某立體倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

◎ 劉雙安，劉玉蘋

（鄭州中糧科研設(shè)計(jì)院有限公司，河南 鄭州 450001)

近年來，立體庫(kù)在各行業(yè)應(yīng)用日益廣泛，立體庫(kù)具有高度高、空間大和存儲(chǔ)密集等特點(diǎn)，對(duì)消防系統(tǒng)要求較高，否則極易造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可在火災(zāi)初期通過煙感、溫感等火災(zāi)探測(cè)器及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，啟動(dòng)自動(dòng)滅火設(shè)備，對(duì)火災(zāi)的發(fā)生起到預(yù)防預(yù)警作用，減少火災(zāi)釀成的損失。本文介紹了某面粉立體庫(kù)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并對(duì)高大空間火災(zāi)探測(cè)器的選擇及粉塵爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中消防設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

該立體倉(cāng)庫(kù)由兩部分組成，即立體倉(cāng)庫(kù)和理貨間。其中理貨間為地上兩層，建筑高度14.59 m，面粉立體倉(cāng)庫(kù)為一層，建筑高度28.59 m，占地面積4890.64 m2， 建筑面積6243.25 m2。室外消火栓用水量為45 L·s-1，自動(dòng)噴水系統(tǒng)采用預(yù)作用系統(tǒng)。

2 報(bào)警形式的選擇

本工程為擴(kuò)建工程，原廠區(qū)已設(shè)有消防控制室，原消防控制室內(nèi)設(shè)有火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制器和消防控制室圖形顯示裝置、消防應(yīng)急廣播的控制裝置以及消防專用電話總機(jī)等設(shè)備。原火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動(dòng)控制器剩余點(diǎn)數(shù)滿足本工程新增消防設(shè)備點(diǎn)數(shù)需要。本工程設(shè)置消防接線箱，通過信號(hào)二總線接入消防控制室控制主機(jī)。

3 不同類型火災(zāi)探測(cè)器的分析

3.1 點(diǎn)型感煙探測(cè)器

點(diǎn)型感煙探測(cè)器只能適用于12 m及以下的場(chǎng)所。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙氣在上升階段會(huì)逐漸被空氣稀釋，煙氣中的溫度和濃度逐漸降低，從而導(dǎo)致煙氣的浮力越來越小，煙氣上升的速度會(huì)越來越慢，當(dāng)煙氣的浮力和重力達(dá)到平衡時(shí)，煙氣不再上升。由于庫(kù)房?jī)?nèi)空間較高，煙氣可能上升不到頂棚就達(dá)到平衡位置，同時(shí)由于存在熱障現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)生熱空氣層，阻止煙氣上升到庫(kù)房頂棚點(diǎn)型感煙探測(cè)器的位置[1]。

3.2 點(diǎn)型感溫探測(cè)器

點(diǎn)型感溫探測(cè)器只能適用于8 m及以下的場(chǎng)所。由于起火點(diǎn)位置未知且本工程內(nèi)有多層貨架遮擋，溫度很難達(dá)到頂棚感溫探測(cè)器的報(bào)警閥值，靈敏度較低，即使溫度達(dá)到頂棚感溫探測(cè)器的報(bào)警閥值，火災(zāi)可能已經(jīng)發(fā)展到嚴(yán)重階段，起不到預(yù)警作用[2]。

3.3 線型光束感煙探測(cè)器

線型光束感煙探測(cè)器的工作原理是煙減光法，當(dāng)發(fā)射器發(fā)出的紅外線穿過火災(zāi)產(chǎn)生的煙時(shí)，減光度降低，當(dāng)減光度降低到設(shè)定值時(shí)判定火災(zāi)。光束感煙探測(cè)器集發(fā)光器與接收器于一體，配合反射板，組成線型光束感煙探測(cè)器。發(fā)光器發(fā)出的紅外光束撞到反射板上后，便返回到接收器。線型光束感煙探測(cè)器適用于無遮擋的大空間，在正常情況下有煙、粉塵、水霧滯留的場(chǎng)所不適用線型光束感煙探測(cè)器[3]。

3.4 吸氣式感煙探測(cè)器

吸氣式感煙火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器主機(jī)由吸氣泵、激光探測(cè)腔、控制電路和顯示屏幕等組成。吸氣式感煙火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器主機(jī)與采樣管組成一套完整的系統(tǒng)。由吸氣泵通過采樣管（采樣管通常為UPVC管或鋼管）將被保護(hù)區(qū)內(nèi)空氣樣品連續(xù)不斷地送入探測(cè)器。被采集的空氣樣品由過濾器過濾灰塵雜質(zhì)后進(jìn)入激光探測(cè)腔，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，最終將被采集的空氣樣品中的煙霧濃度通過控制電路傳輸?shù)斤@示屏幕，顯示屏幕上顯示出采用空氣的中煙霧的濃度，并根據(jù)煙霧濃度以及預(yù)設(shè)的報(bào)警閥值，輸出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，具有四級(jí)報(bào)警輸出，能夠在火災(zāi)發(fā)生前期及時(shí)預(yù)警，具有較高靈敏度。

3.5 點(diǎn)型火焰探測(cè)器

點(diǎn)型火焰探測(cè)器分為點(diǎn)型紫外火焰探測(cè)器、點(diǎn)型紅外火焰探測(cè)器和點(diǎn)型紅外紫外復(fù)合型火焰探測(cè)器。通過識(shí)別火焰光譜中的紅外線和紫外線，從而達(dá)到探測(cè)火災(zāi)的目的。其適用于火災(zāi)發(fā)生時(shí)易產(chǎn)生明火的場(chǎng)所和火災(zāi)初期無陰燃階段的場(chǎng)所，反應(yīng)迅速，溫度可靠。

3.6 雙波段圖像型火焰探測(cè)器

雙波段圖像型火焰探測(cè)器由紅外攝像機(jī)及彩色攝像機(jī)組成，可將采集到的紅外視頻圖像信號(hào)和彩色視頻圖像信號(hào)傳送給信息處理主機(jī)，使火災(zāi)探測(cè)和圖像監(jiān)控得到有機(jī)結(jié)合。但在攝像機(jī)前不能有遮擋，為了避免出現(xiàn)探測(cè)盲區(qū)，需要多個(gè)探測(cè)器配合使用。

通過對(duì)以上幾種火災(zāi)探測(cè)器的分析可知，適用于高大空間的探測(cè)器有線型光束感煙探測(cè)器、線型光束感煙探測(cè)器、吸氣式感煙探測(cè)器、點(diǎn)型火焰探測(cè)器和雙波段圖像型火焰探測(cè)器。結(jié)合立體倉(cāng)庫(kù)的特殊性，采用吸氣式感煙探測(cè)器與線型光束感煙探測(cè)器。

立體庫(kù)層高為28 m且內(nèi)部布置有高層貨架，根據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第12.4.1條，立體庫(kù)需要選擇兩種火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測(cè)器。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，立體貨架區(qū)域選用吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器。采用分層組網(wǎng)方式，分別在貨架的第3層、第6層、第10層、第13層貨架上設(shè)置采樣管，同時(shí)在第13層至屋架區(qū)域采用線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器?？紤]到貨架上存放的是袋裝面粉，所以選擇帶有過濾網(wǎng)以及帶有自清洗功能的吸氣感煙火災(zāi)探測(cè)主機(jī)。吸氣式感煙探測(cè)器及采樣管的安裝見圖1。

圖1 吸氣式探測(cè)器安裝示意圖

吸氣式感煙火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器主機(jī)需要DC24V專用電源以保證其穩(wěn)定工作，所有專用電源接至AC220V消防專用電源。為了便于檢修，探測(cè)器主機(jī)安裝在距地1.3～1.5 m高為宜。一個(gè)吸氣感煙火災(zāi)探測(cè)主機(jī)所連接的采樣管總長(zhǎng)不宜超過200 m，單根采樣管長(zhǎng)度不宜超過100 m，一根采樣管只能在一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)采集空氣樣本，不能跨越防火分區(qū)采集。采樣管和采樣孔應(yīng)有明顯的消防標(biāo)識(shí)。采樣管上的一個(gè)采樣孔可視為一個(gè)點(diǎn)式感煙探測(cè)器，其保護(hù)面積、保護(hù)半徑等應(yīng)與感煙火災(zāi)探測(cè)器的保護(hù)面積、保護(hù)半徑一致。采樣孔直徑最小不能小于2 mm，最大不能大于5 mm。采樣孔不得設(shè)在采樣管的連接部位。安裝在灰塵較大場(chǎng)所的探測(cè)器應(yīng)具有灰塵過濾器，可隨時(shí)清洗、重復(fù)利用和維護(hù)方便。

4 消防聯(lián)動(dòng)及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本立體庫(kù)的消防聯(lián)動(dòng)及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)包含消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防電源監(jiān)控系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)等。

火災(zāi)發(fā)生時(shí)，安裝在現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)探測(cè)器將信號(hào)傳輸至廠區(qū)消防控制室內(nèi)火災(zāi)報(bào)警控制器，聯(lián)動(dòng)開啟預(yù)作用閥組、開啟快速排氣閥前電動(dòng)閥，啟動(dòng)噴淋泵。同時(shí)，水流指示器、信號(hào)閥、壓力開關(guān)、噴淋泵和快速排氣閥前電動(dòng)閥等設(shè)備的狀態(tài)信息均反饋至火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，并在圖形顯示系統(tǒng)中顯示、記錄。

4.1 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

本工程自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)形式采用預(yù)作用系統(tǒng)。預(yù)作用閥組開啟的聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)可以是同一報(bào)警區(qū)域內(nèi)兩只及以上獨(dú)立的感煙火災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警信號(hào)，也可以是一只感煙火災(zāi)探測(cè)器與一只手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕的報(bào)警信號(hào)。由消防聯(lián)動(dòng)控制器控制預(yù)作用閥組的開啟，使預(yù)作用系統(tǒng)轉(zhuǎn)成濕式系統(tǒng)；報(bào)警閥組壓力開關(guān)的動(dòng)作信號(hào)作為啟動(dòng)噴淋消防泵的控制信號(hào)，直接啟動(dòng)消防泵。

4.2 防火門監(jiān)控系統(tǒng)

由常開防火門所在防火分區(qū)內(nèi)的兩只獨(dú)立的火災(zāi)探測(cè)器或一只火災(zāi)探測(cè)器與一只手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕的報(bào)警信號(hào)，作為常開防火門關(guān)閉的聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)應(yīng)由火災(zāi)報(bào)警控制器或消防聯(lián)動(dòng)控制器發(fā)出，并應(yīng)由消防聯(lián)動(dòng)控制器或防火門監(jiān)控器聯(lián)動(dòng)控制防火門關(guān)閉。

疏散通道上常開防火門及常閉防火門的開啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)信號(hào)應(yīng)反饋至防火門監(jiān)控器。

4.3 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

采用剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，安裝在本工程配電總箱處，電氣火災(zāi)監(jiān)控器安裝在消防控制室。立體庫(kù)層高超過12 m，庫(kù)房?jī)?nèi)燈具安裝方式為頂部吊裝，在立體庫(kù)的照明配電箱出線回路上設(shè)置具有探測(cè)故障電弧功能的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。

4.4 消防電源監(jiān)控系統(tǒng)

在消防配電箱進(jìn)線及出線處裝設(shè)電壓/電流互感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并顯示各消防設(shè)備的電源狀態(tài)，當(dāng)消防設(shè)備電源發(fā)生過壓、欠壓、缺相、過流和中斷供電等故障時(shí)，消防設(shè)備電源監(jiān)控器進(jìn)行報(bào)警、記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)并顯示故障點(diǎn)位置。

4.5 氣體滅火系統(tǒng)

氣體滅火系統(tǒng)采用七氟丙烷滅火，主要由火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)（火災(zāi)探測(cè)器、火災(zāi)報(bào)警控制器）、滅火控制系統(tǒng)（氣體滅火控制主機(jī)、聲光報(bào)警器、緊急啟動(dòng)/停止按鈕）和滅火設(shè)備3大部分組成。系統(tǒng)具有手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)啟動(dòng)方式。自動(dòng)啟動(dòng)方式的觸發(fā)信號(hào)分為兩種，即同一保護(hù)區(qū)內(nèi)兩只獨(dú)立的火災(zāi)探測(cè)器（一個(gè)感煙火災(zāi)探測(cè)器和一個(gè)感溫火災(zāi)探測(cè)器組合）的報(bào)警信號(hào)以及一只火災(zāi)探測(cè)器與一只手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕的報(bào)警信號(hào)。氣體滅火系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)需要將氣體滅火控制器直接連接的火災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警信號(hào)、選擇閥的動(dòng)作信號(hào)及壓力開關(guān)的動(dòng)作信號(hào)反饋至消防聯(lián)動(dòng)控制器及系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)反饋信號(hào)。氣體滅火系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制示意圖如圖2所示。

圖2 氣體滅火系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制示意圖

4.6 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

本工程只在理貨間設(shè)置消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，立體庫(kù)內(nèi)為高層貨架及自動(dòng)化設(shè)備出入庫(kù)生產(chǎn)作業(yè)，故立體庫(kù)內(nèi)未設(shè)置消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)采用集中電源集中控制型。系統(tǒng)由應(yīng)急照明控制器、應(yīng)急照明集中電源和A型應(yīng)急照明燈具組成。應(yīng)急照明控制器由消防電源供電，與火災(zāi)報(bào)警控制器采用信號(hào)線連接，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)由火災(zāi)報(bào)警控制器輸出的火災(zāi)報(bào)警信號(hào)作為應(yīng)急照明控制器自動(dòng)應(yīng)急啟動(dòng)觸發(fā)信號(hào)。應(yīng)急照明控制器除了自動(dòng)啟動(dòng)外還應(yīng)具有手動(dòng)應(yīng)急啟動(dòng)。應(yīng)急疏散照度為疏散走道不低于1.0 lx，安全出口外面不低于1.0lx，樓梯間不低于5.0lx。

4.7 防排煙系統(tǒng)

理貨間采用機(jī)械排煙，立體庫(kù)采用自然排煙。理貨間內(nèi)兩只獨(dú)立的火災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警信號(hào)作為聯(lián)動(dòng)觸發(fā)排煙口或排煙閥的開啟信號(hào)，同時(shí)消防聯(lián)動(dòng)控制器聯(lián)動(dòng)控制排煙口、排煙閥的開啟以及開啟排煙風(fēng)機(jī)。在消防控制室的手動(dòng)控制盤上可以直接手動(dòng)控制排煙風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)或停止。排煙閥、防火閥等設(shè)備的動(dòng)作信號(hào)應(yīng)反饋至消防聯(lián)動(dòng)控制器。

5 粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的設(shè)計(jì)

本工程為成品面粉的理貨及存儲(chǔ)，從保證安全生產(chǎn)角度出發(fā)，立體庫(kù)主要功能是存儲(chǔ)，電氣設(shè)備選擇普通型。理貨間為面粉的運(yùn)輸整理，存在泄漏的可能性，一旦泄漏就會(huì)有粉塵爆炸的安全隱患，所以理貨間電氣按照粉塵爆炸21區(qū)設(shè)計(jì)。理貨間內(nèi)電氣設(shè)備采用粉塵防爆型產(chǎn)品，其防爆標(biāo)志為Ex tD ⅢB T145 ℃ Db IP65。

在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警線路接入粉塵爆炸危險(xiǎn)環(huán)境前端設(shè)置安全柵，以保證粉塵爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的電路是本安電路，其中電源隔離式安全柵最多可接2只聲光報(bào)警器，總線隔離式安全柵最多可接32只本安編碼設(shè)備。

粉塵爆炸場(chǎng)所中控制電纜應(yīng)選擇銅芯1.0 mm2及以上，電力及照明應(yīng)選擇2.5 mm2及以上，粉塵爆炸場(chǎng)所電纜敷設(shè)采用鋼管配線時(shí)，應(yīng)采用鍍鋅焊接鋼管且鋼管螺紋旋合不應(yīng)少于5扣，同時(shí)在鋼管連接的螺紋部分應(yīng)涂鉛油或磷化膏[4]。

6 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)電纜選擇

依據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116— 2013），火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的供電線路以及聯(lián)動(dòng)控制線路應(yīng)采用耐火銅芯電線電纜?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的報(bào)警總線、消防應(yīng)急廣播和消防專用電話等傳輸線路采用阻燃耐火電線電纜。

結(jié)合本工程點(diǎn)位較少且分散的特點(diǎn)，消防線路中控制、通信、電源線路均單獨(dú)穿管敷設(shè)鍍鋅SC管明敷，外刷防火涂料[5]。

7 結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑外形高大存儲(chǔ)物品復(fù)雜的建筑會(huì)越來越多，結(jié)合實(shí)際工程特點(diǎn)，綜合分析影響因素，合理選擇火災(zāi)探測(cè)器對(duì)火災(zāi)預(yù)警、滅火起著至關(guān)重要的作用，為企業(yè)的安全生產(chǎn)和社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展提供了保障。