自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

許劍梅　全英玉　王吉芳　袁　皓

摘要：隨著自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用日益廣泛，配套的消防系統(tǒng)也得到逐漸完善。本文介紹了預(yù)作用水噴淋滅火和超細(xì)干粉滅火兩種滅火系統(tǒng)，并提出了選擇和布置立體倉(cāng)庫(kù)消防系統(tǒng)的思路。關(guān)鍵詞：立體倉(cāng)庫(kù)、消防系統(tǒng)、水噴淋滅火、超細(xì)干粉滅火近年來(lái)，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)需求旺盛，發(fā)展迅速。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)貨架高度一般超過(guò)12米，具有高度高、空間大、面積大、存儲(chǔ)密集、存儲(chǔ)量大等特點(diǎn)，對(duì)消防系統(tǒng)具有較高要求，否則一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)容易迅速沿貨架層層蔓延、擴(kuò)散，撲救難度大，若不配套高效可靠的消防系統(tǒng)，極易造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。隨著自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在各行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，消防法規(guī)以及消防部門(mén)已對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)配套的消防系統(tǒng)提出較高的要求和相關(guān)規(guī)定，立體倉(cāng)庫(kù)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施正在逐漸完善。目前，立體倉(cāng)庫(kù)消防系統(tǒng)主要有預(yù)作用水嘖淋滅火和超細(xì)干粉滅火兩種方式。預(yù)作用水噴淋滅火系統(tǒng)國(guó)家《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016—2006)》中第8.7.1條中規(guī)定：可燃、難燃物品的高架庫(kù)房應(yīng)設(shè)置閉式自動(dòng)噴水滅火設(shè)備。在進(jìn)行自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，一般根據(jù)其存儲(chǔ)的物料類型來(lái)確定是否需要選擇自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。水噴淋滅火系統(tǒng)采用大量的水直接噴到保護(hù)物上進(jìn)行滅火，同時(shí)有效降低火災(zāi)后的溫度，可有效撲滅A類火災(zāi)，對(duì)于不怕水的保護(hù)物及有大量水供應(yīng)的地方不妨為一種良好的滅火系統(tǒng)。但對(duì)于遇水發(fā)生爆炸，或加速燃燒、劇烈化學(xué)反應(yīng)，或產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)的產(chǎn)品則不適于采用水噴淋滅火系統(tǒng)。1、工作原理在平時(shí)監(jiān)控狀態(tài)下，預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)的管路中均為干式。并充有一定的壓縮空氣以供監(jiān)測(cè)，其工作狀態(tài)由火災(zāi)聯(lián)動(dòng)報(bào)警主機(jī)集中監(jiān)視。當(dāng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)任何部位發(fā)生火災(zāi)或存在火災(zāi)隱患時(shí)，布設(shè)在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的空氣采樣探測(cè)器通過(guò)多級(jí)報(bào)警方式確認(rèn)火災(zāi)的發(fā)生。在1級(jí)報(bào)警(即預(yù)警期)時(shí)。報(bào)警系統(tǒng)提示報(bào)警區(qū)域有異常情況發(fā)生，此時(shí)火災(zāi)尚處于早期無(wú)可見(jiàn)煙霧階段，報(bào)警主機(jī)將及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，提示消防管理人員庫(kù)區(qū)異常，消防管理人員根據(jù)報(bào)警區(qū)域所處位置到現(xiàn)場(chǎng)查明情況及時(shí)處理火災(zāi)隱患。若火情繼續(xù)發(fā)展，火災(zāi)空氣采樣探測(cè)器進(jìn)入3級(jí)報(bào)警(即告警期)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備啟動(dòng)消防泵，使預(yù)作用閥裝置之前的管路注水備用，只有當(dāng)火災(zāi)使空氣采樣探測(cè)器進(jìn)入4級(jí)報(bào)警(即火警期)時(shí)，才開(kāi)啟預(yù)作用閥，使噴水管網(wǎng)充水。其壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，通過(guò)水流指示器將其注水信號(hào)反饋給火災(zāi)聯(lián)動(dòng)報(bào)警主機(jī)。如果某部位發(fā)生明火燃燒，其溫度上升達(dá)到設(shè)定值時(shí)，噴頭玻璃球就會(huì)自動(dòng)爆破，水從相應(yīng)的噴頭噴出滅火。2、系統(tǒng)特點(diǎn)預(yù)作用水噴淋滅火系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：(1)運(yùn)行安全，平時(shí)管網(wǎng)損壞，系統(tǒng)可自動(dòng)監(jiān)測(cè)，提醒維護(hù)，如報(bào)警系統(tǒng)誤報(bào)警使系統(tǒng)充水，由于管道是密封的，也不會(huì)有水漬損失；(2)預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)使用介質(zhì)為水，使用方便、成本低、易得，有利于降低系統(tǒng)的造價(jià)；(3)維護(hù)方便。系統(tǒng)采用鋼管連接，閥門(mén)、噴頭不需定時(shí)更換。另外，滅火介質(zhì)為水，只要保持消防水池的清潔，就不需要定期更換介質(zhì)，不會(huì)造成重復(fù)投資，降低維護(hù)成本；(4)不適于高價(jià)值貨物的立體倉(cāng)庫(kù)，因?yàn)樵撓到y(tǒng)一旦出現(xiàn)誤動(dòng)作或小火災(zāi)，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失；(5)若水資源比較緊張，消防用水存放時(shí)間較長(zhǎng)，水質(zhì)惡化將提高維護(hù)費(fèi)用；(6)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，水從水池到真正的著火點(diǎn)需要一定時(shí)間，做不到及時(shí)撲救；(7)消防系統(tǒng)一般固定安裝在立體倉(cāng)庫(kù)高層貨架上，靜載、動(dòng)載給貨架設(shè)計(jì)帶來(lái)較高的難度，尤其是考慮地震等動(dòng)載因素；(8)國(guó)家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)落后于現(xiàn)代物流行業(yè)應(yīng)用的高速發(fā)展，消防設(shè)計(jì)單位大多是依《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006)》和《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50084-2001)》及工作實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。3、實(shí)施案例預(yù)作用水噴淋系統(tǒng)由報(bào)警系統(tǒng)和噴水系統(tǒng)兩部分組成，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)的元器件數(shù)量、規(guī)格、流量等應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)的報(bào)警元器件、噴頭、消防管道等是由貨架來(lái)支撐的，在設(shè)計(jì)時(shí)要與高架庫(kù)貨架設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。貨架總體高度和寬度要預(yù)留消防管道安裝空間，滿足相關(guān)消防規(guī)范要求的空間要求。超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)超細(xì)干粉滅火劑是近年來(lái)隨微粉碎技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的滅火劑，部頒標(biāo)準(zhǔn)GA578-2005中規(guī)定：90％粒徑在20微米或20微米以下，且粒徑越小，比表面積越大。超細(xì)干粉滅火技術(shù)體現(xiàn)了“快速響應(yīng)、早期抑制、高效滅火”這一先進(jìn)的消防技術(shù)理念，是當(dāng)今世界各國(guó)爭(zhēng)相研究的前沿技術(shù)，自面世以來(lái)發(fā)展迅速。超細(xì)干粉滅火方式在立體倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用逐漸增多，從總體投資和滅火效率來(lái)看是一種較好的選擇，但由于立體倉(cāng)庫(kù)貨架的特殊功能，并不是所有的超細(xì)干粉都適合在高架庫(kù)中使用。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的超細(xì)干粉裝置的驅(qū)動(dòng)模式主要有兩種：①采用燃?xì)怛?qū)動(dòng)。滅火裝置內(nèi)充裝ABC干粉，其滅火主要成分為磷酸銨鹽，其粉粒90％粒徑在20μm以上。就化學(xué)滅火劑而言，其粒徑與滅火效率成反比關(guān)系，即粒徑越小，滅火效率越高。因此。其滅火效率僅為真正超細(xì)干粉滅火劑的1／6～1／4。由于此類滅火裝置噴射時(shí)間很短(<1s)，對(duì)于有焰燃燒有較好的滅火效果；而對(duì)于固體表面燃燒，如紙張、木材、電纜的陰燃，滅火效果較差，滅火釋放后，有焰燃燒雖被撲滅，但這種陰燃往往很快又發(fā)展為有焰燃燒。該驅(qū)動(dòng)構(gòu)件裝于貨架上，發(fā)生火災(zāi)啟動(dòng)時(shí)對(duì)貨架的沖擊力較大，貨架設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮足夠的強(qiáng)度。②采用氮?dú)怛?qū)動(dòng)。利用氮?dú)馄拷M內(nèi)的高壓氮?dú)?，進(jìn)入超細(xì)干粉滅火劑儲(chǔ)罐，推動(dòng)滅火劑通過(guò)輸運(yùn)管道由設(shè)置在保護(hù)區(qū)的噴頭噴出，迅速滅火。此類滅火裝置內(nèi)充裝無(wú)機(jī)聚合物為基材的復(fù)合型材料作為滅火組分，該滅火劑可全淹沒(méi)應(yīng)用滅火，也可局部淹沒(méi)應(yīng)用滅火。該驅(qū)動(dòng)構(gòu)件裝于貨架上，發(fā)生火災(zāi)啟動(dòng)時(shí)對(duì)貨架的沖擊力較小，貨架設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)考慮強(qiáng)度。1、工作原理超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置主要由裝有超細(xì)干粉和驅(qū)動(dòng)氣體的滅火劑貯罐、吊環(huán)或固定盤(pán)座、噴頭、壓力指示器、感溫元件、熱引發(fā)器、電引發(fā)器等組成。根據(jù)使用場(chǎng)合的需要，可加裝信號(hào)反饋器和集熱罩。自動(dòng)啟動(dòng)超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置具備三種啟動(dòng)方式：電控自動(dòng)、電控手動(dòng)和定溫啟動(dòng)。與任何一種火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，組成超細(xì)干粉無(wú)管網(wǎng)自動(dòng)滅火系統(tǒng)。(1)電控自動(dòng)啟動(dòng)將與滅火裝置相連接的滅火控制器設(shè)置于“自動(dòng)”位置時(shí)，滅火裝置處于自動(dòng)控制狀態(tài)。當(dāng)

防護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)接收到探測(cè)器的火災(zāi)信號(hào)后發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，延時(shí)至設(shè)定的時(shí)間后啟動(dòng)滅火裝置釋放超細(xì)干粉滅火劑滅火。信號(hào)反饋器向火災(zāi)報(bào)警控制器反饋滅火劑釋放信號(hào)。(2)電控手動(dòng)啟動(dòng)當(dāng)防護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，按下火災(zāi)報(bào)警控制器或防護(hù)區(qū)旁氣體滅火控制盤(pán)的啟動(dòng)按鈕，即可按規(guī)定程序啟動(dòng)滅火裝置滅火。(3)定溫啟動(dòng)防護(hù)區(qū)發(fā)生火災(zāi)，使環(huán)境溫度上升至滅火裝置設(shè)定的公稱動(dòng)作溫度(設(shè)定68℃)時(shí)，無(wú)論火災(zāi)報(bào)警控制器是否動(dòng)作，滅火裝置都自動(dòng)啟動(dòng)釋放超細(xì)干粉滅火劑滅火。2、系統(tǒng)特點(diǎn)超細(xì)干粉滅火作用機(jī)理是以化學(xué)滅火為主，物理滅火為輔，具有以下特點(diǎn)：(1)針對(duì)所有滅火劑，它具有優(yōu)良的性能、對(duì)有焰燃燒的強(qiáng)抑制作用。超細(xì)干粉與火焰混合時(shí)。滅火組分迅速捕獲燃燒自由基，使自由基被消耗的速度大于生產(chǎn)的速度，燃燒自由基很快耗盡，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)歷程即被終止，火焰迅速熄滅；(2)超細(xì)干粉對(duì)撲滅有焰燃燒有很好的速率和效率，而且對(duì)一般固體物質(zhì)的表面燃燒(陰燃)有很好的熄滅作用。當(dāng)超細(xì)干粉晶體粉體與灼燒的燃燒物表面相接時(shí)，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，在固體表面的高溫作用下被熔化，并形成一個(gè)玻璃狀覆蓋層，將固體表面與周?chē)諝飧糸_(kāi)，使燃燒窒息；(3)使用超細(xì)干粉滅火時(shí)，濃云般的粉末與火焰相混合，分解吸熱反應(yīng)，可吸收火焰的部分熱量，這些分解反應(yīng)產(chǎn)生的一些不活性氣體如二氧化碳、水蒸氣等，對(duì)燃燒區(qū)的氧濃度具有稀釋作用，使火的燃燒反應(yīng)減弱；(4)權(quán)威部門(mén)檢測(cè)結(jié)果顯示：超細(xì)干粉滅火劑的滅火濃度為64.4g／m3，是目前國(guó)內(nèi)外已查明的滅火劑中，滅火濃度最低、滅火效能最高、滅火速度最快的一種；(5)超細(xì)干粉具有環(huán)保性，對(duì)大氣臭氧層耗減潛能值(ODP)為零，溫室效應(yīng)潛能值(GWP)為零，對(duì)人體皮膚無(wú)刺激，對(duì)保護(hù)物無(wú)腐蝕，無(wú)毒無(wú)害；(6)超細(xì)干粉高效滅火劑因?yàn)榱叫　①|(zhì)量輕，流動(dòng)性好，能在空氣中懸浮一定時(shí)間，還具有趨熱性，因此能實(shí)現(xiàn)全淹沒(méi)滅火，是目前唯一能實(shí)現(xiàn)類氣體全淹沒(méi)滅火方式的干粉滅火劑；(7)滅火后的殘留物易清理。3、實(shí)施案例超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)由報(bào)警系統(tǒng)和貯壓式自動(dòng)滅火裝置兩部分組成，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)的元器件數(shù)量、規(guī)格、干粉劑量等應(yīng)按相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。報(bào)警系統(tǒng)部分與預(yù)作用噴水滅火系統(tǒng)相同，一般采用極早期空氣采樣煙霧探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)的報(bào)警元器件、滅火裝置及其支架等是由貨架來(lái)支撐的，在設(shè)計(jì)時(shí)要與高架庫(kù)貨架設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。貨架總體高度和寬度要預(yù)留安裝空間，并且要滿足相關(guān)消防規(guī)范要求的空間要求。此類消防裝置在高度上只有頂層占用高度，寬度與噴水系統(tǒng)所要的空間大小相同即可。滅火裝置的寬度尺寸可以根據(jù)總體設(shè)計(jì)而改變，只要保證其所裝劑量不少也可。自動(dòng)化物流系統(tǒng)中立體倉(cāng)庫(kù)的消防工作重大而緊迫，在實(shí)際的防、滅火工作中，用戶需結(jié)合實(shí)際使用需求有針對(duì)性地選擇滅火劑和滅火器材，同時(shí)，設(shè)計(jì)和實(shí)施單位要保證消防系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，消防部門(mén)還要嚴(yán)格審核、把關(guān)。