柴油发电机房自动喷淋灭火系统设计规范

摘要：根据《高层民用建筑布置防火规范》（GB50045—95）1997年的修订条文表明，高层建筑内的发电机房应设置自动喷淋灭火系统，而以往柴油发电机房则采用气体灭火装置。目前水喷雾灭火系统的喷头设计一般采用平面设计和立体布置两种方式。康明斯公司在本文探求了高层建筑内柴油柴发机房水喷雾灭火系统的规划，解述了平面和立体设计法两种规划方案，经比较后推荐采用平面布置法。

水喷雾消防安全系统工作时，水通过专用的喷洒系统后，形成细小水雾形态，对火情进行扑灭和控制，因为形成的水雾非常细小，喷发到火灾现场时，水雾可以迅速汽化，因此可以高效的提升水的灭火效率，增加冷却效果，根据计算操作大约1千克水就可以在火灾现场吸收4504千焦耳的热量。故而，水喷雾消防装置可以通过物理和化学作用高效的控制、扑灭火情，冷却火灾现场。而且，水雾在火灾现场中可以迅速汽化，如果空气中包含35%以上的水蒸气时，可以高效隔离氧气，形成室息效果，阻止燃烧。

（1）如果遇到引发火情的燃烧物是液体，而且不溶于水的状况时，水喷雾消防系统可以对燃烧物起到冲击效果，形成乳化层并有效阻止液体燃烧。

（2）如果应用在引发火情的燃烧物是液体，而且可以溶于水的情形时，水喷雾消防系统可以操作水稀释可燃液体，当可燃液体稀释到一定的程度时，就可以达到阻燃的作用，而且，水雾在蒸发时会吸取热量，减少可燃液体和火情现场的温度，更有效的扑灭火情。

水喷雾灭火系统由雨淋阀组、水源控制阀、试验阀、回流阀、管网、水雾喷头、火灾探测器、供水装备、控制柜等设备和组件构成。水雾喷头是装置的重要组件，用于灭火的水雾喷头压力不应小于0.35MPa用于范虎冷却的压力不应小于0.2MPa。

（1）在以水为灭火剂的自动灭火系统中，水喷雾灭火装置是唯一兼有直接灭火和防护冷却功用的固定灭火系统。

（2）水喷雾灭火（水滴直径不大于1000μm）的效率比自动喷水灭火装置的水滴（水滴直径2000-4000μm）高，耗水量较小。

（3）水喷雾装置是直接向保护对象表面喷射水雾的程序实现其防护目的的，还具有乳化和稀释的作用。

柴油柴发机房火灾定性为液体火灾。发电机组通常选定0号柴油，其闪点≥65℃，经查《水喷雾灭火系统设计规范》（以下简称《喷雾规范》）设计喷雾强度为20L/（minm2）、连续喷雾时间为0.5h。

柴发机房的保护面积按机房实际使用面积来计算（应扣除墙、柱的面积），S发=50.15m2。储油间的保护面积为储油间的实际操作面积，S储=320m2。

储油间设在发电机房内，由于火灾时对发电机组威胁大而占地面积不大，故可与柴油发电机房视为同一保护区，即水雾喷头同时喷雾。

要计算q，首先要确定水雾喷头的型号。为了节约投资应选雾化角较大的喷头以保证其在相同的水压下保护面积较大，一般选定ZSTG10/114型高速喷射器（黄铜材质），该喷射器雾化角较大、流量适中，实用于保护闪点在66℃以上的易燃液体。

喷头的合理布置可使喷雾均匀地完全覆盖保护对象以确保喷雾强度。《喷雾规范》第3.2.3条规定“水雾喷头与保护对象之间的距离不得大于水雾喷头的高效射程，第3.2.4条规定“水雾喷头的平面设计方法可为矩形或菱形。当按矩形设计时，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；当按菱形规划时，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”，故应根据喷头有效射程、水雾锥底圆半径来布置喷头，也就是说水雾要直接喷射到并完全覆盖保护对象。水雾喷头用于灭火时的水平射程宜算到喷头水平喷射曲线型喷头的水平有效射程为1.70m，垂直有效射程为3m。

● 发电机组高度按2m计，喷头装配高度距发电机组1.3m，水雾锥底圆半径R为1.5m；

油箱顶面距地面高度按2m计，喷头安装高度距油箱0.7m，水雾锥底圆半径R=0.94m。喷头距地2.7m，水雾锥底圆半径R=2.3m。储油间为三角形，油箱只可放在fg-h-ij范围内，可按R=0.94m来校核f、g、h、i、j点的水雾覆盖状况。考虑储油间地面通常设有集油沟，还应按R=2.3m来校核c、d、e点水雾覆盖情形。

水力计算按《建筑给水排水规划手册》中的程序进行计算，结果见图2。《喷雾规范》第3.1.3条规定“当用于灭火时水雾喷头的工作压力不应小于0.35MPa”，故较不利喷头的起始压力应按0.35MPa计，计算公式为q=。因为水喷雾系统采用开式喷头，应根据特点系数法计算系统的实际流量、水头损失等，若用估算法则偏差较大，可能会致使喷出的不是水雾。

计算中应随时校核喷头的设计值是否在其正常值的范围内，ZSTG10/114型高速喷射器的正常工作压力

为0.28～0.5MPa，对应的正常流量为1.22～1.63L/s，从图2中可见每个喷头的流量均在此范围内。计算完毕还应校核每个管段流速（见表1）。各管段流速V5m/s，符合《喷雾规范》的规定。

管道规划应尽量考虑喷雾管网的均匀性，配水支管宜在配水管两侧均匀分布，这样既便于计算又利于每个喷头的喷雾流量大小相近，当然也可采用放大配水支管管径的方案使管网均匀，但这样做要增加投资。

保护面积应按保护对象外表面积确定。发电机组较大外形尺寸：长x宽x高=3800mm×1594mm×1963mm，其外表面是不规则的，保护面积应按包容发电机组的较小规则形体的外表面积来计算，S发电机=27.3m2。

一般在储油间内设能储存8h所需柴油量的油箱，油箱通常架高1m以使油靠重力流入发电机组。设计中燃油耗量为94Lh，柴油密度按0.85g/mL计，则油箱容量≈885L，故设1m×1m×1m油箱1个，S储=5m2。

为了达到直接喷射的目的，发电机组周边设了8个喷头，比计算结果多设了1个。储油间若按油箱每个面设喷头，得设5个喷头，这显然不合理。由于油箱高度仅为1m，故仅在油箱顶部及底部各设1个喷头即可达到直接喷射的目的。

根据喷头数量预估管径，进行水力试算，分别计算支管1、2、3至交叉点6的压力，根据计算结果，重新进行水力计算，以达到节点6各支管压力平衡为止（需调整1-6支管、7-6支管管径，减少水损）。

对于多分支、不对称装置，需进行多次水力试算，调节管网布置，以达到节点各支管压力平衡。再以调整后的管网进行较终的水力计算。

由表2可见，平面设计法与传统的立体设计法相比，系统布置流量值、压力值大，喷头数多，故装置更安全。此外其机组布置更灵活，装置不会因为机组挪位或类型改变而受影响，而立体规划法则难于做到。因此，对建筑物内的自备柴油发电机房水喷雾灭火系统的规划推荐采用平面设计步骤。