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廣東奧林匹克體育場自動噴水滅系統(tǒng)設計及調試論文
1、設計
該工程自動噴水滅火系統(tǒng)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(tǒng)并無區(qū)別。該工程按中危險級設計。其系統(tǒng)是從泵房全自動氣壓給水設備出水管上根據(jù)噴頭布置個數(shù)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(shù)超過了規(guī)范規(guī)定，消防監(jiān)督部門是否認可？第二，如此多的DN150干管繞場敷設，占據(jù)了走廊上空的大部分空間，本專業(yè)其他系統(tǒng)及電氣、空調專業(yè)系統(tǒng)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(tǒng)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(yǎng)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(jù)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(huán)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(tǒng)管網(wǎng)；
�。�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(tǒng)設一套濕式報警閥獨立于主場系統(tǒng)。
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(guī)范規(guī)定控制噴頭數(shù)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：600隔膜式氣壓罐1個，P=1.6Mpa.
主泵及增壓泉的啟停由系統(tǒng)壓力通過壓力表及PLC控制器實現(xiàn)，具體要求是系統(tǒng)停泵壓力為0.9Mpa，當系統(tǒng)壓力降至0.85Mpa時，增壓泵啟動，維持系統(tǒng)壓力，發(fā)生火災時，一個或多個噴頭動作，系統(tǒng)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(tǒng)壓力繼續(xù)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(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)場參與調試，過程如下：
全自動消防氣壓給水設備維持系統(tǒng)壓力0.9Mpa，該數(shù)值在設備顯示屏示出，此時為非消防狀態(tài)，各泵關閉。打開一個末端試驗閥，系統(tǒng)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(xù)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(xiàn)場調試人員再打開一個試驗閥，數(shù)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(jiān)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(jiān)督部門的表揚。
3、討論與思考
1、本工程自噴系統(tǒng)的設計與NEB集團的設計（即基本按規(guī)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(shù)臺，其節(jié)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(yè)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(tǒng)設計規(guī)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(tǒng)設計規(guī)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(tǒng)的每個報警閥控制噴頭數(shù)不宜超過下列規(guī)定：
一、濕式和預作用噴水滅火系統(tǒng)為800個；
二、有排氣裝置的干式噴水滅火系統(tǒng)為500個，無排氣裝置的干式噴水滅火系統(tǒng)為250個。
2001年7月1日開始實施的該規(guī)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(shù)應符合下列規(guī)定：
1、濕式系統(tǒng)、預作用系統(tǒng)不宜超過800只；干式系統(tǒng)不宜超過500只。
……
新規(guī)范對該條文的說明如下：
6.2.3 本條是對原該規(guī)范第5.2.5條的修改。
第一款規(guī)定了一個報警閥組控制的噴頭數(shù)。一是為了保證維修時，系統(tǒng)的關停部分不致過大，二是為了提高系統(tǒng)的可靠性。為了達到上述目的，美國規(guī)定還規(guī)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(shù)。為此，本條仍維持原規(guī)范第5.2.5條規(guī)定。
從規(guī)范條文及說明可以看出，新舊規(guī)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(guī)定報警閥控制噴頭的個數(shù)的出發(fā)點很明確，維修時關閉部分不致過大及提高系統(tǒng)可靠性。
我們曾就此問題多次與業(yè)內資深專家探討，意見也不盡一致。有專家認為，規(guī)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(zhí)行該條文時頗費躊躇，若執(zhí)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(jù)空間大，不僅提高了工程造價，更重要的是占據(jù)空間多，給其他管道的敷設造成了不少麻煩。若不執(zhí)行該條文，則消防監(jiān)督部門視為違規(guī)，盡管規(guī)范用詞為“宜”而不是“應”，一般消防監(jiān)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(guī)范的做法多少有些盲目，可行的作法應該是根據(jù)一幢建筑的功能分區(qū)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(shù)，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(tǒng)可靠度，則各功能區(qū)可并聯(lián)一個報警閥；這樣做，既可保證滅火及報警的有效性，又可節(jié)省大量管材及其占據(jù)的空間和面積。再說，800個噴頭的數(shù)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(guī)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(guī)范條文（剛剛頒布新規(guī)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(jù)建筑的功能分共及維修方便設置報警閥，在單一功能分區(qū)面積較大時宜設置備用報警閥。
3、在調試過程中，發(fā)現(xiàn)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(guī)》（2001版）第7.4.8.1規(guī)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(tǒng)壓力難以降至主泵開啟壓力，故出現(xiàn)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(tǒng)出水量，系統(tǒng)壓力降低，主泵啟動，報警閥報警。系統(tǒng)流量較小，出現(xiàn)主泵及報警閥不動作并不影響滅火。但是，因增壓泵在系統(tǒng)中的主要功能是維持正常情況下系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)中報警閥應按建筑功能區(qū)域設置，而不應以噴頭數(shù)目設置，對于較大系統(tǒng)，為保證系統(tǒng)可靠度可設備用報警閥，這樣修改規(guī)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(tǒng)設計。
�。�2）為保證主泵及報警閥盡快動作，在較大系統(tǒng)中應適當縮小增壓泵流量。
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