的基础上再增加一套泵组,即可满足现有规范的规定。各防护区划分及系统设计见表1。

　　 本项目高压细水雾灭火系统原理见图1。

　　 在本项目的设计过程中,笔者认为,国家规范《细水雾灭火系统技术规范》(GB 50898-2013)还存在着许多值得商榷、探讨的地方,在此提出,希望引起业内同仁的思考。

　　 (1)《细水雾灭火系统技术规范》(GB 50898-2013)于2013年6月8日发布,2013年12月1日实施。但第一版规范到2015年6月才印刷发行,而很多项目的设计周期跨越这两年,给项目的实施造成困难。

　　 (2)规范没有明确防护区的概念。首先应该明确不同层、不同房间是否可以看成一个防护区,因为本规范的规定,防护区的概念对设计参数的取值尤为重要;另外应该明确一个超大房间应该如何划分防护区。诚然,气体灭火系统和自动喷水灭火系统对每个系统的大小都有相应的规定,细水雾灭火系统也应限制每个系统的规模。但现在的规定显然偏于保守,将带来一系列的问题,甚至制约细水雾灭火系统的应用和推广。

　　 (3)规范没有明确细水雾灭火系统是否应与屋顶消防水箱相连。如要求连接消防水箱,则其屋顶消防水箱应独立设置,否则无法满足细水雾灭火系统对水质的强制严格要求。

　　 (4)规范没有明确开式泵组系统是否应设置稳压设备。细水雾规范明确说明闭式系统的泵组系统应设置稳压泵,对开式泵组系统却没明确要求。如按《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014,以下简称“水消规”)的规定则开式系统同样也应设置。如设置则稳压设备,其流量、扬程、压力等技术参数如何确定也应有明确规定。因细水雾灭火系统的喷头流量较小、系统压力较高,这和普通的稳压泵、稳压设备的选择是有很大差别的,应慎重对待。

　　 (5)规范没有明确是否应设置消防水泵接合器。在档案馆行业规范中明确应设置,但本规范没有提及。

　　 细水雾灭火系统也属于水消防系统的一种,按“水消规”的规定也应设置消防水泵接合器。消防水泵接合器是水灭火系统的第三供水水源,能更有效地利用建筑内的消防设施,节约消防员登高扑救、铺设水带的时间,因此笔者认为在泵组的吸入口前接入接合器比较合理。

　　 本文结合工程实例,以现行国家规范为准,借鉴各类相关地方与行业规范,通过分析比较,最后完成了这套细水雾灭火系统在档案馆中的具体设计应用。在确保符合国家规范的前提下,采用了有效的技术措施,做到了安全可靠、技术先进。