大型民用航空機(jī)庫消防設(shè)施選取經(jīng)濟(jì)性的探討

【摘要】：本文對民用航空大型機(jī)庫采用的主要消防方式進(jìn)行比較，著重對一類機(jī)庫的消防方式總體造價(jià)，安全程度等進(jìn)行對比，研究了對于不同的消防設(shè)計(jì)方式在均可以滿足機(jī)庫的消防要求的情況下，最為合理的一種消防設(shè)計(jì)方式。

【關(guān)鍵字】：大型維修機(jī)庫；消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)；造價(jià)

【Summary】：The civil aviation mainframe database used fire and focus on the overall cost of a hangar fire, safety, and compared to study the different fire safety design requirements to meet the hangar firecircumstances, the most reasonable way of a fire protection design.

【Keyword】：Large maintenance hangar；Fire protection system design；Cost

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1． 緒論

1.1全球民航行業(yè)的概況與發(fā)展

近年來，全球經(jīng)濟(jì)正在變得多樣化，發(fā)展中國家和新的商業(yè)區(qū)使世界經(jīng)濟(jì)更加均衡，到2026年全球運(yùn)輸市場共需要36400架飛機(jī)，其中的80%需要新飛機(jī)來滿足航空公司的需求，也就是說，到2026年民航運(yùn)輸市場需要28600架新飛機(jī)。預(yù)計(jì)在未來20年內(nèi)，中國國內(nèi)的航空貨運(yùn)的增長速度將達(dá)到11％，如此大幅的增長將使中國成為除美國之外新增飛機(jī)市場最大的國家。

1.2機(jī)庫行業(yè)發(fā)展的狀態(tài)

隨著業(yè)務(wù)建設(shè)的不斷擴(kuò)大與完善，國內(nèi)各航空公司均已開始大量采購新飛機(jī)來應(yīng)對此種規(guī)模及數(shù)量上的變化，其目標(biāo)是在“十二五”末期實(shí)現(xiàn)飛機(jī)數(shù)量翻番。飛機(jī)在數(shù)量的巨變同時(shí)影響著維修服務(wù)。故現(xiàn)階段各航空公司在各省市的機(jī)場建設(shè)自己的維修基地用以航線維修，以滿足飛機(jī)增長的業(yè)務(wù)量。

1.3機(jī)庫消防系統(tǒng)建設(shè)的必要性

1.3.1 油類引起的火災(zāi)

當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入機(jī)庫維修時(shí)，油箱內(nèi)的航空煤油會(huì)在機(jī)庫外排放干凈，但飛機(jī)油箱和油料系統(tǒng)內(nèi)不可避免會(huì)帶有殘留的航空煤油，至少達(dá)到幾噸或幾十噸，飛機(jī)中不可避免的存在有紅油，藍(lán)油，紫油，這些均為易燃油質(zhì)，均可因操作不慎而引起火災(zāi)，如無效的消防設(shè)施，火災(zāi)極易迅速擴(kuò)大，造成巨大損失。

1.3.2 物品引起的火災(zāi)

飛機(jī)機(jī)內(nèi)艙的頂棚、地板、沙發(fā)等內(nèi)部裝飾均為具有一定燃燒性的化學(xué)纖維或塑料制品，特別是清洗劑和粘結(jié)劑，油漆維修時(shí)有易燃?xì)怏w揮發(fā)出來，易形成火災(zāi)。

1.3.3 電器引起的火災(zāi)

飛機(jī)維修時(shí)，電焊、氣割作業(yè)以及用電設(shè)備漏電引發(fā)火災(zāi)，尤其在噴漆作業(yè)時(shí)，油漆所揮發(fā)的漆霧具有易燃性。

1.3.4 飛機(jī)維修庫及飛機(jī)價(jià)值因素

飛機(jī)庫作為維修飛機(jī)的專用場所，是一個(gè)高大的空間，屋架采用大跨度的鋼結(jié)構(gòu)，用以承擔(dān)屋面荷載，吊車和懸掛機(jī)庫的附加荷載，造價(jià)很高。一座一類機(jī)庫總造價(jià)約4~6億人民幣。而飛機(jī)本身是現(xiàn)代化高科技的產(chǎn)物，價(jià)格昂貴，一架大型客機(jī)，價(jià)值10~20億人民幣。一座大型機(jī)庫往往同時(shí)檢修幾架飛機(jī)，一旦發(fā)生火災(zāi)，未能及時(shí)撲滅，造成的損失難以估計(jì)，因此，飛機(jī)庫應(yīng)嚴(yán)格按國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，保證機(jī)庫和飛機(jī)的安全尤為必要。

1.4研究目的：

機(jī)庫的建筑不同于其它建筑，它擁有著大空間跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其存放的物品也價(jià)值過億。為保證飛機(jī)及其機(jī)庫的安全，不受損失，機(jī)庫的消防系統(tǒng)顯得尤其重要。

此次比較的目的，不但要做到保護(hù)機(jī)庫及飛機(jī)，還將機(jī)庫內(nèi)消防系統(tǒng)和消防設(shè)備進(jìn)行比較，以使其達(dá)到對飛機(jī)最安全保護(hù)效果，機(jī)庫建設(shè)的最高經(jīng)濟(jì)性，并保護(hù)國家資產(chǎn)以及節(jié)省國家建設(shè)資金的效果。

2. 機(jī)庫大廳主要消防設(shè)施方式的比較

2.1 機(jī)庫消防系統(tǒng)的特殊性：

2.1.1建筑結(jié)構(gòu)的特殊性

機(jī)庫屬于一種特殊性的建筑物，建筑高大空曠，屋面面積較大，大廳屋面全部采用鋼結(jié)構(gòu)，其對于消防要求便有的較高的要求。見圖2-1。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于鋼結(jié)構(gòu)耐火性能低，當(dāng)溫度達(dá)到300℃時(shí)，應(yīng)力損失20%，當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí)，應(yīng)力下降50%，屋架會(huì)有倒塌的危險(xiǎn)。所以必須對其網(wǎng)架采取消防保護(hù)。按國家規(guī)范要求，應(yīng)加設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)網(wǎng)架，但因?yàn)闄C(jī)庫的網(wǎng)架上懸基本會(huì)達(dá)到30m高，所以需要采用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的雨淋方式才可能組要求。當(dāng)然除了采用雨淋系統(tǒng)，也可以涂刷防火涂料來實(shí)現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)。

圖2-1機(jī)庫平面圖

2.1.2撲救物質(zhì)的特殊性

因機(jī)庫內(nèi)含有大量的油類可燃物，包括航油、藍(lán)油、紅油、汽油、煤油等油類物質(zhì)。因油類物質(zhì)的比重小于水，又不溶于水，著火時(shí)若用水滅火，大量汽油漂浮在水面上，隨水流動(dòng)，極易造成水勢蔓延，匯成火海。所以若采用滅火設(shè)備必須采用泡沫類的物質(zhì)，所以在水消防系統(tǒng)中增加泡沫液，形成泡沫水雨淋系統(tǒng)，達(dá)到保護(hù)機(jī)庫的效果。

2.1.3機(jī)庫消防設(shè)計(jì)的特殊性

飛機(jī)庫的設(shè)計(jì)除了按國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《飛機(jī)庫設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50284-2008)的規(guī)定之外，還應(yīng)滿足國家其它的規(guī)范，如《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ 50016-2006，《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50015—2003（2009年版），《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50140—2005，《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50116-98等現(xiàn)行規(guī)范。

所以按規(guī)范維修機(jī)庫大廳防火分區(qū)內(nèi)的火災(zāi)危險(xiǎn)性屬乙類。

根據(jù)，按類別除應(yīng)設(shè)置消火栓系統(tǒng)、推車式及手提式滅火器之外還應(yīng)分別設(shè)置以下消防系統(tǒng)。

2.2 機(jī)庫主要消防設(shè)施方式方案

規(guī)范規(guī)定I類維修機(jī)庫大廳內(nèi)設(shè)泡沫－水雨淋系統(tǒng)和泡沫槍、當(dāng)飛機(jī)機(jī)翼下面面積超過280m2時(shí)，應(yīng)設(shè)置翼下泡沫炮系統(tǒng)；或應(yīng)在屋架內(nèi)部設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，遠(yuǎn)程泡沫炮消防系統(tǒng)或者其他低倍數(shù)泡沫的自噴系統(tǒng)，泡沫槍；當(dāng)在屋頂金屬承重結(jié)構(gòu)上涂刷防火涂料時(shí)，可以取消自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

規(guī)范所規(guī)定的做法，就是現(xiàn)階段的I類機(jī)庫大廳，且維修飛機(jī)機(jī)翼下面面積超過280m2 的機(jī)庫大廳主要消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)有三種組合方式：①設(shè)置泡沫水雨淋，輔助泡沫炮；②設(shè)置高、低位遠(yuǎn)程控制泡沫炮，屋架內(nèi)設(shè)置閉式自動(dòng)噴水系統(tǒng)；③設(shè)置高、低位遠(yuǎn)程控制泡沫炮，屋架內(nèi)金屬承重結(jié)構(gòu)采用防火涂料保護(hù)。

以上三種做法，雖在實(shí)際工作中均有所設(shè)計(jì)，且三種做法同樣可以滿足國家規(guī)范，但是有何種不同之處，各自的優(yōu)勢在何處，在工程中如何選取，往往是設(shè)計(jì)時(shí)確定方案的關(guān)鍵。

2.2.1沫水雨淋系統(tǒng)+翼下泡沫炮

此消防系統(tǒng)以泡沫-水雨淋系統(tǒng)為主，翼下泡沫炮為輔助的方式。

當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，泡沫-水雨淋系統(tǒng)和泡沫炮共同啟動(dòng)。此方式最大的優(yōu)勢，響應(yīng)速度快，控制面較廣，能有效地在火災(zāi)發(fā)生的前期，控制火源，其實(shí)撲救在早期。水雨淋系統(tǒng)的不但承擔(dān)了作為機(jī)庫大廳的主要消防設(shè)施，用于撲救機(jī)庫大廳地面的火災(zāi)的作用，還同時(shí)的起到保護(hù)機(jī)庫屋頂金屬承重結(jié)構(gòu)即鋼結(jié)構(gòu)的效果。

2.2.2 高、低位遠(yuǎn)程控制泡沫炮+屋架自噴系統(tǒng)

此消防系統(tǒng)的組合以泡沫炮為主要消防方式，屋架內(nèi)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)僅保護(hù)網(wǎng)架的安全。

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，高、低位的泡沫炮同時(shí)啟動(dòng)，而屋架采用預(yù)作用系統(tǒng)的自動(dòng)噴水管網(wǎng)充水，當(dāng)噴頭溫度達(dá)到設(shè)定值后，自動(dòng)爆破出水滅火。

但此種消防組合方式存在其缺點(diǎn)：①造價(jià)高，屋架內(nèi)自動(dòng)系統(tǒng)的噴頭不同于普通噴頭，其需要采用高溫噴頭，其噴頭的公稱動(dòng)作溫度易為1620C~1900C，此種噴頭目前國內(nèi)沒有供應(yīng)廠商，只有國外進(jìn)口此產(chǎn)品，且價(jià)格十分昂貴，加上高低位的泡沫炮的價(jià)格，總體造價(jià)為三種消防方式中最高的一種。②為防止位于網(wǎng)架中的噴灑管道平時(shí)管道不充水，自噴系統(tǒng)采用預(yù)作用方式，此方式后期維護(hù)費(fèi)用較高。

2.2.3 高、低位遠(yuǎn)程控制泡沫炮+屋架內(nèi)防火涂料保護(hù)

此消防系統(tǒng)的組合以泡沫炮為主要消防方式，屋架內(nèi)保護(hù)網(wǎng)架的安全的方式采用防火涂料保護(hù)。

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，高、低位的泡沫炮同時(shí)啟動(dòng)。

此種組合方式，是三種消防方式里前期投資相對較少。但從國內(nèi)部分已建成機(jī)庫的使用經(jīng)驗(yàn)來看，機(jī)庫內(nèi)消防方式對機(jī)庫以后使用維護(hù)，飛機(jī)維修環(huán)境質(zhì)量要求，飛機(jī)維修安全性都存在較大影響。

采用刷防火涂料的方式來滿足消防要求的設(shè)計(jì)在航空業(yè)各基地均經(jīng)過反復(fù)討論，我院調(diào)查國內(nèi)部分防火涂料專業(yè)廠家、消防機(jī)構(gòu)、使用防火涂料較多年的維修基地及設(shè)計(jì)院專業(yè)人員均認(rèn)為刷防火涂料存在以下問題：

2.2.3.1. 剝落、粉化問題

隨著時(shí)間的推移，防火涂料與基材的粘著力會(huì)減弱，容易出現(xiàn)剝落、粉化的問題。防火涂料剝落將嚴(yán)重影響飛機(jī)維修安全性和維修人員的健康。機(jī)庫在維護(hù)飛機(jī)中將實(shí)施全面的、深度的檢查和維修，如果此時(shí)防火涂料出現(xiàn)剝落而掉入飛機(jī)或部件內(nèi)部，這將給飛機(jī)造成極大安全隱患。

2.2.3.2. 時(shí)效問題

防火涂料的耐火極限會(huì)隨著時(shí)間的增加而逐漸降低，到一定時(shí)限整個(gè)鋼網(wǎng)架必須從新刷防火涂料。目前進(jìn)口的防火涂料重復(fù)涂刷的時(shí)間為5年，國產(chǎn)較便宜的涂料基本2~3年就需重新涂刷。重新刷防火涂料將會(huì)嚴(yán)重影響飛機(jī)定檢工作。從新刷防火涂料的工藝、步驟較復(fù)雜，需把原有防火涂料打磨清除后，再重新涂刷防火涂料。大面積涂刷需要較長的時(shí)間才能完成，在施工過程中飛機(jī)是不能進(jìn)入機(jī)庫進(jìn)行維修的。

2.2.3.3資金問題

重新涂刷防火涂料，因其為高空作業(yè)所以其價(jià)格不菲，目前我院了解2010年時(shí)，涂刷5000m2 網(wǎng)架的價(jià)格需近百萬的費(fèi)用，隨著近年來物價(jià)的增長，尤其是人工費(fèi)的增長，每年價(jià)格增幅會(huì)巨大。故在未來維護(hù)機(jī)庫的成本會(huì)陡然增加，這將給未來維修基地的運(yùn)營帶來較大壓力。

2.2.3.4安全性問題

防火涂料中的阻燃成分在發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)釋放出諸如NH3、CO、鹵化物等有毒氣體，這些氣體對未能及時(shí)撤離現(xiàn)場人員的健康將造成嚴(yán)重?fù)p害。

此消防方式，在國內(nèi)個(gè)別機(jī)庫內(nèi)有使用，但是諸于上述等原因，使用方均會(huì)提出修改上述設(shè)計(jì)，在網(wǎng)架內(nèi)增加屋架自噴系統(tǒng)（詳見上述第二種消防方式），修改消防泵房等。后期價(jià)格較貴。

2.3 機(jī)庫主要消防設(shè)施方式造價(jià)比較

對于上述三種消防設(shè)施組合方式，前期投資及后期維護(hù)成本有著較大區(qū)別，我們暫估了20年的投資及運(yùn)行成本，從消防設(shè)備投資、土建部分投資、20年維護(hù)成本來綜合比較上述消防方式的區(qū)別（此方案為某航空公司一座一類機(jī)庫的估算，價(jià)格參照2011年市場價(jià)格）。見表2-1，表2-2，表2-3。

表2-1兩種消防方式消防設(shè)備價(jià)格估算比較 單位：萬（W）

表2-2 兩種消防方式土建部分價(jià)格估算比較

表2-3 20年計(jì)算周期維護(hù)費(fèi)用

由以上三個(gè)表格造價(jià)可得出，一次性投入，方案三比方案一節(jié)省投資122萬；但后期綜合費(fèi)用（20年計(jì)算），方案三比方案一多投資339萬。

2.4 消防設(shè)施設(shè)計(jì)比較的結(jié)論

通過上述分析可以看出，對于不同的組合消防方式第三方案雖然前期較為省錢，但對于后期維護(hù)，運(yùn)行成本及不可預(yù)計(jì)損失是有較大的風(fēng)險(xiǎn)及需大量費(fèi)用的。

表2-4 三種消防方式特性比較

三種方案固有其利弊關(guān)系，見表2-4三種消防方式特性比較，通過若干機(jī)庫前后期經(jīng)驗(yàn)看來，雖第一種方式前期造價(jià)較高，但從長期的角度來看，其后期維護(hù)費(fèi)用較低，但對于飛機(jī)的安全性，和整座機(jī)庫的安全性上考慮，是經(jīng)濟(jì)性，安全性最高的一種消防組合，產(chǎn)生的效益卻是長久的，合理的。在規(guī)范規(guī)定的一類機(jī)庫可以選用的主要消防方式中，我們主要設(shè)計(jì)采用泡沫水雨淋系統(tǒng)輔助翼下泡沫炮系統(tǒng)作為I類機(jī)庫主要的消防手段。

3 小結(jié)

在機(jī)庫的設(shè)計(jì)中，如果參照規(guī)范設(shè)計(jì)，當(dāng)然可以做到滿足消防要求，但是其合理性還需在工作中得以實(shí)踐。很多甲方在前期為了節(jié)省投資，盡量的減少建設(shè)的項(xiàng)目。在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看來，在滿足規(guī)范的前提下，還是應(yīng)該考慮真正的安全程度和日后的使用需求，以及維護(hù)費(fèi)用。

消防設(shè)備放置位置的合理性，完全可以決定火災(zāi)時(shí)滅火的效果，所以更多的考慮優(yōu)化設(shè)計(jì)，會(huì)給消防系統(tǒng)滅火帶來更大的優(yōu)勢。消防設(shè)施的控制尤其重要，往往可以通過其控制系統(tǒng)來解決設(shè)備自身的缺陷。

在消防設(shè)計(jì)中任何的優(yōu)化改變，均可改變這個(gè)消防系統(tǒng)的效果。細(xì)節(jié)決定關(guān)鍵，所以，在消防設(shè)計(jì)中，應(yīng)大量增加細(xì)節(jié)的考慮，已達(dá)到更加合理的消防滅火效果，保證財(cái)產(chǎn)的安全性。

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個(gè)人簡歷

姓名：李雪

性別：女

專業(yè)：給排水工程

學(xué)歷：碩士學(xué)位

工作時(shí)間：10年

畢業(yè)院校：哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程系給排水專業(yè)。

現(xiàn)在中國航天建設(shè)集團(tuán)有限公司從事給排水工程設(shè)計(jì)與研究工作。

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