浅谈工业消防给水系统的设计以工程为例介绍

【摘要】消防给水系统设计是整个消防设计中的关键内容之一[1]。随着我国经济和技术的大力发展，相关部门出台了若干文件，对于厂房的设计有了更加严格的要求，消防给排水系统的设计在厂房中显得极为重要。以太仓某项目为例，文章主要从消火栓系统、自动喷水系统、泡沫灭火等系统，结合现行技术规范要求来阐述工业厂房消防设计中遇到的问题。希望可以为消防给水设计人员提供帮助和借鉴，仅供参考。【关键词】消防设计；自动喷水；泡沫灭火；消防炮首先简单地介绍一下该建筑项目本项目地址——江苏太仓港经济开发区，建设用地27亩，建筑占地7958㎡，建筑面积约12000㎡。其中主要单体包括：一个全自动化立体仓库；四层生产厂房结构包含五条自动化生产线；配套自动化生产线的输配送料系统；一个原料罐区：规划950吨环烷油储罐2只和100吨白油储罐2只，以及与之相配套的事故池和消防池。考虑厂区用地有限，消防水池和事故池设计为全地下结构，泵房位于辅助生产仓库地下一层。生产车间、罐区、立体仓库和辅助生产仓库火灾危险类别均为丙类。本项目虽然占地面积不大，但属于非常典型的工业项目，可以说是麻雀虽然小，五脏俱全，这也是选择这个项目进行探讨的原因之一。1、消火栓系统一般在做设计的时候，首先要考虑一下该项目厂区周围消防设施的设置状态。本项目位于江苏太仓港经济开发区内。开发区内有2个消防队距离本厂地块约为2KM，其中一个消防队，配置消防车辆3台，现有现役官兵15人，另一个消防队配置消防车辆5台车，现有现役官兵20人。 在发生事故时，消防车可5分钟内赶到现场灭火。本工程消防用水量按同一时间内一次火灾次数设计。消防用水量按最大一座建筑物的消防用水量计算。立体仓库为本工程消防用水量最大的建筑物。1.1 室外消防给水系统根据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014，本项目室外消火栓系统采用临时高压消防给水系统，室内、外合用一套消火栓系统，在厂区地下泵房内配备2台消火栓泵压泵（一用一备），由消防泵出水干管上设置的压力开关直接启动消火栓泵来灭火。在厂区沿道路布置环状消防管网，室外消防给水主干管管径DN200。流速不大于2.5米/秒，室外消火栓选用地上式消火栓，消火栓距路面边不宜小于0.5m，并不应大于2m。距建筑物外墙不宜小于5m。室外消火栓按照间距不大于120m，罐区周围不大于60m，保护半径不大于150m布置。在厂区生产车间屋顶设18立方的屋面消防水箱，保证火初期前10分钟的消防用水水量水压的要求。1.2 室内消火栓系统 本项目室内消防用水量最大为25 L/s， 作用时间为3h，从室外临时高压消防给水管道上各引一根DN150消防管道到仓库内，并在仓库内成环状布置，消火栓设置在位置明显且易于操作的地方，由于建筑厂房内空间比较大，实体墙很少，对消火栓的布置安装影响很大，本工程室内消火栓主要是按立管贴柱安装，消火栓布置间距按规范规定不超过30m，并应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位。设备层也应设置室内消火栓，比如生产车间为3层建筑，占地面积1217m2 ，生产车间虽占地面积比较小，但设有多处钢平台，钢平台上有工艺设备，为保证灭火的有效性，在钢平台上也设置了消火栓。生产车间屋面为上人屋面，需在屋顶设置试验用消火栓。如果项目在北方，屋面设备还需考虑防冻措施，管道需要做保温处理。室内消火栓采用减压稳压消火栓，消火栓配置的水枪采用直流—水雾两用枪。水枪的充实水柱长度应由计算确定，一般不应小于10m，本工程高架仓库水枪的充实水柱不应小于13m水柱。2、自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统（以下简称自喷系统）在火灾 发生时启动迅速， 控 、灭火效率高 ， 不仅能大大降低设置场所的火灾危险性，而且无毒无害， 是世界上广 泛应用的自动灭火设施[2] 。自动喷水灭火系统适用于扑救绝大多数建筑内的初起火，应用广泛。工业厂房或仓库具有火灾危险性大、发生火灾可能导致经济损失大、社会影响大或人员伤亡大的特点。以立体仓库为例，仓库内设有自动喷水灭火系统，立体仓库为自动化立体高架仓库，层数为一层，货架高度为21.3m，建筑物体积40982m3，耐火等级为二级，立体仓库主要存储物品为成品热溶胶、石油树脂及聚合物（橡胶），火灾危险性为丙类；火灾危险等级为仓库危险级Ⅲ级。立体仓库内货架区域采用闭式泡沫-水喷淋系统，前期喷泡沫后期喷水，喷泡沫时间不小于10min，仓库内货架区域设置顶板喷头和货架内喷头。仓库危险级Ⅲ级，货架储物高度大于7.5m，根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017，仓库顶板喷头采用K=115的洒水喷头，喷头公称动作温度为68°C，最不利点喷头的最低压力不低于0.2MPa，喷水强度为22L/min·m2，作用面积200m2，火灾延续时间为2h，顶板喷头的设计流量为88L/s。所需消防水量为634m3.。货架下垂喷头布置在层间隔板下，喷头溅水盘距离隔板150mm，无隔板处喷头设置集热罩。货架内设置K=115货架喷头，最不利点喷头最低工作压力不低于0.1MPa，货架内开放喷头数量按14只计算，货架内喷头设计流量为32.3L/s，喷水时间为2h。所需的消防水量为233 m3。泡沫-水喷淋系統所需要的泡沫量为2.2m3，设置一套有效容积为3m3的隔膜压力式比例混合装置。在该项目厂区地下水泵房内设三台自喷给水泵（两用一备），每组消防水泵的出水管不应少于两根，根据2018年1月1日实施的新版自喷规范，消防水泵的吸水管上还应增设控制阀和压力表，出水管上除设置控制阀、止回阀和压力表外，还增设了流量和压力检测装置或预留可供连接流量和压力检测装置的接口。喷淋给水泵出水经湿式报警阀后供至各区域或各防火分区内，每个防火分区设置一个水流指示器、一个信号阀。火灾时报警阀信号直接启动喷淋泵。每只报警阀所带喷头数一般不超过800只。报警阀组设置在高架仓库的专用报警阀间。报警阀入口前的自喷干管成环布置，报警阀后的自喷管网为枝状供水。环状供水管道上设置的控制阀应采用信号阀，当不采用信号阀时，应设锁定阀位的锁具，这个也是新规范提出的需要注意的地方之一。3、消防炮灭火系统

随着经济发展和城市建筑的不断增多，大空间场所和工业场合已成为近年火灾频发地.传统的喷洒水灭火系统和气体灭火系统都比较适用于小空间场所，对于大空间场所的火灾明显受限，无法有效及时地灭火.消防水炮因社会发展、市场需求应运而生[3-4]。消防炮是现代工业消防不可缺少的重要技术装备，用于保护面积较大、火灾危险性较高而且价值较昂贵的重点工程的群组设备等要害场所，能及时、有效地扑灭较大规模的区域性的火灾。大空间建筑中火灾蔓延十分快，人员疏散比较困难，消防炮灭火的主要特点：流量大，射程远，射程高，还可以远程控制。例如上述立体仓库内货物运输通道区域层高16米，考虑设置远控式消防水-泡沫两用炮保护，前期喷泡沫后期喷水，喷泡沫时间不小于10min。2门消防炮的水流能够同时到达被保护区域的任一部位。每门消防炮的设计流量为32L/s，额定压力为0.8MPa。大空间建筑物中一旦产生火灾则会迅速蔓延，且易轰燃，普通消防设备难以应用，因此火灾的扑救会非常困难，所以对大空间建筑消防灭火系统可选用消防炮进行灭火。消防炮系统虽然灭火迅速可靠，管道系统简单，自动化程度高，但其较昂贵的造价仍不可忽视。因此建议，在确定灭火方案时，可考虑消防炮系统和其它灭火系统联合并用。技术先进，安全可靠的消防炮灭火系统只有在经济合理的条件下才会最充分显示出其优越性。结束语：工业建筑消防给水系统设计是一个十分值得讨论的问题。在工业建筑中，由于生产车间物料不同，有的物料属于易燃易爆，很容易发生火灾，而且发生火灾的蔓延速度也是不同的，这就需要我们根据物料的性质进行具体的选择，在实践中从消火栓系统的设计、自动喷水系统的设计以及消防炮灭火等系统的设计中入手，不断优化建筑消防给水系统，选择一个适合该工程的消防设计才能够有效地控制火灾的发生，减小火灾发生造成的伤害和火灾对企业造成的经济损失。参考文献： [1]吕玉洁. 某丙类厂房的消防给水系统设计探讨[J]. 武警 学院学报，2016，32（ 4 ） ： 60 - 63[2]徐方，杨素芳.自动喷水灭火系统成本效益分析[J]. 武警 学院学报，2008，24（ 4 ） ： 70 - 73[3]陈志芬，陈晋，黄崇福，等.大型公共场所火灾風险评价指标体系（I）：火灾事故因果分析[J].自然灾害学报，2006，15（1）：79-85.[4]孙颖，陈劭，于文华，等.森林消防泵性能测试系统的设计与实现[J].工程设计学报，2012，19（2）：128-132，160.作者简介： 张亚（1982），女，陕西渭南人，工程师，主要从事给排水消防方面的设计、校核工作。