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廣東奧林匹克體育場(chǎng)自動(dòng)噴水滅系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試論文
1、設(shè)計(jì)
該工程自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)作了簡(jiǎn)要介紹，限于篇幅，設(shè)計(jì)思想的形成及過程未有詳細(xì)說明，為就教于同行，其設(shè)計(jì)過程敘述如次。
美國(guó)NEB設(shè)計(jì)集團(tuán)是該工程設(shè)計(jì)總承包方，負(fù)責(zé)該工程的初步設(shè)計(jì)，在初步設(shè)計(jì)實(shí)施過程中，美方消防設(shè)計(jì)方面的技術(shù)人員很少實(shí)質(zhì)性介入，從NEB拿出的方案看，當(dāng)屬國(guó)內(nèi)技術(shù)人員的作品，和一般國(guó)內(nèi)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)并無區(qū)別。該工程按中危險(xiǎn)級(jí)設(shè)計(jì)。其系統(tǒng)是從泵房全自動(dòng)氣壓給水設(shè)備出水管上根據(jù)噴頭布置個(gè)數(shù)設(shè)置了13個(gè)溫式報(bào)警閥，報(bào)警閥均設(shè)在泵房?jī)?nèi)，閥后13條DN150干管沿走廊繞場(chǎng)而行。
初步設(shè)計(jì)審查時(shí)，我們認(rèn)為，該方案不太可行。第一，若按一個(gè)濕式報(bào)警閥控制800個(gè)噴頭算，13個(gè)報(bào)警閥可接10400個(gè)噴頭，而實(shí)際布置的噴頭有17000多個(gè)，這樣每個(gè)報(bào)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(rèn)可？第二，如此多的DN150干管繞場(chǎng)敷設(shè)，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(diào)專業(yè)系統(tǒng)的管道如何敷設(shè)？按該方案實(shí)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(chǎng)，該場(chǎng)自動(dòng)噴火滅火系統(tǒng)設(shè)置的噴頭略少于廣東場(chǎng)，僅設(shè)兩個(gè)濕式報(bào)警閥，筆者與上海場(chǎng)設(shè)計(jì)人張養(yǎng)真高工（上海民用院）進(jìn)行了詳細(xì)探討，認(rèn)為上海場(chǎng)的作法是可行的。嗣后，又參觀了美國(guó)亞特蘭大96年奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)，該場(chǎng)也無過多的自動(dòng)噴水干管，筆者當(dāng)即拍攝了一級(jí)照片。
根據(jù)上述國(guó)內(nèi)外兩體育場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，我院提出了全場(chǎng)設(shè)置兩個(gè)報(bào)警閥，其出水干管環(huán)狀連接的方案報(bào)廣東省消防總隊(duì)建審處審批。
省消防總隊(duì)防火部及建審處對(duì)此工程極為重視，由時(shí)任防火部副部長(zhǎng)的嚴(yán)錫泉高工掛帥，建審處正、副處長(zhǎng)盧小平、張小宏同志組織建審處全體人員對(duì)該方案進(jìn)行討論，繼而又派肖裔平工程師和我院設(shè)計(jì)組江帆、韋桂湘江工程師同赴上海參觀考察。最終，建審處對(duì)我院方案給出兩條修改意見：
�。�1）兩路濕式報(bào)警閥各設(shè)備用閥1套，以便濕式報(bào)警閥檢修時(shí)無需關(guān)閉系統(tǒng)管網(wǎng)；
�。�2）賓館（該場(chǎng)內(nèi)設(shè)一座174套標(biāo)準(zhǔn)客房的賓館）的自動(dòng)噴水系統(tǒng)設(shè)一套濕式報(bào)警閥獨(dú)立于主場(chǎng)系統(tǒng)。
這樣，兩級(jí)報(bào)警閥（不包括備用閥）控制的噴頭達(dá)16000個(gè)左右，是規(guī)范規(guī)定控制噴頭數(shù)的10倍。設(shè)計(jì)的全自動(dòng)消防氣壓給水設(shè)備配置如下：立式多級(jí)泵3臺(tái)（2用1備），Q=13.89l/s，H=80m，N=2.2KW；增壓泵2臺(tái)（1用1備），Q=0.83l/s，H=90m，N=2.2KW：600隔膜式氣壓罐1個(gè)，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(shí)現(xiàn)，具體要求是系統(tǒng)停泵壓力為0.9Mpa，當(dāng)系統(tǒng)壓力降至0.85Mpa時(shí)，增壓泵啟動(dòng)，維持系統(tǒng)壓力，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，一個(gè)或多個(gè)噴頭動(dòng)作，系統(tǒng)壓力下降到增壓泵設(shè)定值（0.85Mpa）時(shí)，增壓泵啟動(dòng)，隨著用水量的增加，系統(tǒng)壓力繼續(xù)下降至主泵壓力設(shè)定值（0.75Mpa）時(shí)，主泵啟動(dòng)供水，增壓泵關(guān)閉，系統(tǒng)報(bào)警。
2、調(diào)試
圖紙交付后，盡管我們認(rèn)為在理論上沒有什么問題，但還需工程實(shí)踐證實(shí)。
該系統(tǒng)施工完畢后，施工單位進(jìn)行了調(diào)試，在驗(yàn)收在前一天，施工單位來電話說，消防主泵不啟動(dòng)，報(bào)警閥不報(bào)警，讓設(shè)計(jì)院派員解決，我們即趕赴現(xiàn)場(chǎng)參與調(diào)試，過程如下：
全自動(dòng)消防氣壓給水設(shè)備維持系統(tǒng)壓力0.9Mpa，該數(shù)值在設(shè)備顯示屏示出，此時(shí)為非消防狀態(tài)，各泵關(guān)閉。打開一個(gè)末端試驗(yàn)閥，系統(tǒng)壓力逐漸降低，降至0.85Mpa，增壓泵啟動(dòng)，啟動(dòng)信號(hào)在顯示屏上示出。此過程持續(xù)下去，增壓泵一直運(yùn)轉(zhuǎn)，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(dòng)，報(bào)警閥不報(bào)警。
我們當(dāng)即要求現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員再打開一個(gè)試驗(yàn)閥，數(shù)秒之后，顯示屏壓力降到0.75Mpa，主泵啟動(dòng)，報(bào)警閥報(bào)警，至此，調(diào)試工作結(jié)束，一切如設(shè)計(jì)預(yù)想。
第二天，省、市消防監(jiān)督部門驗(yàn)收時(shí)，重復(fù)上述調(diào)試過程，并在消防中心對(duì)增壓泵及主泵進(jìn)行強(qiáng)制啟閉，一切正常，順利通過驗(yàn)收。在驗(yàn)收會(huì)議上，受到消防監(jiān)督部門的表揚(yáng)。
3、討論與思考
1、本工程自噴系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與NEB集團(tuán)的設(shè)計(jì)（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(bào)警閥10數(shù)臺(tái)，其節(jié)約投資200余萬元，由于減少了干管敷設(shè)，對(duì)整個(gè)工程的各專業(yè)管線敷設(shè)提供了有利的條件，由于該工程的設(shè)計(jì)與施工滿足了滅火要求，因而為《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的修改提供了一個(gè)值得借鑒的工程實(shí)例。
《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ84-85）第5.2.5條內(nèi)容如下：
第5.2.5條 采用閉式噴頭的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的每個(gè)報(bào)警閥控制噴頭數(shù)不宜超過下列規(guī)定：
一、濕式和預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)為800個(gè)；
二、有排氣裝置的干式噴水滅火系統(tǒng)為500個(gè)，無排氣裝置的干式噴水滅火系統(tǒng)為250個(gè)。
2001年7月1日開始實(shí)施的該規(guī)范（GB50084-2001）對(duì)此條文進(jìn)行了修訂，內(nèi)容如下：
一個(gè)報(bào)警閥控制的噴頭數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：
1、濕式系統(tǒng)、預(yù)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(duì)該條文的說明如下：
6.2.3 本條是對(duì)原該規(guī)范第5.2.5條的修改。
第一款規(guī)定了一個(gè)報(bào)警閥組控制的噴頭數(shù)。一是為了保證維修時(shí)，系統(tǒng)的關(guān)停部分不致過大，二是為了提高系統(tǒng)的可靠性。為了達(dá)到上述目的，美國(guó)規(guī)定還規(guī)定了建筑物中同一層面內(nèi)一個(gè)報(bào)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(duì)該條文改動(dòng)不大。除條目、敘述有所變化外，基本內(nèi)容沒變。規(guī)定報(bào)警閥控制噴頭的個(gè)數(shù)的出發(fā)點(diǎn)很明確，維修時(shí)關(guān)閉部分不致過大及提高系統(tǒng)可靠性。
我們?cè)痛藛栴}多次與業(yè)內(nèi)資深專家探討，意見也不盡一致。有專家認(rèn)為，規(guī)定一個(gè)報(bào)警閥控制800個(gè)噴頭，沒什么道理，當(dāng)談到上海及廣東體育場(chǎng)的實(shí)例時(shí)，也有專家認(rèn)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(shè)計(jì)。在執(zhí)行該條文時(shí)頗費(fèi)躊躇，若執(zhí)行該條文，則噴淋干管很多，對(duì)于超高層建筑來說，從泵房到管井之間的管道敷設(shè)很多，管井占的面積很大；對(duì)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(jià)，更重要的是占據(jù)空間多，給其他管道的敷設(shè)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(yīng)”，一般消防監(jiān)督部門從嚴(yán)掌握，報(bào)警閥控制800個(gè)噴頭以上是難以過關(guān)的。該條文確對(duì)實(shí)際工程有不利影響。
我們認(rèn)為，僅為了不致維修時(shí)關(guān)停部分過大而參照美國(guó)規(guī)范的做法多少有些盲目，可行的作法應(yīng)該是根據(jù)一幢建筑的功能分區(qū)設(shè)置報(bào)警閥。比如，對(duì)于一座有地下室、裙樓及標(biāo)準(zhǔn)客房的酒店，應(yīng)分設(shè)控制地下室、裙樓及客戶三個(gè)部門噴頭的報(bào)警閥，而不管這三個(gè)部分的噴頭數(shù)，這樣做在實(shí)際工程中技術(shù)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(gè)報(bào)警閥；這樣做，既可保證滅火及報(bào)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(gè)噴頭的數(shù)量概念看似清晰，其實(shí)模糊，700個(gè)行不行？900個(gè)行不行？為什么偏偏是800個(gè)？就上海場(chǎng)、廣東場(chǎng)和亞特蘭大場(chǎng)而言，一個(gè)報(bào)警閥控制幾千個(gè)噴頭不也運(yùn)行正常嗎？多個(gè)特便加在一起不就成了通用嗎？目前，我國(guó)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(shí)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(shí)間上不允許，可以在下次修改時(shí)再論性條文。建議該條文相關(guān)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(shè)置報(bào)警閥，在單一功能分區(qū)面積較大時(shí)宜設(shè)置備用報(bào)警閥。
3、在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)增壓泵流量稍大于設(shè)計(jì)選型，設(shè)計(jì)增壓泵流量為0.83l/s，實(shí)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(dāng)一個(gè)末端試水閥開啟時(shí)，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(shí)，增壓泵供水量與一個(gè)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(dòng)，報(bào)警的情況，再打開一個(gè)試驗(yàn)閥，加大用量，此時(shí)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(dòng)，報(bào)警閥報(bào)警。系統(tǒng)流量較小，出現(xiàn)主泵及報(bào)警閥不動(dòng)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(zāi)時(shí)應(yīng)使主泵及報(bào)警閥忙動(dòng)作，為達(dá)此目的，在較大系統(tǒng)中，增壓泵流量應(yīng)再小一些，比如小于0.5l/s，這樣，增壓泵工作的時(shí)間較短，主泵及報(bào)警閥將能及時(shí)動(dòng)作。
4、結(jié)語
�。�1）通過工程實(shí)例說明自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中報(bào)警閥應(yīng)按建筑功能區(qū)域設(shè)置，而不應(yīng)以噴頭數(shù)目設(shè)置，對(duì)于較大系統(tǒng)，為保證系統(tǒng)可靠度可設(shè)備用報(bào)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(dòng)噴水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
�。�2）為保證主泵及報(bào)警閥盡快動(dòng)作，在較大系統(tǒng)中應(yīng)適當(dāng)縮小增壓泵流量。
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