本文來源中國給水排水公眾號，編者按：目前國內(nèi)綜合管廊設(shè)置的自動滅火方式有水噴霧、細水霧、超細干粉、氣溶膠等多種方式，但各種方式都有其限制條件和優(yōu)缺點，綜合管廊內(nèi)的自動滅火方式的選擇是行業(yè)內(nèi)爭議較大的問題之一。作者列舉了目前國內(nèi)綜合管廊工程自動滅火系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況，結(jié)合深圳前海合作區(qū)綜合管廊的實際情況，通過對比分析，建議全域采用高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)，在后期運營、使用性能及造價費用等方面更具有優(yōu)勢。

作者簡介：朱安邦（1987年生人），男，湖南郴州人，碩士，深圳市城市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司工程師，主要從事市政工程規(guī)劃與設(shè)計研究。

　　深圳市前海深港現(xiàn)代服務(wù)業(yè)合作區(qū)（以下簡稱前海）成立于2010年，為“高標準，高要求”打造現(xiàn)代化國際濱海城市中心，規(guī)劃采用綜合管廊敷設(shè)市政管線。綜合管廊內(nèi)消防方式的選擇是影響未來綜合管廊運營管理的重要因素之一。

1、綜合管廊內(nèi)消防設(shè)置

1.1綜合管廊內(nèi)火災(zāi)分析

　　綜合管廊屬于構(gòu)筑物，含有燃氣、電力、通信、熱力、污水等管線的火災(zāi)種類如表1所示。

　　根據(jù)各類管線的火災(zāi)危險性，綜合管廊內(nèi)的消防重點應(yīng)關(guān)注天然氣管道艙室和設(shè)置有電力電纜的艙室。

1.2綜合管廊內(nèi)針對電力電纜的消防措施

　　目前，國內(nèi)還未針對綜合管廊內(nèi)的消防系統(tǒng)設(shè)置出臺專門的技術(shù)規(guī)范，對于綜合管廊內(nèi)容納電力電纜、通信電纜、給水管線等的情況下，要不要設(shè)置消防系統(tǒng)，設(shè)置何種消防系統(tǒng)，國內(nèi)存在不同的意見。但是，綜合管廊內(nèi)可能引起火災(zāi)的主要原因是電力電纜，因此針對電力電纜布置相應(yīng)的消防措施具有共識。綜合管廊內(nèi)電力管線的相間短路、對地短路、接觸不良、線路過載等因素都容易引起電力電纜發(fā)生火災(zāi)。綜合管廊中，電纜起火的溫度可超過800°C，如果沒有及時關(guān)閉電源，火災(zāi)必將危及相鄰的線路。綜合管廊內(nèi)由于電纜火災(zāi)不易察覺，且救援困難。電力電纜一旦發(fā)生火災(zāi)，消防人員無法進入管廊進行滅火救援，因此需要采用自動滅火系統(tǒng)。

　　根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》、《城市電力電纜線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定》、《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范，電力電纜在綜合管廊內(nèi)應(yīng)采用阻燃電纜。額定電壓等級為110kV及以上的電力電纜宜設(shè)置電纜接頭集中區(qū)。并且設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和自動滅火裝置。

　　為了更好的保護綜合管廊，在容納電力電纜的艙室按照距離不超過200m設(shè)置不燃性墻體進行防火分隔。

1.3綜合管廊內(nèi)針對天然氣管道的消防措施

　　綜合管廊內(nèi)燃氣艙中，主要是采用監(jiān)控為主的一套設(shè)備，包括設(shè)置可燃氣體探測報警系統(tǒng)，采用防爆電氣設(shè)備等措施來預(yù)防綜合管廊燃氣艙的火災(zāi)風險。

　　在含天然氣管道艙室，同樣按照不超過200m設(shè)置一道防火隔墻。另外天然氣管道艙室內(nèi)的電氣設(shè)備要按照防爆要求進行設(shè)置。而且艙室內(nèi)的電氣線路不設(shè)置接頭。為了應(yīng)對火災(zāi)時逃生，在綜合管廊各艙室還應(yīng)設(shè)置逃生口。逃生口的設(shè)置要按照國家規(guī)范的要求進行設(shè)置。

2、綜合管廊內(nèi)常用滅火系統(tǒng)比較

2.1常見自動滅火系統(tǒng)比較

　　近年來，自動滅火系統(tǒng)類的相關(guān)規(guī)范是重要的發(fā)展類型，我國不斷完善消防規(guī)范，為自動滅火系統(tǒng)的選擇應(yīng)用提供了技術(shù)法規(guī)依據(jù)。目前，根據(jù)相關(guān)規(guī)范及工程案例，國內(nèi)綜合管廊內(nèi)密閉環(huán)境的電氣火災(zāi)采用的自動滅火系統(tǒng)有、細水霧滅火、超細干粉滅火、氣溶膠、二氧化碳氣體滅火等多種方式。

　　二氧化碳氣體滅火對火災(zāi)是有效的，但由于二氧化碳的冷卻作用較小?；痣m然能撲滅，但難于在短時間內(nèi)使火場的環(huán)境溫度（包括其中設(shè)置物的溫度）降至燃氣的燃點以下。如果氣源不能關(guān)閉，則氣體會繼續(xù)逸出，當逸出量在空間里達到或高過燃燒下限濃度，則有發(fā)生燃燒或爆炸的危險，故一般不采用氣體滅火方式。

　　故僅對高壓細水霧、S型氣溶膠以及超細干粉等幾種滅火方式，在具體的工程應(yīng)用中的優(yōu)缺點進行比較和判斷。一方面，要從各種自動滅火系統(tǒng)的滅火原理，保護方式、響應(yīng)時間、噴射時間等方面進行對比。另一方面，針對綜合管廊的特點，自動消防滅火系統(tǒng)還應(yīng)考慮系統(tǒng)復(fù)雜性、安裝空間、殘留物等進行綜合比較。最后，還應(yīng)從各類自動滅火系統(tǒng)的設(shè)計施工和驗收規(guī)范等技術(shù)健全性進行考慮。綜合管廊中選擇各種滅火系統(tǒng)需要從滅火原理和性能，環(huán)境安全、系統(tǒng)經(jīng)濟性、應(yīng)用場所條件等指標進行綜合考察。針對高壓細水霧、S型氣溶膠、超細干粉三類自動滅火系統(tǒng)選擇影響因素如表2所示。

2.2綜合管廊消防設(shè)計經(jīng)驗借鑒

　　綜合管廊內(nèi)常用的滅火系統(tǒng)主要為高壓細水霧、水噴霧、超細干粉和S型氣溶膠3種滅火系統(tǒng)。在國內(nèi)工程中的應(yīng)用如表3所示。

　　高壓細水霧滅火系統(tǒng)其主要優(yōu)勢主要體現(xiàn)在更好的電絕緣性、更具經(jīng)濟性、更具滅火效率。而且相比于水噴霧滅火系統(tǒng)，高壓細水霧滅火系統(tǒng)不會產(chǎn)生大量的排水，這一特點在綜合管廊內(nèi)具有相當大的優(yōu)勢。目前，在綜合管廊中，高壓細水霧滅火系統(tǒng)具有取代水噴霧滅火系統(tǒng)的趨勢。

　　氣溶膠滅火系統(tǒng)作為哈龍?zhí)娲a(chǎn)品，因其具有優(yōu)秀的滅火性能和環(huán)保性能，近年得到了快速發(fā)展。綜合管廊建設(shè)初期，電力電纜艙室設(shè)置的自動滅火裝置多采用S型氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)。

　　但隨著哈龍?zhí)娲镩_發(fā)研究的不斷深入，一種新型的冷氣溶膠滅火劑-超細干粉滅火劑受到越來越多的關(guān)注。目前S型氣溶膠自動滅火裝置逐漸被超細干粉所替代。主要原因氣溶膠滅火裝置容易出現(xiàn)“誤噴問題”及啟動可靠性不穩(wěn)定等問題，且S型氣溶膠裝置尚未取得國家3C認證。最近幾年新建的綜合管廊內(nèi)普遍采用超細干粉滅火系統(tǒng)。

3、前海綜合管廊自動滅火方案比選

3.1概況

　　前海已建成綜合管廊3.2km；正在建設(shè)的綜合管廊0.8km。至遠期規(guī)劃（至2030年）建設(shè)干、支線綜合管廊長度為15.3公里。其中干線綜合管廊10.5公里；支線綜合管廊4.8公里，如圖1所示。

　　在前海的綜合管廊中，容納電力電纜的艙室包括綜合艙（納入10kV電力電纜+通信電纜+給水管道等）和高壓電力艙（納入110kV和220kV電力電纜）。最大綜合艙凈空尺寸為：4.9m×3.2m；最大電力艙凈空尺寸為：2.6m×3.2m，艙室布置如圖2所示。

　　為統(tǒng)籌考慮前海區(qū)域綜合管廊消防系統(tǒng)布置，具體的消防設(shè)計需要在具體工程中進行，為比選出各類消防系統(tǒng)方案，以最大綜合艙及最大電力艙為研究對象，重點對高壓細水霧自動消防系統(tǒng)和超細干粉自動消防系統(tǒng)方案在前海綜合管廊內(nèi)的應(yīng)用進行比選。

3.2超細干粉自動滅火系統(tǒng)方案

　?。?）產(chǎn)品選型

　　超細干粉滅火裝置主要有5kg、8kg、10kg等規(guī)格，目前應(yīng)用較廣的是8kg的規(guī)格。

　?。?）費用測算

　　在以上設(shè)計參數(shù)下，以1公里典型斷面的綜合管廊進行該系統(tǒng)造價估算。在典型斷面綜合艙和高壓電力艙共需要安裝超細干粉滅火裝置數(shù)量如表4所示。

　　按照相關(guān)材料費用估算，前海區(qū)域內(nèi)每公里綜合管廊內(nèi)設(shè)置超細干粉滅火裝置數(shù)量約為225套，裝置費用約144.2萬元/公里。

　　按照全生命周期計算，考慮超細干粉自動滅火系統(tǒng)需要每5年更換一次。綜合管廊100年使用壽命期內(nèi)需要更換20次。貼現(xiàn)率按照國家開發(fā)銀行最低基準利率4.85%進行計算；

　　在全生命周期下，每公里測算綜合管廊安裝超細干粉自動滅火系統(tǒng)費用約677.9萬元。

3.3高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)方案

　?。?）高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)組成

　　綜合管廊內(nèi)高壓細水霧一般采用開式系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高壓泵組、開式細水霧噴頭、分區(qū)控制閥（開式）、系統(tǒng)過濾裝置、水箱（消防水池）、供水管網(wǎng)及火警報警裝置構(gòu)成。

　　（2）部分設(shè)計參數(shù)

　　1）參考依據(jù)《細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50898-2013；

　　2）系統(tǒng)持續(xù)噴霧時間30min；

　　3）開式系統(tǒng)的響應(yīng)時間≤30s；

　　4）最不利點噴頭工作壓力≥10MPa；

　　5）高壓泵組泵體材料為不銹鋼而且工作壓力≥14MPa；

　　6）消防泵房服務(wù)半徑2km；

　?。?）高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)費用組成

　　在以上設(shè)計參數(shù)下，以1公里典型斷面的綜合管廊進行該系統(tǒng)造價估算。

　　1）消防泵房組成：高壓細水霧泵組（含單泵、穩(wěn)壓泵、增壓泵等）、閥門、水箱等；

　　2）高壓細水霧系統(tǒng)材料：高壓細水霧開式區(qū)域閥組、高壓細水霧開式噴頭、閥門、高壓不銹鋼管等；綜合管廊內(nèi)設(shè)置高壓細水霧滅火系統(tǒng)材料每公里費用為380萬元，每公里綜合管廊部分為380萬元。

　　3）泵房土建及泵房占地；

　　按照相關(guān)材料費用估算，高壓細水霧系統(tǒng)中，每個消防泵組材料費用估算為80萬元，可以滿足單向2公里長度綜合管廊的消防壓力要求。

　　前海共規(guī)劃建設(shè)15.3km綜合管廊，需要獨立設(shè)置3座消防泵房供綜合管廊使用，每座獨立占地100m2，預(yù)計設(shè)置8個方向的泵組，可采用地下式設(shè)計或地上式設(shè)計兩種方式。消防泵房布局如圖3所示。

　　4）泵房后期運營電費

　　泵房后期運營需要供電運行穩(wěn)壓泵，每座泵組穩(wěn)壓泵，其功率0.55kW。同時需要定時運行補水泵，其功率為7.5kW。（該部分用電費用在本文中不計算。）

　?。?）費用測算（現(xiàn)金流量貼現(xiàn)值法）

　　高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)使用壽命可以達到30~60年，按50年計算。全生命周期下，采用高壓細水霧系統(tǒng)，綜合管廊100年使用壽命期內(nèi)需要更新2次。

　　每公里材料費為380萬元，每50年更新一次，按貼現(xiàn)率4.85%，則全生命周期內(nèi)，貼現(xiàn)值為：418.9萬元；

　　3個消防泵房設(shè)備材料費貼現(xiàn)值為：705.6萬元；則該部分每公里綜合管廊均攤費用為46.1萬元/公里。

　　3個消防泵房土建費用為一次性投資（按占地面積100m2估算）：地下式4000元/m2，地上式1500元/m2。則3個消防泵房一次性投資為：120萬元（地下式），45萬元（地上式）；

　　綜上，每公里測算綜合管廊采用高壓細水霧系統(tǒng)造價貼現(xiàn)值為：585萬元（地下式）或510萬元（地上式）。

3.4方案比選

　　從設(shè)計施工便利性比較，超細干粉滅火系統(tǒng)設(shè)計簡單，由于其本身即是一個成品，無需多余設(shè)計，故較為簡單。而高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)涉及泵房、水箱、泵站、噴淋系統(tǒng)等，施工設(shè)計復(fù)雜。

　　從性能方面比較，高壓細水霧消防系統(tǒng)和超細干粉滅火系統(tǒng)在性能上各有優(yōu)缺點，都能達到綜合管廊內(nèi)滅火要求，且都符合現(xiàn)有國家規(guī)范的要求。但是，根據(jù)實際運行的經(jīng)驗，高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)更具有可靠性，且響應(yīng)時間較超細干粉滅火系統(tǒng)快，可以在火災(zāi)發(fā)生時最大程度減少損失。

　　從運營管理上比較，超細干粉滅火系統(tǒng)需要每隔3~5年更換一次。未來隨著人工成本的增加，更換超細干粉滅火系統(tǒng)期間需要耗費大量人力，更換超細干粉的人工費用將會較大。而高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)較為穩(wěn)定，一次性安裝后可以使用30~50年，可以節(jié)省大量的人力物力。且高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能，便于集中統(tǒng)一管理。故在后期運營管理中，高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)更具有優(yōu)勢。

　　從造價費用上比較，高壓細水霧滅火系統(tǒng)單次造價成本較超細干粉消防系統(tǒng)高，但如果統(tǒng)籌考慮整個區(qū)域，在綜合管廊全生命周期內(nèi)進行計算，則高壓細水霧滅火系統(tǒng)在經(jīng)濟性上好于超細干粉滅火消防系統(tǒng)（未計算獨立占地所產(chǎn)生的的成本以及電費）。

　　綜合以上分析，從設(shè)計施工、使用性能、后期運營管理以及造價費用等方面考慮，高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)更具有優(yōu)勢，因此建議在前海區(qū)域內(nèi)綜合管廊采用高壓細水霧滅火系統(tǒng)，并統(tǒng)籌考慮前海全域綜合管廊消防泵房設(shè)置位置。

【本文詳細內(nèi)容參見2018年9月即將出版的《中國給水排水》第18期 《深圳前海合作區(qū)綜合管廊自動滅火系統(tǒng)比選》，作者：朱安邦1，劉應(yīng)明1，汪葉萍2 單位：1.深圳市城市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司2.中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院深圳分院】

該文標準引用格式：
朱安邦，劉應(yīng)明，汪葉萍. 深圳前海合作區(qū)綜合管廊自動滅火系統(tǒng)比選[J]. 中國給水排水，2018,34（18）：42-47.
Zhu Anbang,Liu Yingming,Wang Yeping. Comparisonof automatic fire extinguishing systems in utility tunnel in Shenzhen Qianhaicooperation area[J]. China Water & Wastewater, 2018,34（18）：42-47 (in Chinese).

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