最近，一則建筑設(shè)計師和甲方一起坐牢的新聞又火了!發(fā)生在2010年導(dǎo)致12死、23傷的沈陽市鐵西區(qū)萬達(dá)廣場重大火災(zāi)事故案件，日前一審作出判決：相關(guān)人員擅改消防設(shè)施規(guī)劃等導(dǎo)致災(zāi)難發(fā)生，四名被告分別被判處2至5年不等有期徒刑，各處3至5萬元人民幣不等罰金。消防無小事，除了地上消防需要謹(jǐn)慎，地下綜合管廊的消防也需謹(jǐn)慎規(guī)劃。
綜合管廊常見的消防形式有超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)、氣溶膠滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)和高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)等。經(jīng)考察，氣溶膠滅火裝置經(jīng)常發(fā)生氣溶膠失效導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常使用，并且氣溶膠每隔5～6年需更換藥劑，增加成本;高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)雖然用水量少，但管材需要采用不銹鋼管，系統(tǒng)造價高。僅對超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)做詳細(xì)比選，并結(jié)合工程實例，提出看法和建議，供同行商榷。
1可靠性分析
水噴霧滅火系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)在動作狀態(tài)時，主消防泵能夠成功啟動，同時雨淋閥組能夠通過火災(zāi)探測與報警系統(tǒng)的自動控制、遠(yuǎn)程手動控制、現(xiàn)場應(yīng)急操作3種方式中的任何一種方式啟動。根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析計算，水噴霧滅火系統(tǒng)失效主要表現(xiàn)在水泵失效、雨淋閥組失效，系統(tǒng)的可靠度區(qū)間為(0.998 7,0.999 0)。
無管網(wǎng)超細(xì)干粉自動滅火系統(tǒng)由一個個滅火器串聯(lián)，通過電信號控制一個防火分區(qū)的滅火器，火警發(fā)生后，同時啟動防火區(qū)間內(nèi)的自動滅火器，系統(tǒng)布置方案如圖1所示。
該防火分區(qū)長200 m，寬2.4 m，超細(xì)干粉自動滅火器布置間距2.4 m，共84具，通過電源實現(xiàn)自動控制，當(dāng)溫感探測器探知到火警時，同時開啟防火分區(qū)內(nèi)自動滅火器滅火。當(dāng)只考慮滅火器質(zhì)量對系統(tǒng)可靠性的影響時，該系統(tǒng)的可靠性如式所示：Rs=R1×R2×R2×…×R84當(dāng)采用同一廠家、同一批次的自動滅火器，系統(tǒng)可靠性Rs=R084。
根據(jù)《滅火器維修換藥年檢合作協(xié)議書》的合同范本，“滅火器換藥工作完成后由乙方提供一年的保修期，保修期內(nèi)出現(xiàn)滅火器泄壓、泄漏、藥劑失效等情況，乙方負(fù)責(zé)無條件免費(fèi)維修(不可抗拒的自然和人為破壞等因素除外);維修換藥完成后一年合同期內(nèi)故障率不得超過5%，如超出5%，甲方有權(quán)終止協(xié)議”。鑒于此，超細(xì)干粉滅火器的故障率P=0.05，可靠率R0=0.95，故超細(xì)干粉自動滅火器滅火系統(tǒng)的可靠性Rs=0.9584=0.012 8。
由于超細(xì)干粉儲存在氣壓罐內(nèi)，有效噴灑時間不超過5 s，84具自動滅火器串聯(lián)使用，只要一具滅火器失效，就導(dǎo)致綜合管廊防火區(qū)間的噴灑濃度達(dá)不到設(shè)計要求，不能保證撲滅效果。而水噴霧滅火系統(tǒng)的持續(xù)噴霧時間至少24 min，即便系統(tǒng)某一個或幾個噴頭不噴水，也可以保證滅火區(qū)域的窒息滅火。
由上分析，僅僅從產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性而言，水噴霧滅火系統(tǒng)可靠性高，無管網(wǎng)超細(xì)干粉自動滅火器滅火系統(tǒng)可靠性低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于可以接受的程度。
2維護(hù)管理
《消防法》規(guī)定“對建筑消防設(shè)施每年至少進(jìn)行一次全面檢測，確保完好有效，檢測記錄應(yīng)當(dāng)完整準(zhǔn)確，存檔備查”。消防滅火系統(tǒng)的日常維護(hù)是消防設(shè)計中必須考慮的一個因素，系統(tǒng)不同，其日常維護(hù)量也不同。城市地下綜合管廊采用水噴霧消防和超細(xì)干粉滅火器消防，其日常維護(hù)量差別很大。
水噴霧滅火系統(tǒng)失效主要表現(xiàn)在水泵失效、管網(wǎng)故障和雨淋閥失效，滅火系統(tǒng)的日常維護(hù)主要針對水泵、管網(wǎng)和雨淋閥。《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB 50974—2014)和《自動噴水滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》(GB 50261—2005)規(guī)定“消防水泵或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的消防水泵應(yīng)每月啟動運(yùn)轉(zhuǎn)一次。當(dāng)消防水泵為自動控制啟動時，應(yīng)每月模擬自動控制的條件啟動運(yùn)轉(zhuǎn)一次”、“每個季度應(yīng)對系統(tǒng)所有的末端試水閥和報警閥旁的放水試驗閥進(jìn)行一次放水試驗，檢查系統(tǒng)啟動、報警功能以及出水情況是否正?！?。水噴霧滅火系統(tǒng)的日常維護(hù)管理采取的是試運(yùn)行的方式進(jìn)行，每月試驗性啟動一次水泵，每個季度對雨淋閥進(jìn)行一次放水試驗，這種管理簡單、直接、有效、工作量少。
滅火器檢查與水泵、雨淋閥的檢查方式不一樣，水泵和雨淋閥采用直接試用的方式檢查，而滅火器只能間接檢查，不能直接試用。根據(jù)《建筑滅火器配置驗收及檢查規(guī)范》(GB 50444—2008)，地下綜合管廊屬于地下室，其滅火器應(yīng)每半個月檢查一次。檢查分為配置檢查和外觀檢查，配置檢查共11項，外觀檢查共18項，檢查應(yīng)記錄在冊，存檔備查。由于無管網(wǎng)超細(xì)干粉自動滅火器懸掛在綜合管廊頂部，需要爬梯才能近距離檢查，每檢查一具耗時5 min，一個防火分區(qū)有84具滅火器，需要7 h才能完成檢查。廣東省梅州市某地下綜合管廊長20.2 km，有101個防火分區(qū)，共有8 417具自動滅火器，巡檢一次需要97 d，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范要求的“每半個月檢查一次”。并且，滅火器出廠5年后必須送到有廠家或廠家授權(quán)的維修點進(jìn)行首次維修，首次維修后每隔2年必須再次維修，一次外檢滅火器的數(shù)量不得超過總數(shù)的1/4。如果該地下綜合管廊采用無管網(wǎng)超細(xì)干粉自動滅火器滅火系統(tǒng)，就要配6.5個班組，每天巡視檢查，才能保證“每半個月檢查一次”，而且平均每年有1 683具滅火器需要外送檢查。在后期管理中，考慮到滅火器報銷期限不一致，按10年計算，平均每年有842具滅火器需要更換。
由此可見，當(dāng)滅火器數(shù)量很多時，其日常維護(hù)的工作量非常巨大、繁重。水噴霧滅火系統(tǒng)日常管理簡單方便，只需試運(yùn)行就可以完成檢查。
3經(jīng)濟(jì)比較
廣東梅州市某綜合管廊長20.2 km，井字形布局，消防分區(qū)長200 m，擬對水噴霧消防方案與超細(xì)干粉自動滅火器方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比選。消防方案一：采用水噴霧消防，設(shè)置1座水噴霧消防泵房，消防泵房最大服務(wù)半徑4.5 km，電力艙水噴霧的設(shè)計強(qiáng)度13 L/(min˙m2),持續(xù)噴霧時間0.4 h，噴頭最小壓力0.35 MPa，噴頭間距2.4 m，噴頭采用離心式水霧噴頭，最不利防火分區(qū)設(shè)5組雨淋閥，火災(zāi)報警時同時開啟2組雨淋閥，系統(tǒng)流量64.32 L/s。干管管徑DN200，支管管徑DN150，噴頭到支管雨淋閥的水頭損失h1=17.21+35+6=58.21(m)，干管水頭損失hi=i˙l=1.83×10-4×4 500=0.41(MPa)=41(m˙H2O)，故水泵揚(yáng)程H=(58.21+41)×1.1=109.1(m)。消防泵房設(shè)置3臺主泵，2用1備，穩(wěn)壓罐1套，穩(wěn)壓泵2臺，消防水池1座100 m2。僅僅計算管材、噴頭、雨淋閥及消防設(shè)備間的分?jǐn)?，在綜合管廊100年的生命周期里，水噴霧滅火系統(tǒng)每公里造價不超過200萬元。消防方案二：采用無管網(wǎng)超細(xì)干粉自動滅火系統(tǒng)，自動滅火器懸掛管廊頂部，間隔2.4 m，每公里需要420具滅火器，首期投資大約10.5萬元，滅火器在報廢之前可以維修3次，每公里滅火器總共維修費(fèi)用為12.6萬元，10年后滅火器直接報廢。根據(jù)《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50838—2015)規(guī)定“綜合管廊工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限應(yīng)為100年”，100年使用期間，超細(xì)干粉自動滅火器需要更換10次，在不考慮通貨膨脹的情況下，每公里消防設(shè)施總造價為(10.5+12.6)×10=231(萬元)。
在100年的使用年限內(nèi)，水噴霧消防系統(tǒng)造價低，而超細(xì)干粉自動滅火器方案造價高，主要原因是超細(xì)干粉滅火器需要經(jīng)常外檢維護(hù)，并且報銷期限是10年。
4環(huán)保設(shè)計
水噴霧系統(tǒng)以水作為消防媒介，窒息滅火。水對環(huán)境和人體都沒有危害，屬于環(huán)保材料。超細(xì)干粉滅火劑平均粒徑不大于5 μm，為白色粉末固體，經(jīng)加壓、噴射后以氣溶膠的形態(tài)彌散于保護(hù)空間，滅火效率高。超細(xì)干粉滅火劑平均粒徑跟PM2.5顆粒是一個數(shù)量級，不分解、不吸濕、不結(jié)塊，具有良好的流動性、彌散性和電絕緣性。干粉噴灑于空氣中，能見度低，影響管廊內(nèi)人員逃生。干粉流動性好，不沉淀，容易吸入肺部，市面上常見的口罩或防毒面具不能過濾這種粒徑的顆粒，只能采用特別的顆粒防護(hù)口罩。噴灑于綜合管廊內(nèi)，在現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)下，只能通過鼓風(fēng)機(jī)排到廊外空氣中，即便排到廊外，路上行人也會吸入肺部。從這個角度而言，超細(xì)干粉不環(huán)保。廣東梅州市某綜合管廊有20.2 km，需要8 417具滅火器，需要超細(xì)干粉滅火劑16.834 t，并且管廊附近都是商業(yè)住宅用地，大范圍使用這種超細(xì)干粉滅火劑，人吸入的可能性大。我國近幾年一直開展節(jié)能減排、低碳發(fā)展行動，提倡綠色建筑、綠色市政，要求在設(shè)計階段采用新工藝、新材料來保護(hù)環(huán)境，作為消防媒介的水和超細(xì)干粉，水更環(huán)保，用于綜合管廊示范項目，更能體現(xiàn)綠色市政的設(shè)計理念，符合“節(jié)能減排、低碳發(fā)展”的倡議，真正發(fā)揮“綜合管廊示范工程”的示范效應(yīng)。
5小結(jié)
目前，已建成的綜合管廊較多采用水噴霧滅火系統(tǒng)，也有部分綜合管廊示范項目采用無管網(wǎng)超細(xì)干粉滅火裝置?？陀^分析，超細(xì)干粉滅火裝置有突出優(yōu)點，滅火效率高，對初期火災(zāi)能在3 s內(nèi)滅火，對保護(hù)物無任何損害，其火災(zāi)損失基本為零;超細(xì)干粉滅火劑可以長時間懸浮，并能繞過障礙物，散布到各個角落，以一種全淹沒的方式滅火，無管網(wǎng)布置，設(shè)計、施工簡單。但是，超細(xì)干粉滅火裝置畢竟是一種局部應(yīng)用系統(tǒng)，是局部范圍的權(quán)益之計、無奈之舉，當(dāng)大范圍應(yīng)用時，它的缺點也隨之放大，系統(tǒng)可靠性低、維修量大、造價高、材料不環(huán)保。水噴霧滅火系統(tǒng)可靠性高、造價低、維護(hù)簡單。水噴霧消防也有缺點，例如：消防管占了綜合管廊斷面資源、消防泵揚(yáng)程大以及雨淋閥設(shè)置困難等。筆者參與廣東省梅州市某綜合管廊項目，經(jīng)過方案比選，最終采用水噴霧滅火系統(tǒng)。
來源:給水排水 作者:張云等
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