本文來(lái)源中國(guó)給水排水公眾號(hào)，編者按：目前國(guó)內(nèi)綜合管廊設(shè)置的自動(dòng)滅火方式有水噴霧、細(xì)水霧、超細(xì)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(diǎn)，綜合管廊內(nèi)的自動(dòng)滅火方式的選擇是行業(yè)內(nèi)爭(zhēng)議較大的問(wèn)題之一。作者列舉了目前國(guó)內(nèi)綜合管廊工程自動(dòng)滅火系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，結(jié)合深圳前海合作區(qū)綜合管廊的實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)比分析，建議全域采用高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)，在后期運(yùn)營(yíng)、使用性能及造價(jià)費(fèi)用等方面更具有優(yōu)勢(shì)。

作者簡(jiǎn)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(jì)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(jì)研究。

　　深圳市前海深港現(xiàn)代服務(wù)業(yè)合作區(qū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)前海）成立于2010年，為“高標(biāo)準(zhǔn)，高要求”打造現(xiàn)代化國(guó)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(lái)綜合管廊運(yùn)營(yíng)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?xì)?、電力、通信、熱力、污水等管線的火災(zāi)種類(lèi)如表1所示。

　　根據(jù)各類(lèi)管線的火災(zāi)危險(xiǎn)性，綜合管廊內(nèi)的消防重點(diǎn)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(duì)電力電纜的消防措施

　　目前，國(guó)內(nèi)還未針對(duì)綜合管廊內(nèi)的消防系統(tǒng)設(shè)置出臺(tái)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)規(guī)范，對(duì)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(guó)內(nèi)存在不同的意見(jiàn)。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(duì)電力電纜布置相應(yīng)的消防措施具有共識(shí)。綜合管廊內(nèi)電力管線的相間短路、對(duì)地短路、接觸不良、線路過(guò)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(guò)800°C，如果沒(méi)有及時(shí)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(jué)，且救援困難。電力電纜一旦發(fā)生火災(zāi)，消防人員無(wú)法進(jìn)入管廊進(jìn)行滅火救援，因此需要采用自動(dòng)滅火系統(tǒng)。

　　根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》、《城市電力電纜線路設(shè)計(jì)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(jí)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(dòng)滅火裝置。

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

1.3綜合管廊內(nèi)針對(duì)天然氣管道的消防措施

　　綜合管廊內(nèi)燃?xì)馀撝?，主要是采用監(jiān)控為主的一套設(shè)備，包括設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，采用防爆電氣設(shè)備等措施來(lái)預(yù)防綜合管廊燃?xì)馀摰幕馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

　　在含天然氣管道艙室，同樣按照不超過(guò)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(jìn)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(duì)火災(zāi)時(shí)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(guó)家規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)置。

2、綜合管廊內(nèi)常用滅火系統(tǒng)比較

2.1常見(jiàn)自動(dòng)滅火系統(tǒng)比較

　　近年來(lái)，自動(dòng)滅火系統(tǒng)類(lèi)的相關(guān)規(guī)范是重要的發(fā)展類(lèi)型，我國(guó)不斷完善消防規(guī)范，為自動(dòng)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(guó)內(nèi)綜合管廊內(nèi)密閉環(huán)境的電氣火災(zāi)采用的自動(dòng)滅火系統(tǒng)有、細(xì)水霧滅火、超細(xì)干粉滅火、氣溶膠、二氧化碳?xì)怏w滅火等多種方式。

　　二氧化碳?xì)怏w滅火對(duì)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(shí)間內(nèi)使火場(chǎng)的環(huán)境溫度（包括其中設(shè)置物的溫度）降至燃?xì)獾娜键c(diǎn)以下。如果氣源不能關(guān)閉，則氣體會(huì)繼續(xù)逸出，當(dāng)逸出量在空間里達(dá)到或高過(guò)燃燒下限濃度，則有發(fā)生燃燒或爆炸的危險(xiǎn)，故一般不采用氣體滅火方式。

　　故僅對(duì)高壓細(xì)水霧、S型氣溶膠以及超細(xì)干粉等幾種滅火方式，在具體的工程應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較和判斷。一方面，要從各種自動(dòng)滅火系統(tǒng)的滅火原理，保護(hù)方式、響應(yīng)時(shí)間、噴射時(shí)間等方面進(jìn)行對(duì)比。另一方面，針對(duì)綜合管廊的特點(diǎn)，自動(dòng)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(jìn)行綜合比較。最后，還應(yīng)從各類(lèi)自動(dòng)滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工和驗(yàn)收規(guī)范等技術(shù)健全性進(jìn)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(jì)性、應(yīng)用場(chǎng)所條件等指標(biāo)進(jìn)行綜合考察。針對(duì)高壓細(xì)水霧、S型氣溶膠、超細(xì)干粉三類(lèi)自動(dòng)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(jì)經(jīng)驗(yàn)借鑒

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

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

　　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(dòng)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_(kāi)發(fā)研究的不斷深入，一種新型的冷氣溶膠滅火劑-超細(xì)干粉滅火劑受到越來(lái)越多的關(guān)注。目前S型氣溶膠自動(dòng)滅火裝置逐漸被超細(xì)干粉所替代。主要原因氣溶膠滅火裝置容易出現(xiàn)“誤噴問(wèn)題”及啟動(dòng)可靠性不穩(wěn)定等問(wèn)題，且S型氣溶膠裝置尚未取得國(guó)家3C認(rèn)證。最近幾年新建的綜合管廊內(nèi)普遍采用超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)。

3、前海綜合管廊自動(dòng)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(yuǎn)期規(guī)劃（至2030年）建設(shè)干、支線綜合管廊長(zhǎng)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(jì)需要在具體工程中進(jìn)行，為比選出各類(lèi)消防系統(tǒng)方案，以最大綜合艙及最大電力艙為研究對(duì)象，重點(diǎn)對(duì)高壓細(xì)水霧自動(dòng)消防系統(tǒng)和超細(xì)干粉自動(dòng)消防系統(tǒng)方案在前海綜合管廊內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)行比選。

3.2超細(xì)干粉自動(dòng)滅火系統(tǒng)方案

　　（1）產(chǎn)品選型

　　超細(xì)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(fèi)用測(cè)算

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

　　按照相關(guān)材料費(fèi)用估算，前海區(qū)域內(nèi)每公里綜合管廊內(nèi)設(shè)置超細(xì)干粉滅火裝置數(shù)量約為225套，裝置費(fèi)用約144.2萬(wàn)元/公里。

　　按照全生命周期計(jì)算，考慮超細(xì)干粉自動(dòng)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(guó)家開(kāi)發(fā)銀行最低基準(zhǔn)利率4.85%進(jìn)行計(jì)算；

　　在全生命周期下，每公里測(cè)算綜合管廊安裝超細(xì)干粉自動(dòng)滅火系統(tǒng)費(fèi)用約677.9萬(wàn)元。

3.3高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)方案

　?。?）高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)組成

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

　　（2）部分設(shè)計(jì)參數(shù)

　　1）參考依據(jù)《細(xì)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(shí)間30min；

　　3）開(kāi)式系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間≤30s；

　　4）最不利點(diǎn)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(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)費(fèi)用組成

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

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

　　2）高壓細(xì)水霧系統(tǒng)材料：高壓細(xì)水霧開(kāi)式區(qū)域閥組、高壓細(xì)水霧開(kāi)式噴頭、閥門(mén)、高壓不銹鋼管等；綜合管廊內(nèi)設(shè)置高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)材料每公里費(fèi)用為380萬(wàn)元，每公里綜合管廊部分為380萬(wàn)元。

　　3）泵房土建及泵房占地；

　　按照相關(guān)材料費(fèi)用估算，高壓細(xì)水霧系統(tǒng)中，每個(gè)消防泵組材料費(fèi)用估算為80萬(wàn)元，可以滿足單向2公里長(zhǎng)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(dú)立設(shè)置3座消防泵房供綜合管廊使用，每座獨(dú)立占地100m2，預(yù)計(jì)設(shè)置8個(gè)方向的泵組，可采用地下式設(shè)計(jì)或地上式設(shè)計(jì)兩種方式。消防泵房布局如圖3所示。

　　4）泵房后期運(yùn)營(yíng)電費(fèi)

　　泵房后期運(yùn)營(yíng)需要供電運(yùn)行穩(wěn)壓泵，每座泵組穩(wěn)壓泵，其功率0.55kW。同時(shí)需要定時(shí)運(yùn)行補(bǔ)水泵，其功率為7.5kW。（該部分用電費(fèi)用在本文中不計(jì)算。）

　?。?）費(fèi)用測(cè)算（現(xiàn)金流量貼現(xiàn)值法）

　　高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)使用壽命可以達(dá)到30~60年，按50年計(jì)算。全生命周期下，采用高壓細(xì)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(fèi)為380萬(wàn)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(wàn)元；

　　3個(gè)消防泵房設(shè)備材料費(fèi)貼現(xiàn)值為：705.6萬(wàn)元；則該部分每公里綜合管廊均攤費(fèi)用為46.1萬(wàn)元/公里。

　　3個(gè)消防泵房土建費(fèi)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(gè)消防泵房一次性投資為：120萬(wàn)元（地下式），45萬(wàn)元（地上式）；

　　綜上，每公里測(cè)算綜合管廊采用高壓細(xì)水霧系統(tǒng)造價(jià)貼現(xiàn)值為：585萬(wàn)元（地下式）或510萬(wàn)元（地上式）。

3.4方案比選

　　從設(shè)計(jì)施工便利性比較，超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，由于其本身即是一個(gè)成品，無(wú)需多余設(shè)計(jì)，故較為簡(jiǎn)單。而高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)涉及泵房、水箱、泵站、噴淋系統(tǒng)等，施工設(shè)計(jì)復(fù)雜。

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

　　從運(yùn)營(yíng)管理上比較，超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)需要每隔3~5年更換一次。未來(lái)隨著人工成本的增加，更換超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)期間需要耗費(fèi)大量人力，更換超細(xì)干粉的人工費(fèi)用將會(huì)較大。而高壓細(xì)水霧自動(dòng)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(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，便于集中統(tǒng)一管理。故在后期運(yùn)營(yíng)管理中，高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)更具有優(yōu)勢(shì)。

　　從造價(jià)費(fèi)用上比較，高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)單次造價(jià)成本較超細(xì)干粉消防系統(tǒng)高，但如果統(tǒng)籌考慮整個(gè)區(qū)域，在綜合管廊全生命周期內(nèi)進(jìn)行計(jì)算，則高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)性上好于超細(xì)干粉滅火消防系統(tǒng)（未計(jì)算獨(dú)立占地所產(chǎn)生的的成本以及電費(fèi)）。

　　綜合以上分析，從設(shè)計(jì)施工、使用性能、后期運(yùn)營(yíng)管理以及造價(jià)費(fèi)用等方面考慮，高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)更具有優(yōu)勢(shì)，因此建議在前海區(qū)域內(nèi)綜合管廊采用高壓細(xì)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(xì)內(nèi)容參見(jiàn)2018年9月即將出版的《中國(guó)給水排水》第18期 《深圳前海合作區(qū)綜合管廊自動(dòng)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(jì)研究院有限公司2.中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院深圳分院】

該文標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)滅火系統(tǒng)比選[J]. 中國(guó)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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