所属栏目：工业设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:492
摘要：危险品仓库的水灭火系统,由消防泵房集中供水，多栋仓库共用一套系统。根据存放危险品的性质不同，选用不同的水灭火系统。
关键词危险品仓库防火分区面积消防水量雨淋系统自动喷水-泡沫联用系统
随着近年国民经济的高速发展，化工产品需求量不断增长，对危险品仓库的需求也同步增加，且单个仓库的面积随着物流产业的技术变化也越来越大。针对我曾经设计的危险品仓库项目的水灭火消防系统，谈谈我的体会和不足，请大家指正。
上海金山区某化工物流仓储产业园新建单层危险化学品仓库12幢,另设门卫及消控室、消防泵房、排水泵房等仓储辅助用房。其中甲类库房4幢，乙类库房7幢，丙类库房1幢，储存物品种类如下：
表1-4库房的耐火等级、层数、储存物品的火灾危险性面积及最大储存量表
序号 库房
名称 耐火
等级 火险
等级 层数 库房
(m2) 防火分区
(m2) 消防系统 最大储存量(t) 储存物
品类项
1 1#库 一级 甲类 单层 173 1-1：58.2
1-2：56.3
1-3：58.2 121.1 甲3、4项
2 2#库 二级 甲类 单层 501.3 2-1：84.27
2-2：84.27
2-3：164.3
2-4：168.5 消火栓 350.91 甲1、2、5、6项
3 3#库 二级 甲类 单层 1495 3-1：498.3
3-2：498.2
3-3：498.3 泡沫喷淋 1046.5 甲1、2、5、6项
4 4#库 二级 甲类 单层 1495 4-1：498.4
4-2：498.2
4-3：498.4 雨淋 1046.5 甲1、2、5、6项
5 5～6#、12#库 二级 乙类 单层 1998 5-1：499.5
5-2：499.5
5-3：499.5
5-4：499.5 消火栓 1398.6 乙类物品，除第2项以外
6 7#库 二级 丙类 单层 534 7-1：534 消火栓 373.8 丙1、2项
7 &nbs#p#副标题#e#p; 8～11# 二级 乙类 单层 1998 8-1：999
8-2：999 泡沫喷淋 1398.6 存放乙6项
按《建筑设计防火规范》3.3.2条规定：耐火极限为一、二级的单层仓库最大防火分区的面积，按储存物品的种类，甲3、4项为60㎡，甲1、2、5、6项为250㎡，乙1、3、4项为500㎡，乙2、5、6项为750㎡,丙类1000㎡。除1#库因面积不到300㎡而不需设室内消火栓系统外，5～7#、12#仓库单个防火面积都在规范规定的要求内，只需设消火栓系统，而其余各个仓库都需设自动灭火系统，可将允许的防火面积按规范增加1.0倍。根据仓库储存物品的特性，4#仓库储存物品具有强氧化性，设计采用了雨淋系统，3#、8～11#仓库采用闭式喷淋-泡沫联用系统。各仓库设有室内外消火栓系统。
一、 消防水量
消防用水量是根据基地内用水量最大的一栋仓库确定。现将设雨淋系统的4#仓库和设闭式喷淋-泡沫联用系统的8#仓库行比较：室内消火栓系统用水量为10L/s，室外消火栓用水量为25L/s，火灾延续时间为3小时;自动喷淋系统用水量分别如下：
4#仓库设雨淋系统，按严重危险级II级，主要设计参数为：喷射强度不小于16/m2Min，系统保护面积为500㎡(后文详述)，系统实际流量为Q=140L/s，火灾延续时间为2小时。
8#仓库采用自动喷水湿式-泡沫联用系统，保护对象为非水溶性甲乙类液体，仓库高度小于9m，采用单双排货架储物，货架高度小于4m，按仓库储物Ⅲ级仓库设计(喷头流量系数为115)，喷射强度为32.5L/㎡Min，系统作用面积为200㎡，系统实际流量为Q=125L/s，火灾延续时间为2小时。
合计:4#仓库用水量为1278m3，秒流量为175L/s;8#仓库用水量为1386m3，秒流量为160L/s。设计皆取大值，用水量为1386m3，秒流量为175L/s。
(根据《建规》8.2.2条第3款，仓库内设有自动喷淋系统的，室外消火栓用水量可按原50%计算确定，实际可减少135m3)
二、 消防泵房
管径DN150的市政给水管无法满足基地消防用水量。根据与消防部门的协商，在基地内独立建造集中消防水泵房，各仓库消防系统的供水由消防水池和消防泵提供。消防水池的有效容积不小于上述计算值，设计采用1400m3。
消防部门因消防系统秒流量较大，根据以往的灭火经验，给我们的建议是：水灭火系统合用一套消防泵供水，目的是灭火时，启动一套消防灭火系统比启动多套消防系统的可靠性更高。根据上节计算，消防泵流量取大值，为175L/s。设计拟采用五台泵，四用一备，每台泵流量为45L/s,同时使用时流量为180L/s。消防部门同样到从水泵启动的可靠性方面，建议改为四台，三用一备。经讨论，鉴于未设自动喷淋系统的仓库消防用水量为35L/s，以及水泵的安装、维修的方便，最后仍采用四用一备的方案。水泵的扬程计算本文就不再详述了。消防系统采用稳高压系统，由稳压泵和气压罐稳压，不设消防水箱。
三、 雨淋系统
按照《自动喷水灭火系统设计规范》表5.0.1，甲类仓库设计按严重危险级II级考虑，喷射强度不小于16/m2Min，系统保护面积为260㎡，同时5.0.4条规定雨淋系统中每个雨淋阀控制的喷水面积不宜大于本规范表5.0.1中的作用面积，而4#仓库每个防火分区面积为500㎡，大于260㎡，因此每个分区需选用二个雨淋阀，将防火分区均分，各为250㎡。考虑到火灾时，最不利情况下，火灾发生在二个雨淋阀控制的保护区域的相连部分，烟气和热量可能同时启动二个雨淋阀相连的报警装置，从而同时启动二个雨淋#p#副标题#e#阀，因此，整个雨淋系统的设计用水量是按整个防火分区面积计算的。新出版的《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》(2009版)中7.2.13节，有如下叙述:“雨淋系统中每个雨淋阀控制的喷水面积应根据保护对象的燃烧速度来确定，对于火工品等燃烧速度快的场所，一个防火分区应为一个系统。”，可作参考。
四、 室内、外消火栓系统
室内外消火栓系统合用一套管网，由消防泵出口引单独一路环管，在基地内环通，分别接入各仓库的室内消火栓和室外地上式三出口消火栓。因雨淋系统和自喷系统所需扬程较高，消火栓管网在水泵出口处设减压阀，保证消火栓出口压力不大于0.50MPa。室外消火栓设有高压标志。
因考虑到甲乙类仓库的火灾时，蔓延速度快，有可能在消防人员到现场前，燃烧会威胁保护区域内的消火栓箱，影响灭火效果，所以本次设计将甲乙类仓库的室内消火栓设置在仓库门外两侧的外墙上，以方便消防队员的取用。
五、 自动喷水-泡沫联用系统
本工程根据储存甲乙类物品具体品种和性质，选择了自动喷水-泡沫联用系统。该系统是近年来逐渐推广使用的灭火方式，是比自动喷水灭火系统更高级的系统，可应用于A类固体火灾、B类易燃液体火灾和C类气体火灾的扑灭。该系统在设计上应同时满足《自动喷水灭火系统设计规范》和《低倍数泡沫灭火系统设计规范》。从喷泡沫先后可分为先喷泡沫后喷水或先喷水后喷泡沫两种，本工程采用的是前期喷泡沫后喷水的闭式-泡沫联用系统，前10分钟喷泡沫，余下的火灾延续时间内喷水。
本工程甲乙类仓库储存的液体为非可溶性，泡沫系统部分各项参数可在《泡规》中直接选取，本文不在详述。如果为可溶性液体，规范规定设计参数应根据具体物品经试验后获得。
本工程的自动喷水-泡沫联用系统设计有二套不同的设计方案。
方案A：湿式报警阀集中设置在消防泵房内，共设三套报警阀，一套泡沫罐及比例混合器。每个报警阀控制喷头数量不大于800只，报警阀后管道呈枝状，各仓库的每个防火分区设有信号蝶阀和水流指示器。此方案系统较简单，总体管道较少。
但此方案不能满足《喷规》5.0.8条要求。该条：“闭式自动喷水一泡沫联用系统的设计基本参数，除执行本规范表5.0.1的规定外，尚应符合下列规定：1.湿式系统自喷水至喷泡沫的转换时间，按4L/s流量计算，不应大于3min”，该条文说明：“以湿式系统为例，处于戒备状态时，管道内充满有压水。喷头动作后，开放喷头开始喷出的是水，只有当开放喷头与泡沫比例混合器之间管道内的充水被置换成泡沫混合液后，才能转换为喷泡沫。因此，开始喷泡沫时间取决于开放喷头与泡沫比例混合器之间的管道长度。设置场所发生火灾时，湿式系统首批开放的喷头数一般不超过3只，其流量按标准喷头计算，约为4L/s。以此为基础，规定了喷水转换喷泡沫的时间和泡沫比例混合器有效工作的最小流量。”
方案B：针对方案A的不足，经计算，系统流量为125L/s，自系统供水管道的管径DN200至最不利喷头的管径DN32,满足湿式系统自喷水至喷泡沫的转换时间，按4L/s流量计算，不应大于3min。经计算，最不利喷头与泡沫比例混合器之间管道长度不应大与30m，在该长度要求下，每个仓库须在各防火分区内设置一套湿式报警阀、泡沫罐及比例混合器，且必须设置在防火分区内中间位置，才能满足距离要求。自消防泵房的消防主泵后引环状管道接至各防火分区的湿式报警阀前。
该方案中，湿式报警阀、泡沫罐及比例混合器必须防置于防火分区内。根据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》第3.5.1条，“泡沫泵站宜与消防水泵房合建…泡沫泵站与保护对象的距离不宜小于30m，且应满足在泡沫消防泵启动后，将泡沫混合液或泡#p#副标题#e#沫输送到最远保护对象的时间不宜大于5min。”
湿式报警阀、泡沫罐及比例混合器作为泡沫灭火系统中的重要组件，置于防火分区内会使其在火灾中受到严重威胁，影响灭火效果。且此方案中每个防火分区都须设计一套湿式报警阀、泡沫罐及比例混合器，不经济。
经与消防部门研究探讨，最终设计时选用了方案A。《喷规》5.0.8条无法满足。在灭火过程中，自动喷水-泡沫联用系统将在火灾初期喷头开放数量少时，喷水5分钟以上才能转换为低倍数泡沫进行灭火，系统灭火的具体效果有待实践检验。
六、 结语
《低倍数泡沫灭火系统设计规范》于2000年修订后，距今已有十年。随着该系统应用范围的拓展，笔者希望国家能对该规范进行新修订或说明，对工程设计提供进一步的指导。
参考文献：
《建筑设计防火规范》(GB50016--2006)
《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084—2001，2005年版)
《低倍数泡沫灭火系统设计规范》(GB50151-92，2000年版)
《建筑给水排水设计手册》第二版
《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》(2009版)