室外消防给水系统在露天堆场火灾事故中的应急作用分析

付友春

(吉林省四平市公安消防支队，吉林 四平 136100)

室外消防给水系统在露天堆场火灾事故中的应急作用分析

付友春

(吉林省四平市公安消防支队，吉林 四平 136100)

通过在实际消防监督检查中发现的可燃材料露天堆场室外消防给水系统存在的问题,对其进行了深入分析,提出了切实可行的整改措施。目的是使今后在可燃材料堆场的室外消防给水系统消防设计、施工和日常消防管理中能够更加标准规范，一旦发生火灾事故,室外消防给水系统能够真正发挥作用，减少单位和个人的财产损失。

可燃材料；堆场；室外消防给水

我国东北地区气候干燥，特别是冬季十分寒冷，平均气温在-20 ℃左右。造纸厂、糠醛厂、秸秆发电厂、刨花板厂和粮库等企业大量露天储存稻草、玉米芯、秸秆、木材和粮食等易燃、可燃物品，而且这些单位大多分布在城市边缘或乡镇，距离当地消防站较远，通过火灾案例和平时消防监督检查发现的问题，发现当前可燃材料露天堆场室外消防给水系统存在的问题不容忽视，如果在今后的消防设计、施工和日常消防管理过程中不引起单位的重视，一旦可燃材料露天堆场发生火灾，室外消防给水设施将形同虚设，不仅影响单位的正常生产经营，也会造成较大的财产损失和社会影响。

1 可燃材料露天堆场火灾案例

2006年2月17日22时30分许，东北某省一木业有限公司发生火灾，烧毁生产厂房2232m2，旋切机、热压机、砂光机等设备和部分半成品、原材料被烧毁，无人员伤亡。

2006年5月18日13时35分，东北某省一木业有限责任公司因烟囱飞火引发火灾，受灾居民139户，直接财产损失1399.3万元。

2009年5 月18日13 时10分,东北某省一纸业有限公司露天原料纸堆场发生火灾，过火面积达800多平方米，价值10万余元的400多吨生产原料付之一炬，所幸无人员伤亡。

2011年1月23日，东北某省一生物发电有限公司秸秆料场突然起火，整个秸秆料场都燃起大火，1万多吨的秸秆被大火包围，所幸无人员伤亡。

2013年5月31日13时15分，东北某省一粮库在作业过程中，皮带式输送机在振动状态下电源导线与配电箱箱体孔洞边缘产生摩擦，导致电源导线绝缘皮破损漏电并打火，引燃可燃物苇苫和麻袋，并蔓延至其他79个粮囤，直接经济损失307.9万元。

2 室外消防给水系统的相应对策

由于室外[A3]可燃材料露天堆场火灾大多未造成人员伤亡和较大社会影响，因此并未进入相关研究人员的视线，但是对于生产企业来说，原材料的烧毁，将严重影响企业的生产，甚至造成企业的倒闭。发挥室外消防给水系统在火灾事故中的应急作用，减少火灾损失，这也是消防监督工作人员的职责所在。

在上述火灾和平时消防监督检查过程中，发现可燃材料堆场室外消防给水系统大多存在消防水源选择不合理、室外消火栓水压不足和未考虑冬季防寒措施等问题。针对东北地区可燃材料堆场室外消防给水系统暴露出来的问题，如果要真正发挥室外消防给水系统在火灾初起阶段的应急作用，在室外消防给水系统设计和改造过程中应重点注意以下问题。

2.1 消防水源要采用具备供水可靠性的深水井

在消防监督检查中，发现许多可燃材料堆场未设计消防水池，直接采用深水井作为消防水源，并且把非深井消防泵直接放入深水井内用来给室外消防给水管网提供灭火所需用水。

深水井直接作为消防水源一是增加了消防水源的不可靠性。以席穴囤储存粮食的粮库为例，计算一下用深水井作为消防水源一次灭火需要的消防用水量。

参考消防水池有效容积计算公式进行计算：

Va=(Qp-Qb)×t

式中，Va为消防水池的有效容积,m3；Qp为室外消火栓的设计流量，m3/h；Qb为在火灾延续时间内可连续补充的流量,m3/h；t为火灾延续时间,h。

表1 工厂、仓库、堆场、储罐区和民用建筑在同一时间内的火灾次数

注：1.采矿、选矿等工业企业当地各分散基地有单独的消防给水系统时，可分别计算。

目前，东北地区粮库大多基地面积在100万平方米以下，根据表1同一时间内的火灾次数可按一次计算。粮食储量大多20 000 t以上，根据表2，室外消火栓用水量取Qp=50 l/s(=180 m3/h),也就是说每小时需要用水量为180 m3。根据表3，火灾延续时间取6 h，t=6 h。由于上述计算是假设消防水源单独由深水井供给的情况下，因此Qb=0。

该粮库发生一次火灾至少需要室外消防用水量经计算Va=180×6=1 080 m3。因此深水井要直接作为消防水源，要保证深水井满足180 m3/h的出水量要求，必须有相关部门出具的水文地质资料做保证。

二是用潜水泵直接从深水井内进行吸水，当潜水泵出现故障时，将不能保证消防用水量的需要。消防泵是指在消防车、固定灭火系统或其他消防设施上，用作输送水或泡沫溶液等液体灭火剂的专用泵。按辅助特征分为普通消防泵、深井消防泵和潜水消防泵。深井消防泵是采用立式深井泵的工程用消防泵。深井消防泵不同于普通潜水泵，它的泵壳采用铸铁、铸钢、铸铝或铸铜等其他铸造合金，轴应采用2Cr13的不锈钢或相当的抗腐蚀性材料，或者轴使用碳钢材料，但在填料盒及泵体过流流道处须采用抗腐蚀性材料的轴套，叶轮、叶轮密封环、壳体密封环、套环、填料环、水封环、填料压盖、机械密封盖、填料轴套、水轴承套、挡套、中间衬套、减压衬套、密封压盖、压盖螺母、轴套螺母、叶轮螺母和放水旋塞应采用抗腐蚀性材料制成。非深井消防泵达不到上述标准要求，时间长了，泵体及部件会受到腐蚀，一旦发生火灾会影响功能使用。

表2 可燃材料堆场室外消防用水量(l/s)

表3 不同场所的火灾延续时间

综合上述分析，要确保发生火灾时消防水源的可靠性，一是应优先采用市政给水管网。二是按照《建筑设计防火规范》规定，符合下列规定之一的，应设置消防水池： 1.当生产、生活用水量达到最大时，市政给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量； 2.市政给水管道为枝状或只有1条进水管，且室内外消防用水量之和大于25 L/s。三、如果深水井的水文地质资料能够满足作为消防水源要求时，可以选择通过国家消防装备质量监督检验中心型式检验的深井消防泵，但要根据相关标准设置备用深井消防泵，供给室外消防给水管网的消防用水，确保消防水源的可靠性。

2.2 要正确发挥气压水罐的稳压作用

气压水罐的作用是储存、调节消防用水，其罐内最小气压应满足消防给水系统最不利点灭火设备所需水压，以达到增压的作用。气压水罐内始终储存30 s的消防用水量，从而达到稳压的作用。

在消防监督检查中发现，部分企业的可燃材料堆场错误地采用气压水罐作为供给室外消防给水管网全部消防用水量的消防供水设备，未设置消防供水主泵。如果这样设计，当发生火灾时，随着室外消火栓的开启，气压水罐内水量减少，压力下降，当压力下降到一定值时，消防稳压泵启动，但由于稳压泵的流量设计的都较小，而大多可燃材料堆场的室外消火栓的消防用水量都在20 L/S以上，使气压水罐内不能及时得到补水，压力不断下降，最后造成整个室外消防给水系统的水量和水压满足不了灭火的需要。

气压水罐只能作为室外消防给水系统平时维持管网压力的稳压设备，正确的设计应该是单独设置一台或多台消防供水主泵直接为室外消防给水管网供水。当发生火灾时，随着室外消火栓的开启，气压水罐内水量减少，压力下降，由于消防稳压泵的流量小于消防水枪的流量(一支水枪流量约6.5 L/S)，气压水罐内不能及时得到补水，罐内压力继续下降，当压力降至消防水泵启动控制点时，通过气压水罐内的压力继电器自动启动消防供水主泵(或启动室外消火栓处启泵按钮直接启动消防供水主泵)直接向室外消防给水管网供水，使室外消防管网的压力和流量满足消防技术标准规范的要求，及时扑灭初起火灾。

2.3 建议采用临时高压或高压室外消防给水系统

在消防监督检查中，发现大多数单位储存可燃材料露天堆场的室外消防给水系统采用的是低压室外消防给水系统。低压室外消防给水系统是指管网内平时水压较低，灭火时所需水压和流量要由消防车或其他移动式消防泵加压提供的给水系统。特别是在冬季，为了防冻，有的单位室外消防给水系统平时管网内根本就无水，只有在发生火灾或检修时才启动消防水泵供水，这些都是造成这些单位发生火灾后不能及时扑救的根本原因。

建设低压室外消防给水系统主要是设计时，设计单位不负责任或考虑建设成本，想当然地认为企业都应该在城市消防站的7 km2保护半径内。由于《建筑设计防火规范》等相关消防技术标准中只对室外低压消火栓的设置进行规定，未对高压或临时高压室外消火栓设置进行详细说明，在消防监督检查中发现，许多距离当地消防站较远又无消防车等有效移动消防装备的露天可燃材料堆场，室外消火栓都是按照室外低压消火栓进行设计，设计数量明显不足，使室外消火栓在初起火灾的扑救中不能发挥作用。

为了更好地分析这个问题，先计算一下室外高压或临时高压消火栓的保护半径，根据《建筑设计防火规范》[3]，按串接6条有衬里消防水带计，考虑火场上水枪手需要留约10 m的机动水带，若水带沿地面的铺设系数按0.9计，则其保护半径(不计水枪充实水柱在地面水平投影长度)为(6×20-10)×0.9=99 m。

然后计算室外低压消火栓的保护半径，根据《建筑设计防火规范》[3]“当采用低压给水系统时，室外消火栓栓口处的水压从室外设计地面算起不应小于0.1 MPa”,可知室外低压消火栓作用主要是给消防车等移动供水设备加水。消防车一般从低压给水管网上取水主要采取将室外消火栓接上水带往消防车水罐内注水，消防车泵从水罐内吸水加压，供应火场用水，消防车的保护半径即为室外低压消火栓的保护半径，普通消防车的最大供水距离一般为150 m，所以通常室外低压消火栓的保护半径取150 m。

为了充分发挥室外消火栓的作用,建议在室外消火栓设计时,应满足可燃材料露天堆场的任何部位都在两个室外消火栓的保护半径之内，即按图1进行设置。此时室外消火栓的间距满足下面公式：

图1 可燃材料露天堆场室外高压消火栓设置图

如果按照上述公式进行设计，在可燃材料堆场需要保护的宽度B取值相同的情况下，当室外消火栓(低压消火栓)保护半径R=150 m时，室外消火栓间距S值要大于(临时高压或高压消火栓)R=99 m时，也就是说按照室外低压消火栓保护半径设置的室外消火栓，比按照临时高压或高压室外消火栓保护半径设置的数量少，并且低压室外消火栓的水压也不能有效地保护可燃材料堆场，发挥不出设置室外消火栓的作用。

因此建议上述距离当地消防队较远,根据《中华人民共和国消防法》和相关标准规范又不需要配置消防车等移动灭火设备的单位，从企业消防安全角度考虑，室外消防给水系统建议采用高压或临时高压给水系统，一旦发生火灾，不需要使用消防车或其他移动式水泵等消防设备加压，直接由室外消火栓接出水带、水枪出水就可以扑灭初起火灾。

2.4 室外消防给水系统要采取可靠的防冻措施

在东北地区冬季，一些存放可燃材料的室外露天堆场室外地下消火栓中经常无水，单位管理人员解释说是为了防止冬季管道中充水会将管道和消火栓冻坏。这种情况就是设计、施工中遗留下来的严重问题。

问题主要是设计、施工时不严格执行标准规范造成的。室外消火栓给水管道在埋地敷设时，管道埋设的管顶覆土最小厚度应满足当地冻土层厚度要求，应在当地的冰冻线以下，消火栓井也要采取防冻保温措施。特别是室外消火栓一定要严格按照标准进行施工。室外消火栓一般分为地上式消火栓(图2)和地下式消火栓(图3)两种类型，室外消火栓在设计时必须考虑到东北寒冷地区的要求，适应冰冻深度的需要，施工时要根据设计要求在消火栓栓体中间，内置出水阀之上，按挡加设法兰接管(每挡250 mm),覆土深度最多不得大于3 m；室外消火栓都设计有自动泄水装置(当内置出水阀关闭时自动放空消火栓内留存的积水，以防消火栓冻裂),施工时室外消火栓给水管道的覆土深度应保证自动泄水装置泄水口位于冰冻线以下。

图2 室外地上消火栓简图

图3 室外地下消火栓简图

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(责任编辑：吴萍 英文审校：刘红江)

Analysisontheroleofoutdoorfirewatersupplysysteminstorageyardfire

FU You-chun

(Siping Municipal Fire Brigade,Siping 136100)

In the paper,the problems of the outdoor fire water supply system in the storage yard of combustible materials are discussed and the solutions are also proposed in order to improve the standard of the design and construction of the outdoor fire water supply system of the combustible materials.

combustible materials;storage yard;outdoor fire water supply system

2014-03-21

付友春(1975-)，男，吉林梨树人，工程师，主要研究方向：消防监督管理，E-mail:fuyouchun@126.com。

2095-1248(2014)03-0077-05

X932

A

10.3969/j.issn.2095-1248.2014.03.015