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廣東奧林匹克體育場自動噴水滅系統設計及調試

09-03 12:46:35  瀏覽次數:458次  欄目:給水排水
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  1、設計

  該工程自動噴水滅火系統作了簡要介紹,限于篇幅,設計思想的形成及過程未有詳細說明,為就教于同行,其設計過程敘述如次。

  美國NEB設計集團是該工程設計總承包方,負責該工程的初步設計,在初步設計實施過程中,美方消防設計方面的技術人員很少實質性介入,從NEB拿出的方案看,當屬國內技術人員的作品,和一般國內的自動噴水滅火系統并無區別。該工程按中危險級設計。其系統是從泵房全自動氣壓給水設備出水管上根據噴頭布置個數設置了13個溫式報警閥,報警閥均設在泵房內,閥后13條DN150干管沿走廊繞場而行。

  初步設計審查時,我們認為,該方案不太可行。第一,若按一個濕式報警閥控制800個噴頭算,13個報警閥可接10400個噴頭,而實際布置的噴頭有17000多個,這樣每個報警閥控制的噴頭數超過了規范規定,消防監督部門是否認可?第二,如此多的DN150干管繞場敷設,占據了走廊上空的大部分空間,本專業其他系統及電氣、空調專業系統的管道如何敷設?按該方案實施確有困難。

  在做施工圖之前,我們參觀了上海八萬人體育場,該場自動噴火滅火系統設置的噴頭略少于廣東場,僅設兩個濕式報警閥,筆者與上海場設計人張養真高工(上海民用院)進行了詳細探討,認為上海場的作法是可行的。嗣后,又參觀了美國亞特蘭大96年奧運會主場,該場也無過多的自動噴水干管,筆者當即拍攝了一級照片。

  根據上述國內外兩體育場經驗,我院提出了全場設置兩個報警閥,其出水干管環狀連接的方案報廣東省消防總隊建審處審批。

  省消防總隊防火部及建審處對此工程極為重視,由時任防火部副部長的嚴錫泉高工掛帥,建審處正、副處長盧小平、張小宏同志組織建審處全體人員對該方案進行討論,繼而又派肖裔平工程師和我院設計組江帆、韋桂湘江工程師同赴上海參觀考察。最終,建審處對我院方案給出兩條修改意見:

 。1)兩路濕式報警閥各設備用閥1套,以便濕式報警閥檢修時無需關閉系統管網;

 。2)賓館(該場內設一座174套標準客房的賓館)的自動噴水系統設一套濕式報警閥獨立于主場系統。

  這樣,兩級報警閥(不包括備用閥)控制的噴頭達16000個左右,是規范規定控制噴頭數的10倍。設計的全自動消防氣壓給水設備配置如下:立式多級泵3臺(2用1備),Q=13.89l/s,H=80m,N=2.2KW;增壓泵2臺(1用1備),Q=0.83l/s,H=90m,N=2.2KW:Φ600隔膜式氣壓罐1個,P=1.6Mpa.

  主泵及增壓泉的啟停由系統壓力通過壓力表及PLC控制器實現,具體要求是系統停泵壓力為0.9Mpa,當系統壓力降至0.85Mpa時,增壓泵啟動,維持系統壓力,發生火災時,一個或多個噴頭動作,系統壓力下降到增壓泵設定值(0.85Mpa)時,增壓泵啟動,隨著用水量的增加,系統壓力繼續下降至主泵壓力設定值(0.75Mpa)時,主泵啟動供水,增壓泵關閉,系統報警。

  2、調試

  圖紙交付后,盡管我們認為在理論上沒有什么問題,但還需工程實踐證實。

  該系統施工完畢后,施工單位進行了調試,在驗收在前一天,施工單位來電話說,消防主泵不啟動,報警閥不報警,讓設計院派員解決,我們即趕赴現場參與調試,過程如下:

  全自動消防氣壓給水設備維持系統壓力0.9Mpa,該數值在設備顯示屏示出,此時為非消防狀態,各泵關閉。打開一個末端試驗閥,系統壓力逐漸降低,降至0.85Mpa,增壓泵啟動,啟動信號在顯示屏上示出。此過程持續下去,增壓泵一直運轉,壓力維持在0.80-0.85Mpa之間,正如施工單位電話中說的那樣,主泵不啟動,報警閥不報警。

  我們當即要求現場調試人員再打開一個試驗閥,數秒之后,顯示屏壓力降到0.75Mpa,主泵啟動,報警閥報警,至此,調試工作結束,一切如設計預想。

  第二天,省、市消防監督部門驗收時,重復上述調試過程,并在消防中心對增壓泵及主泵進行強制啟閉,一切正常,順利通過驗收。在驗收會議上,受到消防監督部門的表揚。

  3、討論與思考

  1、本工程自噴系統的設計與NEB集團的設計(即基本按規范)相比,減少了將近20條DN150的供水干管,少安裝DN150濕式報警閥10數臺,其節約投資200余萬元,由于減少了干管敷設,對整個工程的各專業管線敷設提供了有利的條件,由于該工程的設計與施工滿足了滅火要求,因而為《自動噴水滅火系統設計規范》的修改提供了一個值得借鑒的工程實例。

  《自動噴水滅火系統設計規范》(GBJ84-85)第5.2.5條內容如下:

  第5.2.5條 采用閉式噴頭的自動噴水滅火系統的每個報警閥控制噴頭數不宜超過下列規定:

  一、濕式和預作用噴水滅火系統為800個;

  二、有排氣裝置的干式噴水滅火系統為500個,無排氣裝置的干式噴水滅火系統為250個。

  2001年7月1日開始實施的該規范(GB50084-2001)對此條文進行了修訂,內容如下:

  一個報警閥控制的噴頭數應符合下列規定:

  1、濕式系統、預作用系統不宜超過800只;干式系統不宜超過500只。

  ……

  新規范對該條文的說明如下:

  6.2.3 本條是對原該規范第5.2.5條的修改。

  第一款規定了一個報警閥組控制的噴頭數。一是為了保證維修時,系統的關停部分不致過大,二是為了提高系統的可靠性。為了達到上述目的,美國規定還規定了建筑物中同一層面內一個報警閥組控制的最大噴頭數。為此,本條仍維持原規范第5.2.5條規定。

  從規范條文及說明可以看出,新舊規定對該條文改動不大。除條目、敘述有所變化外,基本內容沒變。規定報警閥控制噴頭的個數的出發點很明確,維修時關閉部分不致過大及提高系統可靠性。

  我們曾就此問題多次與業內資深專家探討,意見也不盡一致。有專家認為,規定一個報警閥控制800個噴頭,沒什么道理,當談到上海及廣東體育場的實例時,也有專家認為,這只是特例,不宜推而廣之。

  筆者做過一些大面積、大體量、超高層建筑的給排水設計。在執行該條文時頗費躊躇,若執行該條文,則噴淋干管很多,對于超高層建筑來說,從泵房到管井之間的管道敷設很多,管井占的面積很大;對大面積建筑而言,橫干管很多,占據空間大,不僅提高了工程造價,更重要的是占據空間多,給其他管道的敷設造成了不少麻煩。若不執行該條文,則消防監督部門視為違規,盡管規范用詞為“宜”而不是“應”,一般消防監督部門從嚴掌握,報警閥控制800個噴頭以上是難以過關的。該條文確對實際工程有不利影響。

  我們認為,僅為了不致維修時關停部分過大而參照美國規范的做法多少有些盲目,可行的作法應該是根據一幢建筑的功能分區設置報警閥。比如,對于一座有地下室、裙樓及標準客房的酒店,應分設控制地下室、裙樓及客戶三個部門噴頭的報警閥,而不管這三個部分的噴頭數,這樣做在實際工程中技術上也是可行的,滅火也是有效的。若要提高系統可靠度,則各功能區可并聯一個報警閥;這樣做,既可保證滅火及報警的有效性,又可節省大量管材及其占據的空間和面積。再說,800個噴頭的數量概念看似清晰,其實模糊,700個行不行?900個行不行?為什么偏偏是800個?就上海場、廣東場和亞特蘭大場而言,一個報警閥控制幾千個噴頭不也運行正常嗎?多個特便加在一起不就成了通用嗎?目前,我國有建的超高層、大面積、大體量的民用建筑很多,該規范條文確實給工程帶來了不利的影響,解決的辦法有:

 。1)修改規范條文(剛剛頒布新規范再修改時間上不允許,可以在下次修改時再論性條文。建議該條文相關部分修改如下:

  6.2.3 宜根據建筑的功能分共及維修方便設置報警閥,在單一功能分區面積較大時宜設置備用報警閥。

  3、在調試過程中,發現增壓泵流量稍大于設計選型,設計增壓泵流量為0.83l/s,實際安裝為3.2m3/h,折合0.89l/s,接近《高規》(2001版)第7.4.8.1規定的不大于1l/s流量值。當一個末端試水閥開啟時,因沿程及局部水頭損失等原因,其流量有可能小于1l/s,此時,增壓泵供水量與一個試水閥出水量大致相等,系統壓力難以降至主泵開啟壓力,故出現主泵不啟動,報警的情況,再打開一個試驗閥,加大用量,此時增壓泵供水量小于系統出水量,系統壓力降低,主泵啟動,報警閥報警。系統流量較小,出現主泵及報警閥不動作并不影響滅火。但是,因增壓泵在系統中的主要功能是維持正常情況下系統壓力,火災時應使主泵及報警閥忙動作,為達此目的,在較大系統中,增壓泵流量應再小一些,比如小于0.5l/s,這樣,增壓泵工作的時間較短,主泵及報警閥將能及時動作。

  4、結語

 。1)通過工程實例說明自動噴水滅火系統中報警閥應按建筑功能區域設置,而不應以噴頭數目設置,對于較大系統,為保證系統可靠度可設備用報警閥,這樣修改規范6.2.3條將有利于超高層、大面積、大體量的自動噴水系統設計。

 。2)為保證主泵及報警閥盡快動作,在較大系統中應適當縮小增壓泵流量。

  王峰 肖裔平

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