摘要：文中主要介紹了南寧市城建檔案館給水排水及消防設計的各個系統，重點闡述了高壓細水霧滅火系統的應用。

　　關鍵詞：給水,排水,水景,太陽能熱水,消防系統 ,高壓細水霧,超音速干粉

　　隨著我國經濟水平的不斷提高和社會文化需求的不斷擴大，現代化檔案館的功能不僅局限于傳統的保管和利用，而追求更高的標準，必須滿足“五位一體功能”的需要，即檔案館是黨和國家重要檔案的保管基地和愛國主義教育基地，是依法為公眾提供檔案信息服務的中心，是電子文件中心，同時又是公眾了解政府公開信息、利用已公開現行文件的法定場所。檔案館功能的特殊性和多樣化，對給排水專業提出了更高的要求，如何滿足檔案館建筑的生活、生產給水，確保建筑的消防安全，使設計更舒適、更人性化，是每個工程設計人員需要考慮的問題。

　　1.工程概況

　　南寧市城建檔案館(新館)是以城市為單位建立的，主要為城市規劃、建設、管理提供全方位服務的國家專門檔案館，是南寧市政府督辦的重點工程。檔案館的主要功能為辦公區、庫房區和綜合技術服務區。工程總用地面積17650.61㎡;總建筑面積31984.36㎡(其中地上23892.22㎡，地下8092.14㎡);建筑層數：地上7層，地下1層;建筑高度：27.900米，本工程屬一類高層公共建筑。

　　2.生活給水系統

　　本工程用水水源(含消防用水及部分綠化用水等)由市政給水管網供應,從市政管網分別接出兩根De160的給水管，經總水表及倒流防止器后在建筑周圍連接呈環狀供水管網。給水分區按照市政給水管網供水壓力和檔案館使用功能進行劃分，豎向分為兩個區，地下一層至地上一層為低區，由市政給水管網(用水高峰期市政壓力為0.18MPa)直接供給;二層至七層為高區，由地下生活泵房內的生活水箱、矢量變頻供水設備供水，生活水箱有效容積為2m³，約占加壓供水區最高日用水量的25%，以確保供水的可靠性。

　　3.水景給水系統

　　現代建筑為了滿足人們的審美、休閑、娛樂等精神需要，往往設置形式多樣的水景景觀，而景觀用水從環保的角度看，又是與時下節能減排的政策導向相沖突，于是雨水、中水、海水等非傳統水源的開發利用在近年來逐漸受到業界人士的關注。而且國家在2010年發布的《民用建筑節水設計標準》(GB 50555-2010)也重點提到了此項內容，并將景觀用水水源的規定列入強制性條文。

　　本工程為了建筑物景觀的需要，在館大門外右側設置一條長37m、寬2.5m、深0.3m，容積約27 m³的疊水池。南寧市雨水資源豐富，平均年降雨量達1310.5mm，有條件進行開發利用，同時雨水又具有易于取用、經濟、利用率高等優點，故本工程水景采用雨水作為水源，經過“屋面雨水-初期徑流棄流-景觀水體”的工藝流程(見圖3.1)，滿足疊水池的使用要求。本工程水景用水量小，用水點僅為一處，根據這一特點，采用小型棄流裝置，分散安裝于雨水立管上，并進行棄流量集中控制。該裝置具有便于安裝、維護，簡化雨水利用系統的優點，同時也存在不容忽視的缺點，即因其安裝在管道上，在截留雨水過程中，有可能因雨水中攜帶雜物而堵塞管道，從而影響雨水系統正常排水，此情況涉及到排水系統安全問題，因此更有必要由有資質的專業公司進行施工、維護管理。疊水池的補水由市政給水供給，根據《建規》[1]第3.11.6條規定，本工程水景補水及綠化澆灑龍頭均設置軟管型真空破壞器，該裝置專門用于下游連接軟管的場所，能自動消除給水管道內真空，有效地防止虹吸回流和低背壓回流，從而確保生活用水的衛生安全。

　　

　　4.生活熱水系統

　　本工程五~六層共設有31間管理休息室，按全日不間斷供應熱水。南寧市地處太陽能資源一般區，傾斜表面年平均日太陽總輻照量約為12788 kJ/m2，有條件利用太陽能作為熱水系統的熱源。考慮到陰雨天氣及冬季日照條件差，太陽能無法滿足系統要求，而南寧是亞熱帶季風氣候城市，年平均室外溫度為21.6℃，最冷月平均室外溫度為12.8℃，適合空氣源熱泵全年使用。近年來空氣源熱泵技術在華南地區運用廣泛，運行效果良好，如與太陽能系統結合使用，既彌補了太陽能不穩定的缺點，又能保證整個熱水加熱系統的高效、節能，符合廣西“十二五”期間太陽能熱利用目標和國家可再生能源中長期發展規劃目標的要求。綜上，本工程選用太陽能結合空氣源熱泵集中熱水供應系統(見圖4.1)。經計算(見表4.1、表4.2)，太陽能系統選用12組真空管集熱器(30支/組)，空氣源熱泵系統選用制熱能力為10KW/h的熱泵機組兩臺，結合一個4m3的儲熱水罐,滿足熱水供應區100%日用熱水量，并保證出水溫度不低于60℃。系統豎向分為一個區，供回水管道同程布置，采用全日機械循環，使系統供熱安全高效。

　　

　

　　5.排水系統

　　本工程排水采用雨污分流、污廢合流方式，排水包括屋面雨水、生活和生產污廢水、空調冷凝水、庫房地面消防漬水等，由于建筑功能特殊，管道的布置要避開庫區、數字化生產線用房等防水要求高的場所。《檔案館建筑設計規范》(JGJ 25-2000)也有明確規定：“庫房內不應設置除消防以外的給水點，給、排水管道不應穿越庫區;上下水立管不應安裝在與檔案庫相鄰的內墻上。”這一嚴格要求，給工程設計帶來了一定難度，如雨水天溝的位置、各系統排水立管的走向都要經過多方考慮，既要滿足上述要求，又要保證排水順暢。針對以上問題，設計人員采取了以下解決方法：(1)屋面天溝要求建筑專業對應下層走道位置設置，避免設在庫房上方;雨水懸吊管和橫管敷設于走道吊頂內，立管設于走道內靠近外墻且相對隱蔽的位置，以不影響建筑使用功能和美觀性。(2)每間庫房設置承接消防排水用的直通式地漏，接入設于相鄰空調機房內(為保持庫房的恒溫恒濕，每間庫房都配備了一間空調機房)de110排水立管;每間空調機房內再單獨設置de50立管承接空調排水。分開排水的措施，避免合用時空調排水產生的水汽串入庫房，起到了防潮的目的。

　　排水系統同時還要滿足衛生條件、污染物排放標準等要求，本工程生活污廢水經室外化糞池處理，沖洗處理室、配藥和化驗室的污水經有專業資質處理單位進行深化設計處理后方可排入污水系統。

　　6.消防系統

　　檔案館存有大量文獻書籍，是火災易發單位，也是防火重點單位。由于建筑功能復雜，人員眾多，尤其外來人員，對樓內環境不熟悉，一旦發生火情，火災撲救、人員疏散都非常困難，如果滅火不及時，后果將不堪設想。此外，檔案館擁有諸多貴重的設備和極其珍貴的文獻，火災不僅會帶來重大的經濟損失，還會造成無法挽回的社會損失及重大的政治影響。要避免上述情況的發生，除了做好日常安全防范措施外，還要選擇迅速、高效的消防系統，能夠在事故發生前期迅速滅火，最大限度減小損失。因此，消防系統是本次設計的重中之重，設計中根據建筑功能性質劃分，除設置了室內、外消火栓，自動噴淋等常規消防系統外，還在特殊部位設置了高壓細水霧及超音速干粉滅火系統(各系統用水量見表6.1)。

　　

　　6.1 室內、外消火栓系統

　　室外消火栓在室外給水環管接出，根據保護半徑及間距沿環形消防車道共設置4套。全樓設置室內消火栓系統保護，消火栓設置于易于取用的公共走道位置。因各層功能均不相同，樓層布局一致性較差，為減少支管數量和長度，提高供水安全性，采用水平(在地下室頂板)和豎向均成環的連接方式。系統豎向不分區，為保證下部消火栓出口壓力不大于0.5MPa，地下室及一層采用減壓穩壓型消火栓，其余樓層采用普通型消火栓。

　　6.2 自動噴淋滅火系統

　　本工程地下車庫按中危險Ⅱ級，地上各層按中危險Ⅰ級設計。系統設計流量按中危險Ⅱ級確定，為30L/S。綜合防火分區和每個濕式報警閥組可控制噴頭數(不宜大于800只)的規定，共設置4組報警閥組，系統豎向分成了四個區：地下一層為Ⅰ區;地面一層至三層為Ⅱ區;三層至四層為Ⅲ;五層至七層為Ⅳ區。為避免底層壓力過大，噴水強度遠大于設計值，導致火災時儲存的1h用水量過早消耗完，在Ⅰ區報警閥組前設置減壓閥減壓后供水。

　　6.3 高壓細水霧滅火系統

　　本工程母片庫、珍貴檔案間、計算機檢索室、丙類庫房、檔案數字化生產線用房、檔案處置室、音像檔案處理室等，功能特殊，需要選擇技術成熟、安全可靠的滅火設備，并能防止滅火時導致的二次損害。過去檔案館庫房等多采用鹵代烷氣體滅火系統保護，近年來，隨著國際社會對環境保護問題的關注與日俱增，傳統的鹵代烷滅火系統因對大氣臭氧層具有破壞作用而逐漸被淘汰，代之以新型、環保的滅火系統。根據哈龍會議精神，可用新型的潔凈氣體代替原滅火氣體，但因其價格昂貴，在本工程中大面積使用難度較大，而細水霧滅火系統作為鹵代烷滅火系統最具潛力的替代技術，具有投資費用低、滅火高效、水漬損失小、節能環保、安全等優良性能，目前已被應用在國內外多個檔案庫房的消防保護中。鑒于該技術的諸多顯著優勢，結合本工程的實際情況，在上述區域使用細水霧滅火系統。

　　6.3.1 細水霧滅火的機理

　　細水霧滅火系統的滅火機理是冷卻，同時伴有局部稀釋氧濃度的窒息滅火和把可燃物與火焰以及氧隔離開來的隔離滅火。經過機械加壓的水從特殊材料的噴頭高速噴出，與周圍的空氣產生強烈的摩擦，水流被撕裂，從而形成直徑非常小的霧滴，通常在幾十到幾百微米之間(為普通噴水滅火系統出水粒徑的1%)。水被霧化后，表面積劇增，吸熱作用增強，使燃燒表面溫度迅速降低，從而使燃燒中止。同時，水霧吸熱后迅速汽化，體積急劇膨脹(增大約1700倍)，在燃燒物周圍形成一道屏障，阻擋新鮮空氣的吸入，起到窒息滅火的作用。另外，汽化后的水霧能迅速將燃燒物、火焰和煙羽籠罩，對火焰的輻射熱具有極佳的阻隔能力，能夠有效抑制輻射熱引燃周圍其它物品，達到防止火焰蔓延的效果。

　　6.3.2 系統的類型選擇

　　細水霧根據工作壓力，可分為低壓、中壓、高壓系統，對應的壓力分別為低于1.21MPa，介于1.21~3.45MPa之間和大于3.45MPa。低壓系統，因其工作壓力低，產生的水微粒較大，能產生表面浸濕作用，對撲滅深層A類火災有良好效果，但對撲救受遮擋火災能力較差;高壓系統產生的霧滴直徑小，提高了撲救受遮擋火災的能力，適用于撲救大空間、受遮擋的火災;中壓系統則介于低壓和高壓系統之間。本工程庫房空間大，書架布置緊密，火災時阻遮擋性大，同時考慮浸濕對檔案文獻的損害作用，選擇高壓細水霧系統。事實上，《檔案館高壓細水霧滅火系統技術規范》DA/T45-2009的出臺，也證明了高壓系統在檔案館中應用的適用性，并給工程設計人員提供了有力的實施依據。

　　系統根據選用的噴頭，可分為開式系統和閉式系統;根據供水方式，又可分為泵組式系統和瓶組式系統。開式系統以抑制或撲滅火災為主，閉式系統以控制火災為主，火災時火勢往往迅速蔓延，閉式噴頭的開放不能及時使噴霧有效覆蓋火災區域，并且閉式系統的窒息作用相對較弱，僅靠冷卻作用，滅火效率不高。此外，目前閉式系統在國內的應用實例較少，缺乏工程試驗數據，故本工程采用開式系統;供水方式方面，泵組式系統應用范圍廣泛，相對于瓶組式系統可以持續滅火，更適合長時間、持續工作。再者，泵組式系統以柴油機或電機為動力源，滅火劑可為純水或自來水，而瓶組式系統以惰性壓縮氣體為動力，滅火劑只能為純水。顯然，泵組式系統更經濟、安全性更高，故選用泵組式供水系統。

　　6.3.3系統設計

　　本工程選用的高壓細水霧系統由高壓細水霧泵組、細水霧噴頭、開式區域控制閥組、不銹鋼管道以及火災報警系統等組成。其中泵組包括主泵、穩壓泵、控制柜、調節水箱(含液位顯示及控制器)等。火災發生后，火災報警系統聯動開啟區域控制閥，系統管道的壓力下降，穩壓泵隨之啟動，穩壓泵運行10s后壓力仍達不到設定的1.2MPa時，主泵啟動同時穩壓泵停止運行，主泵向開式噴頭供水，實現噴霧滅火(見圖6.1、圖6.2)。

　　

　　系統設計持續噴霧時間30min，系統響應時間不大于30s，最不利點噴頭工作壓力不低于10MPa。根據保護對象的火災危險性及空間尺寸選用高壓細水霧噴頭，本工程所有保護區均采用開式K=0.95、Q=9.5L/min噴頭，噴頭的安裝間距不大于3.0m且不小于1.5m;距墻不大于1.5m(見圖6.3)。系統流量按照防護區內同時動作噴頭流量之和進行計算，比較并取其中最大值。本工程最大流量防護區為長19m寬14m高3.9m的丙類庫房，共布置35個噴頭，系統設計流量為335L/min。根據管網水力計算，系統所需最小壓力為12.5MPa。由此選用型號為PAH80-4的泵組(其中主泵三用一備，穩壓泵一用一備)，泵組流量Q=336L/min，H=14MPa，N=90kw。由于高壓細水霧滅火系統補水壓力要求不低于0.2MPa，且不得大于0.6MPa，本工程市政壓力不能滿足，需設補水增壓泵，選擇型號為CDLF20-3增壓泵兩臺，Q=22 m³/h，H=33m，N=4kw，一用一備。

　　

　　

　　鑒于高壓細水霧系統的特性，在初步設計中，選定了有一定技術力量的有國家級試驗機構測試產品滅火數據的廠家進行配合，提供噴頭形式、泵組參數等相關設計內容，同時對其他配套專業提出設計要求或給出必要的參考依據。設計中還要注意如下事項：(1)細水霧實施滅火前，防護區內所有影響滅火效果的通風、排煙系統及其管道應自動停止工作并關閉相應閥門;(2)細水霧滅火系統應具有自動控制、手動控制和應急操作三種控制方式;(3)火災自動報警及控制系統在自動控制下，應在接受到兩個獨立的火災信號后才能啟動細水霧滅火系統。

　　6.4 超音速干粉滅火系統

　　固定式燃氣型超音速干粉滅火系統是通過探測器探測到火情，報警控制器經過確認后，通過氣體滅火控制盤，立即發出啟動電流信號，使滅火裝置瞬間工作的系統。超音速干粉滅火裝置以固體動力藥劑的化學能為動力源，產生超音速氣流，裝置內的干粉在超音速氣流作用下被沖擊、擠壓、撕裂，部分被超細化。超音速氣流攪動細化的干粉以氣固二相流的狀態疾速的射向火場，達到高速、高效的滅火目的。該產品適用撲救固體可燃物的表面火災、可燃液體火災和5KV以下的帶電設備火災。 本工程變配電室、弱電設備間、柴油發電機房采用該系統。使用該種氣體滅火方式，高效靈活，省去復雜的氣體管路，而且系統對保護空間的開口面積、密閉性無要求。

　　7.結束語

　　現代化檔案館建筑由于設計標準高，功能復雜，與其他公共建筑相比，具有很大的特殊性。要把握好該類建筑的設計，不僅要求設計人員對檔案館的性質、功能、工藝設備等具有準確深入的了解，還要對不斷發展的行業技術進行知識更新。細水霧滅火系統作為行業的新技術，對許多設計人員來說尚且陌生，但國家在2009年發布的《檔案館高壓細水霧滅火系統技術規范》(DA/T45-2009)，給設計人員提供了有力的技術依據，有效推廣了該項技術在檔案館建筑中的應用。近年來，國內外各個科研、生產及學術研究機構對細水霧滅火系統在超限高層建筑、企業生產車間、城市軌道交通工程、電力工程、航空船舶等領域進行了研究和試驗，也取得了一定成果。對于民用建筑行業，隨著國家大力發展城市建設，超限高層的出現逐漸形成一種熱潮，目前我國已建成或封頂的超高層建筑1884棟，規劃和在建的為1223棟(數據來源于“高樓迷論壇”)，已經遠遠超越美國、阿聯酋、日本等國家，成為名副其實的摩天王國，這勢必給超高層建筑消防設計帶來新的機遇和挑戰。2008年哥們哈根第八屆國際細水霧會議中進行了“高壓細水霧系統對高層建筑的保護”的探討和案例分析，芬蘭(Cirrus,86m)、法國(Phare,300+m)等國家的高層建筑也相繼采用了高壓細水霧滅火系統。細水霧滅火系統越來越受到界內人士的推崇，未來其在我國超高層建筑等領域的應用也將成為一種趨勢。目前，國家相應技術規范的滯后在一定程度上制約了該技術的推廣使用，僅有的《細水霧滅火系統技術規范(送審稿)》以及各省市出臺的地方標準，還遠不能有效地起到統一指導和規范作用，相信在不久的將來，國家技術規范的全面出臺、國內自主技術產品的日趨成熟，將會使細水霧滅火系統普遍運用于高層建筑等民用建筑當中。

　　參考文獻

　　[1].《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)2009年版。

　　[2].《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-95)2005年版。

　　[3].《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001)2005年版。

　　[4].《氣體滅火系統設計規范》(GB50370-2005)。

　　[5].《檔案館建筑設計規范》(JGJ25-2010)。

　　[6].《檔案館高壓細水霧滅火系統技術規范》(DA/T45-2009)。

　　[7].《民用建筑節水設計規范》(GB50555-2010)。

　　[8].《全國民用建筑工程設計技術措施——給水排水》2009年版。

　　[9].《給水排水設計手冊》(第二冊，建筑給排水)，中國建筑工業出版社。

　　[10].《建筑與小區雨水利用工程技術規范實施指南》，中國建筑工業出版社。