高压细水雾灭火系统在地铁车站轨行区的应用.doc

高压细水雾灭火系统在地铁车站轨行区的应用
摘要：杭州地铁在地下车站设计中突破以往车站轨行区灭火仅依靠消火栓等传统消防灭火措施，在轨行区屏蔽门外侧设置高压细水雾开式灭火系统。介绍了该工程高压细水雾灭火系统的研究背景、系统选择、系统组成、设计参数和计算公式、系统控制及工作原理。
关键词：高压细水雾地铁组成控制
1、研究背景
地铁工程是城市的基础设施之一，同时也是城市客运交通的大动脉，人员和设备高度密集，环境因素复杂，事故风险大。一旦发生灾害，疏散救援十分困难。从100多年来世界各地地铁事故教训来看，地铁灾害中发生频率最高和造成危害损失最大的是火灾，主要是地铁站台和地铁隧道内燃烧、烟气、有毒物质的扩散所造成的人员伤亡。一旦列车发生火灾，根据国内外通用的火灾模式，只要列车不失去动力，均应开行到车站站台层进行乘客疏散和灭火救援。而站台一般情况下仅设置消火栓和手提式灭火器，很大程度上贻误了最佳灭火救援时机，因此在车站轨行区设置自动灭火系统对于人员疏散、抑制火灾有着非常重要的作用。
2、系统的选择
高压细水雾灭火系统是目前最适宜在轨行区设置的自动灭火系统。车站轨行区是开敞的大空间，无法采用气体灭火系统。传统的自动喷水灭火系统只有水直接喷射到火焰表面或暴露的防护表面才起作用，而高压细水雾灭火系统除了表面冷却作用外，还有气相冷却、隔氧窒息、减弱辐射热、冲击火焰等作用。高压细水雾的这些特点能有效降低列车火灾烟气中有毒气体和物质的浓度，冷却烟气和车厢温度，利于乘客迅速疏散，同时沿站台边缘形成一道细水雾幕墙，阻挡烟气和火灾蔓延，使得站台层公共区对于列车形成一个相对安全的疏散区域。
鉴于上述原因，杭州地铁1号线在轨行区屏蔽门外侧设置了泵组式高压细水雾开式自动灭火系统，在站台层公共区设置便携式高压细水雾喷枪，作为现有消防设施的补充。
3、系统的组成
由高压细水雾泵组（九柱塞立式不锈钢高压柱塞泵）、调节水箱、区域控制阀组、
高压细水雾开式喷头（雾滴直径dv0.99≤200μm），高压不锈钢管等组成。
4、设计方案概述及设计参数
在轨行区的屏蔽门开门处设置k=0.125的微型喷嘴，其他区域设置k=0.042的微型喷嘴，在站台层公共区域设置k=3.5的高压细水雾喷枪。在防护区域外便于操作的地方设置区域控制阀控制对应的防护区域。在站台层设置4套高压细水雾喷雾枪，发生火灾时有两支细水雾喷枪同时向着火点喷射细水雾灭火。
系统累积喷雾时间30min，系统响应时间≤45s。系统最低工作力为10mpa。
设计流量根据轨行区一侧发生火灾时的喷嘴同时喷雾及同时开启两只高压细水雾喷枪所需流量之和确定。∑qi=q喷枪+q喷嘴。
高压系统管网水力计算采用darcy-weisbach(达西-魏斯巴赫)公式:
式中：－磨擦损失，bar；ρ－水的密度，kg/m3；
l－管道长度，m；q－流量，l/min；f－管道摩擦系数，bar/m；d－管道内径，mm；
6、系统工作原理及控制模式
6.1工作原理：
在准工作状况下，细水雾系统从泵组出口至区域阀前的管网内，维持一定压力，当压力低于稳压泵的设定启动压力1mpa时，稳压泵启动，使系统管网维持稳定压力（1-1.2）mpa，稳压泵运行超过10秒钟后压力仍达不到1.2mpa时，主泵启动，稳压泵停止
6.2控制模式：
1、自动控制：
（1）bas系统接到经人工确认的车站轨行区火灾指令后，向高压细水雾灭火系统控制柜输出联动控制信号，控制柜收到此信号后，向对应轨行区的区域阀组输出开启信号，打开区域阀组，系统启动；
（2）高压细水雾灭火系统控制柜向bas系统上传高压细水雾泵组运行、故障状态信号；上传上、下轨行区区域控制阀组的开启信号和压力开关动作信号及每个高压细水雾喷枪启动按钮的动作信号；稳压装置压力报警信号，补水箱的超高、超低报警信号。
2、手动控制：
（1）车站控制室收到轨行区发生火灾的信号后，ibp盘对高压细水雾上行线和下行线区域控制阀组下发启动指令，启动高压细水雾灭火系统；高压细水雾灭火系统向ibp盘返回上、下行线区域控制阀组”运行”状态信息。
（2）ibp盘对高压细水雾泵组下发启动、停止命令，泵组执行相应指令；控制柜向ibp盘返回高压细水雾泵组运行故障状态信息。ibp盘上设置高压细水雾泵组启、停按钮信息，泵组运行故障状态信息。
3、应急启动：当自动控制和手动控制方式失效时可通过区域控制阀的手柄，打开控制阀启动高压细水雾灭火系统。
参考文献：
1黄晓家,姜文源《自动喷水灭火系统设计手册》北京:中国建筑工业出版社,2004.
2.公安部《关于印发《高压细水雾在地铁火灾防治中的应用技术交流会议纪要》的通知》（公消【2008】449号）
3.《细水雾灭火系统设计、施工、验收规范》浙江省工程