水利工程論文-玩具廠消防設(shè)計體會.doc

水利工程論文-玩具廠消防設(shè)計體會摘要：通過玩具廠消防給水設(shè)計實例，論述了如何依據(jù)國外規(guī)范進行工業(yè)建筑的自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計。介紹了在自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計中，有關(guān)設(shè)計水量的確定，報警閥、壓力開關(guān)的設(shè)置，管網(wǎng)及噴頭的布置等方面與國內(nèi)常規(guī)作法的不同之處。關(guān)鍵詞：玩具廠消防給水設(shè)計流量報警閥壓力開關(guān)噴頭OnDesignofFireSystemforToyManufactoryAbstract:Byapracticalcase,thefiresystemofatoymanufactory,thedesignofautomaticsprinklingfiresystem(ASF)forindustrialbuildingsaccordingtoforeigndesignnormarepresented.SomeguidelinesdifferingfromthedomesticnormsuchasthedecisionofwaterdischargeofASFsystem；thesetupofalarmandpressurevalves,thelayoutofpipelinenetworkandthedistributionofsprinklersaredescribed.1情況概述南海市美泰玩具廠(簡稱玩具廠)始建于80年代初期，是一間大型的中外合資企業(yè)。主要產(chǎn)品是塑料玩具，且全部外銷。全廠主要車間有：配料車間、注塑車間、噴漆車間、組裝車間、維修車間和模具車間等，此外還有寫字樓、高架倉庫等用房。建筑高度超過24m的高層工業(yè)建筑A、B、C、D廠房4座。在消防設(shè)施方面，部分廠房有簡單的室內(nèi)消火栓滅火系統(tǒng)和電力報警系統(tǒng)。該廠向境外火災(zāi)保險公司購買了火災(zāi)保險，因此必須重新設(shè)置安裝消防給水系統(tǒng)。由于境外保險公司的參與，玩具廠消防給水系統(tǒng)的設(shè)計與我國國內(nèi)現(xiàn)有的常規(guī)設(shè)計有很大的不同。具體的說，具有以下幾個特點：一是要符合中華人民共和國的消防規(guī)范；二是要滿足火災(zāi)保險公司的要求；三是所采用的設(shè)備和材料要有FM/UL認(rèn)證。筆者作為玩具廠消防給水工程的設(shè)計者，在此對其進行分析介紹，與大家共同探討。2消防給水系統(tǒng)設(shè)計水量的確定經(jīng)過與消防部門、保險公司協(xié)商，消防給水系統(tǒng)水量作如下規(guī)定。2.1室內(nèi)消火栓用水量的確定室內(nèi)消火栓用水量按照建筑設(shè)計防火規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，由于廠房高度介于24m至50m之間，所以消火栓用水量選用25L/s。同時使用水槍5支，每支水槍最小流量5L/s，每根豎管最小流量15L/s，火災(zāi)延續(xù)時間為2h。2.2自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計水量的確定自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計水量按照美國NFPA13和NFPA231C標(biāo)準(zhǔn)確定。由于玩具廠各廠房、車間的生產(chǎn)性質(zhì)不同，火災(zāi)危險性等級也不相同，所以各車間自動噴水滅火系統(tǒng)的噴水強度和作用面積也不同，具體情況見表1。表1玩具廠噴淋系統(tǒng)設(shè)置基本數(shù)據(jù)噴淋系統(tǒng)設(shè)置地點噴水強度/L/(min.m2)(GPM.ft2)作用面積/m2(ft2)每只噴頭最大保護面積/m2(ft2)設(shè)計流量/L/s(GPS)組裝、維修、模具車間，寫字樓6.91(0.17)279(3000)12.05(130)32.13(8.5)配料、注塑車間11.4(0.28)279(3000)9.3(100)53.01(14)噴漆車間16.3(0.4)233(2500)9.3(100)63.30(16.7)高架倉庫18.32(0.45)186(2000)9.3(100)56.79(15)在表1的4組數(shù)據(jù)當(dāng)中，兩組是中危險級，兩組是嚴(yán)重危險級。與我國自動噴水滅火系統(tǒng)常規(guī)設(shè)計相比有較大差別：一是分類較細，每一等級的噴水量不是固定值，而是根據(jù)不同的建筑劃分成一個范圍；二是噴水量較大；三是嚴(yán)重危險級的噴淋系統(tǒng)仍可采用濕式報警系統(tǒng)。其中，倉庫的噴水量是按照NFPA231C標(biāo)準(zhǔn)確定的，其特點是：噴水強度大，作用面積小。至于系統(tǒng)設(shè)計流量的確定，應(yīng)選擇最不利情況時所需的消防流量(即可能發(fā)生最大的消防流量)作為自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計流量。從表1中可以看出，噴漆車間所需的消防噴水量最大，可作為自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計流量。經(jīng)采用NFPA13規(guī)定的計算機方法計算，水量約為68L/s。該車間位于A、B座廠房4樓。火災(zāi)延續(xù)時間按照NFPA13標(biāo)準(zhǔn)為2h。3消防給水系統(tǒng)的布置3.1系統(tǒng)設(shè)置玩具廠的消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)采用分開設(shè)置，消火栓給水系統(tǒng)采用臨時高壓給水系統(tǒng)，自動噴水滅火系統(tǒng)采用穩(wěn)壓裝置。根據(jù)玩具廠的廠區(qū)分布特點，全廠設(shè)有兩座消防泵房和水池。消防水池儲量分別為500m3和600m3。消防給水也是兩套系統(tǒng)，各自獨立(見圖1)。分別供應(yīng)全廠南半?yún)^(qū)和北半?yún)^(qū)的消防用水。兩個泵房各設(shè)2臺消火栓泵和自動噴水泵，均為1用1備，穩(wěn)壓泵只設(shè)1臺。消火栓泵流量28L/s(445GPS)，揚程86m(280ft)，功率37kW。自動噴水泵流量70L/s(1100GPS)，揚程70m(235ft)，功率75kW。穩(wěn)壓泵流量1.6L/s(25GPS)，揚程86m(280ft)，功率4kW。上述所有設(shè)備均為國外成套產(chǎn)品，即主泵、穩(wěn)壓泵、啟動柜都是成組配套的。圖1玩具廠總平面圖3.2濕式報警閥的設(shè)置按照我國常規(guī)作法，嚴(yán)重危險級的建筑物，自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)采用雨淋系統(tǒng)。而玩具廠的建筑物危險等級，既有中危險級，又有嚴(yán)重危險級。但自動噴水滅火系統(tǒng)全部采用的是濕式報警系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，濕式報警閥的控制范圍是采用控制噴頭數(shù)目來確定的。但玩具廠如果采用此規(guī)定，濕式報警閥的布置將比較困難。所以，在玩具廠自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計中，濕式報警閥的控制范圍是采用控制面積來確定的。每組濕式報警閥的控制面積不超過4833m2(52000ft2)。全廠共設(shè)置8組濕式報警閥，全都布置在廠區(qū)內(nèi)廠房外墻邊醒目的地方。3.3壓力開關(guān)的設(shè)置消防給水系統(tǒng)中，凡是采用穩(wěn)壓裝置的，自動啟泵都是靠壓力開關(guān)來控制。一般常規(guī)作法是設(shè)置兩個壓力開關(guān)，一個控制穩(wěn)壓泵的啟、停，一個控制消防主泵的啟動。而在玩具廠消防給水設(shè)計中，選擇的是另外一種方法。即玩具廠兩套系統(tǒng)各設(shè)置3個壓力開關(guān)，一個控制穩(wěn)壓泵啟、停，其余兩個分別控制兩臺自動噴水主泵啟動。具體作法是：當(dāng)壓力低于0.8MPa時，穩(wěn)壓泵啟動，當(dāng)壓力高于0.89MPa時，穩(wěn)壓泵停泵；當(dāng)壓力低于0.75MPa時，啟動第一臺自動噴水主泵；當(dāng)壓力低于0.7MPa時，啟動第二臺自動噴水主泵。在這里，第二臺自動噴水泵不只是作為備用泵，而是第一臺泵水量的補充。4消防給水管網(wǎng)及噴頭的布置4.1室內(nèi)消火栓管網(wǎng)的布置室內(nèi)消火栓管網(wǎng)呈立體環(huán)網(wǎng)布置。消防箱設(shè)有普通消火栓和消防軟管卷盤，布置間距30m，消防門為玻璃門，按鈕開啟。4座主廠房屋頂，除了設(shè)有試驗用的消火栓外還配有壓力表。報警警鈴及遠程啟泵信號線全部用鍍鋅線管保護。4.2自動噴水給水管網(wǎng)的布置由于玩具廠目前正在生產(chǎn)，廠房內(nèi)風(fēng)槽、線槽、工業(yè)管道交叉縱橫。使自動噴水給水管道布置十分不便。設(shè)計時，多次到現(xiàn)場查看，測量管道的位置，確定管道的走向。施工時，基本上避免了自動噴水管道與其他管道的碰撞及管道走向上的豎向起伏。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，玩具廠自動噴水管網(wǎng)布置成枝狀管，屬于一種不等壓系統(tǒng)。這種系統(tǒng)容易造成噴水不均勻。在管徑的選擇上，由于玩具廠采用NFPA標(biāo)準(zhǔn)，與自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)不同，各個廠房、車間的噴水強度也不統(tǒng)一。所以，只能按照NFPA規(guī)定的方法，對各車間、分區(qū)的自動噴水管網(wǎng)逐段計算。配管時，一要滿足噴頭的工作壓力，二要考慮作用面積內(nèi)的平均噴水強度。從驗算結(jié)果看，兩條要求都得到滿足。玩具廠自動噴水滅火系統(tǒng)的分布是很廣的，各個建筑都布置了自動噴水系統(tǒng)。為了解決距離泵房比較近、樓層比較低的噴淋管網(wǎng)壓力過高，流量過大的問題，在低層各分區(qū)水流指示器前，設(shè)置了減壓閥。4.3放空管的布置自動噴水給水管網(wǎng)的沖洗和放空措施是非常必要的。對玩具廠來說，自動噴水滅火系統(tǒng)分布廣，如何考慮系統(tǒng)放空，這是消防給水設(shè)計中面臨的一個具體問題。一般的自動噴水設(shè)計，是將每層樓自動噴水管網(wǎng)的末端設(shè)置一個檢驗放空閥，然后管網(wǎng)坡向放空閥以利整個系統(tǒng)放空。但是，玩具廠現(xiàn)場情況復(fù)雜多變，各種風(fēng)槽、工藝管道早已安裝就位，而且縱橫交錯。為了避免系統(tǒng)放水不完全，在玩具廠設(shè)計中采用了多處放空的方法。除了末端設(shè)置檢驗放空閥外，還在每層噴淋管網(wǎng)配水管的末端設(shè)置了放空閥、放空管(見圖2)。放空管管徑DN100且層層連通，到底層排入雨水井，同時解決了系統(tǒng)管網(wǎng)沖洗放空的問題。圖2噴淋系統(tǒng)放空管示意圖此外，為了使噴淋系統(tǒng)更加安全、保險。除了按規(guī)定設(shè)置的水泵結(jié)合器外，在放空管的底部也設(shè)置了水泵結(jié)合器。4.4泵房管道的布置噴淋系統(tǒng)設(shè)計流量的校核，是每個設(shè)計者都關(guān)心的問題。用末端試水裝置檢驗，只能檢驗出系統(tǒng)正常與否。因水量太小，不能確定系統(tǒng)設(shè)計流量是否符合設(shè)計要求。燒爆幾只噴頭檢驗也是如此，又不可能讓整個作用面積內(nèi)的噴頭一齊噴水來檢驗。在玩具廠設(shè)計中，采用了如下方法來檢驗。在泵房自動噴水系統(tǒng)總出水管處，設(shè)回流試水管至消防水池。在回流試水管上設(shè)置了流量計和泄壓閥(見圖3)。泄壓閥是用來防止管道超壓，泄壓用的。而流量計則是用來檢驗系統(tǒng)流量大小的。用控制系統(tǒng)壓力的方法，檢驗系統(tǒng)流量是否符合設(shè)計要求。流量計帶液晶顯示和遠傳功能，不僅現(xiàn)場能看得到，消防中心也能觀察到。同時，在泵房內(nèi)消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)和自動噴水系統(tǒng)管網(wǎng)之間，設(shè)一連通管。平時用閥門關(guān)閉，必要時可打開閥門，互為補充。這也是一種出于安全保險的考慮。圖3消防泵房示意圖4.5噴頭的布置由于玩具廠各廠房、車間的噴水量各不相同。要根據(jù)其特點選擇不同種類的噴頭應(yīng)用于不同的場合，做到各類噴頭各盡所能、各盡其責(zé)。噴水量小的選擇12.7mm口徑的噴頭，噴水量大的選擇13.5mm口徑的噴頭。個別地方，如調(diào)色間、調(diào)漆間，上空布滿抽風(fēng)口，則選擇了13.5mm口徑的側(cè)向噴頭。根據(jù)玩具廠生產(chǎn)現(xiàn)場腐蝕性較大、生產(chǎn)操作容易發(fā)生碰撞的特點，選擇了快速反應(yīng)、易熔合金噴頭，動作溫度74。具體情況見表2。表2玩具廠噴頭種類一覽噴頭設(shè)置地點出水口徑/mm螺紋口徑/mm動作溫度/K值組裝、維修、模具車間，寫字樓12.7(1/2”)15(1/2”)7480配料，注塑車間12.7(1/2”)15(1/2”)7480噴漆車間13.5(17/32”)20(3/4”)74115高架倉庫13.5(17/32”)20(3/4”)74115在噴頭的布置上，根據(jù)場合不同，選擇不同的噴頭布置方式。對所有建筑(廠房)均采用建筑噴淋的方式來布置噴頭。建筑噴淋采用了全方位保護方式布置，噴頭間距為3.0m3.0m和2.5m2.2m