浅谈城市综合管廊灭火设备选型

谢 晔

（南昌市消防救援支队， 江西 南昌 330038）

0 前言

综合管廊建于城市地下，用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施。它将给水，雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等城市工程管线纳入综合管廊。近日，国务院办公厅印发《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》指出城市地下管线是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。预防城市综合管廊中电力电缆与通信电缆火灾，目前可供选择的自动灭火设备有几种，本文分析这些设施的应用特点，提出了一些观点。

1 综合城市管廊火灾分析。

1)、根据GB50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》规定：

综合管廊舱室火灾危险性分类

2)综合管廊的火灾风险点

由于综合管廊是在地下的一个相对封闭的隧道空间,常期处于无人值守状态.一旦发生火灾事故,一般不会造成人员伤亡,但是烟火会沿着管沟迅速蔓延,不易被发现,火灾危险性较大. ①<综合管廊的消防灭火系统比较与分析>中国科技期刊数据库 工业C 卢相玮

在综合城市管廊各种舱室的管线中，自身发生火灾的可能性最大的就是电力电缆舱室与通信线缆舱室，可燃物主要是电缆、光缆和管线,②<综合管廊消防设计探讨 程洁群><武警学院学报>2014年第8期(总第220期)电缆主要构成是导体、绝缘层和保护包皮三部分,我国采用较多的是聚氯乙烯电缆橡胶电缆等.由于线路短路、接触不良、线路过载，发生火灾的可能性最大，且这种火灾属于E类火灾（电气火灾）.由于管廊内电线电缆层叠加集中布置,如果上层电缆着火,聚氯乙烯、橡胶等材料的高温熔物滴落,会很快将火焰蔓延到下层电缆、光缆和管线;下层电缆一旦着火,热烟气和热辐射也会很快影响到上层线路.综合管廊内火灾如若不及时控制和扑灭,会对当地的生活和经济产生不利的影响. ②(综合管廊消防设计探讨 程洁群)<武警学院学报>2014年第8期(总第220期)

2 适用的各种灭火系统性能对比

针对电力电缆舱室与通信线缆舱室类火灾特点，根据国内类似工程实例和相关资料，适合采用的自动灭火系统有：水喷雾灭火系统、细水雾灭火系统、热气溶胶灭火装置、七氟丙烷灭火系统、悬挂式干粉灭火装置。

根据上述灭火系统各自的特点和运用经验进行阐述其优缺点及其适用性。

2.1 水喷雾灭火系统

水喷雾系统通过改变水的物理状态，通过水雾喷头使水从连续的洒水状态转变成不连续的细小水雾滴，而喷射出来。具有较高的电绝缘性能和良好的灭火性能。

水喷雾的灭火机理主要是表面冷却、窒息、乳化和稀释作用。这四种作用在水喷雾喷射到燃烧物质表面时通常是以几种作用同时发生，并实现灭火。适用于三类火灾，A类火（固体火灾）B类火（液体火灾）E类火（电气火灾）.

水喷雾灭火系统由水源、供水设备、雨淋报警阀组、过滤器、水雾喷头、供水管道等主要部件组成；根据《水喷雾灭火系统技术规范》GB50219-2014的要求，城市综合管廊内的电力电缆火灾设计喷雾强度13L/Min.m2，持续供给时间为0.4h，喷头的工作压力不小于0.35MPa.保护面积为外表面面积。

采用水喷雾灭火系统时，需在管廊工程中设置消防水泵房以及相关的消防管道、部分电器设备以及自动化控制系统。该系统的优点是可实时监控和有效的降低火场的温度。其缺点是在管廊内设置消防干管和每个防火分区的支管，管道需要做水压试验和气压试验及吹扫，降低了管廊的使用率，对喷头的设计和安装要求比较高，增加了施工难度和施工成本，喷出的水雾会降低电缆的绝缘性能。

2.2 细水雾灭火系统

根据 GB50898-2013《细水雾灭火系统技术规范》规定，水在最小设计工作压力下，经喷头喷出并在喷头轴线下方1.0m处的平面上形成的直径DV0.50小于200μm，DV0.99小于400μm的水雾滴。

细水雾的灭火机理主要是表面冷却、窒息、辐射热阻隔和浸湿作用，除此之外，细水雾还具有乳化等作用。细水雾灭火系统适用于扑救以下火灾：可燃固体火灾（A类）可燃液体火灾（B类）电气火灾（E类）

细水雾灭火系统主要由供水装置、过滤装置、控制阀、细水雾喷头等组件和供水管件组成；根据两个舱室特点应采用全淹没开式系统。

该系统的优点是节能环保，降低了用水量，具有良好的电绝缘性及烟雾消除作用。其缺点是在综合管廊中的管道多，需要做水压试验和气压试验及管道吹扫，并且需要供水装置，对喷头的设计和安装要求比较高，施工成本及难点大；细水雾喷头容易堵塞，不便于检修；系统从火灾自动报警系统发出指令起至系统最不利点喷头喷出细水雾有时间差，影响灭火效率，喷出的水雾会降低电缆的绝缘性能。

2.3 热气溶胶灭火装置

热气溶胶灭火剂的固体化学混合药剂，一般由氧化剂、还原剂及添加剂组成。通过燃烧反应产生灭火物质，反应产物中既有固体又有气体，气体分散固体微粒形成气溶胶。

热气溶胶灭火装置使用环境温度为-20℃～+55 ℃ ，相对湿度为≦95%+3%。气溶胶灭火系统为全淹没全方位灭火系统，适用于扑灭相对封闭空间发生的初起B类及E类（电气、电缆火灾）。

其装置的优点是：(1)、灭火速度快，灭火效率高，全方位全淹没式灭火。(2)、无管网、阀门、钢瓶，安装使用方便，造价低廉。(3)、无毒无害，不破坏臭氧层，ODP值为0，不产生温室效应，GWP值接近于0。(4)、气溶胶灭火剂具有气体扩散性，喷射后，很快扩散至空气中，无残留物，无痕迹，不对保护物造成二次伤害。

该系统的缺点有：(1).根据GB50370-2005的规定，采用预制灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于500㎡，且体积不宜大于1600m³。(2).灭火装置之间的连接方式是采用串联接线方法，因为每台装置启动电阻不统一，在启动时，电阻小的灭火装置先启动，导致断路，其他的灭火装置不能正常启动。(3).灭火装置在喷射时，喷口前喷出的气溶胶有一定的温度，会对电线电缆造成破坏。

2.4 七氟丙烷灭火系统

七氟丙烷灭火系统分成七氟丙烷灭火设备，柜式七氟丙烷气体灭火设备，悬挂式七氟丙烷气体灭火装置.

七氟丙烷灭火设备需要钢瓶间,铺设管道，施工困难；柜式七氟丙烷气体灭火装置其单个体积大，且是落地式，在管廊类运输安装困难，装置的布置，需占据一定量的空间，施工也比较困难。悬挂式七氟丙烷气体灭火装置体积小，安装方便。综上所述，悬挂式七氟丙烷气体灭火装置最适合综合管廊使用。

悬挂式七氟丙烷气体灭火装置的工作环境温度0℃～ 50 ℃.能扑电气火灾、液体火灾和可熔固体火灾、固体表面火灾。当发生火灾时，环境温度达到68℃时，装置直接感温自启动进行灭火。

其优点是：(1)、安装方便，施工成本低。(2)、灭火剂洁净气体灭火剂，它无色、无味、不导电、不污染被保护对象。(3)、喷射后无残留。a

其缺点是：(1).灭火剂成本高。(2).七氟丙烷遇热时会分解产物是HF，对人体有害，与空气中的水蒸气结合形成氢氟酸，会对电缆造成损害。(3).灭火装置没有联动功能，不能对灭火装置进行巡检和同时启动。

2.5 悬挂式干粉灭火装置

悬挂式干粉灭火装置分成非贮压式与储压式.

非贮压悬挂式干粉灭火装置由筒体、ABC超细干粉、驱动器、密封膜片组成；由于是非贮压，启动有延时；有电启动和热启动，且是串联接线；驱动器里含有火工品，存在一定的危险性。

贮压式悬挂式干粉灭火装置由筒体、ABC超细干粉、感温玻璃球组件，压力表，电引发器，信号反馈装置组成；工作温度环境是-10℃～50℃.其优点有：伺服状态是带压力，启动没有延时；灭火剂无毒无害，对人体皮肤无刺激，不会对保护物腐蚀；适用于封闭的空间全淹没灭火，也适用于局部保护应用高效率扑灭火灾；具有两种启动方式：电启动，感温启动；整个系统具有对压力与启动线路的巡检功能；采用挂钩式安装，安装方便快捷，节约施工时间及成本；后期维护也方便。

综上比较，贮压式比非贮压更适合城市综合管廊。

ABC超细干粉灭火剂无毒无污染不破坏大气臭氧层对保护物无腐蚀对人体皮肤和呼吸道无刺激、喷发后容易清理且不会造成二次伤害。能迅速扑灭A、B、C类火灾和E类带电电气火灾.

灭火装置的缺点有：装置释放后，有干粉残留，不影响电力电缆舱室的使用，且易清除。

综上所述，具体比较见下表：

灭火装置水喷雾灭火系统细水雾灭火系统热气溶胶胶灭火装置悬挂七氟丙烷灭火装置悬挂式干粉灭火装置设备房/钢瓶间有 有 无 有 无灭火剂 水 水 气溶胶 七氟丙烷 ABC超细干粉适用灭火方式A、B、E类火A、B、E类火B、E类火 A、B、E类火A、B、C、E类火灭火方式全淹没 全淹没 全淹没 全淹没 全淹没+局部灭火存贮方式常压 常压 常压 带压 带压（低压）残留 残留 残留 少许残留 无残留 残留（易清除）是否侵害人无毒 无毒 无毒 低毒 无毒体积 大 大 小 小 小管网 有 有 无 无 无安装难易难 难 易 易 易火工品 无 无 有 无 无

6、结速语:根据综合管廊的火灾类型及火灾特点,综合考虑上述各种自动灭火系统的适用范围、贮压方式、经济成本、喷射后清理难易等对比，尽可能减少火灾引起的危害损失及火灾产生的社会影响。

在电力电缆与通信电缆舱室应设置自动灭火设备，贮压式悬挂式干粉灭火装置更适合作为城市综合管廊中电力电缆与通信电缆舱室的自动灭火系统中的灭火设备.