细水雾灭火系统在电子信息机房中的应用

2016-11-10吴常军安徽省建筑设计研究院有限责任公司安徽合肥230001

安徽建筑 2016年4期

吴常军　（安徽省建筑设计研究院有限责任公司，安徽　合肥　230001）

细水雾灭火系统在电子信息机房中的应用

吴常军（安徽省建筑设计研究院有限责任公司，安徽合肥230001）

细水雾灭火系统以水为灭火介质，采用特殊喷头在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。文章阐述了细水雾灭火机理及系统控制原理，并结合工程实例，讨论了工程设计中细水雾喷头布置原则、各设计参数取值、系统水力计算等内容。

细水雾；细水雾喷头；喷雾强度；持续喷雾时间

0　前　言

细水雾灭火系统以水为灭火介质，采用特殊喷头在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、哈龙灭火系统的替代系统之一。在细水雾灭火系统的研究与应用方面，欧美起步较早，系统广泛应用于船舶、舰艇、变电站、电信设备、图书馆、档案馆、银行、实验室等场所。我国于20世纪90年代末开始进行细水雾灭火系统的研发和试验工作，并被列为国家“九五”科技攻关项目。在洁净气体灭火系统替代场所和对避免水渍损失要求较高的场所，有较好的应用前景，并且对扑灭在有限封闭空间内较大规模的可燃液体火灾有较好的效果。

1　细水雾灭火机理

细水雾灭火系统是以水为介质，采用特殊喷头在特定的工作压力下喷洒细水雾进行灭火、抑火和控火的一种固定式灭火装置。

细水雾的灭火机理：

①冷却。细水雾雾滴直径很小，比表面积大，受热后易于汽化，在气液相态变化过程中从燃烧物质表面吸收大量的热量，使火场温度骤降，达到灭火的目的。

②窒息。细水雾喷入火场后，雾滴在受热后汽化形成原体积1700倍的水蒸气，迅速地排斥火场的空气，在燃烧物质周围形成一道屏障阻隔新鲜空气的进入，让火场氧的浓度降低到不能燃烧的程度，火焰被窒息熄灭，达到灭火的目的。

③阻隔辐射热。细水雾喷入火场后，细水雾及其形成的水蒸气迅速将燃烧物火焰和烟雾笼罩，有效地阻隔火焰的辐射热，抑制辐射热引燃周围其它物品，达到防止火焰蔓延的目的。

细水雾灭火系统与自动喷水灭火系统相比较，具有以下几个方面的特点：

①保护对象主要为火灾危险性大，扑救难度大，对水渍损失要求高的设施或设备；

②扩展了水系统灭火的范围，使得水可以扑救固体、液体、气体、电气等场所的火灾；

③减少了消防水的用量，提高了灭火效率和水的利用率。

2　细水雾灭火系统工作原理

细水雾灭火系统由供水装置、过滤装置、控制阀、细水雾喷头等组件和供水管道组成，能自动和人工启动并喷放细水雾进行灭火或控火的固定灭火系统。细水雾灭火系统按细水雾喷头形式分为开式系统和闭式系统，闭式系统又分为湿式系统和预作用系统。细水雾开式系统供水系统原理图见图1，本文以开式系统为例简述其工作原理。

细水雾开式系统在准工作状态时，控制阀组后管道不充水，控制阀组前管道充水并由稳压泵维持压力，火灾发生后，由火灾报警联动系统开启区域控制阀，系统管道的压力下降，稳压泵启动，当稳压泵运行10s后，压力仍达不到设定的1.2MPa时，主泵启动同时稳压泵停止运行，主泵向系统供水，通过细水雾喷头喷放细水雾灭火。

图1　细水雾开式系统示意图

3　设计参数确定

本文以电子信息机房为例进行讨论。

3.1喷头布置

电子信息机房宜选择全淹没应用方式的开式系统。喷头布置应保证细水雾喷放均匀并完全覆盖保护区域，喷头最大布置间距为3m，喷头与墙壁的距离不应大于喷头最大布置间距的1/2，喷头与其他遮挡物的距离应保证遮挡物不影响喷头正常喷放细水雾，当无法避免时，应采取补偿措施。

3.2设计参数

喷头喷雾强度主机房不低于0.7L/min·m2，吊顶和地板夹层不低于0.3L/min·m2；喷头工作压力不应小于10MPa；系统的设计持续喷雾时间不应小于30min。

3.3防护区划分原则

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，泵组系统不宜超过3000m3，瓶组系统不宜超过260m3。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，系统的设计参数应根据其中容积最大分区的参数确定。

4　系统水力计算

4.1系统的设计供水压力计算

式中：P为系统的设计供水压力（MPa）；P1为最不利点处喷头与储水箱最低水位的高程差（MPa）；P2为最不利点处喷头的工作压力（MPa）；P3为管道的水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损失（MPa）。

4.2喷头的设计流量计算

式中：q为喷头的设计流量（L/min）；K为喷头的流量系数；P为喷头的设计工作压力（MPa）。

4.3系统的设计流量计算

式中：Q为系统的设计流量（L/s）；n为计算喷头数；qi为计算喷头的设计流量（L/min）。

图2　细水雾平面布置图

5　工程实例

某信息处理中心电子信息机房，面积约108m2，层高5m，房间内设有吊顶。机房净高4.2m，主要设置供信息处理系统用的专用计算机，吊顶高度为0.8m，内有风管保温材料及电线电缆。最不利点处喷头与储水箱最低水位的高差为30m。

根据《细水雾灭火系统技术规范》（GB50898-2013）和上述讨论，电子信息机房机房和吊顶采用全淹没应用方式的开式细水雾灭火系统。主机房喷头喷雾强度为0.7L/min·m2，吊顶为0.3L/min·m2；喷头最低工作压力为10MPa；系统的设计持续喷雾时间为于30min。主机房开式喷头流量系数=0.95；吊顶开式喷头流量系数=0.45。细水雾喷头布置见图2。

机房和吊顶防护区间无耐火构件分隔且相邻，系统的设计流量应为计算机房防护区与吊顶防护区内的喷头同时开放时的流量之和。

按本文中公式（1）、（2）、（3）计算，系统的设计流量Q=2.8L/s；设计供水压力P=10.7MPa；细水雾灭火系统储水箱有效容积为5.04m3，实际采用6.0m3。稳压泵流量为9.5L/min，扬程为1.60MPa。

泵组系统应设置独立的水泵，并应设置备用泵。备用泵的工作性能应与最大1台工作泵相同，主、备用泵应具有自动切换功能。细水雾系统应具有自动、手动和机械应急操作3种启动方式。水泵应具有自动巡检功能，当巡检中接到启动指令时，应能立即退出巡检，进入正常运行状态。