室外消防給水系統(tǒng)在露天堆場火災事故中的應急作用分析

付友春

(吉林省四平市公安消防支隊，吉林 四平 136100)

室外消防給水系統(tǒng)在露天堆場火災事故中的應急作用分析

付友春

(吉林省四平市公安消防支隊，吉林 四平 136100)

通過在實際消防監(jiān)督檢查中發(fā)現的可燃材料露天堆場室外消防給水系統(tǒng)存在的問題,對其進行了深入分析,提出了切實可行的整改措施。目的是使今后在可燃材料堆場的室外消防給水系統(tǒng)消防設計、施工和日常消防管理中能夠更加標準規(guī)范，一旦發(fā)生火災事故,室外消防給水系統(tǒng)能夠真正發(fā)揮作用，減少單位和個人的財產損失。

可燃材料；堆場；室外消防給水

我國東北地區(qū)氣候干燥，特別是冬季十分寒冷，平均氣溫在-20 ℃左右。造紙廠、糠醛廠、秸稈發(fā)電廠、刨花板廠和糧庫等企業(yè)大量露天儲存稻草、玉米芯、秸稈、木材和糧食等易燃、可燃物品，而且這些單位大多分布在城市邊緣或鄉(xiāng)鎮(zhèn)，距離當地消防站較遠，通過火災案例和平時消防監(jiān)督檢查發(fā)現的問題，發(fā)現當前可燃材料露天堆場室外消防給水系統(tǒng)存在的問題不容忽視，如果在今后的消防設計、施工和日常消防管理過程中不引起單位的重視，一旦可燃材料露天堆場發(fā)生火災，室外消防給水設施將形同虛設，不僅影響單位的正常生產經營，也會造成較大的財產損失和社會影響。

1 可燃材料露天堆場火災案例

2006年2月17日22時30分許，東北某省一木業(yè)有限公司發(fā)生火災，燒毀生產廠房2232m2，旋切機、熱壓機、砂光機等設備和部分半成品、原材料被燒毀，無人員傷亡。

2006年5月18日13時35分，東北某省一木業(yè)有限責任公司因煙囪飛火引發(fā)火災，受災居民139戶，直接財產損失1399.3萬元。

2009年5 月18日13 時10分,東北某省一紙業(yè)有限公司露天原料紙堆場發(fā)生火災，過火面積達800多平方米，價值10萬余元的400多噸生產原料付之一炬，所幸無人員傷亡。

2011年1月23日，東北某省一生物發(fā)電有限公司秸稈料場突然起火，整個秸稈料場都燃起大火，1萬多噸的秸稈被大火包圍，所幸無人員傷亡。

2013年5月31日13時15分，東北某省一糧庫在作業(yè)過程中，皮帶式輸送機在振動狀態(tài)下電源導線與配電箱箱體孔洞邊緣產生摩擦，導致電源導線絕緣皮破損漏電并打火，引燃可燃物葦苫和麻袋，并蔓延至其他79個糧囤，直接經濟損失307.9萬元。

2 室外消防給水系統(tǒng)的相應對策

由于室外[A3]可燃材料露天堆場火災大多未造成人員傷亡和較大社會影響，因此并未進入相關研究人員的視線，但是對于生產企業(yè)來說，原材料的燒毀，將嚴重影響企業(yè)的生產，甚至造成企業(yè)的倒閉。發(fā)揮室外消防給水系統(tǒng)在火災事故中的應急作用，減少火災損失，這也是消防監(jiān)督工作人員的職責所在。

在上述火災和平時消防監(jiān)督檢查過程中，發(fā)現可燃材料堆場室外消防給水系統(tǒng)大多存在消防水源選擇不合理、室外消火栓水壓不足和未考慮冬季防寒措施等問題。針對東北地區(qū)可燃材料堆場室外消防給水系統(tǒng)暴露出來的問題，如果要真正發(fā)揮室外消防給水系統(tǒng)在火災初起階段的應急作用，在室外消防給水系統(tǒng)設計和改造過程中應重點注意以下問題。

2.1 消防水源要采用具備供水可靠性的深水井

在消防監(jiān)督檢查中，發(fā)現許多可燃材料堆場未設計消防水池，直接采用深水井作為消防水源，并且把非深井消防泵直接放入深水井內用來給室外消防給水管網提供滅火所需用水。

深水井直接作為消防水源一是增加了消防水源的不可靠性。以席穴囤儲存糧食的糧庫為例，計算一下用深水井作為消防水源一次滅火需要的消防用水量。

參考消防水池有效容積計算公式進行計算：

Va=(Qp-Qb)×t

式中，Va為消防水池的有效容積,m3；Qp為室外消火栓的設計流量，m3/h；Qb為在火災延續(xù)時間內可連續(xù)補充的流量,m3/h；t為火災延續(xù)時間,h。

表1 工廠、倉庫、堆場、儲罐區(qū)和民用建筑在同一時間內的火災次數

注：1.采礦、選礦等工業(yè)企業(yè)當地各分散基地有單獨的消防給水系統(tǒng)時，可分別計算。

目前，東北地區(qū)糧庫大多基地面積在100萬平方米以下，根據表1同一時間內的火災次數可按一次計算。糧食儲量大多20 000 t以上，根據表2，室外消火栓用水量取Qp=50 l/s(=180 m3/h),也就是說每小時需要用水量為180 m3。根據表3，火災延續(xù)時間取6 h，t=6 h。由于上述計算是假設消防水源單獨由深水井供給的情況下，因此Qb=0。

該糧庫發(fā)生一次火災至少需要室外消防用水量經計算Va=180×6=1 080 m3。因此深水井要直接作為消防水源，要保證深水井滿足180 m3/h的出水量要求，必須有相關部門出具的水文地質資料做保證。

二是用潛水泵直接從深水井內進行吸水，當潛水泵出現故障時，將不能保證消防用水量的需要。消防泵是指在消防車、固定滅火系統(tǒng)或其他消防設施上，用作輸送水或泡沫溶液等液體滅火劑的專用泵。按輔助特征分為普通消防泵、深井消防泵和潛水消防泵。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潛水泵，它的泵殼采用鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁或鑄銅等其他鑄造合金，軸應采用2Cr13的不銹鋼或相當的抗腐蝕性材料，或者軸使用碳鋼材料，但在填料盒及泵體過流流道處須采用抗腐蝕性材料的軸套，葉輪、葉輪密封環(huán)、殼體密封環(huán)、套環(huán)、填料環(huán)、水封環(huán)、填料壓蓋、機械密封蓋、填料軸套、水軸承套、擋套、中間襯套、減壓襯套、密封壓蓋、壓蓋螺母、軸套螺母、葉輪螺母和放水旋塞應采用抗腐蝕性材料制成。非深井消防泵達不到上述標準要求，時間長了，泵體及部件會受到腐蝕，一旦發(fā)生火災會影響功能使用。

表2 可燃材料堆場室外消防用水量(l/s)

表3 不同場所的火災延續(xù)時間

綜合上述分析，要確保發(fā)生火災時消防水源的可靠性，一是應優(yōu)先采用市政給水管網。二是按照《建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定，符合下列規(guī)定之一的，應設置消防水池： 1.當生產、生活用水量達到最大時，市政給水管道、進水管或天然水源不能滿足室內外消防用水量； 2.市政給水管道為枝狀或只有1條進水管，且室內外消防用水量之和大于25 L/s。三、如果深水井的水文地質資料能夠滿足作為消防水源要求時，可以選擇通過國家消防裝備質量監(jiān)督檢驗中心型式檢驗的深井消防泵，但要根據相關標準設置備用深井消防泵，供給室外消防給水管網的消防用水，確保消防水源的可靠性。

2.2 要正確發(fā)揮氣壓水罐的穩(wěn)壓作用

氣壓水罐的作用是儲存、調節(jié)消防用水，其罐內最小氣壓應滿足消防給水系統(tǒng)最不利點滅火設備所需水壓，以達到增壓的作用。氣壓水罐內始終儲存30 s的消防用水量，從而達到穩(wěn)壓的作用。

在消防監(jiān)督檢查中發(fā)現，部分企業(yè)的可燃材料堆場錯誤地采用氣壓水罐作為供給室外消防給水管網全部消防用水量的消防供水設備，未設置消防供水主泵。如果這樣設計，當發(fā)生火災時，隨著室外消火栓的開啟，氣壓水罐內水量減少，壓力下降，當壓力下降到一定值時，消防穩(wěn)壓泵啟動，但由于穩(wěn)壓泵的流量設計的都較小，而大多可燃材料堆場的室外消火栓的消防用水量都在20 L/S以上，使氣壓水罐內不能及時得到補水，壓力不斷下降，最后造成整個室外消防給水系統(tǒng)的水量和水壓滿足不了滅火的需要。

氣壓水罐只能作為室外消防給水系統(tǒng)平時維持管網壓力的穩(wěn)壓設備，正確的設計應該是單獨設置一臺或多臺消防供水主泵直接為室外消防給水管網供水。當發(fā)生火災時，隨著室外消火栓的開啟，氣壓水罐內水量減少，壓力下降，由于消防穩(wěn)壓泵的流量小于消防水槍的流量(一支水槍流量約6.5 L/S)，氣壓水罐內不能及時得到補水，罐內壓力繼續(xù)下降，當壓力降至消防水泵啟動控制點時，通過氣壓水罐內的壓力繼電器自動啟動消防供水主泵(或啟動室外消火栓處啟泵按鈕直接啟動消防供水主泵)直接向室外消防給水管網供水，使室外消防管網的壓力和流量滿足消防技術標準規(guī)范的要求，及時撲滅初起火災。

2.3 建議采用臨時高壓或高壓室外消防給水系統(tǒng)

在消防監(jiān)督檢查中，發(fā)現大多數單位儲存可燃材料露天堆場的室外消防給水系統(tǒng)采用的是低壓室外消防給水系統(tǒng)。低壓室外消防給水系統(tǒng)是指管網內平時水壓較低，滅火時所需水壓和流量要由消防車或其他移動式消防泵加壓提供的給水系統(tǒng)。特別是在冬季，為了防凍，有的單位室外消防給水系統(tǒng)平時管網內根本就無水，只有在發(fā)生火災或檢修時才啟動消防水泵供水，這些都是造成這些單位發(fā)生火災后不能及時撲救的根本原因。

建設低壓室外消防給水系統(tǒng)主要是設計時，設計單位不負責任或考慮建設成本，想當然地認為企業(yè)都應該在城市消防站的7 km2保護半徑內。由于《建筑設計防火規(guī)范》等相關消防技術標準中只對室外低壓消火栓的設置進行規(guī)定，未對高壓或臨時高壓室外消火栓設置進行詳細說明，在消防監(jiān)督檢查中發(fā)現，許多距離當地消防站較遠又無消防車等有效移動消防裝備的露天可燃材料堆場，室外消火栓都是按照室外低壓消火栓進行設計，設計數量明顯不足，使室外消火栓在初起火災的撲救中不能發(fā)揮作用。

為了更好地分析這個問題，先計算一下室外高壓或臨時高壓消火栓的保護半徑，根據《建筑設計防火規(guī)范》[3]，按串接6條有襯里消防水帶計，考慮火場上水槍手需要留約10 m的機動水帶，若水帶沿地面的鋪設系數按0.9計，則其保護半徑(不計水槍充實水柱在地面水平投影長度)為(6×20-10)×0.9=99 m。

然后計算室外低壓消火栓的保護半徑，根據《建筑設計防火規(guī)范》[3]“當采用低壓給水系統(tǒng)時，室外消火栓栓口處的水壓從室外設計地面算起不應小于0.1 MPa”,可知室外低壓消火栓作用主要是給消防車等移動供水設備加水。消防車一般從低壓給水管網上取水主要采取將室外消火栓接上水帶往消防車水罐內注水，消防車泵從水罐內吸水加壓，供應火場用水，消防車的保護半徑即為室外低壓消火栓的保護半徑，普通消防車的最大供水距離一般為150 m，所以通常室外低壓消火栓的保護半徑取150 m。

為了充分發(fā)揮室外消火栓的作用,建議在室外消火栓設計時,應滿足可燃材料露天堆場的任何部位都在兩個室外消火栓的保護半徑之內，即按圖1進行設置。此時室外消火栓的間距滿足下面公式：

圖1 可燃材料露天堆場室外高壓消火栓設置圖

如果按照上述公式進行設計，在可燃材料堆場需要保護的寬度B取值相同的情況下，當室外消火栓(低壓消火栓)保護半徑R=150 m時，室外消火栓間距S值要大于(臨時高壓或高壓消火栓)R=99 m時，也就是說按照室外低壓消火栓保護半徑設置的室外消火栓，比按照臨時高壓或高壓室外消火栓保護半徑設置的數量少，并且低壓室外消火栓的水壓也不能有效地保護可燃材料堆場，發(fā)揮不出設置室外消火栓的作用。

因此建議上述距離當地消防隊較遠,根據《中華人民共和國消防法》和相關標準規(guī)范又不需要配置消防車等移動滅火設備的單位，從企業(yè)消防安全角度考慮，室外消防給水系統(tǒng)建議采用高壓或臨時高壓給水系統(tǒng)，一旦發(fā)生火災，不需要使用消防車或其他移動式水泵等消防設備加壓，直接由室外消火栓接出水帶、水槍出水就可以撲滅初起火災。

2.4 室外消防給水系統(tǒng)要采取可靠的防凍措施

在東北地區(qū)冬季，一些存放可燃材料的室外露天堆場室外地下消火栓中經常無水，單位管理人員解釋說是為了防止冬季管道中充水會將管道和消火栓凍壞。這種情況就是設計、施工中遺留下來的嚴重問題。

問題主要是設計、施工時不嚴格執(zhí)行標準規(guī)范造成的。室外消火栓給水管道在埋地敷設時，管道埋設的管頂覆土最小厚度應滿足當地凍土層厚度要求，應在當地的冰凍線以下，消火栓井也要采取防凍保溫措施。特別是室外消火栓一定要嚴格按照標準進行施工。室外消火栓一般分為地上式消火栓(圖2)和地下式消火栓(圖3)兩種類型，室外消火栓在設計時必須考慮到東北寒冷地區(qū)的要求，適應冰凍深度的需要，施工時要根據設計要求在消火栓栓體中間，內置出水閥之上，按擋加設法蘭接管(每擋250 mm),覆土深度最多不得大于3 m；室外消火栓都設計有自動泄水裝置(當內置出水閥關閉時自動放空消火栓內留存的積水，以防消火栓凍裂),施工時室外消火栓給水管道的覆土深度應保證自動泄水裝置泄水口位于冰凍線以下。

圖2 室外地上消火栓簡圖

圖3 室外地下消火栓簡圖

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(責任編輯：吳萍 英文審校：劉紅江)

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，吉林梨樹人，工程師，主要研究方向：消防監(jiān)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