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细水雾灭火系统在文物古建筑中的应用
【摘 要】 当前古建筑消防保护领域亟需一种合适的灭火设施,而传统的灭火设施由于各种原因不适合在古建筑消防保护中使用的情况下,本文提出运用细水雾技术来对古建筑实施消防保护,对细水雾技术保护古建筑的可行性进行分析,探讨了细水雾技术在古建筑实际应用中的选型及设计方法.
【关键词】 细水雾 文物古建筑 灭火设施 消防
古建筑对于古代的城建历史、社会发展、科学技术和传统文化的研究具有重要价值,而我国古建筑多采用木结构,耐火等级较低.2015 年1 月3 日,拥有600 多年历史的云南巍山古城拱辰楼,在一场大火中化为废墟,2014 年1 月11 日,云南香格里拉县独克宗古城发生火灾,有1300 年历史的古城核心区变成废墟.以上火灾案例说明古建筑的消防保护是一个亟待解决的难题,而当前在古建筑防火领域尚无一种合适的自动灭火系统来对其进行保护,所以本文探讨了细水雾系统在文物古建筑中的应用.
一、细水雾灭火系统保护文物古建筑可行性分析
细水雾是指使用特殊喷嘴、通过高压喷水产生的水微粒.细水雾主要是通过冷却、窒息、阻隔辐射热、浸润作用、乳化作用等几种作用同时发生,从而有效灭火.
1.1 细水雾灭火系统保护文物古建筑的适用性分析
从细水雾的灭火效率上来讲,细水雾灭火系统具有灭火高效性的特点,能够将古建筑火灾控制并消灭在着火初期.从细水雾保护古建筑的水渍损失上来讲,雾状水在喷出后迅速汽化形成水蒸气,水渍损失及其轻微,符合古建筑消防保护的要求.
1.2 细水雾灭火系统保护文物古建筑的灭火有效性分析
细水雾作为一种新兴的灭火技术,其不仅对A 类固体火灾适用,同时对B 类液体火灾及C 类电气火灾同样适用,符合古建筑火灾形式多样性的特点,适合在古建筑中使用.我国古建筑的火灾特点是多采用木结构,而在一些宗教场所则点有松油灯,而细水雾灭火剂在灭这些火时的灭火能力是很明显要优于常规的灭火剂,所以从灭火有效性来讲,细水雾灭火系统在古建筑中应用同样占据优势.
1.3 细水雾灭火系统保护文物古建筑的经济性分析
相比气体灭火系统,细水雾灭火系统在使用过程中的经济性上依然具有其自身的优势.就施工而言,细水雾灭火系统与七氟丙烷等气体灭火系统都属于高压管道系统,但气体灭火系统对管道、构件要求更严,在试压阶段难度也更高.在维护方面,细水雾灭火系统有较大的优势,经测算正常情况下细水雾灭火系统与七氟丙烷等气体灭火系统之间的维护费之比为1 ∶ 5 ～ 15 倍.
二、细水雾在不同文物古建筑中的类型确定
由于古建筑自身用途及特点的不同,所以在为古建筑选择细水雾灭火系统时应该根据古建筑的类型来进行选择.
2.1 古居住类建筑细水雾灭火系统的选型
这类建筑本身由于功能及内部装饰简单,没有大量采用装饰材料,所以整体火灾荷载较小.此类建筑宜选用轻便的背负式细水雾灭火器进行保护,具有投资成本相对较低、移动性好、维护管理费用低等特点.
2.2 宫殿皇城类建筑细水雾灭火系统的选型
这类建筑整体面积较大,功能复杂多样,多建大殿,这些大殿本身面积及跨度都较大,易发生火烧连营现象,容易发生垮塌,所以必须在着火初期就将火势控制.在对宫殿皇城建筑进行保护时宜采用分区使用泵组式细水雾灭火系统对其进行保护,但在实际的使用过程中要对泵组式灭火系统的水源进行一定的处理,防止因水源的不洁净而阻塞细水雾灭火系统的管路.
2.3 礼制类古建筑细水雾灭火系统的选型
此类建筑不宜采用泵组式细水雾灭火系统,在实际的使用过程中可以采用容器式细水雾灭火系统进行保护,同时还应对建筑本身进行分区.
2.4 商建筑类古建筑细水雾灭火系统的选型
对这种建筑进行保护时可以采用组合分配细水雾系统进行保护,可以将每层作为一个分区,然后按层对系统进行布置.
2.5 公共类古建筑细水雾灭火系统的选型
就公共建筑而言,由于堂、殿、楼和阁的面积较大,可以采用泵组式灭火系统进行保护.
三、细水雾灭火系统在保护古建筑时的设计要点
3.1 水质要求
对于细水雾喷头最小过流尺寸小于51μm 的系统,应采用纯净水.高压或双相流系统一般采用纯净水,必要时还需采用电离纯净水.对于采用泵组供水的系统,如果生活用水的含氯量等符合厂家要求,也可采用生活用水.对于容器式细水雾灭火系统的水质应定期进行检测,防止储水瓶内水源变质.
3.2 灭火剂用量计算
（1）喷头设计流量,式中q 是指单个细水雾喷头的流量（L/min）,K 是指喷头的流量系数,p 是指喷头的工作压力（MPa）.喷头的特性系数K 应按生产商提供技术资料选取,在不具备该资料时可按下表选取.
（2）系统设计流量.系统的计算流量应按最不利保护区喷头同时喷雾的总流量确定.
式中 Q j --- 系统流量（L/s）;
qi--- 最不利防护区内各喷头的实际流量（L/min）;
n---- 最不利防护区内同时启动喷雾的喷头数.
（3）系统用水量
W等于Q j t
式中 t---- 细水雾累积喷射时间（min）
（4）系统储水量
用于扑救可燃液体、电气火灾的瓶组式细水雾灭火系统储水量Wc等于W
用于扑救A 类火灾的瓶组式细水雾灭火系统储水量Wc等于1.5W
泵组式细水雾灭火系统水箱储水量Wc等于1.3 ～ 1.5W五、细水雾灭火系统在文物古建筑中的布置要求
5.1 布置注意事项
泵组式细水雾灭火系统应设置备用泵,备用泵的供水能力应不小于最大工作泵的供水能力,水泵组应按二级负荷要求供电；
高压细水雾灭火系统实施灭火前,必须切断防护区内的可燃、助燃气体气源；
细水雾灭火系统的储水量不应小于最大一个防护区的灭火用水量；
高压细水雾灭火系统的响应时间不应大于45s,开式系统的响应时间不应大于35s；
系统应设置在火势被扑灭后能够自动停止喷水的设施.
5.2 喷头布置
全淹没系统喷头宜按矩形、正方形或菱形均衡布置在防护区顶部,对于高度超过4.0m 的防护区应分层布置；局部系统喷头宜均衡布置在被保护物体周围,对于高度超过4.0m的被保护物体应分层布置.喷头间距不应大于3.0m,并不宜小于1.0m.
5.3 在古建筑中实际应用细水雾的方法
第一种,可以用“偷梁换柱”的办法.可以在对年久失修的构件更换时将其换成复合材料,外表做成仿木纹,内部做成空心或预留管线通道,将细水雾管线从预留通道穿入.这样每个建筑只需换几根柱子就可将水管引入室内,而管线可以隐藏在梁架之上铺设,再用此法换掉特定位置的檩条,做成仿檩条的出水管,便可在其上设置喷头.
第二种,对于空间跨度较大的古建筑,由于其本身空间跨度大,支撑结构的要求高,且支撑结构本身的承重荷载并未考虑到会安装细水雾灭火系统,所以在这种古建筑中应用细水雾时可以在古建筑本身的基础上在建筑内部构建钢网架结构,将细水雾灭火系统本身安装在钢架网结构之上.
第三种,对于空间跨度不大以及高度不太高的古建筑,可以在古建筑内部地面墙角铺设高压细水雾灭火系统管线,在管线上安装细水雾喷,这样在发生火灾时,可以组织人员利用这些细水雾喷进行灭火,同时这种铺设方法不会影响到古建筑本身的观赏性.
古建筑论文范文结:
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