某丙類廠房自動水滅火系統(tǒng)設(shè)計探討

冉飛亞

（上海市機(jī)電設(shè)計研究院有限公司，上海200040）

1 引言

丙類廠房通常具有人員密集、可燃物多等特點(diǎn)，其發(fā)生火災(zāi)的概率較大，且一旦發(fā)生火災(zāi)極易蔓延擴(kuò)大，燃燒產(chǎn)物一般含有有毒物質(zhì)。故在消防設(shè)計時，應(yīng)加強(qiáng)對此類場所的主動防火設(shè)計，合理的消防給水系統(tǒng)能有效控制初期火災(zāi)蔓延，將火災(zāi)控制在一定范圍內(nèi)，對挽救人們的生命財產(chǎn)安全有重要意義。

2 項(xiàng)目概況

某座椅丙類廠房位于山東省煙臺市，建筑占地面積31 248m2，建筑面積31 971m2，為單層鋼結(jié)構(gòu)。該丙類廠房共分為北面縱跨廠房、南面橫跨廠房、丙類倉庫一、丙類倉庫二4個防火分區(qū)，其中北面縱跨車間全部區(qū)域及南面橫跨車間部分區(qū)域有工藝懸掛鏈。根據(jù)GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）（以下簡稱《防火規(guī)范》），丙類二級單層廠房每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積為8 000m2。該廠房內(nèi)設(shè)置自動滅火系統(tǒng)，每個防火分區(qū)的最大允許面積可增加1倍，滿足規(guī)范設(shè)計要求。

圖1該丙類廠房平面功能分區(qū)

3 倉庫區(qū)域自動水滅火系統(tǒng)

3.1 丙類倉庫一自動水滅火系統(tǒng)

丙類倉庫一梁底標(biāo)高9m，最大凈高高度11.70m，根據(jù)工藝要求，最大儲物高度7.50m。貨物火災(zāi)危險性類別為倉庫危險級Ⅲ級，貨物儲存單元為無包裝發(fā)泡塑料。根據(jù)GB 50084—2017《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱《滅火設(shè)計規(guī)范》），采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭ESFR，系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)如表1所示。

表1丙類倉庫一自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

按此設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，自動噴水滅火系統(tǒng)流量大（Q1=271L/s），需配備4臺消防水泵，三用一備，單臺水泵流量為100L/s，系統(tǒng)主干管采用DN400mm熱鍍鋅無縫鋼管。因噴頭最低工作壓力為0.50MPa，自動噴淋系統(tǒng)揚(yáng)程很高。整個系統(tǒng)安全系數(shù)低。

經(jīng)綜合分析，丙類倉庫一最大儲物高度要求為7.5m。因此，考慮在丙類倉庫一內(nèi)設(shè)置吊頂，吊頂高度為8m，可大大降低自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計流量。設(shè)置吊頂后采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭（ESFR），系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)調(diào)整為：噴頭最低工作壓力0.30MPa，作用面積內(nèi)開放的噴頭數(shù)12只。設(shè)置吊頂后，系統(tǒng)設(shè)計流量為126L/s，相應(yīng)需配備的消防水泵為兩用一備，單臺水泵流量Q1=65L/s，系統(tǒng)主干管選用DN300mm熱鍍鋅無縫鋼管。

丙類倉庫一設(shè)置吊頂后降低自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計流量，減小消防水池有效容積522m3（由975.6m3減至453.6m3），消防水泵可減少1臺且單臺水泵流量降低。但增加吊頂會造成建筑成本增加，同時暖通專業(yè)因無法實(shí)現(xiàn)自然排煙，需采用機(jī)械排煙，相應(yīng)增設(shè)排煙機(jī)房。經(jīng)過綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，丙類倉庫一可節(jié)省投資約100萬元，在對建筑及暖通專業(yè)影響有限的前提下，系統(tǒng)設(shè)計更合理。

3.2 丙類倉庫二自動水滅火系統(tǒng)

丙類倉庫二為高架立體倉庫，最大凈空高度16m，最大儲物高度8m。貨物火災(zāi)危險性類別為倉庫危險級Ⅲ級，貨物儲存單元為無包裝的發(fā)泡塑料。因最大儲物高度超過7.5m，無法采用丙類倉庫一增設(shè)吊頂?shù)姆绞?，降低自動噴水滅火系統(tǒng)流量。又因最大凈空高度16m，超過了《滅火設(shè)計規(guī)范》第5.0.5條最大凈空高度的規(guī)定，應(yīng)設(shè)貨架內(nèi)置噴頭。自動噴水系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)按照第5.0.4條表5.0.4-3設(shè)置：頂板下灑水噴頭噴水強(qiáng)度22L/（min·m2），作用面積200m2，持續(xù)噴水時間2h。頂板下自動噴淋系統(tǒng)流量100L/s，貨架噴淋用水量30L/s。系統(tǒng)總用水量130L/s，消防水池需儲存的自動噴水滅火系統(tǒng)水量936m3。選用兩用一備，單臺水泵流量Q1=65L/s的自動噴淋泵,可同時滿足丙類倉庫一和丙類倉庫二的水量需求。

4 大空間廠房自動水滅火系統(tǒng)

4.1 北面縱跨廠房自動水滅火系統(tǒng)

北面縱跨廠房梁底標(biāo)高8.50m，最大凈空高度11.9m，平面功能為發(fā)泡車間。根據(jù)《滅火設(shè)計規(guī)范》，該車間設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)。系統(tǒng)噴水強(qiáng)度為20L/（min·m2），最不利作用面積160m2，系統(tǒng)用水量為70L/s。采用68℃，K=115的直立型標(biāo)準(zhǔn)閉式灑水噴頭。

4.2 南面橫跨廠房自動水滅火系統(tǒng)

南面橫跨廠房梁底標(biāo)高10.500m，最大凈空高度14.5m，主要功能為總裝車間。采用固定消防炮滅火系統(tǒng)，從廠區(qū)自動消防炮管網(wǎng)引入2根DN200mm管道，在車間內(nèi)環(huán)形敷設(shè)。在廠房內(nèi)靠柱或墻布置消防炮，保證懸掛鏈區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)有2股消防炮水柱保護(hù)。自動消防炮基本設(shè)計參數(shù)為：額定工作壓力H=0.9MPa，單臺額定流量Q=30L/s，標(biāo)準(zhǔn)圓形保護(hù)半徑R=55m。

4.3 懸掛鏈區(qū)域自動水滅火系統(tǒng)

因工藝需求，車間南面橫跨廠房部分區(qū)域設(shè)置工藝懸掛鏈，懸掛鏈底標(biāo)高6.00m。南面橫跨廠房最大凈空高度14.5m，自動水滅火系統(tǒng)為自動消防炮滅火系統(tǒng)?；馂?zāi)發(fā)生時，通過火災(zāi)報警控制器確認(rèn)火災(zāi)報警區(qū)域，自動消防炮系統(tǒng)將自動聯(lián)動開啟相應(yīng)的消防設(shè)備，同時傳感器自動掃描現(xiàn)場火情，通過噪光過濾和圖像處理迅速判別找出火源?；馂?zāi)信號通過通信總線傳輸至消控室集中控制柜，集中控制柜通過起泵線啟動消防水泵，通過通信線聯(lián)動水炮電動閥啟動，水炮工作[1]。

自動消防炮滅火系統(tǒng)有一定局限性，當(dāng)懸掛鏈下方地面區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時，因懸掛鏈大面積遮擋，位于懸掛鏈上方的火災(zāi)報警控制器很難及時識別火災(zāi)報警區(qū)域，自動消防炮對懸掛鏈下方區(qū)域的保護(hù)有較大隱患。需在懸掛鏈下方增設(shè)自動水滅火系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動水滅火系統(tǒng)全覆蓋。因懸掛鏈下方僅有1層600mm×600mm的鋼絲網(wǎng)，除結(jié)構(gòu)柱外無其他鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建，采用自動噴淋系統(tǒng)噴淋支管無懸吊支點(diǎn)，故將自動消防炮系統(tǒng)設(shè)置在懸掛鏈下方，安裝高度6m。

懸掛鏈上方懸掛物品為塑料制品，懸掛鏈沿軌道方向循環(huán)運(yùn)動，當(dāng)某處塑料制品著火時，著火點(diǎn)位置隨懸掛鏈運(yùn)行而改變，消防炮滅火時對火源位置的檢測困難。且消防炮為點(diǎn)源滅火，對于工藝懸掛鏈這類物品密度較大的區(qū)域，適用性較低。經(jīng)與工廠使用方、消防局及審圖公司等多方溝通，認(rèn)為自動噴水滅火系統(tǒng)更適用于工藝懸掛鏈滅火。因懸掛鏈下方已布置自動消防炮系統(tǒng)，故本項(xiàng)目考慮在工藝懸掛鏈上方布置一層自動噴水滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)保護(hù)的最大凈空高度9.5m（屋架下至懸掛鏈底部的高度），系統(tǒng)噴水強(qiáng)度20L/（min·m2），最不利作用面積160m2，系統(tǒng)用水量70L/s。采用68℃，K=115的直立型標(biāo)準(zhǔn)閉式灑水噴頭。

5 結(jié)語

本工程針對不同的廠房功能分區(qū)和相應(yīng)的火災(zāi)危險性，設(shè)計了不同的自動水滅火系統(tǒng)：丙類倉庫一采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭，丙類倉庫二選擇頂板下灑水噴頭+貨架噴頭形式，北面縱跨廠房設(shè)常規(guī)自動噴水滅火系統(tǒng)，南面橫跨廠房設(shè)自動消防炮滅火系統(tǒng)，懸掛鏈區(qū)域采用自動噴淋+自動消防炮系統(tǒng)形式。保證了工業(yè)廠房自動水滅火系統(tǒng)設(shè)計合理性，以及后期運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，為工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。