淺談某丙類倉庫內(nèi)自噴系統(tǒng)設(shè)計以及消防水泵選型原則

文／李繼曉 華商國際工程有限公司 北京 100000

李雪輝 中國核電工程有限公司 北京 100000

引言：

丙類倉庫在生產(chǎn)時，因生產(chǎn)技術(shù)條件的限制，存在多種用途和危險品，如某一工廠存在多種危險類型，則在劃分危險等級時，應(yīng)當(dāng)按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014)3.1.2 規(guī)定，如果在同一車間或工廠的任何一個防火分區(qū)中有各種火災(zāi)危險性生產(chǎn)時，廠房或防火分區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)火災(zāi)危險性類型應(yīng)按火災(zāi)危險性較大的部分確定：當(dāng)生產(chǎn)過程中使用或產(chǎn)生易燃、可燃物的量較少，不足以構(gòu)成爆炸或火災(zāi)危險時，可按實際狀況確定；在滿足下列情況的情況下，可以按照火險程度低的區(qū)域劃分：在該樓層或該區(qū)域中，具有較高風(fēng)險的區(qū)域或該區(qū)域所占據(jù)的區(qū)域的5%以下或丁、戊類廠房的涂料區(qū)域少于10%，并且在火災(zāi)事故時，未及時蔓延至其他部位或火災(zāi)危險性較大的生產(chǎn)部分采取了有效的防火措施。在進(jìn)行消防安全管理時，要結(jié)合建筑物自身的火災(zāi)特征，從整體上考慮，運(yùn)用現(xiàn)代的滅火技術(shù)，以達(dá)到火災(zāi)的目的。

1.現(xiàn)代倉庫消防設(shè)計存在的問題

倉庫內(nèi)的消防安全直接關(guān)系到儲存物品的安全，對于火災(zāi)的發(fā)生以及撲滅都具有非常重要的作用。從現(xiàn)代倉庫消防設(shè)計來看，主要存在著以下問題：

（1）對倉庫內(nèi)部以及周邊進(jìn)行了消防設(shè)計，但是沒有將相關(guān)的系統(tǒng)進(jìn)行整體考慮。由于倉庫內(nèi)面積較大，且屬于空間建筑，因此其內(nèi)部的消火栓系統(tǒng)并不適合將其設(shè)置在平面上。同時，由于倉庫內(nèi)沒有單獨(dú)的疏散通道，一旦發(fā)生火災(zāi)，人員疏散困難且危險度大。如果設(shè)置獨(dú)立的火災(zāi)報警系統(tǒng)，又會增加建筑內(nèi)消防系統(tǒng)的設(shè)計工作量。

（2）部分設(shè)計人員不注重消防水源的問題。倉庫內(nèi)部通常需要儲存大量物品作為備用品以及半成品等物資進(jìn)行存儲。因此，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，必須要有足夠數(shù)量的水源供給到庫內(nèi)進(jìn)行滅火。

（3）由于在倉庫內(nèi)部設(shè)置了大量廠房、庫房等，因此不適宜采用閉式系統(tǒng)進(jìn)行滅火。

（4）設(shè)計人員對于倉庫內(nèi)消防泵房重視不夠，忽視了消防泵房對于防火能力以及水源供給能力具有非常重要作用。

（5）消防泵房內(nèi)部還應(yīng)設(shè)置備用水泵及自動啟動裝置等必要設(shè)施；同時當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，該設(shè)備還需要承擔(dān)起啟動消防水泵后各項設(shè)備工作維護(hù)及使用等功能。

（6）對于倉庫內(nèi)部防火分區(qū)不宜過大；在平面布置中應(yīng)避免設(shè)置夾層。并且應(yīng)根據(jù)實際情況分別設(shè)置不同大小面積的室外消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)及自動噴水滅火系統(tǒng)等必要設(shè)施。

（7）在實際工程中因為很多設(shè)計人員未對倉庫內(nèi)消防水泵房進(jìn)行合理設(shè)計，導(dǎo)致出現(xiàn)了無法進(jìn)行自動噴水滅火或者排煙等問題。因此對于此類問題應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①明確倉庫內(nèi)消防泵房布置；

②在平面布置時應(yīng)根據(jù)實際情況對防火分區(qū)進(jìn)行合理劃分；

③在平面布置中需要根據(jù)實際情況合理設(shè)計室外消火栓、自動噴水滅火系統(tǒng)及室內(nèi)消火栓等設(shè)施；

④針對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)置位置要合理確定，確保該區(qū)域具備獨(dú)立保護(hù)條件和優(yōu)先保護(hù)條件；

⑤對相關(guān)施工、運(yùn)行維護(hù)以及管理人員加強(qiáng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)工作能力和質(zhì)量意識等方面知識要求。

2.自動噴水滅火系統(tǒng)

2.1 自噴系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)

根據(jù)《建規(guī)》第4.2.7 條的規(guī)定，倉庫內(nèi)應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)由火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、噴頭、灑水噴頭、消防水泵、管網(wǎng)及系統(tǒng)控制裝置等組成。其噴水強(qiáng)度應(yīng)符合《建規(guī)》第6.1.5 條的規(guī)定，自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行試報警試驗，并在火災(zāi)時由探測器或手動報警按鈕進(jìn)行報警[1]。該倉庫的耐火等級為二級，且為丙類，是整個倉庫的核心部位。因此在該倉庫內(nèi)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)及火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是十分必要的。 根據(jù)《建規(guī)》第7.3.1 條的規(guī)定：“高層建筑內(nèi)消防用水量應(yīng)按《民用建筑設(shè)計通則》第6.4.2條執(zhí)行”，消防用水流量應(yīng)按《民用建筑設(shè)計通則》第6.2.3條執(zhí)行。因此，在該倉庫內(nèi)設(shè)置了自動噴水滅火系統(tǒng)，其作用是保護(hù)防火分區(qū)的人員及財產(chǎn)安全。根據(jù)《建規(guī)》第6.2.13 條：“避難層應(yīng)設(shè)置火災(zāi)事故廣播”。因此該倉庫內(nèi)需要在消防控制室設(shè)置火災(zāi)事故廣播裝置。其工作原理是：當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)報警控制器發(fā)出聲光報警信號并啟動消防水泵；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，由主機(jī)按設(shè)定程序發(fā)出滅火指令后開啟消防水泵向避難層供水；當(dāng)避難層有人員活動或室內(nèi)無人時關(guān)閉消防水泵及其管道閥門并停止供水；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，由主機(jī)發(fā)出聲光報警信號并啟動消防泵向室內(nèi)送水滅火或打開排煙口、排煙閥和送風(fēng)口進(jìn)行排煙降溫。該倉庫內(nèi)還設(shè)有自動排煙設(shè)施、防排煙風(fēng)機(jī)及防火門等防火設(shè)施。為防止火災(zāi)蔓延至室內(nèi)其它區(qū)域及人員疏散，需要在倉庫內(nèi)設(shè)置疏散照明和指示標(biāo)志等滅火設(shè)施和逃生設(shè)備（包括逃生用的安全出口標(biāo)志、應(yīng)急廣播和疏散指示標(biāo)志等）。其工作原理是：發(fā)生火災(zāi)時，由主機(jī)發(fā)出聲光報警信號并啟動防排煙風(fēng)機(jī)；當(dāng)有人員活動時或發(fā)生火災(zāi)時，自動將門打開排煙及打開排煙系統(tǒng)進(jìn)行排煙降溫。

2.2 消火栓的布置

在實際工程中，由于倉庫內(nèi)物品的多樣性，尤其是對易燃易爆物品的大量使用，為消防設(shè)計提出了更高的要求。在丙類倉庫中，除中央倉庫外，其他庫房均設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。如為獨(dú)立的商業(yè)建筑時，可采用開敞式或半開敞式消火栓。在該工程中，由于丙類倉庫與甲、乙類倉庫均為同一防火分區(qū)內(nèi)，其均按甲、乙類倉庫設(shè)計，因此在整個丙類倉庫內(nèi)都必須設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。在丙類倉庫中，當(dāng)采用閉式消防給水系統(tǒng)時，所有庫房均應(yīng)設(shè)室內(nèi)消火栓。而甲、乙類倉庫和糧食儲存庫等為敞開式時也應(yīng)設(shè)置室內(nèi)消火栓。同時丙類庫房中的糧食儲存庫中有大量的可燃物物品存在，為防止火災(zāi)發(fā)生時對儲存物品造成破壞以及威脅人員生命安全，設(shè)計過程中必須嚴(yán)格按照《建規(guī)》第6.2.2 條執(zhí)行。除此之外，《建規(guī)》第6.2.5 條規(guī)定：“甲、乙類倉庫內(nèi)應(yīng)設(shè)消防水箱；在大量儲存可燃物的甲、乙類庫房內(nèi)宜設(shè)室內(nèi)消火栓”[2]；而丙類倉庫屬于封閉倉庫或半封閉式庫房，其庫內(nèi)不設(shè)消防水箱或消防水池。因此當(dāng)丙類庫室內(nèi)消火系統(tǒng)設(shè)置在乙類庫時，為了避免丙類庫發(fā)生火災(zāi)時對其產(chǎn)生影響需要設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。

2.3 水源選擇原則

（1）若要使用消防用水，需要經(jīng)過二次加壓，這不僅會增加建筑物的投資成本，還會帶來不必要的損耗。在實際工程中，若水源較遠(yuǎn)則需設(shè)置臨時水箱來進(jìn)行消防用水加壓供應(yīng)。

（2）由于該倉庫內(nèi)的倉庫設(shè)計容量較大，且消防負(fù)荷較大，對供水需求大，因此在火災(zāi)初期階段水源并不充足。當(dāng)火災(zāi)發(fā)展到一定程度時需要進(jìn)行人為干預(yù)即手動開啟消防設(shè)施以保持消防壓力和水量。手動開啟閥門或關(guān)閉閥門都會造成一定的水量損失。同時，當(dāng)消防車用水超過建筑所需水量時也會對消防車輛造成一定壓力甚至發(fā)生車輛起火事故。因此在火災(zāi)初期階段需要對水源進(jìn)行臨時增壓且需要減少加壓時間及供水壓力。

（3）當(dāng)消防供水管網(wǎng)較長時可設(shè)置多個消防給水系統(tǒng)，將幾個管網(wǎng)中的水抗擾性能好的管網(wǎng)連接起來可實現(xiàn)系統(tǒng)壓力疊加以實現(xiàn)最優(yōu)效果，同時避免了用水高峰時從多個加壓并浪費(fèi)水源及水耗量的問題。

（4）當(dāng)自噴系統(tǒng)中的消防水箱（池）水量不能滿足火災(zāi)初期階段需要時應(yīng)設(shè)置加壓水泵向室外進(jìn)行補(bǔ)水。此外在發(fā)生火災(zāi)時建筑內(nèi)會有大量的人員聚集在室內(nèi)且對消防系統(tǒng)形成一定程度上的干擾影響。因此對于火災(zāi)初期階段要求系統(tǒng)供水壓力較小的情況下可不設(shè)自動補(bǔ)水設(shè)施，當(dāng)火災(zāi)發(fā)展到一定程度后則需設(shè)置加壓水泵進(jìn)行補(bǔ)充供水以滿足最優(yōu)效果并減少水源浪費(fèi)和對人員帶來的干擾影響。

（5）在實際工程中由于自動噴水滅火系統(tǒng)用水量較大且建筑內(nèi)人員眾多、流動性大對消防泵組流量要求高以及規(guī)范對于自動噴水滅火系統(tǒng)用水量及揚(yáng)程要求等諸多因素影響，不可能設(shè)置數(shù)量足夠的水泵進(jìn)行手動啟動或電動啟動以滿足不同滅火需求同時保證水源供給充足且有充足備用水泵滿足應(yīng)急滅火要求。

（6）當(dāng)室外消火栓作為備用水源時還需注意以下問題：①室外消火栓系利用室外消火栓水箱向其供水，在火災(zāi)初期階段利用室內(nèi)消火栓補(bǔ)水以維持消火水壓差；火災(zāi)發(fā)展到一定程度后則需開啟室內(nèi)消火栓補(bǔ)水并由水箱向室內(nèi)消火栓供水同時開啟室內(nèi)消火栓補(bǔ)水閥門以維持系統(tǒng)水壓差；②當(dāng)建筑物內(nèi)有多個水源時需在消防水箱內(nèi)分別設(shè)置水泵以滿足各水源啟動水泵等條件；③室外消防給水管網(wǎng)不可能與建筑物內(nèi)所有自動噴水滅火系統(tǒng)均連接到同一系統(tǒng)上，因此根據(jù)工程實際情況在條件允許情況下盡量選擇一種消防給水管網(wǎng)，避免出現(xiàn)二次加壓或交叉加壓現(xiàn)象，為保證供水充足故需設(shè)置備用水源。

（7）本工程根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求均設(shè)置了水泵接合器及自動開啟裝置：

①本工程中采用室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)并設(shè)置自動啟泵裝置，故室外供水管網(wǎng)中直接引出的給水管道均為消防給水管道；

②由于考慮到火災(zāi)發(fā)展到一定程度后需開啟室內(nèi)消火設(shè)施，因此應(yīng)在相應(yīng)樓層的室外設(shè)置水泵接合器或采用手動開關(guān)自動啟泵以滿足不同滅火需求。

2.4 自噴系統(tǒng)的設(shè)計

該工程是在杭州市某地區(qū)的一座四樓磨粉廠，總樓高23.25m，總建筑面積2893m2，總?cè)莘e67262m，南北寬43.5m，東西66.5m。這座新工廠是在原有的工業(yè)區(qū)，目前已建成了消防水泵房和戶外防火網(wǎng)絡(luò)，所以在進(jìn)行設(shè)計時要檢查消防水泵房的滅火水量及揚(yáng)程，以保證其滿足此廠房的要求。廠房分為甲類、丙類、丙類三類，按照規(guī)范的規(guī)定，本建筑物危險類型可不按甲類廠房設(shè)計：丙類廠房占丙類廠房建筑面積的比重為40%，根據(jù)規(guī)范本建筑物的危險性類型按火災(zāi)危險性較大的丙類廠房設(shè)計。

丙類庫房的建筑面積超過3000 平方米，按《建筑設(shè)計防火規(guī)范》8.3.2.7 的規(guī)定，丙類庫房區(qū)必須安裝消防自動消防設(shè)備。防火風(fēng)險級別按照庫房二級（堆放雜物房）劃分，存放高度不得超過31.5m。噴水的強(qiáng)度為8（升/分鐘·平方米），使用ZSTZ-20 標(biāo)準(zhǔn)覆蓋區(qū)噴灑器，其噴射口的流速因子K=115，最大的缺點(diǎn)是噴嘴的水壓力為0.1MPa。設(shè)計的噴水流量為70 升/秒，連續(xù)噴水1.5 小時，噴射用水量378 m[3]。各消防區(qū)域和各樓層設(shè)有流量指示，外部安裝SQS150-A 地面自動噴射泵組合裝置4 套。本項目丙類倉儲區(qū)內(nèi)設(shè)有“消防池+增壓泵+頂式消防水箱”的應(yīng)急高壓供水體系，通過原已建成的噴淋式加壓環(huán)網(wǎng)供給，其供水量為150L/s，供水壓力0.99MPa，符合上述設(shè)計的需要。

鑒于該大樓僅一至四樓為丙類庫房，丙類未設(shè)有噴灑裝置，而《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》7.1.12 條規(guī)定，若在局部場地設(shè)有消防噴水裝置，則在該部位與鄰近未安裝消防栓的道路及連接門窗的外部，均須安裝噴灑噴嘴。因此，在丙型倉庫連接的消防閘門外面安裝了噴灑器，當(dāng)丙級車間著火時，工廠內(nèi)部的噴嘴經(jīng)過加熱后，能夠阻止火焰蔓延到丙級倉庫。圖1 是示意圖：

圖1 丙類倉庫外側(cè)設(shè)置噴頭示意圖

2.5 防排煙系統(tǒng)

丙類倉庫內(nèi)建筑面積較小，根據(jù)《倉庫建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2006）中5.2.2 條，丙類倉庫不應(yīng)采用自然排煙方式。故丙類倉庫不能采用自然排煙方式，需要采用機(jī)械排煙方式。其中防煙系統(tǒng)分為兩種，分別為正壓送風(fēng)式和機(jī)械排煙式。正壓送風(fēng)式防排煙系統(tǒng)是指當(dāng)防煙樓梯間及前室的疏散門至最近安全出口的距離小于2.00m 時，應(yīng)設(shè)置送風(fēng)機(jī)，在樓梯間和前室安裝固定排風(fēng)機(jī)（或電動百葉窗）進(jìn)行排煙。其優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)樓梯間和前室發(fā)生火災(zāi)時，由消防控制室能對樓梯間和前室進(jìn)行快速排煙，起到減緩火勢的作用；缺點(diǎn)是：當(dāng)防煙樓梯間及前室發(fā)生火災(zāi)時，需設(shè)機(jī)械排煙系統(tǒng)。機(jī)械排煙系統(tǒng)是指通過風(fēng)機(jī)將防煙樓梯間、前室的火災(zāi)煙氣排至室外的系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是：可通過控制風(fēng)機(jī)工作與否來控制排煙，能快速有效地降低火場溫度，起到阻止火勢蔓延的作用；缺點(diǎn)是：由于丙類倉庫內(nèi)貨物高度較高且空間狹小，無法使用機(jī)械排煙系統(tǒng)。根據(jù)《倉庫建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2006）5.2.11 條規(guī)定：“防煙樓梯間應(yīng)符合下列要求：當(dāng)樓梯間設(shè)置前室或合用前室時，前室的使用面積不應(yīng)小于6.0 ㎡；當(dāng)樓梯間與前室合用時，前室內(nèi)的使用面積不應(yīng)小于2.0 ㎡；前室內(nèi)設(shè)置的送風(fēng)口的最大平均風(fēng)速不宜大于20m/s?！惫时悅}庫內(nèi)不能采用機(jī)械排煙系統(tǒng)。

3.自動報警與聯(lián)動控制及消防水泵的選型原則

《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-2013 規(guī)定：“自動噴水滅火系統(tǒng)的報警閥組和水力警鈴的啟閉裝置均應(yīng)設(shè)自動控制裝置”。當(dāng)采用雨淋閥時，其工作原理為：雨淋閥出水口是根據(jù)噴水壓力和流量計算得出，水流進(jìn)入雨淋閥后壓力下降，使水在閥體內(nèi)產(chǎn)生真空度并保持一定時間。由于室內(nèi)設(shè)置的雨淋閥位于高位水箱出水管上，此時水流經(jīng)過雨淋系統(tǒng)時就會有一部分空氣被帶到雨淋系統(tǒng)中，如果不及時排出則會形成真空。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)溫度達(dá)到一定程度后水即從雨淋出水口流出并到達(dá)噴頭處。該現(xiàn)象即為水柱效應(yīng)。當(dāng)采用自動排氣閥時，當(dāng)室內(nèi)溫度較高且有較大的空氣流動時自動排氣閥將迅速開啟；相反室內(nèi)溫度較低且有較小的空氣流動時則將緩慢關(guān)閉。通過水流向雨淋閥內(nèi)產(chǎn)生真空度來排除空氣，防止室內(nèi)積水并起到穩(wěn)壓作用。同時為了防止消防水泵和其他消防設(shè)備發(fā)生誤啟動或者火災(zāi)探測器誤報警后不能及時啟動水泵等情況出現(xiàn)而造成系統(tǒng)癱瘓，《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-2013中規(guī)定：“當(dāng)采用雨淋閥或自動排氣閥時必須設(shè)置自動控制裝置”。

在《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084）中規(guī)定：“報警閥應(yīng)采用信號閥，但允許直接手動操作的場所，可采用信號閥?！碑?dāng)防火分區(qū)有一層時，報警閥應(yīng)設(shè)置在該層；當(dāng)防火分區(qū)內(nèi)有多個獨(dú)立的防火分區(qū)且每個防火分區(qū)面積大于3000m2時，報警閥應(yīng)設(shè)置在該層或該防火分區(qū)的疏散通道上；當(dāng)每個火災(zāi)報警區(qū)域內(nèi)同時含有兩個以上火災(zāi)探測器報警時，每個消防控制室均應(yīng)設(shè)置一組探測器。當(dāng)單探測器動作時，啟動水流指示器或信號閥；單探測器動作且僅由一個火災(zāi)探測器或信號閥控制時，可采用一組火災(zāi)探測器。自動噴水滅火系統(tǒng)（含防排煙系統(tǒng)）采用閉式噴頭，出水壓力不應(yīng)小于0.25MPa；采用開式噴頭時其出水壓力不宜小于0.35MPa。消防水泵的工作壓力不得低于0.50MPa。自動噴水滅火系統(tǒng)的消防水泵選型：消防泵性能的優(yōu)劣將直接影響到系統(tǒng)的可靠性和安全性。因此，在工程設(shè)計中應(yīng)根據(jù)建筑及使用情況綜合考慮不同工況下使用消防水泵的技術(shù)指標(biāo)、工作壓力、流量、轉(zhuǎn)速等性能指標(biāo)參數(shù)以及管網(wǎng)布置情況進(jìn)行合理選型。

結(jié)語：

在工廠、倉庫中存在著其它各種危險類型的物料時，應(yīng)按具體的要求進(jìn)行設(shè)計不同的消防供水系統(tǒng)，以最大可能的降低火災(zāi)所造成的損失。倉庫、工廠的火災(zāi)隱患不容小視，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以一定要在達(dá)到規(guī)范的前提下，按照現(xiàn)場的具體條件，進(jìn)行消防供水系統(tǒng)的規(guī)劃。