关于城市综合管廊的消防设计浅析
摘　要： 城市综合管廊内一般存在着电信电缆、电力电缆等可燃物，平时无人值守，当发生火灾时，如不及时报警和灭火，会造成很大的经济损失和社会影响。本文浅析了综合管廊的消防设计要点及要求，并分析了几种固定灭火系统的优缺点，便于设计选择。
　　随着城市化进程的不断加速，在交通运输繁忙或工程管线设施较多的机动车道、城市主干道以及配合兴建地下铁道、立体交叉等工程地段，由于受断面空间的限制，工程管线宜采用综合管廊进行敷设。早在19世纪，法国、英国、德国就开始兴建综合管沟，到20世纪美国、西班牙、俄罗斯、日本、匈牙利等国也兴建综合管廊，我国于1958年首先在北京敷设了综合管廊。综合管廊内宜敷设电信电缆管线、电力电缆管线、给水管线、热力管线、污雨水排水管线等。各工种管线组合在一起，容易发生干扰事故，特别是电力电缆管线，容易发生火灾。综合管廊的消防系统如何设计，目前没有专门的规范条文加以说明，需设计人员在设计过程中根据具体情况进行把握。
一、 防火分区的划分
　　电力线缆起火的原因主要有相间短路、对地短路、接触不良和线路过载等，火由起火点向其他区域蔓延是通过可燃物的直接延烧、热传导、热辐射和热对流等方式扩大蔓延的。对电缆可能着火导致严重事故的回路、易受外部影响波及火灾的电缆密集管廊，需设定防火阻隔，防火分隔的设置主要按管廊的重要性、火灾概率及特点和经济合理等因素确定。
　　防火分隔包括设置防火门、防火墙、耐火隔板与封闭式耐火槽盒。防火门、防火墙主要用于管廊分隔处和通道出入口，耐火隔板用于电缆层中的电缆分隔。
防火分隔的间距根据电缆的密度和重要程度确定，在城市管廊内，一般采用100米和200米两种。
    二、消防设施的设计
　　在电缆进出线集中的管廊，为把火灾事故限制在最小范围，尽量减小事故损失，需加设监控报警和固定自动灭火装置。电缆管廊在每一阻火分隔区内，宜设置温度过高和火情检测器，在管廊内发生异常情况时，应能及时把信息发至值班室。由温度过高监测器发出的信号应自动启动进、排风机，由火情监测器发出的信号应能自动关闭进、排分机和进排风孔。
　　固定自动灭火装置针对综合管廊内可燃物主要是电缆的特点，根据国内外类似的工程实例和相关资料，可以采用的灭火方式主要为水喷雾灭火系统、气体灭火系统和高压细水雾灭火系统。
1、 水喷雾灭火系统
　　水喷雾系统是一种利用水雾喷头在一定水压下将水流分解成细小水雾滴进行灭火或防护冷却的一种固定式灭火系统，灭火机理为通过对燃烧表面进行冷却、窒息、乳化和稀释，能够很好的扑救固体火灾、液体火灾和电气火灾。
　　根据《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219-95的要求，综合管廊内的电缆火灾设计喷雾强度为13L/min.m2，持续喷雾时间为0.4h，水雾喷头的工作压力不小于0.35MPa，保护面积为外表面面积，而对于分层电缆，其保护面积应按整体包容的最小规则形体的外表面面积确定。
　　通过对多个工程的设计计算，水喷雾喷头系统的设计流量较大，一般市政给水管道无法直接供水，且供水干管过大，在综合管廊狭小的空间内施工难度很大，系统启动后大量的消防排水，会使管廊内的排水压力过大，容易造成次生灾害。
2、 气体灭火系统
　　气体灭火系统是指平时灭火剂以液体、液化气体或气体状态存贮于压力容器内，灭火时以气体（包括蒸汽、气雾）状态喷射作为灭火介质的灭火系统。并能在防护区空间内形成各方向均一的气体浓度，而且至少能保持该灭火浓度达到规范规定的浸渍时间，实现扑灭该防护区的空间、立体火灾。适合扑灭固体、液体和电气火灾。
　　目前常用的气体灭火系统主要有七氟丙烷灭火系统、IG541混合气体灭火系统。七氟丙烷遇热时分解产物主要产物为HF,对人体有害，与空气中的水蒸气结合形成氢氟酸，会对电缆和管廊里的其他管线造成损害。采用IG541气体灭火系统，由于单个系统保护半径的限制，一般综合管廊需采用多个系统，而且综合管廊顶部的检修口无法自行关闭，需采取措施进行处理。整个系统造价较高，同时考虑到灭火剂到期需进行更换，后期维护费用过高，故不建议采用。
3、细水雾灭火系统
　　细水雾是在细水雾喷头最小设计工作压力下，雾滴直径DV0.5小于200чm、DV0.99小于400чm的水雾。细水雾技术是一种灭火效率高，又对环境无污染的灭火技术。细水雾灭火机理为物理灭火，主要表现是表面冷却、窒息、冲击乳化和稀释。细水雾灭火系统可用于固体、液体和电力火灾。细水雾由于雾滴粒径小，相同体积的水，细水雾的表面积大大增加，吸收火焰的热量快，同时小粒径的雾滴遇火焰高温后迅速气化，也吸收大量热量，所以细水雾能使火焰的温度迅速降低。雾滴在气化过程中，体积可膨胀1700倍以上，形成大量的水蒸气包围和覆盖在火焰周围，使保护区的氧浓度大为降低，因此细水雾具有很强的气化降温作用和隔氧窒息作用，达到迅速灭火的目的。
　　细水雾灭火系统主要有水源、供水装置、区域选择阀、压力开关、开式喷头、火灾报警控制器、火灾探测器及管网组成。控制方式主要有自动控制、电气手动控制、应急手动控制三种控制方式。
　　依据《细水雾灭火系统设计施工及验收规程》DGJ32/J10-2005的要求，细水雾灭火系统的基本设计参数应根据细水雾特性、保护场所的火灾危险性和保护场所的环境条件来确定。针对综合管廊内的电力电缆，设计喷雾强度为1.3L/min.m2，持续喷雾时间为20 min。喷头的流量q=K10P。
　　通过多个工程设计计算，系统的用水量相对合适，工程投资费用较低，后期运行维护较低，适合应用于综合管廊内的固定灭火系统。