三、中央展厅自动灭火系统比选
对于中央展厅,设计考虑可以采用的自动灭火系统有自动喷水灭火系统、固定消防炮系统、大空间智能型主动喷水灭火系统、高压细水雾系统和气体灭火系统。
首先排除气体灭火系统。由于中央展厅的整个空间体积接近10000m3(17m×17m×34m),远超现有各种介质的气体灭火系统允许的最大防护区体积。同时中央展厅在运营过程中会有大量的参观人员,即空间使用人数较多,使用人员不固定。并且美术馆展厅的出入口一般不设置大门,无法形成封闭空间。综合以上因素,从适用性和安全性角度分析,中央展厅不适宜采用气体灭火系统。
第二个排除的是高压细水雾系统。中央展厅需要采用全淹没系统保护,和前述气体灭火系统一样,高压细水雾系统的应用也面临保护空间超出系统允许的最大防护区体积的问题。同时考虑到目前高压细水雾系统在中央展厅这样的超常规空间应用缺乏规范依据。
第三个排除的是固定消防水炮系统。国家标准对固定消防水炮的定义是:水、泡沫混合液流量大于16L/s、或干粉喷射率大于7kg/s,以射流形式喷射灭火剂的装置。消防炮因其流量大(16~1333L/s),射程远(50~230m),在石化工业场所应用较为广泛。本项目中央展厅虽然净空高度很大,但平面尺度只有17m×17m,消防炮的流量、射程和压力对于中央展厅而言,都超过了实际需求,容易在灭火过程中对人员和展品造成二次伤害。
大空间智能型主动喷水灭火系统中的自动扫描射水高空水炮灭火装置,单个喷头流量5L/s,单个喷头标准保护半径≤20m。与固定消防水炮相比,其喷水强度更加适合于中央展厅的空间尺度。但自动扫描射水高空水炮灭火装置的安装高度6m≤h≤20m,目前可以选用的具有CCCF认证的产品中,最大射水仰角为+30°,即使在最大安装高度20m 安装,水炮的保护范围也无法涵盖整个中央展厅的空间。
自动喷水灭火系统作为目前使用最普遍的固定自动灭火系统,经过国内外大量的工程实践证明,系统简单,具有极高的安全性和可靠性。为此设计希望尽可能选用自动喷水灭火系统。但面临的问题是中央展厅的净空高度超过了“喷规”规定的民用建筑中采用湿式系统的最大净空高度要求。
按照自动喷水灭火系统的灭火机理分析,直接在展厅顶部吊顶位置安装自动喷水灭火系统,无法对下方距离34m的展厅地面的火灾进行有效控制和扑灭。
自动喷水灭火系统的灭火机理是冷却、窒息和水力冲击。超过喷头规定的使用高度安装,其水力冲击作用被削弱,喷头的控火和灭火能力无法达到设计要求。同时喷头的动作时间也会被延迟,极大减弱整个自动喷水灭火系统的控火和灭火效果。