二类高层发电机房水喷雾系统设计

二类高层发电机房水喷雾系统设计摘要：介绍了水喷雾灭火系统的组成、灭火特点，结合工程实例阐述了二类高层建筑自备发电机房水喷雾灭火系统的设计。关键字：水喷雾系统一、概述1995年国家颁布了《水喷雾灭火系统设计规范》（GB50219-95）（以下简称雾规），水喷雾技术有了强制性国家标准。水喷雾灭火系统是利用水雾喷头在一定的水压下将水流分解成细小水滴进行灭火或防护冷却的一种固定灭火系统。水雾喷头喷射的雾状水滴直径约为0.3~0.5mm，且是不连续的间断水滴，具有良好的电气绝缘性能，能较好的解决电气设备、闪点较高的可燃液体火灾的扑灭问题，并以其安全可靠、经济实用、灭火效率高、对环境无不良影响等优越性能可部分取代气体灭火系统。过去认为“电气火灾不允许用水扑救”的传统思想得到解放，水喷雾技术越来越被消防工程技术人员接受、应用和推广。《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）也在1997年的修订条文中规定高层建筑内的自备发电机房应设置水喷雾灭火系统。水喷雾灭火系统的组成与雨淋自动喷水灭火系统相似，主要由水源、高压供水设备、供水管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头组成。水雾喷头分为中速水雾喷头和高速水雾喷头，发电机房应采用ZSTWB等离心雾化型高速水雾喷头。水喷雾系统应具有自动控制、手动控制和机械应急控制三种启动方式。自动控制是指水喷雾系统的火灾探测、报警部分与供水设备、雨淋阀组等部件自动联锁操作的控制方式。就自动控制而言，有采用缆式线型定温火灾探测器，有采用闭式喷头加传动管，有采用烟感+温感火灾探测器等三种；因闭式喷头设在保护空间内，当喷头感受热气流闭式喷头破裂喷水，其喷出的不是水雾而是水流，尽管雨淋阀的传动管管径较小，出水量有限，但还是会造成一些不良后果，因此发电机房内的水喷雾灭火系统不宜采用；而缆式定温火灾探测器又较烦琐，故一般采用烟感+温感的做法。二、工程实例下面就某工程发电机房的具体实例，介绍水喷雾灭火系统的设计。某16层的二类高层商住楼的地下室内设有一组300KW的自启动柴油发电机组，发电机组的最大外型尺寸：长×宽×高=3.49m×1.27m×1.90m。1、确定保护对象的设计喷雾强度W等设计参数：自备发电机组一般选用0#柴油，其闪点≥65℃，根据《雾规》第3.1.2条、第3.1.3条、第3.1.4条的规定及《全国民用建筑工程设计技术措施》（给水排水分册）中所述的原则，发电机房的设计参数如下：设计喷雾强度W宜为20L/（min.m2）,持续喷雾时间不宜小于0.5h，水雾喷头的工作压力不应小于0.35Mpa，系统响应时间不应大于45S。2、喷头布置与选型：根据《雾规》第3.1.5条规定，发电机组外型不规则，保护面积按包容机组最大外型尺寸的规则形体的外表面积确定，本工程发电机组的外表面积S发=22.52m2。通常储油间内设储存机组8h所需柴油量的油箱，油箱一般架高1.0m以使柴油靠重力流入发电机组，设计的机组柴油耗量为83L/h，则油箱容量约为0.7m3，故设一个1.0m×1.0m×1.0m油箱。根据《雾规》第3.1.6条规定，储油间的保护面积按储油间的使用面积确定，喷头布置方式可采用平面法布置。其使用面积S储=2.2×2.8=6.16m2。喷头布置应保证水雾的灭火的效率和水雾完全覆盖保护对象的表面、不出现空白点，所以应符合《雾规》第3.2.3条规定：“水雾喷头保护对象之间的距离不得大于水雾喷头的有效射程。”。以及《雾规》第3.2.4条规定：“……。当按矩形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1.4倍水雾喷头的水雾锥底圆半径；当按菱形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1.7倍水雾喷头的水雾锥底圆半径。……。”。并且各保护面上的喷头的间距不应超过3m。⑴、发电机组喷头的布置、选型：①、初定水雾喷头的流量：为便于喷头的使用、维护，机组各面的水雾喷头宜采用相同的型号，且为节约投资，减少喷头数量，宜选用雾化角较大的喷头以保证在相同的水压下作用面积较大，一般可选用雾化角θ为120º的水雾喷头。所以，本工程拟选用ZSTWB-80-120型水雾喷头，此喷头公称工作压力下（0.35MPa）的额定流量q=80L/min，雾化角为120º。②、计算发电机组水雾喷头的最小数量N：

根据《雾规》7.1.2公式：N=,场浓拦式栏中独N----秆-脑保护对象的水撑雾喷头的计算商数量；酸q----上-眉水雾喷头的流庆量测（养L/mi扭n列）；拟选喷头缎流量唯为秃80L/m继in批认暗

S---沃-伞-贼保护对象的保枝护面积部（刘m威2辱）疗；杯S谎发张=22.52盛m巩2裁恶蹄

W---存-已-议保护对象的设榨计喷雾强度浓（偿L/min.栏m舌2醋）苹；芒20L/m赛in.m丈2撤卡竟所以衣，争N笑发其=足≈秩6雁个。内发电机组裙喷头布置采用袄立体布置法，朵根据本工程发哥电机组的实际罩尺寸，在机组敌端面各旬设押1皆个喷头，顶面非和二个侧面各瑞设验2汉个喷头，喷头蜻平面布置见下内图。恢从上图可式见，为了达到丈喷头直接喷射乱按包容机组的狐规则形体的每绪个表面，发电尊机组设晒了象8翁个喷头，比计娱算结果多设采了渴2谎个谅,反保护面积内的指喷雾强度增大骂，可按此方案帜选择和布置喷跑头。颈③正、对喷头与机蓄组的间距进行称计算、确定。零喷头与机克组表面的间距塑不应大于水雾得喷头的有效射诊程（水平、垂慢直），且为使届水雾完全覆盖阻各保护表面，限应满足喷头与全机组表面的最范小间距卸。肆ZSTW码B假型高速水雾喷粗头的有效射程盘与雾化角有关壮，应根据所选补产品厂家的喷龟射曲线图确定会。本工程采垂用誉ZSTWB-狼80-12利0集型水雾喷头，迫其水平有效射莲程钟为堂1.9赴m她，垂直有效射痰程燕为喂3.0筋m既。贪喷头与机组表俭面的最小间距陶可根据机组规盗则形体表面尺洽寸、喷头位置姿（为了简化计封算、节约投资传各喷头的投影问宜位于各表面系的中心或中轴岛线上）、喷头雾雾化角计算出沫当完全覆盖机刑组规则形体表柏面的最小水雾乎锥底圆半剩径午R腹，再根据《雾珠规卖》委3.2.寇4立公式舰：夸R=B×tg缩,荡求得喷头与机叉组规则形体表旱面的最小距箩离杏B闭min谱=R÷tg棉。侮本例中的喊喷头与机组规缩则形体表面的奴最小距离计算若结果如下：叶A端、机组端表面通侧喷头的最小击距累离贤B缠端腾min雀；玩覆盖机组端表浓面的最小水雾扇锥底圆半沸径达R叹端教min沾=凭=1.15m蚊B刷端尸min榆=R÷tg巴=1.15涛÷tg镇=0.67m坏B匪、备纷旱撤机组顶表面侧荒喷头的最小距么离螺B岗顶参min愈；瑞覆盖机组顶表召面的最小水雾示锥底北圆吵R晕顶远min件=乌=1.10m霜B蛛顶晴min您=R÷tg禾=1.10浑÷tg烛=0.64m蝇C功、增居座御机组侧表面侧寇喷头的最小距峡离跪B寒侧城min同；惕覆盖机组侧表朱面的最小水雾贴锥底荡圆谦R渔侧惹min括=树=1.29m连B寇侧驳min飘=R÷tg厨=1.29程÷tg氏=0.75m事根据计算尿的最小间距及象发电机房的维萄修、交通要求娃，并保证灭火鉴效率，本工程令喷头距机僵组表面的间距海采抛用坐1.0伪m廉。胶如果各侧犯的喷头不是位束于各保护面的料中心、中轴线驱，或者采用雾余化角小旷于辉120暖º泪的水雾喷头时浴，喷头与保护贞面的最小距离川增大，喷头与局机组表面的间刘距可根据实际捐计算调整。三⑵名、储油间喷头稳的布置、选型六：冰储油间的策保护面积可按汗建筑的使用面领积确定，喷头网布置方式采用论平面法布置。障其使用面软积保S肝储缓=2.2×2域.8=6.1体6m渠2荷。誓为便于喷于头的使用、维愿修，储油间的市水雾喷头采用垂与发电机组相奇同的型号，烫即稍ZSTWB-董80-12勉0睛型。娃①趁、计算储油间信水雾喷头的最坚小数嚼量脸N巾：遵丑乔根据《雾规睬》件7.1.倦2弊公式尊：骑N=尿,饮吉花式丑中温N----老-宫保护对象的水斥雾喷头的计算晃数量；袖q----虏-煮水雾喷头的流位量漫（堵L/mi或n竞）；所选喷头找流量涨为庭80L/m孕in树就泉

S---闸-汽-皇保护对象的保演护面积倾（愈m橡2顷）勾；舅S旬储肢=6.16m菊2贫氧志

W---谱-晋-忙保护对象的设垦计喷雾强度阅（中L/min.涉m把2动）揪；冤20L/m名in.m雄2材言圈所以棒，丽N刮储距=碧≈张2晚个女②庄、储油间喷头悔布置：冶亲灭油箱顶面距储得油间地面高度功按分2.0盗m岛计，喷头安装卫高度距油箱顶星面的距盏离躲B重箱蝴=0.9变m娃，水雾锥底圆仪半动径烈R外箱获=B对箱其×tg享=0.9×聪tg委=1.55伐m很。喷头距储油时间地成面庸2.9鸦m神，水雾锥底圆框半半径丘R因储投=2.9×t饶g至=5.0策m和。馋储油间仅品需烈2娱个喷头，喷头俭的位置只要使丰喷头距储油箱峡各点的距离不孕大于喷头喷射爹至储油箱顶面陆的水雾锥底圆啊半栗径法R矛箱绒=1.55献m同，且喷头之间刚的距离不大卖于柄1.滑7智倍喷头喷射至抽储油箱顶面的花水雾锥底圆半陆径即可满足水奴雾完全覆盖储喜油箱顶面（喷懂头仅一排，水吉雾喷头之间的伸最大距离按菱溪形布置考虑）悔，考虑储油间失地面通常设有曲集油沟，喷头检的位置还应按毙喷头距储油间朴各点的距离不变大于喷头喷射垦至储油间地面笨的水雾锥底圆暂半滩径缎R身储灶=2.9障m除来校核。为使冻水雾较均匀地蹲覆盖整个储油杆间，喷头距各餐点的间距及喷赵头之间的距离屠不宜相差太大扫。水3灰、水力计算：妥水力计算足按《建筑灭火郊设计手册》中例的方法进行计茅算。由于水喷扔雾系统采用开长式喷头，水力撕计算参照雨淋引系统，按特性唤系数法计算系垮统的实际流量胜、水头损失等五。若采用估算司法则偏差较大甜，可能导致喷宪头喷出的不是外水雾。断⑴恭、水力计算简见图见下图。哪⑵万、水雾喷头的恋流量计虑算斗q俗：、询按《雾规票》戴7.1.窜1桨公式胸：称q=K×惭,闪烦岂分索式忠中神

q---霞-毅-氧水雾喷头的实测际流量惨（绍L/mi牺n呆）；弦赠装

P---婶-穿-汉水雾喷头的实目际工作压力撒（仅MP浓a府）邮；括≥垃0.35MP姐a否脉饼

K---斯-劈-律水雾喷头的流迹量系数；按厂策家样本，本例硬选用的喷头流朽量系暮数佳K=4认3汉，纳⑶戏、系统的计算狠流主量茄Q靠j凶：瑞按《雾规骤》料7.1.具3袖公式妈：矮Q张j竟=剂,洽天臭亩寨式锋中笔

Q青j疤---医-桑系统的计算流剃量我（托L/凡S至）；戴朋待

n---桨-刑-饶系统启动后同睬时喷雾的水雾柿喷头的数量；托魄屯q甘i拖----蛇-发水雾喷头的实搅际流量环（悔L/mi违n虫）瓦；啄追⑷哥、系统的设计阳流恶量句Q忘s亭：就按《雾规论》棋7.1.信5者公式靠：祥Q蒸s描=1.05~柿1.10Q查j亭⑸斜、水力计算结吊果为：系统的疯设计流辫量伍Q限s歉=18L/乔S讽，系统所需工逐作压纪力铁H=0.57运MP诱a巾。（具体计算否过程略）业4加、水喷雾泵选概型：勾如何选择患系统加压泵呢发？通常冤有症2链种方法豆：疫①刺采用独立的消菠防泵，这种方迟法增加了消防牙泵数量，既增匪加投资又增加细泵房的面积，大所以设计中很糟少采用触。通②劲与建筑内的其玻他消防泵共用所（流量和压力役均满足的前提锐下），即与消貌火栓泵共用或毫喷淋泵共用。侍因为建筑物内成同一时间内的伙火灾次数按一伶次考虑，且发朵电机房采用甲胁级防火门、防想火隔墙等与其呜他场所隔开，积故水喷雾泵可污以与喷淋泵共纠用。识三、问题探讨店：止1均、雨淋阀组的斩位置；节《雾规》松第才3.1.性4镜条规定涌：蓝“柄水喷雾灭火系稻统的响应时间至，当用于灭火霞时不应大扯于外45策S示；康……茄”膜。系统响应时清间由信号传输曾时间（即自动桶启动水喷雾泵络时间）和水流投到达时间组成父，信号传输时逮间约奴需丘10抖S宇，因此必须缩违短雨淋阀到最沃不利水雾喷头超的距离，以减针小水流到达时产间。故雨淋阀杆组宜设在发电梢机房附近的雨艳淋阀室里，这飞样既保证响应友时间，又方便英应急操作。蔬2宿、稳压泵、屋失面水箱的问题贸；硬《雾规》倚没有规定必须汪设稳压泵，也率未规定雨淋阀辨前必须充满恒燥定压力的水。淋因为水喷雾系关统管网为开式牲的，喷雾灭火辞时必须启动消仇防泵才能工作雨，雨淋阀前即成使充满恒压水织，光凭稳压泵凯的小流量并不麻能使雨淋阀后吹的管网正常喷曲雾灭火。它与森闭式喷淋的管仁网不同，闭式号喷淋的报警阀衫应接通屋面消脑防水箱的出水尊管，只要报警掠阀打开，在消市防主泵启动送夏水前也可保证买约阀10mi厦n卡的紧急灭火，非仅仅靠稳压泵诊使雨淋阀前的桌管段充满压力五水，并不能代挖替消防主泵来甚实现紧急喷雾毙灭火的功能。蛙但雨淋阀旧的开启需要阀叮瓣前后形成一曲定的压力差，巩此压力应保证晋能克服阀前管狸网和雨淋阀的亡水头损失，故扁雨淋阀前的水撤源应保证的雨执淋阀处的压力晕不小咸于述0.07~0识.10MP设a驱，当水喷雾系踢统与其他消防柿系统共用消防顾泵时，一般能田保证阀前的水敏压要求（因为态消火栓系统和赔均设有屋面消薯防水箱或增压公稳压设备），线此时可以不设消稳压泵；当水啄喷雾系统采用负独立的系统，够又没有与屋面歇水箱接通或没正有与满足不间润断供水的室外辣给水管网接通危时，此时的水末喷雾系统应设准置稳压泵，以歌保证能顺利的侵开启雨淋阀。皂3钓、关于水泵接唱合器的问题；塔《雾规》桃没有规定必须查设置水泵接合子器，虽然发电垮机房水喷雾系事统的火灾延续迅时间苍为侦0.5酷h坐，消防水池中衔也存有火灾延猾续时间内所需稳的消防水量，缘但从安全考虑井，避免消防水械泵发生故障时胸，系统不能发棋挥正常的作用惯，火灾无法及残时扑灭，造成迅火灾蔓延，扩毙大损失；设置跟了