高大空間廠房火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與體會(huì)

雷 雯 （中國(guó)煙草總公司合肥設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230051）

1 概述

高大空間建筑一般具有高度高、跨度大、空間大等特點(diǎn)，由于有工藝布置順暢、使用自由等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天受到各類企業(yè)的青睞，已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)廠房、大型物流倉(cāng)庫(kù)等生產(chǎn)儲(chǔ)存類建筑中。由于其建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及生產(chǎn)儲(chǔ)存物質(zhì)的特殊性，帶來(lái)了火災(zāi)探測(cè)、人員疏散與救援等方面的技術(shù)難題。

復(fù)烤廠車間屬丙類廠房，倉(cāng)庫(kù)屬丙類庫(kù)房，具有高度高、空間大、具有多個(gè)功能區(qū)域的特點(diǎn)，一般高度都在10m以上，立體庫(kù)達(dá)到近24m。在煙草行業(yè)“十一五”技改前，由于管理上的不重視，無(wú)有效的火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，很多復(fù)烤廠車間基本不設(shè)置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，隨著消防審查越來(lái)越嚴(yán)格，各行各業(yè)對(duì)火災(zāi)的預(yù)防意識(shí)增強(qiáng)，復(fù)烤廠火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)日趨完善。

2 工程概況

某復(fù)烤廠聯(lián)合工房屬高大空間建筑，長(zhǎng)490m，寬120m，見(jiàn)圖1。其中打葉復(fù)烤主車間（分區(qū)三）大空間高度為14.5m，24000m2，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；分區(qū)二為立體高架庫(kù)，輕鋼結(jié)構(gòu)，高度21.5m，2580m2。本文僅對(duì)屬高大空間防火分區(qū)二、三進(jìn)行敘述。

3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 探測(cè)器選擇

圖1

在高大空間廠房中，因?yàn)闊熿F分層現(xiàn)象使煙霧無(wú)法到達(dá)頂棚安裝的傳統(tǒng)點(diǎn)型煙霧探測(cè)器的位置，點(diǎn)型感煙探測(cè)器在此類場(chǎng)所不適合使用。對(duì)于大空間探測(cè)器通常有對(duì)射式紅外光束感煙探測(cè)器、吸氣式空氣采樣感煙探測(cè)器、圖像型光截面感煙火災(zāi)探測(cè)器等。

3.1.1 紅外光束感煙探測(cè)器

紅外光束感煙探測(cè)器是利用物質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙霧對(duì)紅外光束產(chǎn)生遮擋和散射，使紅外光束的光強(qiáng)度減弱的原理來(lái)判斷有煙霧存在。它由發(fā)射器和接收器組成，發(fā)射器與接收器必須較精確的對(duì)準(zhǔn)，否則接收器接受不到發(fā)射器發(fā)來(lái)的紅外光線便產(chǎn)生誤報(bào)。在使用過(guò)程中，由于建筑物的不穩(wěn)定性，會(huì)導(dǎo)致原本對(duì)正的接收器和發(fā)射器光路發(fā)生偏移，需要經(jīng)常校準(zhǔn)。所以采用紅外光束感煙探測(cè)器，工程造價(jià)低，但系統(tǒng)穩(wěn)定性差。

3.1.2 空氣采樣火災(zāi)探測(cè)器

空氣采樣火災(zāi)探測(cè)器是利用伸向被保護(hù)區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)，由偵測(cè)腔內(nèi)的抽氣泵經(jīng)由空氣采樣管路不斷地抽取防護(hù)區(qū)域內(nèi)的空氣樣品進(jìn)行檢測(cè)，煙粒子經(jīng)過(guò)偵測(cè)腔時(shí)，產(chǎn)生光散射，通過(guò)散射光被光接收器接收，測(cè)試煙濃度，并與預(yù)先確定的響應(yīng)閾值進(jìn)行比較，判斷是否給出報(bào)警信號(hào)?？諝獠蓸踊馂?zāi)探測(cè)器屬于極早期感煙探測(cè)器，靈敏度是傳統(tǒng)感煙探測(cè)器的上千倍；采用PVC采樣管，沒(méi)有電氣連接，抗干擾能力強(qiáng)，在很多場(chǎng)所得到應(yīng)用，但價(jià)格較貴。

3.1.3 光截面圖像感煙探測(cè)器

光截面圖像感煙探測(cè)器在被監(jiān)控區(qū)內(nèi)設(shè)置紅外發(fā)光陣列和紅外攝像機(jī)，使紅外發(fā)光陣列發(fā)射出的紅外光斑影響有紅外攝像機(jī)轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。通過(guò)獲取被監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的煙霧圖像信息，經(jīng)系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行分析處理和智能判定后，自動(dòng)進(jìn)行火警預(yù)報(bào)。它可對(duì)被保護(hù)空間實(shí)施任意曲面式覆蓋，具有分辨發(fā)射光源與干擾光源的能力。光截面火災(zāi)探測(cè)器由發(fā)射器和接收器組成，每只接收器可對(duì)應(yīng)接收多只發(fā)射器來(lái)的光信號(hào)，當(dāng)其中一個(gè)發(fā)射器損壞，接收器在報(bào)出損壞發(fā)射器的故障；同時(shí)仍能接收其他發(fā)射器發(fā)射的光束，此時(shí)發(fā)生火災(zāi)仍能正常報(bào)警。

3.1.4 小結(jié)

針對(duì)火災(zāi)發(fā)展的特點(diǎn)，及對(duì)各類火災(zāi)探測(cè)器優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比，結(jié)合聯(lián)合工房各功能用房的特點(diǎn)，本項(xiàng)目火災(zāi)探測(cè)器選擇如下。

a.復(fù)烤車間采用光截面感煙探測(cè)器，設(shè)置在網(wǎng)架球結(jié)點(diǎn)下方。每只接收器對(duì)應(yīng)4個(gè)發(fā)射器，發(fā)射器間距不大于12m，采用視頻線將信號(hào)傳輸至火災(zāi)控制器（見(jiàn)圖2）。

圖2

圖3

b.高架庫(kù)內(nèi)堆放10層貨架，高度18.6m。選用空氣采樣感煙探測(cè)器，設(shè)置12臺(tái)3管探測(cè)器，探測(cè)器安裝在貨架側(cè)面距地1.5m處，采樣管深入貨架內(nèi)，每臺(tái)探測(cè)器管長(zhǎng)共120m，采樣管分三層設(shè)計(jì)，間隔5m設(shè)置一采樣孔，不同采樣孔采集的煙氣匯集至探測(cè)器激光槍內(nèi)，與預(yù)先設(shè)定的響應(yīng)閾值進(jìn)行比較，判斷是否給出報(bào)警信號(hào)。將采集到的信號(hào)傳送給消防控制中心，由消防報(bào)警主機(jī)聯(lián)動(dòng)控制區(qū)域內(nèi)的消防設(shè)備（見(jiàn)圖 3、圖 4）。

圖4

圖5

3.3 消防控制中心

本項(xiàng)目總建筑面積約45萬(wàn)m2，用地面積932畝，涵蓋辦公區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、原煙庫(kù)區(qū)、片煙庫(kù)區(qū)、動(dòng)力區(qū)。體量大，功能多，見(jiàn)圖5。根據(jù)消防管理規(guī)定，每個(gè)消防控制室需24h專人值班，每班不少于2人。項(xiàng)目方案階段，建設(shè)方出于減少消防工作人員的考慮，提出在全廠辦公區(qū)設(shè)置一個(gè)消防控制中心，片煙庫(kù)區(qū)預(yù)作用噴淋系統(tǒng)預(yù)作用閥與排氣前的電動(dòng)閥至消防控制中心直接啟動(dòng)線最遠(yuǎn)的有12km，信號(hào)線、控制線的長(zhǎng)度長(zhǎng)，相關(guān)管理人員和消防人員趕往火災(zāi)發(fā)生地的距離遠(yuǎn)，安全系數(shù)低。經(jīng)討論設(shè)置2個(gè)控制中心。

總控制中心：根據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-2013，總控制中心應(yīng)能控制重要的消防設(shè)備，廠區(qū)消防水泵房離片煙庫(kù)區(qū)管理用房較近，因此總控制中心設(shè)置在庫(kù)區(qū)管理用房?jī)?nèi)。片煙庫(kù)區(qū)、動(dòng)力中心、聯(lián)合工房設(shè)置消防區(qū)域站，接收各自區(qū)域的報(bào)警燈信號(hào)，自動(dòng)控制區(qū)域內(nèi)的消防設(shè)備，通過(guò)總線送到消防控制中心。

分控制中心：原煙庫(kù)區(qū)設(shè)置消防區(qū)域站，辦公區(qū)、原煙庫(kù)區(qū)區(qū)域消防信號(hào)通過(guò)總線送到分消防控制中心。分消防控制中心區(qū)域內(nèi)的所有火災(zāi)信合和聯(lián)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)均能在總消防控制中心顯示。

4 2013版火災(zāi)報(bào)警規(guī)范需注意的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)幾年的學(xué)習(xí)和使用，2013版《火規(guī)》中的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)人員已基本掌握，本文僅就一些平常不注意的幾點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。

4.1 系統(tǒng)型式選擇

98版《火規(guī)》是以保護(hù)對(duì)象火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)（特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)）來(lái)確定報(bào)警系統(tǒng)形式的，而2013版《火規(guī)》是以有沒(méi)有聯(lián)動(dòng)控制來(lái)確定報(bào)警系統(tǒng)形式。

4.2 總線、隔離器點(diǎn)數(shù)要求

規(guī)范規(guī)定：火災(zāi)報(bào)警控制器所連接的設(shè)備總數(shù)和地址總數(shù)均不超過(guò)3200點(diǎn)，每一總線回路連接的設(shè)備總數(shù)不超過(guò)200點(diǎn)。聯(lián)動(dòng)控制器所連接的設(shè)備總數(shù)和地址總數(shù)均不超過(guò)1600點(diǎn)，每一總線回路連接的設(shè)備總數(shù)不超過(guò)100點(diǎn)。每只隔離器連接的消防設(shè)備總數(shù)不超過(guò)32點(diǎn)。根據(jù)上述規(guī)范字面理解，除控制器應(yīng)計(jì)算設(shè)備總數(shù)和地址總數(shù)中較大者的限值，其他均是考慮設(shè)備總數(shù)（隔離器考慮的是消防設(shè)備），而《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范圖示》（14X505-1）解釋除隔離器為設(shè)備數(shù)量，其他均為設(shè)備總數(shù)和地址總數(shù)中較大者的限值。筆者認(rèn)為，隔離器是為了斷開故障點(diǎn)，應(yīng)按設(shè)備計(jì)算，總線是接收各地址傳輸信號(hào)，應(yīng)按設(shè)備總數(shù)和地址總數(shù)中較大者的限值來(lái)計(jì)算，圖集說(shuō)明更準(zhǔn)確。

4.3 火災(zāi)警報(bào)器

火災(zāi)警報(bào)器不宜與安全出口指示燈具設(shè)置在同一面墻上，這適用于走廊等位置，對(duì)于高大空間場(chǎng)所內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際操作中應(yīng)盡量離安全出口遠(yuǎn)些，以免影響疏散設(shè)施的有效性。

4.4 消防聯(lián)動(dòng)

消火栓聯(lián)動(dòng)控制采用出水干管上設(shè)置的低壓壓力開關(guān)、高位消防水箱出水管的流量開關(guān)或報(bào)警閥壓力開關(guān)等信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，這里的或是指編程時(shí)幾種信號(hào)都能觸發(fā)，而不是設(shè)計(jì)時(shí)只將其中的一種信號(hào)連入消防控制系統(tǒng)。

5 結(jié)語(yǔ)

高大空間廠房由于建筑結(jié)構(gòu)和使用功能的特殊性，在消防設(shè)計(jì)上存在諸多難點(diǎn)，本文結(jié)合《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》2013版的新規(guī)定，通過(guò)介紹某復(fù)烤廠的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)，希望能為大空間廠房火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)積累經(jīng)驗(yàn)。

[1]GB50016-2014，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[2]GB50116-2013，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]程明.中國(guó)博覽會(huì)會(huì)展綜合體（北塊）電氣防火設(shè)計(jì)[J].建筑電氣，2017（9）.

[4]劉明.淺談大空間火災(zāi)探測(cè)器的選擇[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012.NO22.