成都大源隧道项目设计理念.doc

Design report Chengdu Da Yuan Central Business District (CBD) Underground SpaceFOGTEC雾特细水雾消防系统设计理念成都大源商业商务核心区地下空间建设工程项目 细水雾技术代表着隧道和地下空间固定消防系统的最新技术o 经过实体火灾实验的论证o 很低的生命周期成本o 仅安装高质量的材质o 清洁环保 隧道内应用细水雾系统的主要优势:o 提高人员安全以及逃生能力o 提高消防队员安全o 极佳的控制火势效果(即便没有消防队员在场)，易于消防队员介入火场(即便是重型卡车火灾)o 防止火势蔓延到其他车辆o 使得火灾对于隧道建筑的危害降到最低o 可以补偿其他安全措施，整体上达到节省成本的效果o 系统喷放后很短时间内隧道即能恢复运营1. 介绍这份文件是为中国成都大源商业商务核心区地下空间建设工程项目编写。内含的技术方案是初步的，后期会进行深化设计。1， 高压细水雾泵组型号规格: Q=1000L/min, 超过清单要求Q=900L/min 且包含备用泵，稳压泵（1用1备），含水泵基础，减震器（垫），控制柜，金属软管，电机，阀门，过滤器，电磁阀等。2， 高压细水雾专用接头：规格为M18*1.53， 高压细水雾开式喷头，喷雾强度为1.4，高于清单要求。4， 高压细水雾开式区域阀组，单阀箱DN32，满足清单要求。2. FOGTEC 雾特消防系统2.1 FOGTEC雾特2.1.1. 概述雾特是一家在多个应用领域领先的消防设备专家，包括隧道和轨道交通应用。雾特的核心技术是用水做介质的消防系统，尤其专注于细水雾系统。 FOGTEC不断创新的雾特技术经历过数以千次的等比火灾实验。系统也在多次的实际火灾中证明了它的有效性。多年来雾特技术被授予多种奖项，最近的奖项包括“2007年轨道交通行业安全创新奖”以及“2009年公共交通最具创新产品奖”Fogtec雾特团队聘用了不同领域的专业工程师，涵盖了消防，机械工程，化学，动力学，电子学，软件专业以及造船专业等，这些专业人员服务于雾特科隆，汉堡，罗斯托克，法国，中国和印度。另外，雾特在意大利，瑞士，澳大利亚和英国都有合作伙伴提供项目管理以及本地化支持。生产集中在德国科隆和斯图加特工厂。Fogtec雾特全球范围内有45家合作伙伴可以提供年终无休的维保服务。2.1.2. FOGTEC 雾特隧道系统部门 FOGTECFogtec雾特隧道系统部门专注于类似隧道和车站一类的地下空间保护。受过专门培训的工程师能提供从咨询到交钥匙工程的一揽子服务。把固定消防系统整合进整体的安全理念对于有效运营是非常关键的。因此，Fogtec雾特隧道系统部门能在一条隧道安全理念发展的早期阶段提供咨询工作。这些咨询工作通常作为总体性成本风险分析或者风险分析的基础。随后，Fogtec雾特能提供详细设计的固定消防系统作为整体安全理念的一部分，同时也包括与其他安全系统/设备连接界面。所有在过去15年开展的工作以及在不同国家多次安装的经验，都是Fogtec雾特拥有专业知识执行这些研究工作的保证。此外，跟其他隧道安全研发单位，安全咨询单位，隧道业主/运营方以及各种零配件供应商的合作，使得Fogtec雾特能研发出专门适用于隧道应用的产品。Fogtec雾特隧道系统部门能提供用水做介质的全系列固定消防系统产品线，包括这些产品的交钥匙工程安装。Fogtec雾特技术是通过独立实体火灾实验和实际安装验证的。所有Fogtec雾特部件都是为隧道应用专门设计的，并且通过长时间的测试确保他们在严苛的隧道环境下安全的运营。Fogtec雾特隧道系统部门多年来一直是国际隧道安全研究的先锋。所做的这些努力也得到了隧道团体的认可，并且Fogtec雾特也作为领先的消防系统厂商参与了很多知名的研究项目如FIT(隧道火灾),UPTUN(欧洲隧道防火计划), SOLIT/SOLIT2(隧道安全/隧道安全2)。另外，Fogtec雾特隧道系统部门也是COSUF(国际隧道协会地下设施运营安全委员会)指导委员会的成员以及NFPA502技术委员会成员。2.1.3. FOGTEC 雾特隧道项目案例Fogtec雾特目前已经和正在进行保护多个知名的隧道和地下空间场所。以下列表是部分案例精选：项目名称客户基本信息安装 / 调试时间达特福德河底隧道 - M25, 伦敦, 英国2011-2013新泰恩河底隧道, 纽卡斯尔, 英国布依格, TP, 英国2009-2011Soterramiento de M30德拉格多斯公司, 马德里 / 西班牙2006-2007Virgolo隧道Autostrada del Brennero, S.p.A., 意大利2006布达佩斯地铁-M2和M4, 匈牙利布达佩斯地铁M2 (1990-2003) 和 M4 (2009-)英法隧道, 法国 / 英国英法隧道2010-2011伍德海隧道, 英国国家电网2003拜尔电缆隧道, 德国拜尔2002蒂森电缆隧道, 德国蒂森2001圣诺格隧道, 新加坡电力局2008服务隧道, 迪拜-2006长江隧道, 中国20092.1.4. FOGTEC 雾特在中国的业绩FOGTEC雾特在中国上海设立了代表处，可以更好的服务客户。雾特进入中国多年，在很多行业都有业务开展，除隧道外，还包括轨道交通，汽车行业，档案馆行业等。以下是Fogtec雾特在中国的一些保护案例精选：项目名称保护对象上海隧道工程股份有限公司长江隧道22万伏电缆通道项目上海外高桥万国数据科技发展有限公司数据中心项目北京解放军某部档案馆档案馆项目北京武警某部档案馆档案馆项目中央办公厅档案馆档案馆项目上海浦东法院档案馆档案馆项目上海检察院档案馆档案馆项目上海青浦档案馆档案馆项目天津博物馆博物馆项目天津某五星级酒店酒店项目上海汽车技术中心整车低温环境舱，整车高温环境舱一汽集团研发中心动力总成大楼张家口Volvo引擎测试间大庆Volvo喷涂车间交通银行天津分行档案馆天津数据中心数据中心3. 细水雾系统的作用 3.1.固定消防系统的目的 高压细水雾系统(简称WMS细水雾系统)通常在隧道内安装用于提高人员安全以及财产安全。细水雾系统作为主动消防方式主要是通过以下几点进行作用的：1. 改善自救的环境-迅速的冷却效果(尤其是细水雾系统)可以显著降低火场温度。 FOGTEC-通过控制以及抑制火势显著降低烟雾产生。Temperature measurements UPTUN full scale fire tests (UPTUN Report R251)-降尘洗涤。2. 改善消防以及救援服务介入和操作的环境-通过控制和抑制火灾把HRR热释放率降到最低-降温作用-防止热辐射 FOGTECFully developed HGV fire in control with FFFS FOGTEC3.防止火势从一辆车蔓延至另外一辆-控制着火区域- 控制热释放率4. 隧道内结构损坏降到最小-降温效果-控制热释放率和着火区域对于重型卡车，公交车和货车引起的火灾，固定灭火系统效果更加明显。UPTUN(欧洲隧道防火计划)以及并且尤其是后来的SOLIT(隧道安全)研究项目很好的诠释了在以上提到的火灾场景中细水雾系统的好处。火灾实验的结果表明，以上提到的火灾场景，用Fogtec雾特细水雾系统可以很成功的达到效果。这里，我们需要注意的是现代固定消防系统通常是基于火灾控制和抑制为目的的，所以热释放率可能高峰值仍旧会保持几个兆瓦。但是，火源被细水雾系统“包围”住了，更重要的是热量/温度能得到很好的控制。注意！非常重要的一点是我们需要理解细水雾固定消防系统是用于抑制火灾的。系统甚至能控制/抑制非常大的火灾，但是他们的作用不在与灭火，灭火是需要消防队员做的事情。系统可以通过”包围”火场控制温度，这样消防队员所处的环境更安全。3.2.系统组成 3.2.1.主要部件和功能 系统的主要部件可以用下图来表示。1. 湿式主管道(蓝色的)是连接到泵房的并且经过预压过的，这样可以避免喷放时主管到进水而造成延时。2. 整个隧道等比分成若干个区域。区域阀把湿式管道和干式管道分开。通常区域阀装在防火的阀箱内，阀箱可以装在相对高的顶部或者是墙上，需要注意的是所有比肩必须安装在远离交通流量的区域，避免发生车祸时被碰到。3. 区域内的管道把区域内所有的喷头连接起来。一旦喷放，阀门会打开，这样水会进入每个喷头。4. 喷头可以喷放出极细的雾滴达到最佳的冷却效果，这也是高压细水雾的优势。5. 通常隧道内会安装线性感温报警系统用于触发灭火系统，并且通过控制系统显示火灾所在区域，打开区域阀门，也可以通过闭路电视/视频火灾报警系统或者是操作员来触发信号。3.3.安装实例以下照片是关于细水雾系统在隧道内安装典型的3D模型，以及在实际隧道中正在喷放的系统。4.实体火灾实验型式检验固定消防技术会因压力不同，用水量不同或者灭火方式不同产生不同的效果，就像传统水喷淋和细水雾系统的差别。另外，生产厂商不同最终效果也会有差别。因此，独立的实体火灾实验通常用来证明系统有能力保护潜在的危险。在多次研究项目和不同政府机构出资的火灾实验中都有独立测试Fogtec雾特技术。4.1. FOGTEC 雾特火灾实验项目FOGTEC 雾特实施和参与了所有以下关于隧道消防安全的火灾实验项目。在后续章节中会用到这些火灾实验的结果，用于阐述系统的性能和范围。所有实体火灾实验数量达到了200个左右。这些火灾实验是在不同的横截面，不同的通风环境以及不同的火灾负荷条件下进行的，这样才能更好的分析细水雾消防系统的性能。除了实体火灾实验以外，FOGTEC雾特还执行或参与了以研究为目的的小型火灾实验。以下列表是关于最重要的实体火灾实验清单。（目前Fogtec雾特系统正在Mont Blanc意大利朗峰隧道项目中进行火灾实验）。项目最大火灾载荷次数与德国铁路合作的火灾实验(1995),德国-5英法隧道火灾实验(1999),法国-5布达佩斯地铁站项目(2001),匈牙利/德国10MW5FiT(隧道火灾)研发项目(2001)-UpTun(欧洲隧道防火计划)研发项目(2002-2006),挪威/意大利30 MW60SOLIT(隧道安全)研发项目(2005-2007),德国/西班牙100-200 MW55马德里M30火灾实验(2006),西班牙150 MW3马德里消防队火灾实验(2006),西班牙25-150 MW10多种规模的隧道火灾实验(2007-2008),法国多种规模-SOLIT(隧道安全2)研发项目(2010-2012),德国/西班牙150 MW30英法隧道火灾实验(2010),法国200 MW4高速公路局达特福德隧道(2010),英国/西班牙100 MW20与水喷淋的对比实验100MW5朗峰隧道火灾实验项目(2012),西班牙100MW12FOGTEC雾特火灾实验项目泡沫系统(2012),西班牙150MW4FOGTEC 雾特是2个主要关于地下空间的欧洲研发项目成员之一，UPTUN(欧洲隧道防火计划)，和FiT(隧道火灾)。另外，FOGTEC雾特牵头了第一次SOLIT(隧道安全)研发项目，并且以类似的角色参与了SOLIT(第二次隧道安全)研发项目。4.2.火灾实验实例FOGTEC雾特进行了大量的基于重型货车为载荷(超过100兆瓦的热释放率)的火灾实验。以下照片是火灾实验场景的一些实例： 5. 成都大源商业商务核心区地下空间建设工程项目5.1. 介绍关于本项目，设计系统时考虑到了以下一些细节 保护区长度 (主隧道): 大约 2,870 米 保护区域长度 (边隧道): 大约2,220 米 隧道高度: 3.9 米 宽度 (主隧道): 11 米 横截面积 (主隧道): 大约 43 平方米 3车道 (主隧道); 每车道宽度: 大约 3.3 米 同时喷放三个区域 (十字路口和丁字路口区域设置会有些变化) 总计237个分区5.2.设计依据-UPTUN(欧洲隧道防火计划)研发项目(初步方案)设计依据是按照欧洲标准来选定的。火灾场景既考虑到了UPTUN欧洲隧道防火计划火灾实验情况也考虑到了轿车，厢式货车，小型卡车和公交车的火灾负荷。基于UPTUN欧洲隧道防火计划火灾实验项目，设计的系统能达到以下效果 5.2.1. 设计火灾热释放率UPTUN研发项目实体火灾实验设计所设计的系统考虑到了2530兆瓦的A级火灾以及20兆瓦的B级火灾。需要指出的是，此火灾抑制系统应由火灾报警系统触发在着火初期进行喷放。安装先进的报警系统非常关键，既需要尽早探测到火灾，又需要准确探测到着火点。5.2.2. 火势蔓延系统可以有效地防止火势蔓延到其他车辆，控制火势的发展。5.2.3. 消防队员的介入消防队员的安全是火灾实验特别要考虑的方面。此次设计的系统可以使得消防队员安全的到达火场进行最终灭火，这主要得益于此系统可以有效地抑制火灾并且隔离热辐射。5.2.4. 气体浓度此次设计的系统还可以通过降低二氧化碳/一氧化碳的浓度来保证人员安全。氧气浓度能保证人的正常呼吸，同时系统喷放后还可以提高能见度。5.2.5. 通风条件此系统在不同的通风系统中都被证明是有效地，详细方案可以后期根据通风系统的情况进行调整，初步设计时预估风速为1.5-3米/秒。5.2.6. B类火灾 FOGTEC测试隧道内的B类火灾实验此系统也进行过B类烃类火灾（油盘火）实验，这类火灾热释放率可以达到20兆瓦。通过这些火灾实验进一步证明了细水雾对B类部分遮挡火灾的有效性。5.3.初步技术方案 本项目的初步技术方案基于UPTUN欧洲隧道防火计划火灾实验产生。技术设计，部件选用，材料等都是根据隧道系统最高标准进行选择的。同时，设计时也考虑到各部件的可靠性。5.3.1.横截面这是一份横截面图纸。图纸上标明了喷头的位置，区域阀箱的位置以及主管道的位置。5.3.2.区域长度一旦火灾发生，同时3个区会进行喷放，每个区长度不超过30米，也就是说一次喷放长度不超过90米。注意！报警系统在分区中非常关键。同时，此系统可以通过控制系统更改喷放区域。5.3.3.管道材料和管径管材选用严格按照国际工程规范，如UPTUN R251。干式管道至少需要用不锈钢316，管径从DN10(最细的区域管道)到DN100（主管道尺寸）。注意！这些在后续的深化设计设计中都需要再次细化。 泵房照片5.3.4. 泵组泵房里面放置10+1泵组，总流量达到1000升/分钟，每台泵流量为100升/分钟，140公斤压力，30千瓦功率(400VAC/50Hz).高压泵组包括以下主要部件：-三柱塞高压泵 -安全阀-溢流阀-启动电磁阀 230 V AC-电动机-电动机与水泵之间的弹性耦合器-用于水泵机组的底座 RAL 9005等 5.3.5. 水箱（国内采购）水箱应在靠近泵组放置，保证连续30分钟喷放。容量也可以根据消防队员可介入时间进行调整。同时，如果水箱能不间断补水，可以降低水箱容量。5.3.6. 喷头设计所用喷头为隧道专用DK5型号喷头，用于高度比较高以及条件比较严苛的环境。喷头四周有四个微型喷嘴，中间有一个微型喷嘴，四周的喷嘴流量跟中间喷嘴流量有些差别。材质：不锈钢K系数：1.42喷雾强度：1.4L/min5.3.7. 区域阀 箱每个防火分区设置一个区域阀，区域阀通常是关闭状态的，把干式管道和湿式管道隔开。可以通过控制系统远程开启区域阀，区域阀开启可以使得管道内的水进入各防火分区。同时还可以远程关闭区域阀。区域阀材质是高强度防腐蚀的，内部有一个球阀并且可以做到完全防漏，是电力传动阀门。阀门也可以手动开启。阀门放置在防火的阀门箱内，阀门箱安装在隧道顶部。阀门尺寸：DN32驱动：电动 (240VAC, 信号 24VDC, 供电要求最大. 30-50W)区域阀门放置在阀箱内，区域阀箱能在严苛的环境条件以及火灾高温条件下保护阀门。阀箱是不锈钢材质，并且是防腐蚀的。阀箱由绝缘阻燃材料制成，因此有隔热作用。5.3.8. 控制柜控制柜用于控制水泵系统、记录和评估所有水泵相关的测量数据。水泵的全部运行均由FOGTEC控制柜启动并监控。每个水泵控制柜均安装有显示屏，可轻松查看控制柜的故障指示，并且易于操作和维护控制柜。控制柜配备有连接到控制室的远程控制装置。由客户提供电源(400 VAC)。电源从400 VAC变压为230 VAC。主电路的所有触点的电压均为230 VAC。控制装置(如PLC、继电器、液晶显示屏、打印机和光信号)的供电电压为24 VDC。400 VAC、230 VAC和24 VDC电压由不同的继电器进行监控。所有24 VDC的控制电路(包括PLC)在失去电源的情况下，均通过蓄电池供电30分钟。30分钟后，内部PLC电池仍会为PLC程序供电，供电时间可达6个月，从而不会造成任何损失。所有水泵系统功能均通过PLC进行控制。出于安全考虑，可以为水泵机组安装一个不受PLC控制的本地手动紧急启动装置。 控制和显示柜系统-粉饰喷涂的外壳和门， RAL 7032 -IP 54 防护等级-电源: 3400 V AC/PEN/50 Hz -1 备用辅助电源 230 V AC/5 A 用于一般故障-1备用辅助电源230 V AC/5 A 用于细水雾高压泵的泵运行信息显示和控制元件-显示-调制解调器-消火栓控制-每台细水雾泵的指示灯运行信息 -稳压泵指示灯运行信息-每台泵的故障灯-稳压泵的故障灯-水位的故障灯-压力传感器的故障灯-电源故障灯400 V AC/24 V DC-测试按钮灯-重置按钮-警告关闭按钮-高压细水雾泵紧急启动按钮-高压细水雾泵停止按钮-每台高压细水雾泵的按键开关-蓄电池按键开关-稳压泵按键开关-每台高压细水雾泵的电流表-带转向开关的电压计-警铃, 95 dB +/- 5 %/0.1 m 用于集体故障 -电源线必须根据CEN/TS 14972要求放置。-一般功能系统“运行”和“关闭”采用光信号指示，而故障则通过声光信号指示。一般故障信号通过无电位转换接点(250VAC，10A)传输到消防控制面板。正常情况下，出现故障时，控制柜的故障继电器将吸合并释放。因此，继电器在纯粹电源故障(故障安全原则)时也会释放。水泵运行信号也通过无电位转换接点(250VAC，10A)传输到消防控制面板，以指示泵站水泵的启动情况。只有再水泵机组已达到运行水压时才会发出该信号。控制柜的信号：共有故障电机故障(通过显示屏)故障压力开关 (通过显示屏)运行故障PLC(通过显示屏)水位(通过显示屏)机组运行未完全就绪 (通过显示屏)电源故障 (通过显示屏)启动启动信号由流量信号和压力开关共同提供。如果一台水泵出现故障信号，当控制柜检测到该信号之后，将立即启动备用泵。泵站将按序启动。在第一台泵启动之后，如果此时高压集流管上的水压尚未达到所需压力，则下一台泵将在5秒后启动(以减少电机启动阶段的电源损耗)。该程序通过两个电气监控的备用压力传感器进行控制。每个泵站都可以由合格的员工或消防人员通过本地控制柜中手动关闭。控制柜中的信号和操作装置：键式开关每台水泵的 “人工-0-自动开关”键式开关 “紧急-启动”键式开关 “停止”信号灯 “增压泵运行”信号灯 “增压泵故障”液晶显示屏 “断线电压计故障”液晶显示屏 “压力传感器故障”主泵控制装置：每台水泵均通过星形-三角形组合启动，通过定时元件手动设置转换。当采用手动功能的键式开关启动水泵，水泵启动时将忽略PLC（安全功能）。运行指示灯会闪烁以指示该状态。在自动功能时，水泵机组将自动启动，指示灯会保持点亮。每台水泵都装有保险丝加以保护，电机电流使用双金属片进行监控。在电机电流变大时，电机不会断开连接（故障安全原则）。该故障显示在液晶显示屏上。每个保险丝都处于监控之下。出于维修目的，每台电机的单相电流由安培表指示。保险丝则通过用于释放和关闭的电压监视继电器进行监控。水箱监控： 水位测量控制由集成在水箱中的压力传感器实现。传感器与控制柜之间的电缆始终处于监控之下。 水位故障通过液晶显示屏指示。每个水箱供水阀都由自动断路器进行保护，同时进行电子监控。5.4. 标准此初步技术方案参照标准有：UPTUN欧洲隧道防火计划R251“隧道以及地下空间水基灭火系统保护工程指导书”报告；NFPA 502 “高速公路隧道、 高速公路隧道、桥梁和其它限制性通道标准“，以及NFPA750 “细水雾消防系统标准”。5.5. 可靠性Fogtec雾特系统代表的是非常可靠的技术。如果需要，可以进行适当的RAMS(可靠性，可用性，可维护性和安全性)分析。5.6.与其他安全设备的界面非常重要的是整体消防理念需要考虑其他安全系统整体性。这包括通风系统，隧道控制系统，消防服务以及运行计划。当整个单个安全系统时需要进行全局考虑。Overall tunnel safety system Integration of systems6. 免责声明以上的提案是基于我们所知以及合理谨慎原则。这份提案包括所有附件仅限于有经验的消防专家使用。读者需要考虑提案对于自身的适用性。这份文件为保密文件，未经Fogtec雾特以及Fire Protection Technologies消防技术的书面同意不能进行转发。 7. 相关证书7.1 国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心型式检验证书7.2 高压水雾灭火系统VdS认证证书VdS认证证书的翻译件 认可证书细水雾灭火系统(高压)制造商 Fogtec Brandschutz (雾特灭火系统有限责任两合公司) GmbH & Co. KG Schanzenstrae 19 (尚岑路19号) 51063 Kln 德国 科隆 - 注册号码 页数 发证日期 有效日期 E 18050021 2009年06月04日 2014年05月01日 - 有效邮区 德国 - 系统 / 结构部件 在参考了附件1上的资料 谨此授予细水喷雾灭火系统（高压）的生产认可 受认可使用的高压灭火系统为： 型号“FTS-CU”的申请 - 核准号： S 4050004 型号“FTS-PU”的申请 - 核准号： S 4060001 - 主要负责人 / 专家 Dipl.-Ing. Dirk Laibach先生 - 核准依据： 灭火系统制造商的认可指南 VdS 2132 2009-01 (05) 科隆, 2009年05月26日 汉斯。逊葛尔 卡尔。海因茨。斯塔尔 董事经理 经理证明中心7.3 FM认证报告 (喷头具有的国际认证)7.4 ISO 9001证书ISO证书翻译件认可证明书此证书证明以下公司的质量管理体系：德国雾特灭火系统有限责任两合公司经劳埃德注册质量保证有限公司认证符合以下质量管理体系标准ISO9001:2008本质量体系覆盖以下内容细水雾和探测系统的设计，生产以及服务，防火领域的咨询。对于本证书覆盖范围内的证书一览表上所列的具有相同证书号的地点，本证书都有效。证书号：KLN0300122初次审核：2001年5月11号现有证书：2012年6月20号证书有效期：2014年6月19号由劳埃德注册质量保证代表劳埃德注册质量保证有限公司颁发已获证书一览表德国雾特灭火系统有限责任两合公司总部： FOGTEC Brandschutz GmbH& Co. KGSchanzenstr. 19AD-51063 Koln活动：细水雾和探测系统的设计，生产以及服务，防火领域的咨询工作领域：FOGTEC Brandschutz GmbH& Co. KGRostock Office(罗斯托克办公室)Alter Hafen Sud 5D-18069 Rostock工作领域：细水雾和探测系统的设计，生产以及服务，防火领域的咨询证书号：KLN0300122初次审核：2001年5月11号现有证书：2010年6月1号证书有效期：2013年5月31号Page 31 of 31FOGTEC Brandschutz GmbH & Co. KG, Schanzenstrae 19A, 51063 Kln, ( +49 (0) 221/ 96223-0These documents are subject to copyright. All rights regarding contents are reserved, particularly those pertaining to copyright. Any infringement of our rights will be prosecuted These documents have to be treated confidentially and may not be photocopied nor made available to third parties without our permission and are to be returned to us on request.