◎ 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院 孫穎慧

一、現(xiàn)狀與問題

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，全國各省市都在大量興建一些功能明確、人員和財物相對集中的大空間建筑。如：大劇院、音樂廳、會展中心、體育館、圖書館、科技館等。這些大空間建筑早期火災(zāi)煙氣運動具有煙氣彌散、沉降，煙氣層高度很不均衡的特點。由于彌散、沉降使得早期火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣不能上升到樓層的頂棚，從而使煙感探測器難以探測到火災(zāi)；即使少量煙上升至頂棚，但由于溫度過低，溫感火災(zāi)探測器難以啟動，從而延誤了早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)、滅火的最有利時機。

現(xiàn)行的消防規(guī)范對大空間場所的噴淋系統(tǒng)設(shè)置無明確規(guī)定?！蹲詣訃娝疁缁鹣到y(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50084-2001）規(guī)定民用建筑的閉式噴淋系統(tǒng)設(shè)置高度不超過8米，傳統(tǒng)閉式自動噴灑系統(tǒng)的工作原理是噴頭的熱敏元件處于“易于接觸熱氣流”的最佳位置，隨著溫度上升，熱敏元件及時受熱，噴頭的玻璃泡破碎，打開噴頭。顯然無論是規(guī)范規(guī)定還是傳統(tǒng)閉式噴頭的產(chǎn)品性能都不能夠滿足大空間滅火的要求。而大空間建筑火災(zāi)一旦發(fā)生往往造成大量的人員傷亡和財產(chǎn)損失，已引起國家有關(guān)方面的極大關(guān)注，成為迫切需要解決的重大問題之一。

二、設(shè)置大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)的優(yōu)勢

大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)是近年來研制開發(fā)的一種全新的噴水滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用的是自動探測及判定火源，啟動系統(tǒng)，定點定位主動噴水滅火的滅火方式。尤其適合于空間高、容積大、火場溫度升溫較慢，難以設(shè)置傳統(tǒng)閉式自動噴水滅火系統(tǒng)的場所，解決了民用建筑物內(nèi)凈空高度大于8米，倉庫建筑物內(nèi)凈空高度大于12米的場所主動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計問題。

大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)由智能型滅火裝置（大空間智能滅火裝置；自動掃描射水滅火裝置；自動掃描射水高空水炮滅火裝置）、信號閥組、水流指示器等組件以及管道、供水設(shè)施等組成。與采用由感溫元件控制的被動滅火方式的閉式自動噴水滅火系統(tǒng)以及手動或人工噴水滅火系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點：

圖1 玻璃頂大廳、首層棧橋、e字卷

1.具有人工智能、可主動探測尋找并在早期發(fā)現(xiàn)判定火源；

2.可對火源的位置進行定點定位并報警；

3.可主動開啟系統(tǒng)定點定位噴水滅火；

4.可迅速撲滅早期火災(zāi)；

5.可持續(xù)噴水、主動停止噴水并可多次重復(fù)啟閉；

6.適用空間高度范圍廣（滅火裝置安裝高度最高可達(dá)25米）；

7.安裝方式靈活，不需貼頂安裝，不需集熱裝置；

8.射水型滅火裝置（自動掃描滅火裝置及自動掃描射水高空水炮滅火裝置） 的射水水柱水量集中，撲滅早期火災(zāi)效果好；

9.灑水型滅火裝置（大空間智能滅火裝置）的噴頭灑水水滴顆粒大、對火場穿透能力強，不易霧化等；

10.對保護區(qū)域?qū)嵤┤轿贿B續(xù)監(jiān)視。

三、數(shù)字北京大廈大空間智能滅火系統(tǒng)的設(shè)計

本設(shè)計的保護部位為首層棧橋下、一層大空間大廳、南北兩側(cè)大空間門廳等處，這些部位內(nèi)部空間構(gòu)造復(fù)雜（如圖1），下面列舉了根據(jù)具體空間特點相應(yīng)設(shè)計不同類型的大空間智能型主動噴水滅火裝置，保證了建筑的安全性。

區(qū)域一：首層棧橋下設(shè)置自動掃描射水滅火裝置

1.建筑空間描述及設(shè)置適用性：

首層棧橋下為地下一層的營業(yè)廳，棧橋之上為共享大廳，高達(dá)四層的共享大廳與地下一層營業(yè)廳上下貫通，多個架空棧橋從期間縱橫穿過?；馂?zāi)發(fā)生時，火災(zāi)產(chǎn)生的熱氣流將上升，而傳統(tǒng)閉式自動噴灑系統(tǒng)的工作原理是噴頭的熱敏元件處于“易于接觸熱氣流”的最佳位置，隨著溫度上升，熱敏元件及時受熱，噴頭的玻璃泡破碎，打開噴頭。而棧橋所處位置的空間結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生火災(zāi)，熱氣流會沿著縱橫交錯的棧橋間空間向上升，棧橋下升溫較慢，甚至不能接觸到熱煙氣流。使得普通噴灑系統(tǒng)的噴頭不能及時開放，早期火災(zāi)得不到及時的發(fā)現(xiàn)和撲救。鑒于營業(yè)大廳的重要性及人員活動密集的特殊性，設(shè)計采用27個自動掃描射水滅火裝置作為該部分的消防保護措施。

2.自動掃描射水滅火裝置技術(shù)參數(shù)及工作原理：

采用自動掃描射水滅火裝置：

工作電壓 220V

射水流量 2L/S

工作壓力 0.15MPa

保護半徑 6M

安裝高度 小于6M

系統(tǒng)工作原理:射水滅火裝置為探測器及噴頭一體化設(shè)置。當(dāng)裝置探測到火災(zāi)后發(fā)出指令聯(lián)動打開相應(yīng)的電磁閥，啟動水泵使噴頭滅火，進行聲光報警，并將火災(zāi)信號送到火災(zāi)報警控制器。撲滅火源后，探測器再發(fā)出信號關(guān)閉電磁閥，噴頭停止噴水。若有新火源系統(tǒng)重復(fù)上述動作。

區(qū)域二：e字卷下設(shè)置自動掃描射水高空水炮裝置

1.建筑空間描述及設(shè)置適用性：

e字卷和門廳之間的共享大廳通高五層18.50米，頂面采用玻璃頂，為共享大廳帶來充足的陽光。（如圖2）由于其凈高超出了民用建筑設(shè)置閉式自動噴水滅火系統(tǒng)凈空高度小于等于8米的要求，設(shè)置閉式自動噴水滅火系統(tǒng)是不能滿足消防要求的。如果在玻璃頂下采用區(qū)域二所設(shè)置的大空間智能滅火裝置，則會對玻璃頂有遮擋，破壞建筑的美觀性。ZSD控制器與噴頭相配套，當(dāng)控制器發(fā)現(xiàn)火警，打開相應(yīng)的閥門后，與該控制器相對應(yīng)的噴頭將噴水，撲滅火災(zāi)的效能非常高。（如圖3）該方式非常適合于敞開式高大空間建筑的防火。該大廳是一個重要的產(chǎn)品發(fā)布場所，人員活動密集。從其重要性及保證建筑美觀的要求出發(fā)，設(shè)計在e字卷下設(shè)置了自動掃描射水高空水炮裝置4套。

2.自動掃描射水高空水炮裝置技術(shù)參數(shù)及工作原理：

自動掃描射水高空水炮裝置采用ZSS-25滅火裝置：

工作電壓 220V

射水流量 5L/S

工作壓力 0.6MPa

保護半徑 20M

安裝高度 小于20M大于6M

系統(tǒng)工作原理:ZSS-25水炮為探測器及噴頭一體化設(shè)置。當(dāng)ZSS-20裝置探測到火災(zāi)后發(fā)出指令聯(lián)動打開相應(yīng)的電磁閥，啟動水泵使噴頭進行滅火，并進行聲光報警，并將火災(zāi)信號送到火災(zāi)報警控制器。撲滅火源后，探測器再發(fā)出信號關(guān)閉電磁閥，噴頭停止噴水。若有新火源系統(tǒng)重復(fù)上述動作。

區(qū)域三：大空間門廳設(shè)置大空間智能滅火裝置

1.建筑空間描述及設(shè)置適用性：

大空間門廳為建筑的主入口，三層通高14.0米，已經(jīng)超出了民用建筑設(shè)置閉式自動噴水滅火系統(tǒng)凈空高度小于等于8米的要求。但該處為建筑的住入口，人員活動密集，鑒于其重要性，該處設(shè)置了大空間智能滅火裝置37個。

2.大空間智能滅火裝置技術(shù)參數(shù)及工作原理：

采用ZSD探測器及ZSD40A噴頭。

技術(shù)參數(shù)及工作原理：

工作電壓 24V

射水流量 5L/S

工作壓力 0.25MPa

保護半徑 6M

安裝高度 小于25M

四、大空間智能主動滅火裝置的系統(tǒng)及控制

系統(tǒng)工作原理:ZSD探測器全天候檢測保護范圍內(nèi)的一切火情。一旦發(fā)生火災(zāi)，探測器立即啟動探測火源，在確定火源后探測器打開電磁閥并輸出信號給聯(lián)動柜，同時啟動水泵使噴頭進行滅火。撲滅火源后，探測器再發(fā)出信號關(guān)閉電磁閥，噴頭停止噴水。若有新火源系統(tǒng)重復(fù)上述動作。

1.系統(tǒng)設(shè)計流量Q=60L/S，火災(zāi)延續(xù)時間1小時。系統(tǒng)與水噴霧系統(tǒng)共用一套消防泵，但獨立設(shè)置水流指示器及信號閥，并在雨淋閥前將管道分開。在各分區(qū)管網(wǎng)末端最不利點處設(shè)置模擬末端試水裝置。

2.系統(tǒng)平時由高位水箱穩(wěn)壓。該系統(tǒng)與消火栓、自動噴灑系統(tǒng)共用高位消防水箱，出水管單獨接出，并設(shè)止回閥和檢修閥門。

3.每個噴頭前設(shè)有電磁閥，電磁閥應(yīng)水平安裝。

4.系統(tǒng)在室外設(shè)置4套水泵接合器。

5.大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)在開啟一個噴頭的同時自動啟動并報警。

系統(tǒng)電磁閥的控制方式：

a.由紅外探測組件自動控制

b.消防控制室手動強制控制并設(shè)有防誤操做的設(shè)施

c.現(xiàn)場人工控制。

系統(tǒng)消防泵的控制方式：

a.自動控制

b.消防控制室手動控制

c.水泵房現(xiàn)場手動啟泵。

6.消防控制室應(yīng)能顯示智能型紅外探測組件的報警信號。顯示信號閥、水流指示器、電磁閥、消防水泵的狀態(tài)。

五、小結(jié)

圖3 e字卷下消防驗收工作中的的自動掃描射水高空水炮

大空間智能滅火系統(tǒng)有利于提高大空間安全，并且覆蓋面廣、噴水效率高、精準(zhǔn)度高；體積小布置靈活，不影響建筑裝飾效果。針對大空間場所的火災(zāi)特性以及危險性，依據(jù)保護區(qū)域的空間特點選擇合適的滅火系統(tǒng)，充分優(yōu)化，以達(dá)到火災(zāi)早期探測和提高性價比的目的。克服內(nèi)高氣流、大空間、探測難的問題，達(dá)到火災(zāi)超早期報警，火災(zāi)損失最小化的目的。