某工業(yè)生產(chǎn)廠房火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析

龍小梅

(中國五洲工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，北京 100053)

某工業(yè)生產(chǎn)廠房火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析

龍小梅

(中國五洲工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，北京 100053)

以工業(yè)生產(chǎn)廠房的特點(diǎn)及工程實(shí)例為依托，從可靠和經(jīng)濟(jì)的角度，對工業(yè)生產(chǎn)廠房不同區(qū)域的火災(zāi)探測方案進(jìn)行分析，從而確定合理的火災(zāi)探測方案。同時(shí)，對火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，以期對工業(yè)生產(chǎn)廠房的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

工業(yè)生產(chǎn)廠房 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 潔凈車間 高架立體倉庫 吸氣式感煙火災(zāi)探測器

0 引言

近年來，各重大火災(zāi)給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成很大損失，國家對消防安全越來越重視，開始不斷加強(qiáng)各地區(qū)的消防審查并提高消防驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；而隨著工業(yè)生產(chǎn)廠房的場地和環(huán)境越來越趨于多樣化、復(fù)雜化，若能及早發(fā)現(xiàn)和撲滅火情將會(huì)減少大量的傷亡損失，所以提高火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的可靠性尤為重要。在進(jìn)行火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)廠房的工藝流程、作業(yè)環(huán)境、空間特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)形式選擇具體針對性的系統(tǒng)方案。

1 項(xiàng)目概況

本建筑形狀為長方形，其中南北長為187m，東西寬為99.1m，地上分為單層、二層(局部三層、四層)等不同部分，局部地下1層，建筑占地面積約18 943 m2，建筑面積約35 941 m2，建筑高度分別為7.5/13.5/23.6m。建筑物為多層工業(yè)建筑，內(nèi)含高架立體倉庫、潔凈生產(chǎn)車間、普通生產(chǎn)車間、手動(dòng)噴涂間和生產(chǎn)輔房，建筑物整體火災(zāi)危險(xiǎn)類別為丙類(手動(dòng)噴涂間火災(zāi)危險(xiǎn)類別為甲類)，耐火等級為二級。

其中，本工房高架立體倉庫部分建筑面積約1 655 m2，長24.9 m，寬66.5m，總高度23.6m，單層鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，其中貨架高度為16.1m，采用自動(dòng)堆垛機(jī)運(yùn)送系統(tǒng)，存儲(chǔ)物品為各類膠塞制品。本工房南北側(cè)各設(shè)一個(gè)潔凈生產(chǎn)車間。本文選取局部的潔凈生產(chǎn)車間進(jìn)行論述，該潔凈區(qū)部分吊頂高度為3.2m，技術(shù)夾層高度為4.3m，潔凈等級為D級。

2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

本項(xiàng)目火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、消防廣播、消防聯(lián)動(dòng)和電氣火災(zāi)監(jiān)控等系統(tǒng)。

2.1 消防控制室

在工房一層設(shè)消防控制室，面積約為45 m2，對本工房的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行探測和控制，內(nèi)設(shè)火災(zāi)報(bào)警控制器、手動(dòng)控制盤、吸氣式感煙火災(zāi)探測主機(jī)、電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)、氣體濃度報(bào)警控制器等設(shè)備。

2.2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警探測方案選擇分析

1) 高架立體倉庫形式上屬于無柱大跨度高大空間。庫內(nèi)貨架林立，火災(zāi)早期火焰基本被貨架遮擋，不適合采用以火焰為參數(shù)的火災(zāi)探測器；感溫火災(zāi)探測器距離火源不能太遠(yuǎn)，且要求安裝處熱量可以集聚，一般無法在高架庫的火災(zāi)探測中使用。因此，以煙霧為火災(zāi)參數(shù)的探測器是此類倉庫的首選。

傳統(tǒng)點(diǎn)式探測器適用于高度≤12m的場所。紅外光束線型感煙探測器適用于高大無遮擋的場所，且需要按照煙霧的分層特點(diǎn)在不同高度分層設(shè)置。但當(dāng)煙霧聚集至頂棚達(dá)到報(bào)警濃度時(shí)，設(shè)在頂棚附近的紅外光束線型感煙探測器報(bào)警，此時(shí)火情極有可能已較為嚴(yán)重；設(shè)在中間高度的探測器光路極易被自動(dòng)堆垛機(jī)遮擋，因此紅外光束線型感煙探測器不適用于高架庫的火災(zāi)探測。

吸氣式感煙火災(zāi)探測器利用在現(xiàn)場的采樣管對含有煙霧信息的空氣樣本進(jìn)行探測，其采樣管路安裝空間需求小，可以深入貨架區(qū)內(nèi)部探測火情，不受環(huán)境因素的影響，在高架庫內(nèi)具備安裝條件；另一方面，一旦高架庫發(fā)生火災(zāi)，火情很難控制，其火災(zāi)防護(hù)應(yīng)以“早期發(fā)現(xiàn)，及時(shí)消除隱患”為原則。所以吸氣式感煙火災(zāi)探測器符合高架庫內(nèi)火災(zāi)探測的需要。

2) 為達(dá)到潔凈生產(chǎn)車間對潔凈度的要求，一般空調(diào)、FFU系統(tǒng)都較為復(fù)雜，在制定火災(zāi)探測方案時(shí)需結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)方案綜合考慮。

本區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)采用“上送風(fēng)、側(cè)下回風(fēng)”方式，發(fā)生火情后，煙氣不聚集在房間頂部，會(huì)隨著空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)最終進(jìn)入回風(fēng)夾壁墻，需對進(jìn)入回風(fēng)夾壁墻的煙霧進(jìn)行檢測，因此設(shè)置在潔凈間頂棚的點(diǎn)式感煙探測器不適合潔凈區(qū)的火災(zāi)探測。

潔凈生產(chǎn)車間內(nèi)的設(shè)備和儀器昂貴，廠房內(nèi)建筑布局復(fù)雜，土建投資較大，一旦發(fā)生火災(zāi)，人員疏散困難、經(jīng)濟(jì)損失巨大。由于紅外光束線型感煙探測器適用于高大無遮擋的場所，且不能做到及早發(fā)現(xiàn)火情，因此紅外光束線型感煙探測器不適用潔凈廠房的火災(zāi)探測。

為減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，使火情能在早期被發(fā)現(xiàn)，必須選用極早型煙霧探測器。吸氣式感煙火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)為主動(dòng)吸氣采樣，具有警告、行動(dòng)、火警1和火警2四個(gè)工作階段，在氣流稀釋煙霧的狀況下也能保持高靈敏度狀態(tài)；探測管路設(shè)置靈活，不存在空間遮擋問題，管路可在吊頂內(nèi)敷設(shè)，僅將毛細(xì)采樣管伸出至潔凈區(qū)內(nèi)，既安全又美觀；同時(shí)，系統(tǒng)還具有報(bào)告錯(cuò)誤率低、保護(hù)面積大的特點(diǎn)，所以吸氣式感煙火災(zāi)探測器符合潔凈生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)火災(zāi)探測的需要。

3) 一方面本項(xiàng)目變配電室的電纜夾層內(nèi)電纜較多，發(fā)熱量大，一旦某根電纜發(fā)生火災(zāi)，易影響其他電纜，且火災(zāi)會(huì)通過電纜發(fā)展至整個(gè)建筑物；另一方面，電纜夾層內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，不易發(fā)現(xiàn)且撲滅困難，因此在電纜夾層內(nèi)設(shè)置有效可靠的火災(zāi)探測器非常有必要。

由于電纜發(fā)生火災(zāi)時(shí)，熱量集聚較快，應(yīng)選用以溫度為火災(zāi)參數(shù)的探測器。傳統(tǒng)的點(diǎn)式火災(zāi)探測器在電纜夾層內(nèi)不易安裝，而線纜型感溫探測器安裝方便，是一種可靠、適宜的報(bào)警系統(tǒng)。

4) 有特殊工藝生產(chǎn)要求的場所，根據(jù)工藝要求設(shè)置氣體濃度探測器。

5) 無特殊工藝需要的一般場所選用較為經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)型感煙探測器。

2.3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警探測方案設(shè)計(jì)

1)在高架立體倉庫內(nèi)共設(shè)置6個(gè)吸氣式感煙火災(zāi)探測器， 其中2個(gè)設(shè)在端頭兩側(cè)墻壁上，4個(gè)設(shè)在高架庫兩側(cè)貨架上，安裝高度為1.5m，在倉庫頂棚設(shè)一層采樣管，在貨架背面的7m及14m左右高度各設(shè)置一支采樣管，其保護(hù)范圍可以覆蓋整個(gè)貨架，高架立體倉庫空氣管采樣布置如圖1所示。

圖1 高架立體倉庫吸氣式感煙火災(zāi)探測布置平面圖

在潔凈生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)共設(shè)置4個(gè)吸氣式感煙火災(zāi)探測器， 其中3個(gè)設(shè)在潔凈生產(chǎn)車間的墻壁上，1個(gè)設(shè)在潔凈生產(chǎn)車間的技術(shù)夾層內(nèi)，安裝高度為1.5m，在車間頂棚上設(shè)一層毛細(xì)采樣管，在回風(fēng)夾壁墻和技術(shù)夾層內(nèi)設(shè)置采樣管，潔凈生產(chǎn)車間空氣管采樣布置如圖2所示。

圖2 潔凈生產(chǎn)車間吸氣式感煙火災(zāi)探測布置平面圖

吸氣式感煙火災(zāi)探測器設(shè)置的位置需最大限度地發(fā)揮探測器的保護(hù)能力，充分利用每個(gè)管路允許長度，擴(kuò)大其保護(hù)區(qū)域，以減少探測器數(shù)量；另外，也要盡量使各個(gè)管路長度一致，避免各支管間存在氣流壓力差，保持各管采樣均衡。在此前提下，探測器的設(shè)置還需考慮是否便于人員操作和維護(hù)。

吸氣式感煙火災(zāi)探測管路不應(yīng)跨越防火分區(qū)，采樣管為管徑25的PVC管，每個(gè)采樣孔的保護(hù)區(qū)域可參考相同條件下點(diǎn)式感煙探測器的保護(hù)區(qū)域進(jìn)行布置。若空間內(nèi)存在高氣流現(xiàn)象，可相應(yīng)減少每個(gè)采樣孔的保護(hù)區(qū)域，且采樣孔周圍需留有足夠的空氣流動(dòng)空間。

現(xiàn)場各吸氣式感煙火災(zāi)探測器采用環(huán)形接線方式與設(shè)在消防控制室的系統(tǒng)管理主機(jī)進(jìn)行連接。由管理主機(jī)接至火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。空氣管采樣系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 極早期空氣管采樣系統(tǒng)圖

2) 在變配電室的電纜夾層內(nèi)沿電纜橋架設(shè)置線纜型感溫探測器。

3) 根據(jù)工藝生產(chǎn)要求，在手動(dòng)噴涂間、制冷機(jī)房設(shè)氣體濃度探測器，用于探測乙醇或氟利昂濃度，并通過氣體報(bào)警控制器接入火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)[3]。當(dāng)氣體報(bào)警控制器發(fā)出報(bào)警信號時(shí)，啟動(dòng)火災(zāi)聲光警報(bào)器，聯(lián)鎖開啟事故風(fēng)機(jī)。

4) 在門廳、各層走廊、一般試驗(yàn)室和生產(chǎn)車間等場所設(shè)置點(diǎn)型感煙探測器。

2.4 火災(zāi)警報(bào)和消防應(yīng)急廣播系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制

本工房內(nèi)設(shè)消防應(yīng)急廣播系統(tǒng)，與廣播系統(tǒng)共用一套設(shè)備。廣播機(jī)柜放置在消防控制室內(nèi)。廣播主機(jī)平時(shí)可用于業(yè)務(wù)播出、通知、公告，火災(zāi)時(shí)則自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行消防報(bào)警廣播。其中，消防應(yīng)急廣播以揚(yáng)聲器滿功率形式播放，并且不受揚(yáng)聲器回路被關(guān)閉或音量衰減開關(guān)的限制，而在潔凈區(qū)則需選用不影響潔凈度等級的揚(yáng)聲器。

在建筑物主要出/入口、疏散樓梯口、建筑物內(nèi)部拐角等處的明顯部位設(shè)置火災(zāi)聲光報(bào)警器。待消防控制室確認(rèn)火災(zāi)后，向全樓進(jìn)行廣播的同時(shí)啟動(dòng)建筑物內(nèi)所有火災(zāi)聲光報(bào)警器。

2.5 手動(dòng)報(bào)警按鈕及消防專用電話

每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)至少設(shè)置一個(gè)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕，可以設(shè)置在建筑物各層的主要出/入口、疏散樓梯口及人員通道的適當(dāng)位置。

在消防水泵房、變配電室、空調(diào)機(jī)房、消防電梯機(jī)房等場所設(shè)置消防專用電話分機(jī)；在出/入口、樓梯口、前室的手動(dòng)報(bào)警按鈕處設(shè)置消防專用電話插孔；消防控制室需設(shè)置可直接報(bào)警的外線電話[1]。2.6 消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)

消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)分自動(dòng)和手動(dòng)控制，通過聯(lián)動(dòng)控制器對消火栓、自動(dòng)噴灑系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、防火門系統(tǒng)及非消防電源、電梯等設(shè)備進(jìn)行控制。

2.7 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)自成一體，由現(xiàn)場探測器、總線制傳送儀、PC機(jī)控制臺(tái)和組態(tài)軟件組成，電氣火災(zāi)監(jiān)控器設(shè)置在消防控制室內(nèi)。在變配電室低壓出線非消防回路設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

2.8 系統(tǒng)供電、接地及線路敷設(shè)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)電源采用消防電源，備用電源采用火災(zāi)報(bào)警控制器自帶的蓄電池。本工房采用聯(lián)合接地方式，整幢建筑物做等電位連接，接地電阻≤1Ω。火災(zāi)報(bào)警及廣播線路由室外引入主機(jī)處，設(shè)置浪涌保護(hù)器以避免受雷電電磁脈沖影響。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的供電線路、消防聯(lián)動(dòng)控制線路采用耐火銅芯電線/電纜，報(bào)警總線、消防應(yīng)急廣播和消防專用電話等傳輸線路采用阻燃銅芯電線。線路暗敷時(shí)，應(yīng)采用金屬鋼管敷設(shè)于不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，且保護(hù)層厚度宜≥30mm；線路明敷時(shí)，應(yīng)采用金屬鋼管保護(hù)[1]。

3 結(jié)束語

工業(yè)生產(chǎn)廠房的多樣化、復(fù)雜性決定了其火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)必須根據(jù)工程實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新的消防技術(shù)問題不斷出現(xiàn)，而設(shè)計(jì)人員只有不斷地研究探索，才能確保每個(gè)消防設(shè)計(jì)方案的可靠和合理，從而確保人員生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

[1] GB 50116-2013火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國計(jì)劃出版社，2013.

[2] GB 50016-2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工程出版社，2014.

[3] GB 50493-2009石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工程出版社，2014.

[4] GB 50073-2013潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國計(jì)劃出版社，2013.

[5] 藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范實(shí)施指南(2010年修訂)[S]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

Analysis of Automatic Fire Alarm System Design for an Industrial Production Workshop

Long Xiaomei

According to the characteristics of industrial workshop and engineering examples, from a reliable and economic point of view, the fire detection plan is analyzed in different regions of an industrial production workshop, so as to a reasonable fire detection plan is determined. At the same time, the main points of automatic fire alarm system design are summarized, and some references of automatic fire alarm system design in industrial workshop are supplied.

industrial production workshop, automatic fire alarm system, clean room, automatic 3D storehouse, suction type smoke detector