省级调度指挥中心机房消防设计

近年来，笔者参与设计了福建省三座不同类型的省级调度指挥中心大楼。在给排水专业的消防设汁中，根据机房的特殊性，始终要将安全、环保、经济的理念贯穿在整个设汁过程中。现三座大楼均己通过消防部门的竣工验收。下面是工程设计中的一些心得体会，与大家探讨。

1调度指挥中心机房特点

所设计的省级调度指挥中心均为一类高层建筑。三座楼层数分别为13层、21层、21层，建筑面积从2万平方米到7万平方米不等。指挥中心机房主要是通信机房与监控室，细化为主机房、合机房、主机监控室、大屏幕间监控室等，防护区集中且个数不多。大屏幕为二层楼高，价格昂贵，设备间平时白天仅4-5人在此工作。24小时有人值守，一旦有重要情况时，做为人员集中办公的指挥中心，此时亦可认为是重要会议室。一般机房体积约为250m3 -450 m3，大屏幕间体积较大，一般为1200m3 - 1900m3，与其他机房体积相差4倍左右。若设气体灭火保护，采用组合分配系统，系统的灭火剂总储存量应为大屏幕间所需的储存量，灭火剂用量将因此大幅度增加:若采用组合分配加局部应用系统，即对各机房采用组合分配系统，对大屏幕进行局部保护，灭火剂用量就较合理。

笔者在设计三座大楼时，应三家业主邀请，先后参观考察了北京、上海、广州等地的相应调度指挥中心，发现早期机房由于电子技术的限制，大屏幕间并不太大.而通信机房较大.二者体积相差不是太大，加之采用1301组合分配系统，灭火剂用量少、价格低，灭火速度快、效果好。药剂贮存压力不太高，一般对大屏幕间进行全淹没灭火系统保护.在当时的条件下设计是合理的，但考察中也发现有的大屏幕间仅设火灾报警，并未设自动气体灭火系统或自动喷水灭火系统。

随着科学技术、经济的发展，对工作环境的要求不断提高，屏幕越来越大，房间亦越来越大，装修更加高档。如何满足当前的条件，就必须思考，合理设计。

2设计依据

根据《高层民用建筑设计防火规范»(GB50045-95)中第7.6.7.5条规定，中央及省级治安、防灾和网、局级及以上的电力等调度指挥中心的通信机房和控制室。应设置气体灭火系统。下有备注:当有备用主机和备用己记录磁、纸介质且设置在不同建筑中，或同一建筑中的不同防火分区内时. 7 .6. 7，1条中指定的房间内可采用预作用自动喷水灭火系统。此条备注明确了备用机房设备可采用水灭火系统。《自动喷水灭火系统设计规范» (GB50084-2001)中第4.2.8条规定，建筑物中保护局部场所的干式系统、预作用系统、雨淋系统、自动喷水一泡沫联用系统，可串联接入同一建筑物内也式系统，并应与其配水干管连接。

3几种灭火系统的特点及在指挥中心使用的利用。

3.1 IG541灭火系统

IG541气体是自然界三种气体的混合物：氮气占52%、氩气占40%、二氧化碳占8%，释放时就是将这几种气体回归大自然，是完全环保的"绿色"气体，是医用的"输气产品"。它对大气中臭氧层无破坏作用，即ODP= 0，全球温室效应潜能值GWP= 0，其灭火机理系物理稀释，将氧气浓度由21%降至12.5%，使燃烧所必须具备的条件之一被破坏，从而防止火灾的发生。它的灭火效率高，元毒性反应的最高浓度为NO­AEL= 43，对人体和设备没有危害，喷放后的排气无强制性要求。但它不适用于图书、档案类火灾的防护，因该类火灾发展为浅度的深位火灾，其保护的典型区域就是像调度指挥中心这种防护区内常年有人、设备精密的场所。

该灭火剂缺点是用量大，且以气态储存，与其他气体灭火系统相比需要更多的储存钢瓶，设备占地面积多，结构荷载增加，投资大，灭火剂储存压力达15l1Pa，对容器的安全性要求较高，因此设计中应尽量 采用组合分配系统，减少气体用量即钢瓶数，合理划分防护区。但难办的是大屏幕间体积大，IG541属气体单相灭火剂，不能作局部喷射使用，无法对屏幕进行局部保护。若全部采用气体保护，总储存量为该组合中各个独立防护区储存量中最大的储存量，钢瓶量将增加3-4倍，大楼内设有大量的高压钢瓶，从安全及经济角度出发，不太理想，业主也不愿过多投资于消防设备。

3.2七氟丙烷灭火系统

七氟丙烷是一种无色无味的气体，属洁净的气态化学灭火剂，因其不含澳和氯元素，故对大气中臭氧层元破坏作用，即ODP = 0，但全球温室效应潜能值GWP高达2050，早几年在中国并不推荐使用。其灭火机理是对火产生物理变化及化学反应，灭火效率高。无毒性反应的最高浓度 NOAEL=9。灭火剂以液态储存，储存压力2.5Mpa，储存容器安全性好，设备占地面积小，但灭火过程中会产生对人体有害的气体，有一氧化碳、氟氢酸以及烟气，喷出的蒸汽灭火剂遇到物体时会产生冷凝现象，遇到潮温空气时短时间内会使能几度降低。喷放后应机械排气。

据笔者了解，厂家在室外做喷放实验后，二三天内周围的树叶全枯萎了，北欧的丹麦、瑞典等国明确规定了不能使用含化学物质的哈龙替代品。此外，灭火系统也为全淹没系统，总储存量为该组合中各个独立防护区储存量中最大的储存量，用于指挥中心机房的灭火，从环保及经济角度来看，其优势并不多，业主也不愿使用这种灭火剂。

3.3高压二氧化碳灭火系统

高压二氧化碳灭火系统技术成熟，己有国家设计及验收规范，灭火剂的价格低廉，ODP= O，GWP < 1，灭火机理系窒息、冷却，灭火效率高，灭火剂以液态储存，储存压力高，为15MPA。该系统有局部应用系统，即对于防护区面积较大，保护对象明确的，扑救不需封闭空间条件的具体保护对象的非深位火灾，可采用该系统，应用到指挥中心，即对大屏幕间的大屏幕部份做局部保护，可大大减少气体用量。但使用二氧化碳对人员不安全，浓度达到20%就会使人产生窒息而死亡，喷放后应机械排气。在考察中，笔者了解到某指挥中心机房早期使用该系统，曾发生事故，人员已昏迷，幸亏及时被发现。二氧化碳灭火剂在制备和喷放过程中都会对环境产生危害。因此，虽然经济，但从安全、环保角度来看，指挥中心是长期有人的场所，不应使用二氧化碳。

3.4 IG541灭火系统+预作用自动喷水灭火系统 综合比较上述几种气体灭火剂，笔者认为绿色环保型灭火剂IG541是最适于指挥中心机房使用的，但要减少它的系统缺点，关键就是要合理地划分防护区，尽量减少灭火剂的用量，减少高压钢瓶数。通过与业主沟通，业主们都认为对主机房、综合机房、主机监控室设置气体灭火系统保护可以接受，但大屏幕间每天24小时有人值守，且中心的人员素质高，训练有素，防火意识强，设有推车式灭火器，一旦有火灾可及时扑灭，不愿为了"会议室"增加投资。进一步沟通，了解到大屏幕监控室与主机监控室实际上是二套相同的控制系统，亦可理解为互为备用的终端系统，因此，在主机房、综合机房、主机监控室采用IG541灭火系统，即可满足规范GB50045-95中第7.6.7.5条的规定。由于各防护区体积约300m³ _ 400m³，相差不大，灭火剂用量经济。对大屏幕监控室火灾危险性进行分析，认为开会时人员集中，火灾荷载大，且大楼内设有集中空调，重点要保护人员生命安全，还要防止火灾蔓延，应设自动灭火系统，按规范要求，在备用机房可采用预作用自动喷水灭火系统。该系统以水作为灭剂，资源丰富、易于获取和贮存，廉价且环保，除扑灭火灾外，还可以冷却周围环境的温度，并稀释火灾烟雾中的有毒气体。该系统适用于怕水渍损失的场所，戒备状态时配水管道不充水，避免了误喷和漏水，灭火时，其喷头但围着着火点依次开放，哪里有火就喷向哪里。为减少投资，从大楼原有的温式系统主干管在本层串联接出预作用报警阀，采用单联锁系统，即只有火灾探测器动作，间组才能开启，在喷头误动作时不会开启供水，适用于严禁误喷的大屏幕控制室。管道平时不充水、也不保持一定的气压，仅维持空管不漏水，末端设快速排气阀，探测系统发出充水指令后，充水时间不大于2分钟，阀组的开启有三种控制方式，即应急手动开启、远距离手动开启、自动开启，因24小时有人值守，考虑大屏幕监控室为贵重设备室，平时可将雨淋阀设于手动状态，着火时，先进行推车灭火剂，若不成功，值守人员再迅速打开雨淋阀，进一步灭火，防止火灾蔓延。此种水、气结合灭火的方案，经济、环保、安全。

4工程实例

省级某调度指挥中心地下两层，地面21层，高度70m，面积7万m2，地下室平时做为车库及设备用房， 战时为人防，上部为指挥中心，机房设备主要设于七层，层高3.3m，大屏幕跨跃七、八两层，层高6.6m，见附图24-1。机房、主机监控室采用 IG541灭火系统保护，大屏幕监控室采用预作用系统(中危I级)，温烟感探头控制，雨淋阀。间靠近指挥中心。设计见附图24 - 1、24- 2。

IG541灭火系统灭火剂用量计算如下:

设计用量;W=2.303KV/ SXlog( 100/100- c)kg储存用量;W=l.02W

其中;K-海拔高度修正系数，取K=l

c-灭火剂设计浓度，取c= 37.5%

v-防护区净体积m³

s-防护区在101Kpa大气压和最低环境温度下的蒸汽比容ml/kg

s:0.649 + O.00237T

T=200℃

储瓶为80L(16.2kg)保护区:

1、主机监控室; V= 350m3， 设计量W=236.74kg，

24-1

气体灭火设计中，本专业是主导专业，应注意提出对各专业的要求。防护区围护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.5 h，允许压强不宜小于1200Pa，吊顶耐火极限不应低于O.25h;防护区用的通风机和通风管道中的防火间在喷放气体前应自动关闭;防护区的门应向疏散方向开启，设置闭门器保证喷放时门能自动关闭，任何情况下均能从防护区内打开，目前进口闭门器能达到此要求，国内好产品尚未发现。此外，还有对火灾报警系统的控制要求等等，在此就不再叙述。

验收时，对主机监控室进行了试喷，笔者就站在监控室内，亲身体验了G541的整个喷放过程，除了强大的气流感觉外，无其他任何不良反应。

5结束语

笔者在写这篇总结时无意中发现，上海市地方标准《民用建筑水灭火系统设计规范》 DBJ08-94 -2001)第10.4.6条规定:市级治安、防灾和网、局级及以上的电力等调度指挥中心的通信机房应设置气体灭火系统，控制室应采用自动喷水灭火系统。规范是在实践中总结出来的理论，说明上海的消防工程人员也己意识到了这点。目前，各指挥中心己投入使用二到三年，用取之于自然界的空气和水作为灭火剂，少量的高压钢瓶，业主们普遍感到工作环境安全、环保。因此，在设计中应根据各个工程的特点，充分了解保护对象，以人为本，灵活合理地应用规范。

多数气体灭火剂早期都是应用于工业设备，逐步引进到民用建筑，并不是民用建筑理想的灭火剂，因此，对附设于民用建筑内的场所，除非必要，应尽量减少使用气体灭火系统，多采用水灭火剂。在此，期盼安全、环保、耗水量低的超细水雾灭火系统尽快研发成功，成为民用建筑场所中常用的哈龙替代产品。

本文刊于"亚洲给水排水"2004年11月12月

参考文献:

l、王烽华，卤代烷替代药剂暨又火系统工程设计手册。中国建筑工业出版社.1999年

2、黄晓家、姜文源。自动喷水又火系统设计手册。中国建筑工业出版社.2002年

3、全国民用建筑工程设计技术措施。建设部工程质量 安全监督与行业发展司，中国建筑标准设计研究院2003年