浅谈超细干粉灭火与热气溶胶灭火系统在综合管廊应用中的优劣对比

浅谈超细干粉灭火与热气溶胶灭火系统在综合管廊应用中的优劣对比

刘勤勤赵荣

中国市政工程西北设计研究院有限公司

摘要：本文以西安市地下综合管廊建设PPP项目常宁新区南北三号路工程为背景，对超细干粉和热气溶胶两种灭火产品进行性能比较，结合其产品特点探讨两种产品在综合管廊自动灭火系统应用中的优劣对比。

关键词：超细干粉；热气溶胶；灭火性能；综合管廊

课题名称：城市地下综合管廊综合技术研究与应用(城市综合管廊规划设计关键技术研究)，课题号：CSCEC-2016-Z-20课题来源：中建股份科技研发课题

1工程概述

常宁新区南北三号路综合管廊施位于南北三号路西侧机动车道及人行道下，综合管廊收纳的管线包括电力、通讯、给水、再生水、污水和雨水，设有综合舱、缆线舱、雨水舱、天然气舱，综合管廊舱室断面为（2.8+2.2+1.5）x2.85+（1.2x1.5），钢筋混凝土结构。依据《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015要求，容纳电力电缆的舱室应设置火灾自动灭火系统，故本工程在缆线舱设置自动灭火系统。管廊消防可使用的灭火系统有：水喷雾灭火系统、细水雾灭火系统、热气溶胶灭火系统、超细干粉灭火系统。国内已建管廊通常使用的有热气溶胶灭火系统和超细干粉灭火系统。本文拟对容纳电力电缆的舱室起火的主要原因做简要分析，对超细干粉和气热气溶胶两种灭火系统进行简要介绍，并对两种产品在管廊应用计算方法、产品差异性等方面进行优劣对比，以便选择更适合管廊的灭火方式，供管廊消防系统的设计、应用参考。

图1综合管廊标准断面图

2管廊内电力电缆起火的主要原因及火灾特点

导线电缆由导体、绝缘层和保护层组成，电缆在常规工作条件下是安全运行的。但当其在过载、短路、局部过热等故障状态及外热作用下就会引起绝缘材料绝缘电阻下降、失去绝缘能力、进而燃烧，引发火灾事故。

2.1外热作用下的起火

在外热作用下，绝缘材料聚氯乙烯在240℃时开始出现明显的化学分解，470℃时就会完全炭化并燃烧，火灾温度一般在800～1000℃。

在火灾现场，火场高温作用于导线电缆，其绝缘层会在极短的时间内发生脆化、炭化，直至燃烧，失去绝缘能力，造成短路，引发次生的电气火灾事故的发生。

2.2过载情况下的起火

当增加用电设备或线路截面设计过小时，在运行中就会出现过热使绝缘击穿，发生短路引发火灾。聚氯乙烯绝缘电缆在过载33%就会达到允许工作温度，过载再大就会使其发热加剧从而引发火灾事故。电缆超负荷运行极易使电缆接头过热击穿，放炮起火。

2.3短路状态下的起火

短路是导线电缆火灾的重要原因，一般是绝缘破损、失效以及违章操作而造成。在短路状态下，电缆在瞬间会引发绝缘材料熔化、燃烧并引燃周围可燃物。

2.4管廊火灾的特点

1.电缆及设备数量大，电缆之间及电缆桥架层之间布置密集，火灾发展迅速。

2.电缆燃烧既有无焰燃烧（阴燃），又有有焰燃烧。若阴燃不及时扑灭，又迅速发展为有焰燃烧，火灾燃烧形式多样复杂。

3.管廊自动灭火系统应用

3.1热气溶胶灭火系统

1.热气溶胶灭火装置充装的灭火剂，灭火效能约为55g/m³，但由于采用药剂燃烧产生烟雾灭火，灭火时间长达20S以上，灭火速度慢。

2.灭火系统单个防护的保护面积受限制。气体灭火系统设计规范规定，采用管网灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于800㎡；采用预制灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于500㎡。综合管廊局部防护区面积往往超过800㎡，气体灭火系统应用于综合管廊狭长而计算面积大的场合，灭火效果较差。

3.2超细干粉灭火系统

超细干粉灭火系统是最近几年发展起来的新型灭火系统。充装于灭火系统的超细干粉灭火剂由于粒径小、表面积大，其灭火基理以化学灭火为主，其灭火效能为目前在用的灭火剂中最高的一种。超细干粉灭火剂目前为两类，一类为磷酸铵盐ABC超细干粉灭火剂，灭火效能为90g/m³-120g/m³，是普通ABC干粉灭火剂的5倍；另一类为HLK聚合材料ABC超细干粉灭火剂，灭火效能为65g/m³，是普通ABC干粉灭火剂的10倍。

3.3超细干粉与热气溶胶灭火系统在管廊应用对比

3.3.1两种灭火系统方案对比

1.超细干粉灭火剂用量计算公式

综合管廊采用无管网贮压悬挂式全淹没灭火系统时，按DB37/T1317-2009第3.3.1条规定，无管网全淹没灭火系统超细干粉灭火剂设计