崔 浩, 董紹兵, 韋 強

(浙江大學建筑設計研究院有限公司, 浙江 杭州 310028)

0 引 言

變電所、數(shù)據(jù)機房、含有高價值儀器設備的重要實驗室、重要資料庫房等場所,在發(fā)生火災時,若采用水系統(tǒng)滅火,則可能造成貴重設備損壞,也可能造成重要資料破壞不能復原,因此需采用氣體滅火系統(tǒng),而氣體滅火系統(tǒng)的電氣控制設計是可靠、安全地完成滅火的關鍵。

1 氣體滅火系統(tǒng)設置場所

根據(jù)GB 50016—2014《建筑設計防火規(guī)范》(2018年版)第8.3.9條設置氣體滅火的場所[1],規(guī)范要求下列場所應設置自動滅火系統(tǒng),并宜采用氣體滅火系統(tǒng):

(1) 國家、省級或人口超過100萬的城市廣播電視發(fā)射塔內(nèi)的微波機房、分米波機房、米波機房、變配電室和不間斷電源(UPS)室;

(2) 國際電信局、大區(qū)中心、省中心和一萬路以上的地區(qū)中心內(nèi)的長途程控交換機房、控制室和信令轉(zhuǎn)接點室;

(3) 2萬線以上的市話匯接局和6萬門以上的市話端局內(nèi)的程控交換機房、控制室和信令轉(zhuǎn)接點室;

(4) 中央及省級公安、防災和網(wǎng)局級以上的電力等調(diào)度指揮中心內(nèi)的通信機房和控制室;

(5) A、B級電子信息系統(tǒng)機房內(nèi)的主機房和基本工作間的已記錄磁(紙)介質(zhì)庫;

(6) 中央和省級廣播電視中心內(nèi)建筑面積不小于120 m2的音像制品庫房;

(7) 國家、省級或藏書量超過100萬冊的圖書館內(nèi)的特藏庫;中央和省級檔案館內(nèi)的珍藏庫和非紙質(zhì)檔案庫;大、中型博物館內(nèi)的珍品庫房;一級紙絹質(zhì)文物的陳列室;

(8) 其他特殊重要設備室。

需提醒的是,設置在多層民用建筑內(nèi)的變電所和其他不在上述條文規(guī)定內(nèi)的區(qū)域,可不設置氣體滅火系統(tǒng),應避免過度設計而造成不必要的資源浪費。

2 氣體滅火系統(tǒng)控制流程

氣體滅火系統(tǒng)按滅火劑種類分,常見的有七氟丙烷、IG-541、二氧化碳等;按儲存裝置分,則有有管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)和無管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)。滅火機理均為噴出的滅火氣體在密封的空間里形成一定的阻燃濃度,并在必需的時間內(nèi)維持阻燃濃度,達到滅火效果。

本文以最常見的七氟丙烷滅火系統(tǒng)作為例子進行說明。

2.1 有管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)的控制流程

有管網(wǎng)式七氟丙烷滅火系統(tǒng)控制流程如圖1所示。

有管網(wǎng)式七氟丙烷滅火系統(tǒng)控制流程的說明如下:

步驟a:當防護區(qū)內(nèi)兩只獨立的火災探測器或一只火災探測器與一只手動報警按鈕的報警信號或防護區(qū)外的應急啟動信號時,作為系統(tǒng)的聯(lián)動觸發(fā)信號。

步驟b:氣體滅火控制器接收到滿足聯(lián)動邏輯關系的首個聯(lián)動觸發(fā)信號后,啟動該防護區(qū)的火災聲光報警器,接收到第二個聯(lián)動觸發(fā)信號后發(fā)出聯(lián)動控制信號,每次聯(lián)動信號均需向消控室火災報警控制器反饋報警信號。

步驟c:聯(lián)動控制信號能控制相應防護分區(qū)內(nèi)的風機、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電動防火閥、開口封閉裝置等,同時啟動氣體滅火延時啟動程序。

步驟d:延時結(jié)束,滅火控制器發(fā)出聯(lián)動信號,當系統(tǒng)為獨立系統(tǒng)時,打開電磁啟動閥即可開始噴劑;當系統(tǒng)為組合分配系統(tǒng)時,首先打開選擇閥,然后打開電磁啟動閥。在打開電磁啟動閥的同時,啟動防護區(qū)入口處的聲光報警器,在滅火控制器接收到自鎖壓力開關動作信號時,顯示滅火劑噴放。

步驟e:滅火結(jié)束后,進行通風換氣,通風換氣后手動解除滅火器噴放指示燈信號。

步驟f:防護區(qū)門外設置緊急啟停按鈕,該按鈕具有現(xiàn)場啟動/停止功能,能夠直接啟動上述第c條的聯(lián)動操作和停止正在執(zhí)行的聯(lián)動操作。機械應急操作還可以直接打開或者關閉選擇閥和電磁啟動閥。

2.2 無管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)控制流程

無管網(wǎng)式七氟丙烷滅火系統(tǒng)控制流程如圖2所示。

圖2 無管網(wǎng)式七氟丙烷滅火系統(tǒng)控制流程

由圖2可見,說明如下:a～c步流程同有管網(wǎng)式氣體滅火流程;d為延時啟動程序結(jié)束后,滅火控制器發(fā)出聯(lián)動信號,打開防護區(qū)內(nèi)所有的電磁啟動閥即可開始噴劑,在打開電磁啟動閥的同時,啟動防護區(qū)入口處的聲光報警器,在滅火控制器接收到自鎖壓力開關動作信號時,顯示滅火劑噴放。e為滅火結(jié)束后,進行通風換氣,通風換氣后手動解除滅火器噴放指示燈信號。f為防護區(qū)門外設置現(xiàn)場緊急啟停按鈕,該按鈕具有現(xiàn)場啟動/停止功能,能夠直接啟動上述第c條的聯(lián)動操作和停止正在執(zhí)行的聯(lián)動操作。

2.3 有管網(wǎng)式、無管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)的控制區(qū)別

有管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng)應設自動控制、手動控制和機械應急操作3種啟動方式;無管網(wǎng)式僅有前兩種啟動方式,而沒有機械應急操作啟動方式。

有管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)需在儲瓶間聯(lián)動開啟選擇閥、電磁啟動閥,并反饋自鎖壓力開關動作信號,配置的控制模塊數(shù)量與防護分區(qū)數(shù)量有關;無管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng),需在防護分區(qū)內(nèi)聯(lián)動開啟電磁啟動閥(無選擇閥),并反饋自鎖壓力開關動作信號,配置的控制模塊數(shù)量同滅火柜數(shù)量。七氟丙烷滅火系統(tǒng)需要配置的聯(lián)動控制模塊數(shù)量如表1所示。

表1 七氟丙烷滅火系統(tǒng)需要配置的聯(lián)動控制模塊數(shù)量

需要注意的是,目前市場上部分氣體滅火控制器是可以直接控制開啟選擇閥、電磁啟動閥,并接收自鎖壓力開關信號反饋,此時不再需要配置監(jiān)控模塊。

3 氣體滅火系統(tǒng)電氣設計要點

3.1 防護區(qū)域需預留七氟丙烷柜體空間

當采用無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)時,需要考慮在防護區(qū)內(nèi)留出柜式預制滅火裝置的柜體空間,某廠家提供的預制式七氟丙烷滅火裝置規(guī)格如表2所示。

表2 預制式七氟丙烷滅火裝置規(guī)格

以長×寬×高為16.8 m×8.4 m×4.6 m的變電所為例,經(jīng)計算需選用4臺150 kg柜組。按表2可知,相應柜組尺寸為520 mm×550 mm×1 900 mm(寬×深×高),故在變電所設計時,需要考慮這4臺滅火柜所需的布置空間,并滿足規(guī)范規(guī)定的間距要求。

3.2 滅火劑噴放完畢后排風機的起動時間

滅火結(jié)束后,手動/自動開啟防火門、窗、防火閥,起動相應排風裝置。根據(jù)GB 50370—2005《氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》第3.3.8條,七氟丙烷滅火系統(tǒng)滅火浸漬時間應符合下列規(guī)定[2]:(1) 木材、紙張、織物等固體表面火災,宜采用20 min。(2) 通信機房、電子計算機房內(nèi)的電氣設備火災,應采用5 min。(3) 其他固體表面火災,宜采用10 min。(4) 氣體和液體火災,不應小于1 min。根據(jù)上述要求,以變電所為例,排風機聯(lián)動開啟的時間,應設在滅火劑噴放完畢不小于10 min。不同滅火區(qū)域采用不同滅火劑時,其滅火浸漬時間均有所區(qū)別,需在設計時針對具體情況選擇。

滅火后使用的排、送風機如設在防護區(qū)內(nèi),應在防護區(qū)外設異地起動按鈕。

3.3 防護區(qū)門、窗的聯(lián)動控制

根據(jù)GB 50116—2013中第4.4.2條第3款[3],聯(lián)動控制防護區(qū)域開口封閉裝置的起動,包括關閉防護區(qū)域的門、窗等,分5種情況討論:

(1) 假設防護區(qū)域設置的是常閉防火門。此時建議將常閉防火門接入本樓的防火門監(jiān)控系統(tǒng),且設置常閉防火門開啟時間達到30 s即報告防火門開啟異常。

(2) 防護區(qū)域開門采用電動移門。暫且不論此做法能否滿足GB 50370—2005中“防護區(qū)的門應向疏散方向開啟”的要求,此時需要做到:① 采用消防電源配電;② 要求電動門自帶控制箱,且控制箱需經(jīng)過消防CCCF認證;③ 預留火災聯(lián)動控制模塊,在氣體滅火控制器發(fā)出指令時聯(lián)動關閉電動門,并反饋此門的狀態(tài);④ 防護區(qū)內(nèi)外側(cè)需裝設電動門手動控制按鈕。

(3) 防護區(qū)域設置了可開啟的窗。需與建筑專業(yè)溝通能否采用不可開啟的窗,若無法避免可開啟的窗,則應采用電動窗,并需做到:① 采用消防電源配電;② 要求電動窗自帶控制箱,且控制箱需經(jīng)過消防CCCF認證;③ 預留火災聯(lián)動控制模塊,在氣體滅火控制器發(fā)出指令時聯(lián)動關閉該電動窗,并反饋此窗的狀態(tài)。

(4) 防護區(qū)域設置了弱電門禁系統(tǒng)。需在門禁控制器處預留火災聯(lián)動控制模塊,以便在火警時解除門禁。

(5) 數(shù)據(jù)機房機柜采用封閉式冷通道。此時需設置火災聯(lián)動控制模塊,用于聯(lián)動控制跌落式頂棚,模塊具體數(shù)量與弱電專業(yè)共同確定。

3.4 氣體滅火防護區(qū)內(nèi)的報警系統(tǒng)設計

探測器的組合宜采用感煙及感溫火災探測器,且選用靈敏度級別高的探測器。數(shù)據(jù)機房及重要變電所的線纜夾層、機柜內(nèi),建議設置纜式線型定溫火災探測器,提高探測靈敏度。

經(jīng)調(diào)查、咨詢廠家,有些產(chǎn)品的探測器可直接接入氣體滅火控制器,有些則不能,建議在設計時結(jié)合產(chǎn)品特性考慮。國內(nèi)常見氣體滅火控制器特點比較如表3所示。

表3 國內(nèi)常見氣體滅火控制器特點比較

3.5 氣體滅火區(qū)域的消防電話設置

根據(jù)GB 50116—2013第6.7.4條第1款,滅火控制系統(tǒng)操作裝置處或控制室應設置消防專用電話分機。故需在防護區(qū)外的氣體滅火控制器旁或手動控制裝置旁、及鋼瓶間內(nèi)設置消防專用電話分機,而常見錯誤是將消防電話分機設置在防護區(qū)內(nèi)。

3.6 聲光報警器、放氣指示燈設置

根據(jù)GB 50370—2005第6.0.2條及GB 50116—2013第4.4.2條第5款,防護區(qū)內(nèi)應設置聲光報警器,防護區(qū)的入口處應設火災聲、光報警器和滅火劑噴放指示燈。實際設計中容易遺漏防護區(qū)門外上方的聲光報警器。

3.7 應急照明設置

根據(jù)GB 50370—2005第6.0.2、6.0.5條規(guī)定,防護區(qū)內(nèi)的疏散通道及出口,應設應急照明與疏散指示標志,儲瓶間內(nèi)應設應急照明,疏散照度不低于1 lx。

3.8 防護區(qū)域防靜電設計

GB 50370—2005第6.0.6條規(guī)定,經(jīng)過有爆炸危險和變電、配電場所的管網(wǎng),以及布設在以上場所的金屬箱體等,應設防靜電接地。施工時往往遺漏此條,故在項目驗收時需現(xiàn)場核實是否滿足此條要求。

4 結(jié) 語

氣體滅火系統(tǒng)相應的電氣控制設計難度不大但較為繁瑣。正確、合規(guī)的電氣設計是火災時可靠啟動氣體滅火系統(tǒng)、安全完成滅火任務的關鍵。本文根據(jù)氣體滅火系統(tǒng)的控制流程,闡述了氣體滅火過程中滅火設備的聯(lián)動控制要求及控制邏輯,總結(jié)了設計中的關鍵點及易錯點。