水喷雾系统在民用建筑发电机房应用探讨

水喷雾系统在民用建筑发电机房应用探讨
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民用建筑自备发电机房水喷雾灭火系统的设计。

关键词：水喷雾系统
Abstract: This paper describes the composition of the water spray extinguishing systems, fire-fighting features, combined with engineering examples described civil own generator room water spray extinguishing system design.
Keywords: water spray system
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。

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。

某民用仓储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.㎡）,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=22.52㎡。

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=6.16㎡。

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120度的STWB-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=80 L/min，雾化角为120度
3、水力计算：
水力计算按《建筑灭火设计手册》中的方法进行计算。

由于水喷雾系统采用开式喷头，水力计算参照雨淋系统，按特性系数法计算系统的实际流量、水头损失等。

若采用估算法则偏差较大，可能导致喷头喷出的不是水雾。

⑴、水力计算简图见下图。

⑵、水雾喷头的流量计算q：、
按《雾规》7.1.1公式：q=K× ,
式中q-----水雾喷头的实际流量（L/min）；
P-----水雾喷头的实际工作压力（MPa）；≥0.35MPa
K-----水雾喷头的流量系数；按厂家样本，本例选用的喷头流量系数K=43，
⑶、系统的计算流量Qj：
按《雾规》7.1.3公式：Qj= ,
式中Qj ----系统的计算流量（L/S）；
n-----系统启动后同时喷雾的水雾喷头的数量；qi -----水雾喷头的实际流量（L/min）；
⑷、系统的设计流量Qs：
按《雾规》7.1.5公式：Qs=1.05~1.10 Qj
⑸、水力计算结果为：系统的设计流量Qs =18L/S，系统所需工作压力H=0.57MPa。

（具体计算过程略）
4、水喷雾泵选型：
如何选择系统加压泵呢？通常有2种方法：①采用独立的消防泵，这种方法增加了消防泵数量，既增加投资又增加泵房的面积，所以设计中很少采用。

②与建筑内的其他消防泵共用（流量和压力均满足的前提下），即与消火栓泵共用或喷淋泵共用。

因为建筑物内同一时间内的火灾次数按一次考虑，且发电机房采用甲级防火门、防火隔墙等与其他场所隔开，故水喷雾泵可以与喷淋泵共用。

三、问题探讨：
1、雨淋阀组的位置；
《雾规》第3.1.4条规定：“水喷雾灭火系统的响应时间，当用于灭火时不应大于45S；……”。

系统响应时间由信号传输时间（即自动启动水喷雾泵时间）和水流到达时间组成，信号传输时间约需10S，因此必须缩短雨淋阀到最不利水雾喷头的距离，以减小水流到达时间。

故雨淋阀组宜设在发电机房附近的雨淋阀室里，这样既保证响应时间，又方便应急操作。

2、稳压泵、屋面水箱的问题；
《雾规》没有规定必须设稳压泵，也未规定雨淋阀前必须充满恒定压力的水。

因为水喷雾系统管网为开式的，喷雾灭火时必须启动消防泵才能工作，雨淋阀前即使充满恒压水，光凭稳压泵的小流量并不能使雨淋阀后的管网正常喷雾灭火。

它与闭式喷淋的管网不同，闭式喷淋的报警阀应接通屋面消防水箱的出水管，只要报警阀打开，在消防主泵启动送水前也可保证约10min的紧急灭火，仅仅靠稳压泵使雨淋阀前的管段充满压力水，并不能代替消防主泵来实现紧急喷雾灭火的功能。

但雨淋阀的开启需要阀瓣前后形成一定的压力差，此压力应保证能克服阀前管网和雨淋阀的水头损失，故雨淋阀前的水源应保证的雨淋阀处的压力不小于0.07~0.10MPa，当水喷雾系统与其他消防系统共用消防泵时，一般能保证阀前的水压要求（因为消火栓系统和均设有屋面消防水箱或增压稳压设备），此时可以不设稳压泵；当水喷雾系统采用独立的系统，又没有与屋面水箱接通或没有与满足不间断供水的室外给水管网接通时，此时的水喷雾系统应设置稳压泵，以保证能顺利的开启雨淋阀。

3、关于水泵接合器的问题；
《雾规》没有规定必须设置水泵接合器，虽然发电机房水喷雾系统的火灾延续时间为0.5h，消防水池中也存有火灾延续时间内所需的消防水量，但从安全考虑，避免消防水泵发生故障时，系统不能发挥正常的作用，火灾无法及时扑灭，造成火灾蔓延，扩大损失；设置了水泵接合器后，当发生这种情况时，系统可以使用外水源，通过水泵接合器补水，更大的发挥水喷雾系统的作用，而增加的投资不多。

所以，水喷雾独立系统宜设有水泵接合器，当共用消防泵系统时可利用其他系统的，不必再设。

4、关于是否需要试喷的问题；
《雾规》没有明确要求，而水喷雾系统的施工规范尚未颁布，是否试喷让人无所适从。

但笔者认为水喷雾系统安装完成后宜进行试喷，尤其是与其他消防系统共用消防泵时，在消防泵的流量和压力无法完全吻合的情况下，检测水喷雾系统布置的喷头是否完全包络发电机组和喷头喷出的水雾滴直径能否达到要求而进行试喷很有必要。

施工单位应在施工前制定出周密、详细的试喷方案，根据试喷情况，适当调整喷头的位置和雨淋阀前的总控制阀的开启度，使系统的功能达到设计和规范的要求。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。