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中图分类号: S611 文献标识码: A
前言:
随着社会的发展,人民生活水平的提高,在现代民用建筑中,用电设备的种类的数量越来越多,在这些用电设备当中,不仅有消防泵、喷淋泵等消防设备,还有需要可靠供电的生活泵、电梯等用电设备,为了满足这些用电设备的可靠性,当市政电网无法提供两路独立电源时,柴油发电机房作为一种高效、实用的临时电源,已被普遍采用。由于在规范与设计中一直对柴发机房灭火系统的选择存在一定的争议,我想在此对这个问题进行分析与总结,以便在以后的设计中采用相对合理的系统对其进行防护。
1.柴油发电机房的火灾特点和消防要求
1.1柴油发电机房的火灾特点
柴油发电机是一种小型发电设备,系以柴油等为燃料,以柴油机为原动力带动发电机发电的动力机械。其中柴油是石油提炼后的一种油质产物,也是柴油发电机组的燃料,《高层民用建筑设计防火规范》4.1.3.1条规定“柴油的闪点不应小于55℃。”
柴油发电机房火源一般为储油间、输油管道和发电机本体。其发生火灾的原因主要有以下三个方面:(1)固体表面火灾,主要由于发电机组超温、油路泄露造成。(2)电气火灾,主要由于供电线路、配电设备短路造成。(3)非水溶性可燃液体(柴油)火灾,主要由于供油管道、储油容器损坏,造成柴油泄露,由其它明火引燃。其中储油间火灾危险性最大。
1.2 柴油发电机房的消防要求
关于室内柴油发电机房的消防要求,《高层民用建筑设计防火规范》7.6.6.1条的规定“燃油、燃气的锅炉房、柴油发电机房宜设自动喷水灭火系统。”条文说明中“……可以采用水喷雾灭火系统”。由条文和条文说明的描述不一致,同时一些消防管理部门对此作出了特别的要求,要求在设计中采取突破规范的消防设施。这些都导致柴发机房的灭火问题引起各方的关注与诸多的争议。
2.设计中选择的灭火系统
2.1 自动喷淋灭火系统
高层建筑内一般都设有自动喷水灭火系统,其供水设备经济方便。自动喷水对固体表面火灾的作用主要有冷却、控火、防止火灾蔓延。根据《高层民用建筑设计防火规范》中7.6.6.1条规定:燃油、燃气的锅炉房、柴油发电机房宜设自动喷水灭火系统。但根据实际工程经验,设置普通喷淋系统可能会存在以下三个问题:1、柴油发电机房常设有相应的配电柜。自动喷淋系统容易造成配电设备的损坏。2、柴发机房运行时会使机组壳体温度较高,自动喷淋与高温机组接触,容易导致机组爆裂。3、自动喷淋系统在灭火的过程中,容易将柴油分散到房间各个部位,造成流淌火或者火苗的飞溅,不利于扑救。第一个问题可以通过和电专业的配合解决,比如另外为配电柜设置房间,或将配电柜做成室外配电柜(可防水)的形式。第二个问题主要存在于老式柴发机组,现在大部分的新设备都采用双层外壳的形式,避免了这个问题的发生,不过还是存在有些甲方为了节约投资,选用老式设备的情况。而第三个问题却没有好的办法规避。
2.2 自喷-泡沫联用系统
自动喷水-泡沫联用系统是在自动喷水灭火系统中配置可供给泡沫混合液的设备,组成既可以喷水又可以喷泡沫的固定灭火系统。由于自动喷水-泡沫联用灭火系统既可以灭固体火灾,又可灭液体火灾,当某些水溶性液体火灾在用泡沫灭火以后,为了防止其复燃,还可以用水进一步冷却,扩大了普通喷淋灭火系统的扑救范围,且效果明显优于普通喷淋。对于柴油发电机房的灭火,相比自动喷淋灭火系统,自喷-泡沫联用灭火系统虽然也存在可能损坏配电柜的问题,但是它不容易造成流淌火的现象,且前期喷出得泡沫液对柴油造成的火灾有较好的抑制作用。但是由于自动喷水-泡沫联用系统的泡沫倍数较低,靠泡沫混合液或水稀释只能扑灭少量可燃液体泄漏造成的火灾。若可燃液体的量偏大,闭式泡沫—水喷淋系统可能较难灭火。所以对于渗漏量不大的柴油发电机房可以考虑采用自动喷水-泡沫联用系统,而对于存油量大的储油间,则不太适合。
2.3 水喷雾系统
水喷雾灭火系统是利用水雾喷头在一定水压下将水流分解成细小水雾滴进行灭火或防护冷却的一种固定式灭火系统。该系统不仅能够扑灭固体火灾,还可以扑救液体火灾和电气火灾。《高层民用建筑设计防火规范》中7.6.6条条文说明中也指出“高层建筑内的燃油、燃气锅炉房、可燃油油浸电力变压器室、多油开关室、充可燃油的高压电容器室、自备发电机房等,有较大的火灾危险性。考虑到其火灾特点,可以采用水喷雾灭火系统。”对于柴油引起的火灾,水喷雾系统主要的作用是表面冷却、窒息和乳化。相比普通喷淋系统,它不仅提高了水喷淋的灭火效率,同时由于它是用细小水雾滴的形式灭火,不容易造成液体火的飞溅。但水喷雾系统在用于柴发机房的灭火中还是存在以下的问题:(1)水喷雾系统表面冷却的效果不仅取决于喷雾液滴的表面积,同时还取决于灭火用水的温度和可燃物闪点的温度差,闪点越高,与喷雾用水之间的温差越大,冷却效果越好。大量试验证明,闪点低于60℃的液体火灾通过表面冷却来实现灭火的效果是不理想的。柴油的闪点为55℃左右,有的劣质柴油的闪点温度甚至达不到55℃,由此可见,水喷雾对于柴油的表面冷却作用并不是很理想。(2)水喷雾系统为开式系统,虽当满足压力要求的前提下可以和闭式喷淋系统共用水泵,但需要单独设置雨淋阀组以及水喷雾喷头,会增加工程的投资,系统也会变得更复杂。不过单从对液体火灾的控制来考虑,水喷雾还是更优于普通喷淋和自动喷水-泡沫联用喷淋。综合各种情况是否更优于水喷淋系统,则需要根据实际情况比较来确定。(3)水喷雾系统虽然对电器损害不明显,使用也较普遍,但是相比气体灭火,它灭火速率要慢得多。
2.4 气体灭火系统
气体灭火系统是指平时灭火剂以液体、液化气体或者气体状态贮存于压力容器内,灭火时以气体(包括蒸汽、气雾)状态喷射作为灭火介质的灭火系统。它能在防护区空间内形成各方向均一的气体浓度,而且至少能保持该灭火浓度达到规范规定的浸渍时间,实现扑灭该防护区的空间、立体火灾。常见的气体灭火系统有七氟丙烷、IG541混合气体和S型气溶胶全淹没系灭火系统。在《高层民用建筑设计防火规范》中4.1.3.4条指出“柴油发电机房布置在高层建筑和裙房内时,应设置火灾自动报警系统和除卤代烷1211,、1301以外的自动灭火系统”从这条可以看出,对于柴油发电机房的灭火系统选择,并不限制在要以水为介质的自动灭火系统,也可以采用气体消防系统。在柴发机房灭火系统设计中常采用七氟丙烷和S型气溶胶。气体灭火系统的灭火原理主要是通过向着火区域释放大量的七氟丙烷、气溶胶等灭火剂来抑制燃烧的化学反应或者降低可燃区域空气中的含氧量和温度,使可燃物的燃烧终止或者逐渐窒息。气体灭火系统安全有效,且对设备损害较小,无论从扑灭液体火灾还是从保护设备的角度来说,都是一个好的选择。但是柴发机房有个非常重要的特点即柴油发电机房特别设于地下室的机房,对通风的要求特别高。需要有足够的新风补给,也需要及时将柴发机组的热量通过热风管道有组织的排除。这些进、排风管通常较大,在施工中不太好的封堵,这就会导致气体灭火系统很难达到要求的充满浓度。再者,气体灭火中的S型气溶胶系统泄压口计算没有明确的依据,且S型气溶胶动作后,会在设备上附着的粉末,如果粉末附着在配电柜的开关上或者其他关键部位,可能会导致系统断路。总的来说,如果柴发机房封堵问题能够得到解决,则推荐采用气体灭火系统。如果不能解决,可以考虑在排风要求较小且发生液体火灾后危险性更大的储油间采用气体灭火系统。
2.5 设计时系统的选择
通过以上的分析与比较,正常情况下可以在柴发机房中采用自喷-泡沫联用灭火系统或者水喷雾系统,若柴发机房中有配电柜,需采用有防水保护措施的配电柜。在储油间中可以采用气体灭火系统。特殊情况根据具体工程分析后选择适合的系统。
3.结语
以上只是本人关于柴油发电机房灭火系统选择的粗略分析与比较,个人认为在实际的设计中需要考虑建筑的特点、造价投资、后期施工等多方面因素灵活执行规范,在不违背设计原则的前提下,充分挖掘各种灭火系统的潜力,最大限度的优化设计方案。
参考文献:
[1] GB 50045-1995(2005年版),高层民用建筑设计防火规范。
中图分类号:TU998文献标识码: A
一、气体灭火简介
为了降低、消除火灾的危害,需要在建筑物内安装灭火设施。但在灭火的同时,灭火剂产生的此生危害也是不容忽视的,为此,产生了气体灭火系统。气体灭火系统是以某些在常温,常压下呈现气态的物质作为灭火介质,通过这些气体在整个防护区内或保护对象周围的局部区域建立起灭火浓度实现灭火。由于其特有的性能特点,主要用于保护某些特定的场合,是建筑物内安装的灭火设施中的一种重要形式。
气体灭火系统是指以液化气体或非液化气体作为灭火介质的灭火系统。自1900 年世界上第一套哈龙104 (四氯化碳) 灭火系统问世至今, 气体灭火系统已经走过了一个多世纪, 现已在工业和民用建筑中得到广泛应用, 成为保护计算机房、通信机房、发电机房、变配电室及贵重精密设备贮藏间、档案馆、图书馆等场所的主力军。
在1996 年之前, 我国气体灭火系统以卤代烷1211、1301 和高压二氧化碳灭火系统为主。随着联合国《蒙特利尔国际公约》的制定, 以及我国1996 年颁布实施《中国消防行业哈龙整体淘汰计划》以后, 哈龙替代品和替代技术研究迅速发展, 短短几年, 低压二氧化碳、七氟丙烷、混合气体IG 541、三氟甲烷等气体灭火系统相继出现。成为人类同火灾作斗争的强有力的武器。
二、二氧化碳灭火系统
1.系统构成与形式
在气体灭火剂中, 开发应用最早的是高压二氧化碳灭火系统。由于其灭火剂广泛、价格低廉、电绝缘性高、清洁无残留物、长期贮存不变质, 在全球得到广泛应用。应用时可组成全淹没灭火系统和局部应用灭火系统、单元独立灭火系统和组合分配灭火系统、管网灭火系统和无管网灭火系统。高压二氧化碳灭火系统在20℃时,工作压力为5.17,随之温度的上升,瓶内的压力也会随之升高。
2、灭火原理
二氧化碳灭火作用主要在于窒息,其次是冷却。发生火灾时二氧化碳喷放后就会降低燃烧物周围的氧含量,从而起到窒息作用,当空气中氧气的含量低于15%时,燃烧不能继续。当二氧化碳从容器中释放出来时,容器中压力骤然下降,液态的二氧化碳瞬间汽化,由于焓降,吸收大量的热量,温度急剧下降,当其达到-56C以下,一部分气相分子转变成固相颗粒,形成干冰,干冰吸收热量而升华和温度很低的气体吸收周围环境的热量,从而起到冷却作用。另外,笼罩在燃烧物周围的二氧化碳气体还能起到隔热作用。
3、二氧化碳灭火系统的安全性
3.1灭火剂释放对人的安全性
CO2气体灭火系统主要是通过稀释空气中的氧含量来达到灭火的目的,在浓度很低时,对人体生理不会有如何反应,当空气中二氧化碳的浓度达到2%(体积分数)时,就会使人产生不愉。随着二氧化碳浓度的增加,人体血液中二氧化碳的分压上升,刺激呼吸中枢。当浓度超过4%时,会刺激眼、咽喉、使人头痛、耳鸣。当浓度达到8%--9%时会造成呼吸困难、呕吐、感觉麻木、神志错乱,在这个浓度下,人只能停留几分钟。当空气中二氧化碳浓度达到10%时,会使人的视力变坏,头晕、发抖、1min内会失去知觉,长时间接触会死亡。当浓度达到20%时,会很快使人的中枢神经麻痹,短时间内就会死亡,但是为了保证灭火和规范要求二氧化碳灭火浓度基本上都不小于34%此浓度远远高于前面所述的对人体造成伤害的任意浓度。因此它对人员的具有不安全性,公安部在2001年《关于进一步加强哈龙替代品及其替代技术管理的通知》中明确规定,不能用于保护经常有人的场所。
3.2灭火剂释放对设备的安全性
3.2.1关于冷击
冷击是指由于灭火剂的释放导致迅速降温而对设备带来的损害。有试验表明,二氧化碳灭火剂在全淹没防护区内按设计规定释放可降温6℃。若是正真的灭火释放,这点降温不足以抵消火灾引起的升温。即使是误喷引起降温也不至于带来什么损害。但这并不是说冷击现象不存在,这需要辨证的看,如果是灭火剂喷嘴的布置不合理而导致灭火剂直接喷向精密仪器、设备,会引起的仪器、设备局部较大的温度变化,冷击也会由此而产生。
3.2.2关于结露
二氧化碳灭火系统的释放会导致灭火剂管网上结露。这是由于在灭火剂释放过程中,灭火剂管网有很大的温度降而导致的。灭火剂管网在灭火剂释放后常常会有水滴滴落,所以灭火剂管网正下方的设备应考虑这一因素。
4.二氧化碳灭火系统误喷放事例
随着社会的日趋发展,气体灭火系统保护场所无处不在,但是误喷放事件屡有发生,造成误喷放的原因主要有人为因素,报警线路短路,设备老化,还有就是设备本身的质量问题,一旦误喷放在有人场所,后果将不堪设想。下面先让我们看几个气体灭火系统的事故。
事故1、 2007年7月21日上午11时02分,云南省图书馆3楼电子阅览室配置的二氧化碳气体灭火系统突然发生意外喷放,造成在场人员不同程度的受伤事件,在二氧化碳喷放时,阅览室的所有窗子均处于开启状态,所以大量的二氧化碳气体从窗子释放出去,未造成人员死亡,此次事故主要是由于人员在对气体灭火日常检查过程中的误动作所导致的。
事故2、某高压配电间选用二氧化碳灭火系统进行防护,在没有火情的情况下全部释放。没有人员、设备伤害。事后分析原因,发现启动气体电磁瓶头阀的第一张膜片有很小的孔。为慢性泄漏压力聚集所引起的误喷。
事故3、某银行的二楼计算机房选用高压二氧化碳进行防护,在深夜36瓶二氧化碳全部释放,造成一楼的两位值班人员中毒。事后分析原因,为报警系统误动作造成24伏电压输出而引发了二氧化碳灭火剂的释放,释放出的二氧化碳经过没有封堵的管道口沉降到一楼值班室引起两位值班人员中毒。
综上所述,二氧化碳灭火系统不能用在有人场所或是高精密,高价值设备场所,由于其具有可以进行局布灭火和灭深位火灾的特殊性,当今此种系统多用于灭火时无人场所,比如说工业场所的煤粉仓,钢厂、铝厂板带车间的扎机等。
三、七氟丙烷系统
1. 七氟丙烷灭火剂的物理性质
七氟丙烷(FM200)作为洁净的气体灭火剂对大气的臭氧层没有破坏作用,它具有无色、无味、灭火后无固、液相残留物,不导电、不击穿电子电器设备等良好的性质,液相储存具有良好的稳定性,应用于全淹没系统,灭火主要以化学抑制作用为原理、灭火效果好;被美国环境保护署推荐,得到美国NFPA2001及ISO的认可。
2. 灭火剂本身的毒性
灭火剂本身属于无毒,国外经过大量的毒性试验,七氟丙烷在9%的体积浓度下,被试验的动物没有出现可观察到的不良反映,以计算机房为例,设计灭火浓度为8%,所以是安全的。换言之,七氟丙烷可以设在有人的场所。
3. 系统特点
与现有的各种洁净的气体灭火系统相比较,七氟丙烷(FM200)系统设计灭火浓度较低,灭火剂喷放及灭火时间较短(一般不大于10S)、灭火迅速而有效,且液相储存,储存瓶少、储瓶间占地面积小,除了可以制作成系统外,还可以根据房间特点制作成柜式装置(不用单独设置气瓶间,对改制工程尤为适用)。系统可以分为单一独立系统和最后分配系统,系统压力为4.2MPa,储存容器可以根据工程需要选用不同的容积(常用容积有70L,90L,120L,150L)。柜式装置的压力为2.5 MPa,储存容器也和系统一样,具有多种规格的容器,2.5 MPa压力等级在满足装置的灭火性能的同时也提高了装置的安全性。
4. 系统的成熟性
1 基于实践教学的消防工程实训室建设必要性
浙江安防职业技术学院消防工程技术专业在学生实践能力的培养上分为基础性实验、课程实践及综合性实践三部分:
(1)基础性实验:主要包括计算机应用、电子电工、基础化学等实验;
(2)课程实践:主要包括建筑电气工程设计、安装调试、建筑灭火设施设计、安装调试、建筑水消防系统设计施工、编制施工图预算、编制施工组织预算等课程实践;
(3)综合性实践:军事训练、暑期调查与实践、认知实践、岗位见习、毕业顶岗实习、毕业论文(设计)。
实践教学采用工学结合人才培养模式改革与实践:
1)实践教学逐级递进。学生入校之后的实习共分为三个阶段,分别是简单的认知实践、积累动手技能的跟岗实习以及与企业无缝对接的顶岗实习。认知实践安排在大一,为期一周;跟岗实习安排在大二,为期一个月;顶岗实习安排在大三,为期三个月。
2)“2+1”订单班。突出高职教育的宗旨和特色,实施“校企合作”。学院与新世纪发展集团进行合作,联合培养人才。联合培养采用“2+1”订单班的人才培养模式,即从消防工程技术专业的学生中,依据双方自愿的原则选取学生,进行2年订单式培养,第三年即进入新世纪集团实习,由企业、学校双方导师进行共同指导,使其快速融入工作岗位。
3)“校地合作”。与当地政府对接,与消防站对接,学生参与消防文化与消防知识宣传,让学生学有所得,学有所用。
校外实践教学以就业为导向,采用校企合作、校地合作方式,然而,校内实践教学也极其重要。浙江安防职业技术学院消防工程技术专业经过多年探索形成了理论与实践结合、知识与技能融合、技术与素养相长的课程体系。专业现有三届在校学生共90余人,该专业开设《建筑给排水工程》、《建筑消防系统的设计安装与调试》、《火灾自动报警联动系统》、《消防气体灭火系统》等相关核心课程,每门课程都安排相应课时量的实践教学环节。这些课程都需要一定的实训设备和场地,因此建立起与人才培养体系、课程体系相配套的实训条件迫在眉睫。
2 以实践教学为导向的消防工程技术专业实训室建设
2.1 消防自动报警实训室
消防自动报警实训室为一个可操作的模拟火灾自动报警系统简易系统的实训室,将火灾自动报警系统、消防广播和通讯系统、联动控制系统、防排烟系统、自动喷水系统等实施联动。可使实训室内的火灾自动报警系统、消防广播和通讯系统、联动控制系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统、应急照明及安全疏散、气体灭火系统等形成完整的消防系统。学生进入消防实训室后,可对当今整个消防系统直观地了解。同时,通过动手实验了解各个系统的组成,操作,调试和管理。
2.2 消防气体灭火系统实训室
消防气体灭火系统实训室可以满足消防气体灭火系统、火灾自动报警系统、建筑消防系统安装与调试、建筑消防综合实训等实训项目。系统包括七氟丙烷管网及柜式气体灭火系统各一套、IG-541管网气体灭火系统一套、二氧化碳气体灭火系统一套。
2.3 消防防排烟系统实训室
消防防排烟系统实训室可以满足防烟阀和排烟防火大动作原理及演示;机械正压送风排烟、机械负压送风排烟、全面送风排烟的系统分解;防排烟系统的使用;正压送风口的调试;排烟防火阀的调试等实训项目。根据其特点,需要一次性完成排烟管道的搭建、风机控制柜的联动、防火门与防火卷帘的联动控制等功能建设。
2.4 水灭火实训室
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)04(c)-0051-02
信用合作社数据中心机房的建设通常包括计算机网络、综合业务与数据管理中心等基础设施,除了要满足信用合作社建设工作任务规划的要求,还要根据中心机房建筑物的使用性质、建筑结构、火灾危险性、地理环境等因素,严格的按照《建筑设计防火规范》的规定合理设置和布局。通用的安装设备包括网络核心设备和服务器存储设备,须24 h不间断运行。
1 系统设计
举例说明的数据中心机房总面积约为60 m2,中心机房分为网络区域和服务器设备安装区域,根据数据中心机房平面布置和功能区域划分,须对核心设备区域设置一套有管网七氟丙烷自动灭火系统。由于是采用有管网气体灭火系统,则需要对该中心机房周边隔断墙及吊顶上方的防火板实行全密封(本文只对自动灭火系统进行设计说明),另外七氟丙烷自动灭火系统的灭火剂特点是无色、无味、清洁、低毒、不导电,电绝缘性好,灭火后无污渍,能很快散逸,灭火效率高,灭火迅速,对大气臭氧层无破坏作用,在灭火浓度为10%以下,对人体基本无害。可在常温下低压液化储存,对单一保护空间而言灭火剂用量少,储存容器占地面积小,灭火剂储存安全性好。机房平面布置图如图1所示。
2 自动灭火系统
一般在数据中心机房的各个区域都要安装重要的电子设备,所以要求在发生火情时实施自动灭火过程之后,对设备本身不能造成任何损坏,在上述防护区内,应该设置自动灭火组合分配系统。
2.1 设计思路
消防自动灭火系统设计只保护一个防护区域即数据中心主机房,采用有管网灭火系统。机房设计喷放时间小于等于8s。并按全淹没灭火方式进行设计。全淹没系统是由灭火剂贮存装置在规定时间内向防护区喷射灭火剂,使防护区内达到设计所要求的灭火浓度,并能保护一定的浸渍时间,以达到扑灭火灾,而不再复燃效果的灭火系统。这种灭火系统的特点是防护区内任何位置均能形成足够的、均匀的灭火剂浓度,并足以扑灭火灾。全淹没系统由灭火剂贮存容器、容器阀、管道、喷头、操作系统及附属装置等组成。并采用独立的报警联动控制系统。
2.2 灭火系统功能
(1)保护区域内具有独立的火灾自动探测、自动报警及气体自动灭火功能。(2)系统具有自动、手动两种启动方式。(3)在自动方式下,系统具备在两只不同类型火灾探测器复合动作的情况下,自动释放七氟丙烷灭火剂灭火的功能。在开始释放气体前,具有0~30 s可调的延时功能,同时在保护区内外可发出声光报警,以通知工作人员急时疏散撤离到安全区域。(4)在手动启动方式下,人员可在保护区外,利用启动按钮启动七氟丙烷灭火设备,气体释放前同样具有延时声光报警功能(这种手动启动方式在自动状态下同时有效)。(5)无论是采用自动或手动按钮方式启动了气体灭火装置时,在开始释放前的延时阶段,均可以在区域外利用手动紧急停止按钮,终止系统的进一步动作。(6)无论在手动或自动状态下,任一探测器的动作都会引起有效的报警。(7)每一只七氟丙烷储瓶都装有压力表,具有检漏功能。(8)系统发出火灾报警和启动灭火设备时,气体灭火控制器应向消控中心的集中报警控制器给出反馈信号。
2.3 系统对气体保护区的要求
(1)各气体保护区应实行完全的防火分隔,维护结构应满足耐火极限不小于0.5 h,耐压强度不小于1200 Pa的要求(即每平方米承重1200 kg)。(2)保护区的门应为向外开动防火门,并安装自动闭门器,以保证在气体喷放时能够处于关闭状态。但也应保证各门在任何状态下,都可以从内部打开。(3)保护区影响气体灭火效果的各种设备都应能保证在喷放气体时联动停止或关闭。(4)保护区的入口处应设置灭火系统防护标志和放气指示灯。(5)在疏散通道和出口处应设置事故照明和疏散指示标记。
2.4 系统工作流程图(见图2)
3 火灾自动监测及报警系统
为实现火灾自动灭火功能,在机房的各个地方,还应该设计火灾自动监测及报警系统,以便能自动监测火灾的发生,并且启动自动灭火系统和报警系统。火灾自动监测及报警系统应遵循如下要求和规范。
3.1 设计思路
例子中的火灾自动报警系统的防护区只有一个,即数据中心机房,其气体灭火采用独立的报警联动控制系统。
3.2 报警联动控制系统功能主要有下列指标
(1)报警联动控制系统的感烟探测器和感温探测器自动报警。(2)感烟探测器、感温探测器和紧急启动按钮动作后,报警信号送至消防控制室。
3.3 探测器布置
(1)探测器到墙壁、梁边的水平距离,不应小于0.5 m。(2)探测器周围0.5 m内,不应有遮挡物。(3)探测器到空调送风口边的水平距离不应小于1.5 m,并宜接近回风口安装。探测器至多孔送风顶棚孔口的水平距离不应小于0.5 m。
在设有气体灭火系统的防护区内设置感烟探测器和感温探测器。感烟探测器用于探测火灾初期阴燃阶段的烟雾,感温探测器用于探测已出现明火时的火情。
当防护区内任一感烟探测器动作,主控机发出声光报警并显示报警探测器部位。值班人员迅速赶到报警现场,察看并采取相应措施。当防护区内任一感烟探测器和同一部位的感温探测器同时向主控机发出火警信号后,主控机判定该防护区发生火灾,启动设于该防护区内的声光报警器,通知人员撤离,延迟30 s后向气体灭火系统发出喷射命令,同时关断设于该防护区的防火阀。
防护区门口要求设有紧急启停按钮,用于人员在防护区外紧急启动或停止灭火系统。当系统处于停电状态或发生故障无法实现上述自动或手动灭火功能时,应该可以机械启动灭火系统。
消防报禁系统和自动灭火系统的监控信号必须在建筑物消控中心或保安室内显示;同时,也可以在安防监控中心内对消防报禁系统和自动灭火系统进行人工控制。当发生火灾警报,在延时时间内发现不需要启动灭火系统进行灭火的情况时,可按下控制器上或手动控制盒内的红色紧急停止按钮,即可阻止灭火指令的发出,停止系统灭火程序。另外实行灭火前,人员必须撤离防护区;喷放七氟丙烷后应保持必需的灭火时间才可给保护区通风换气,开放门窗;保护区未完成通风换气前人员不得进入,必须进入时要戴防毒面具。
3.4 联动控制
消防联动控制系统就是控制中心输出单元,是消防设备,非消防设备发出控制信号的。是在对火灾确认后的处理单元,消防联动控制系统这一职能决定了它工作可靠性是相当重要的,直接关系到消防灭火工作的成败。根据有关规范要求,控制中心和消防泵、应急照明、配电箱等设备之间须有硬线连接,以保证控制中心对这些重要的消防设备,即可以进行逻辑自动的联动控制,又可以手动操作即一对一直观的控制操作,并可以在控制盘上直接反映设备的工作状态,各个联动设备就地均设置手动操作按钮,以防消防控制中心操作失灵等意外情况发生时,就地仍然能有效对联动设备进行操作。
3.5 操作控制
采用七氟丙烷灭火系统和预制灭火装置的防护区,应按现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》的规定设置火灾自动报警系统,探测的灵敏度宜采用一级。灭火系统应设自动控制、手动控制和机械应急操作3种启动方式。灭火系统与预制灭火装置的操作与控制,应包括对需联动的开口封闭装置、通风机和防火阀等设各的操作与控制。灭火系统和预制灭火装置的供电,应符合现行国家防火标准的规定;保证系统操作和控制需要的压力和气量。
4 结语
从上述简单的设计思路中总结出,大多数火灾发生和造成严重后果的主要原因就是系统设计不合理,导致不能及时的扑灭火灾、疏散人群。因此,对建筑物的消防系统的设计问题必须引起高度重视,要严格按照有关规范的要求进行设计,采取科学合理、先进实用的消防安全技术,最大限度的防止和减少建筑火灾事故的发生。
参考文献
中图分类号:TU892 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)06-0380-01
0 引言
哈萨克斯坦某油区地面建设工程项目(以下简称哈国工程)的工程地位于偏远缺水的半沙漠型丘陵平原。根据哈国规范要求,需在油气处理站的天然气压缩机房设置自动灭火系统。目前干粉灭火剂对扑救石油化工厂的初期火灾,尤其是用于气体火灾是一种灭火效果好、速度快的有效灭火剂[3],而超细干粉灭火剂与普通干粉灭火剂相比,具有比表面大,活性高,形成均匀分散、悬浮于空气中相对稳定的气溶胶,受热分解速度快,捕获自由基能力强等优点[5],其单位容积灭火效率是是普通干粉灭火剂的6~10倍。故在天然气压缩机房内设置了超细干粉无管网灭火系统。
2 超细干粉灭火剂
超细干粉灭火剂,是一种性能良好,适用范围广泛的新型灭火剂。该类灭火剂90%的粒径在20μm以下[2],由国内外对于粉体灭火介质的研究成果可知,同一类型的干粉灭火介质,灭火效能与颗粒大小成反比[4]。超细粉体的研究在近几年成为粉体灭火技术的研究热点。超细干粉灭火剂适用于A类、B类、C类、E类火灾的扑救,不适用于硝化纤维、炸药等无空气仍能迅速氧化的化学物质与强氧化剂,以及钾、钠、镁、钛、锆等活泼金属及其氢化物等火灾的扑救[2]。
3 哈国工程设计应用
3.1 设计内容
哈国工程在油气处理站的天然气压缩机房设置了超细干粉无管网局部应用灭火系统,灭火系统的设计计算采用体积法,灭火装置采用贮压悬挂式超细干粉灭火装置,采用电引发启动方式(含自动控制和手动控制),设手动紧急停止装置。防护区内设火灾声光报警器,其入口处设火灾声光报警器、灭火剂喷放指示灯。当防护区内的火灾探测器动作后,站场中央控制室发出消防信号,信号传至贮压悬挂式超细干粉灭火装置自带的报警控制器,报警控制器在延迟10s~30s(可调)后,指令启动喷放灭火剂。
3.2 设计计算
哈国工程设计中执行的标准规范为哈萨克斯坦共和国建筑标准与规范СНиПРК2.02-15-2003《楼房和构筑物的消防自动化设备》,计算公式如下:
VП--防护区保护体积(m3);k1--不均匀系数;k2--储备系数;k3--灭火效果系数;k4--非密封程度系数;VH--灭火装置保护体积(m3);N--灭火装置数量
3.3 设计注意事项
(1)由于各生产厂商生产的超细干粉灭火剂灭火效能存在差异,在实际设计中,需根据生产厂商的不同,针对其产品的灭火效能、保护范围等设计参数,以求符合产品的使用要求和规定。
(2)超细干粉无管网灭火装置按驱动方式分贮压式和非贮压式两种。贮压式灭火装置采用氮气驱动,贮存压力为1.2Mpa,为短时间内连续喷射,喷射出的超细干粉颗粒沉积区是均匀散开的,形成均匀覆盖,但这类灭火装置存在储压气体泄漏的可能,需要定期检查。非贮压式灭火装置为常态无压贮存,采用火药瞬间爆炸产生的巨大冲击力作为启动动力或采用固体成气驱动剂在启动信号下转换成的高压气体来驱动,这类灭火装置在实际试验中有一部分干粉颗粒垂直下落在装置下方,形成干粉沉积区,这部分干粉不能起到灭火作用,造成干粉无法得到有效利用。在实际设计中,建议选用贮压式灭火装置。
(3)贮压式灭火装置可采用感温元件启动、热引发启动及电引发启动三种方式。为缩小同一防护区内各灭火装置启动的时间差,要求采用感温元件启动的灭火装置不宜超过8具,采用热引发启动的灭火装置不宜超过6具。在实际设计中,建议选用电引发启动方式,同时设置手动控制启动方式,通过增加人为干预环节,避免控制失灵及误操作。
(4)同一防护区设置的超细干粉无管网灭火装置数量不宜少于2具,多具灭火装置应用时宜等距布置,且灭火装置的喷头与保护对象的最大距离不宜大于6m。必要时,可采用侧喷等方式,消除灭火盲区。
4 总结
超细干粉无管网灭火系统由于其灭火效能高,基建投资少,管理维护简单,尤其适用于偏远缺水地区的分散油气田站场的消防设计。
目前国内尚未颁布超细干粉灭火系统设计应用的行业标准及国家标准,我国现行的GB50347-2004《干粉灭火系统设计规范》中定义的干粉灭火系统是指“由干粉供应源通过输送管道连接到固定的喷嘴上,通过喷嘴喷放干粉的灭火系统”,因此该规范不适用于超细干粉无管网灭火系统的设计。随着超细干粉灭火系统在国内应用的逐渐广泛,出现了一些地方标准,如山东省的DB37/T1317《超细干粉灭火系统设计、施工及验收规范》。
参考文献
[1] СНиПРК2.02-15-2003,楼房和构筑物的消防自动化设备.
FAS设计与各种消防设备的选择有着密切的联系,应根据电气、给排水、暖通空调等相关专业选用的消防设备进行安全适用、技术先进、经济合理的接口设计才能使整个消防系统有效及安全地运行,并以笔者曾参与的广州地铁四号线FAS和各消防系统的设计为例,简述如下:
1FAS与喷淋系统的接口
自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组件,以及管道、供水设施组成,并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。自动喷水灭火系统分为闭式系统(包括湿式喷水灭火系统、干式喷水灭火系统、预作用系统)、开式系统(包括雨淋系统、水幕系统等)。
根据《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98,以下简称《报警规范》)6.3.3.3条规定,消防控制设备对自动喷水灭火系统应“有显示水流指示器、报警阀、安全信号阀的工作状态”的功能。《报警规范》5.3.2条以及《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)11.0.1条规定,湿式报警阀压力开关和接点和消防控制室手动按钮应能直接延时起泵。消防控制室内应设联动盘,将压力开关的接点线路引至联动盘,经转换后实现自动和手动直接控制喷淋泵,并显示信号。FAS与喷淋系统接口关系见图1。
2FAS与消火栓系统的接口
FAS与消火栓系统之间的接口与喷淋系统类似,消火栓系统给FAS传送动作信号以及接收FAS的控制指令。
3FAS与自动灭火系统的接口
当前常用的气体灭火系统包括:氮气、CO2气体灭火系统、IG541、七氟丙烷惰性气体灭火系统等。根据结构型式又分为有管网型与无管网型。
有管网的气体灭火系统按《报警规范》6.3.4条的要求:在消防联动控制台(盘)上显示气体灭火系统的手动、自动工作状态;在报警、喷射各阶段,消防控制室应有相应的声、光警报信号,并能手动切除声响信号;在延时阶段,应自动关闭对应的防火门窗,停止通风空调系统,关闭有关部位的防火阀;显示气体灭火系统防护区的报警、喷放及防火门(窗)、通风空调等设备的状态。报警、喷射阶段在消防控制室的声、光警报信号可通过信号模块接入报警总线,在火灾报警控制器上发出声、光警报信号;相关防火门、窗等设备的关闭可通过控制模块发出控制信号动作。在火灾报警后经过设备确认或人工确认方可启动气体灭火系统,为了准确可靠,应以保护区现场的手动启动为主。消防联动控制台(盘)上只要求显示气体灭火系统的手动和自动工作、故障状态,不要求在消防控制室控制灭火系统。
FAS接收自动灭火系统的火灾预报警、报警确认、系统故障、自动释放、手/自动转换开关状态等共五组信号。自动灭火系统提供给FAS的五组信号触点(DC24V,1A)必须为独立不带电、不接地的常开触点,并且各组触点之间不允许采用共用端子(即不允许公共正或公共负)。FAS与自动灭火系统接口关系见图2。
4FAS与防排烟系统的接口
防排烟系统主要由防(排)烟防火阀、防(排)烟风机、管路、风口等组成。现在防烟防火阀均具有当烟气温度上升到70℃时强行打开或关闭,并输出电接点信号的功能。设有消防控制室的工程,防排烟系统的设计常使用电动防火阀,按照《报警规范》6.3.9条规定,在电动防火阀处设置控制模块,火灾报警后开启相应防烟分区(或防火分区)内的加压送风口或排烟口的电动防火阀,关闭有关部位的空调送风系统,并返回动作信号。防排烟风机的开启,应将自动联动控制信号经联动控制线传输至联动盘,同样按照《报警规范》5.3.2条的规定,联动盘上除设自动控制外还应设手动直接控制装置。联动盘与防排烟风机控制箱之间应设多线制联动控制线,做到在联动盘能自动和手动控制防排烟风机的启、停,显示风机状态信号和消防供电电源的工作状态。
空调送风系统风管道上的防火阀,一般都使用当风管处温度达到70℃时阀门自动关闭,并带有输出接点。在未设置FAS的工程中,可利用该接点去关闭空调送风机;设有FAS的工程,只需用控制模块联动关送风机即可。如送风管道上采用电动防火阀,则应在火灾报警后,用控制模块分别关闭相应部位送风管道上的电动防火阀,并关空调送风机。
按照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95,2001年版)8.4.11条和《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB50067-97)8.2.7条的规定,高层民用建筑设置机械排烟的地下室和汽车库内无直接通向室外疏散出口的防火分区,设置机械排烟系统时,应同时设置送风系统。送风系统的送风机和送风阀,在火灾时应联动开启,该送风机电源应该按消防电源要求供电。FAS与排烟风机接口关系见图3,FAS与手动调节防火阀接口关系见图4。
5FAS与电梯系统的接口
根据《报警规范》6.3.1.9条规定“,消防控制室在确认火灾后,应能控制电梯全部停于首层,并接收其反馈信号。《”火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB50166-92)第4.3.2条则规定“,强制消防电梯停于首层试验”对其它电梯不作试验。通过对《报警规范》的执行,现在较普遍的观点是,在确认火灾后控制消防电梯停于首层,客梯就层(因为电梯井道具有烟囱效应,客梯不能作为人员疏散使用。当下层发生火灾时,客梯恰好在失火层的上面层,如果要使客梯下降至底层,就必须穿过失火层,对于客梯轿厢内的人员是不安全的)。在客梯订货时,应注意带有自动平层功能。只有客梯具有自动平层功能装置,才能够在火灾和故障停电时,确保客梯轿厢内人员的安全,这是至关重要的。在确认火灾后,由消防联动控制台(盘)控制消防电梯停于首层,供消防人员扑救火灾使用;停客梯电源,使客梯就层,客梯的自动平层装置将轿厢内的人员迅速地撤离电梯,从最近处的疏散楼梯或安全出口疏散至安全地带。而在地铁项目中,电梯不作为消防电梯使用,通常车站只有两三层,电梯在火灾只要求停至首层即可。
民用建筑中消防电梯在首层设有紧急迫降按钮,消防电梯停于首层的联动线,可并联接在消防电梯紧急迫降按钮的迫降控制和返回信号接点上,通过该接点信号控制消防电梯停于首层。FAS与普通电梯接口关系见图5。
6FAS与低压配电系统切断非消防电源的接口
低压配电系统接收FAS切断非消防电源的控制指令以及向FAS传送非消防电源被切除的状态信号。
(1)FAS通过模块(FRR28ZZ-S)控制中间继电器提供一组独立不带电、不接地的常开触点(触点容量为AC220V,1A),在火灾情况下将低压配电系统的非消防电源进行紧急切除。
(2)FAS通过模块(FRR28ZZ-S)的输入端接收非消防电源系统电源被切除的状态信号。
7FAS与防火卷帘的接口
防火卷帘电机电源一般为三相交流380V,防火卷帘控制器的控制电源可接交流或直流24V。根据《报警规范》6.3.8条的规定,在疏散通道上的防火卷帘应在卷帘两则设感烟、感温探测器组,在其任意一侧感烟探测器动作后,通过报警总线上的控制模块控制防火卷帘降至距地面1.8m,感温探测器动作后,防火卷帘下降到到底;作为防火分区分隔的防火卷帘,当任一侧防火分区内火灾探测器动作后,防火卷帘应一次下降到底。防火卷帘两侧都应设置手动控制按钮,在探测器组误动作时,能强制开启防火卷帘。当防火卷帘旁设有水幕喷水系统保护时,应同时启动水幕电磁阀和雨淋泵。设有消防控制室的工程,火灾探测器的动作信号及防火卷帘的关闭信号应送至消防控制室显示。
设置火灾探测器的许多场所,只适合采用一种类型的火灾探测器探测火灾。如《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》就指出“:由于汽车库内通风不良,又受车辆尾气的影响,设置感烟探测器经常发生故隙。除开敞式汽车库外,一般的汽车库内采用感温探测器。”疏散通道通常属于开敞空间,温度不易集聚,不应采用感温探测器,只适合设置感烟探测器。因此,我们在设计实践中,采用一种类型探测器“的与”门信号控制防火卷帘的一次下降。疏散通道上的防火卷帘一次下降至距地面1.8m,防火分隔的防火卷帘一次下降到底。疏散通道上防火卷帘的二次下降控制,则利用防火卷帘控制箱所带的时间继电器延时下降到底。
8总结
在实际工程设计中,FAS还与其他的机电设备有接口关系,具体的设计也会根据不同的工程发生变化,所以FAS设计必须与根据消防设备的具体选择,并结合FAS产品的详细技术资料,与相关专业密切配合设计出安全、可靠、合理的火灾自动报警系统。
参考文献
[1]火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98.
[2]火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB50166-92).
[3]建筑设计防火规范》GB50016-2006.
[4]高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版).
[5]汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97.
[6]自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001.
Abstract: This paper take Guangxi Yulin Opera House and the Museum of the Cultural Arts Center for example, for the Opera House and the museum complex range of device characteristics, analyzed and discussed the Opera House and the museums involved in water supply and drainage design, fire protection, water supply, drainage system design, and summarize the main points of the respective technology. Key words: Opera House and Museum; water supply; drainage; hot water; fire
中图分类号:TL353+.2 文献标识码: A 文章编号:
工程概述
项目地块位于玉林市中心城区东部,二环路东侧,北临为民路,坐落着玉林市行政中心办公楼,南临爱民路,区位条件优越,基地范围内用地较为平整,形体方正,交通便捷,自然生态环境极其优越,用地充裕。总用地规模为8.7公顷。项目分为2栋单体,歌剧院与博物馆、会议中心,包含1个1380座乙级剧场,1个342座音乐厅,一个能容纳400人的多功能厅以及办公等功能用房。博物馆与活动中心,包含1个博物馆、1个城市展览馆、4个活动中心及地下商场。两栋建筑之间为连廊部分包含商场及部分辅助用房。
给水系统设计。
2.1 给水水源
1)给水水源
给水水源为市政自来水,市政供水压力按0.30Mpa设计。本工程用水从西侧及东侧市政路供水干管中引入两根DN200给水管供给,并在引入管处各设集中水表井一座。在区内布置DN150给水干管连接成为环状管网,采用生活和消防合用的供水管网。
2)用水量计算 用水量见表-1
2.2 给水系统分区
1)歌剧院及博物馆最不利用水点高度为22米,给水系统竖向分一个压力区,由室外给水管网(压力0.3Mpa)直接供水,可以满足建筑物用水压力要求。采用下行上给式供水系统。
2.3 管材
歌剧院及博物馆室内生活给水系统主横干管及管井立管采用钢塑复合管,DN
3污水排水系统
污水量:本工程室内生活污水量为202.3m3/d。
排水方式:本工程室内排水采用分流制,粪便污水经化粪池处理后排入小区污水管,汇集后再排入市政污水管.。
管材:室内排水系统采用UPVC硬聚氯乙烯排水管,粘接接口;室外排水系统采用高密度聚乙烯双壁波纹管,密闭圈承插连接。
化粪池:采用国标砖砌化粪池。
歌剧院及博物馆地下室没有生活污水,车库内的污水,由潜污泵提升至室外,排入室外市政污水管网,每个集水井有效容积为1.5m3,潜污泵数量为一台,选用型号:WQ15-15-1.5(Q=15m3/h,H=15m)。
歌剧院地下室泵房内的污水,由潜污泵提升至室外,排入室外污水管网,集水井有效容积为3m3,潜污泵数量为两台(一用一备),选用参数:Q=40m3/h,H=15m。
4雨水排水系统
降雨量
区内的雨水量按玉林市P=5的暴雨强度公式计算:
2170(1+0.484LgP)
q=(L/S. ha)
(t+6.4)0.665
t——降雨历时(min),t=t1+mt2,t1取10min,t2为雨水管内雨水流行时间(min);
P——重现期(年),取5年;
m——折减系数,取m=2。
雨水流量公式:Q=ψ·F·q(L/S)
ψ——综合径流系数,取0.8;
F——汇水面积(ha);
q——雨水暴雨强度(L/S. ha);
Q——雨水设计流量(L/S)。
歌剧院及博物馆采用虹吸雨水系统。
屋面雨水由天沟汇水,经雨水斗、雨水立管排入雨水井。
雨水斗选用锌锰合金材质,雨水管采用HDPE排水专用管材(PE80),管道连接方式采用热熔连接。
与排出管连接的雨水检查井应能承受水流的冲力,采用钢筋混凝土结构。所有雨水统一收集后排入市政雨水管网。
各层阳台、露台设排水地漏或接入不承担天面排放的雨水立管。
虹吸雨水排放系统需由有合格施工资质专业厂商提供设计并负责供货安装。
4消防用水量
设计参数:
名称 流量(L/S) 延续时间(h) 水量(m3)
室外消火栓用水量 30 2 216
室内消火栓用水量 20 2 144
自动喷水灭火系统用水量 60 1 216
大空间智能型主动喷水灭火系统 20 1 72
总用水量为648 m3,室内消防水池贮水量432 m3。
5室外消火栓系统、室内消火栓系统
1.本建筑的消防用水从南侧及东侧市政路供水干管中引入两根DN200给水管, 给水干管在区内布DN200生活消防合用环状管网,室外消火栓用水由市政供给水管网环状供给。室外消火栓沿道路设置,间距不大于120m。
2.本建筑物在地下一层设消防水池,其消防容积为470m3,歌剧院电梯机房顶设消防高位水池容量为18m3。
3.消火栓系统竖向设一个供水分区,当系统内消火栓栓口的出水压力大于0.5Mpa时,使用减压稳压消火栓。室外设接合器各2套,供消防车使用。
4.室内消火栓设置在建筑内前室、走道、地下室等明显易于取用的地点,其间距应保证有2支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。除地下室的消火栓明装外,其余场所的消火栓均为暗装。
5.消火栓箱内设SN65室内消火栓1个、25米水龙带1条、φ19直流水枪1支和30m消防卷盘1套,消火栓口离地面高度1.10m,出水方向与设置消火栓的墙面成90°角,充实水柱不小于10m,每个消火栓箱处设一个启泵按钮及警铃。
6.地下室泵房内设消火栓主泵两台(一用一备)。
水泵型号:XBD5.9/20-DL(Q=20L/sH=59m N=22KW)
7.除消火栓箱上的按钮直接启泵外,在消防控制中心和泵房均可以手动启动消防主泵,并将启泵信号传到消防控制中心。
8.系统干管布置成水平环状,上接高位水池,并在歌剧院和博物馆上人屋面各设试验栓一个。
6 重点部位消防措施
歌剧院
剧院内舞台、观众席、葡萄架配置大空间水炮装置的大空间智能型主动喷水灭火系统,天花内超过800mm设置喷头上喷。
博物馆
博物馆内地下一层的珍品及纸质书画、纺织品仓库,五层字画展厅均设置七氟丙烷气体灭火系统。
7自动喷水灭火系统
本项目建筑采用湿式自动喷水灭火系统。
1.湿式自动喷水灭火系统的设置范围为除变配电房,台仓,耳光室,声控室,空间高度超过8m的观众厅外,其余部位均设闭式喷头喷水保护.据按建筑物中危险Ⅰ级(停车场按中危险Ⅱ级考虑,中危险Ⅱ级设计喷水工作压力不小于0.1Mpa,喷水强度分别为8L/min.m2,作用面积为160m2。中危险一级设计喷水工作压力不小于0.1Mpa,喷水强度分别为6L/min.m2,作用面积为160m2。空间高度超过8m,在8m~12m内均设闭式喷头喷水保护. 中危险一级设计,喷水工作压力不小于0.1Mpa,喷水强度分别为12L/min.m2,K=115, 作用面积为300m2。
2. 自动喷水灭火系统用水量按最不利情况考虑为Q=30L/S,火灾延续时间1小时,火灾前期由天面水池引下供给,之后由消防水泵房内专用自喷水泵(一用一备)供给。
水泵型号:XBD11.8/60-DL(Q=60L/sH=106m N=110KW)
3.车库喷头选用湿式玻璃球喷头,喷头动作温度68℃,每个喷头保护面积9M2~11.5M2。设水流指示器和信号阀,并将信号反馈至消防中心。
4.湿式系统的喷头动作后,应由压力开关直接连锁自动启动供水泵;消防控制室(盘)应能显示水流指示器、压力开关、信号阀、水泵、消防水池及水箱水位、有压气体管道气压,以及电源和备有动力是否处于正常状态的反馈信号,并应能控制水泵、电磁阀、电动阀等的操作。(泵房手动启泵)
5.自动喷水灭火系统的水流指水示器所在管段处压力超过0.4Mpa时,在湿式报警阀前安装减压阀。
6.地下室防火卷帘采用特种防火卷帘,不设喷头。
8气体灭火系统
本工程地下一层的发电机房、高低压房、变压器房,珍品及纸质书画、纺织品仓库,五层字画展厅均设置七氟丙烷气体灭火系统。
系统构成形式
柜式七氟丙烷灭火系统由火灾报警系统、灭火控制系统及柜式七氟丙烷灭火装置三部分组成。火灾报警系统设置感烟、感温两路报警,通过气体灭火控制器进行控制, 柜式七氟丙烷灭火装置贮瓶充装压力为2.5MPa(20℃)。
启动方式
七氟丙烷灭火系统有以下二种控制方式
1)自动控制
当感烟、感温两路同时报警后, 气体灭火控制器启动声光报警器,发出声光报警并延迟30s后下达灭火指令,按下列程序工作:
(1)联动关闭开口密闭装置、通风机、防火阀等设备
(2)延迟30s后打开电磁阀, 释放氮气,氮气驱动相应的储瓶瓶头阀,释放灭火剂实施灭火。
2)手动控制
若操作人员将气体灭火控制器的控制键拨"手动"位置, 当感烟、感温两路同时报警后, 气体灭火控制器启动声光报警器,发出声光报警, 但并不启动灭火装置。操作人员可按下气体灭火控制器上的"紧急启动"按钮或旋动防护区门外的手动控制盒上的钥匙至"启动"位置, 启动灭火装置。
9大空间智能型喷水灭火系统
设置部位: 空间高度超过8m的观众厅。和空间高度超过12m,在12m~25m内均设大空间消防水炮保护,单个保护半径为25m。
系统设置
自动灭火装置技术参数:
工作电压220 V
射水流量 5 L/s
标准工作压力 0.6Mpa
保护半径 25 m
安装高度 6-25 m
配置大空间水炮装置的大空间智能型主动喷水灭火系统工作原理:水进行灭火,驱动现场的声光报警器进行报警。并将火灾信号送到火灾报警控制器。扑灭火源后,装置再发出指令关闭电磁阀,停止水泵。若发现有新火源,系统重复上述动作。炮为探测器、水炮一体化设置。当水炮探测到火灾后发出指令联动打开相应的电磁阀,启动消防水泵。
系统设计
系统共用湿式自动喷水系统的水泵,水泵采用一用一备,其满足大空间智能型主动喷水灭火系统流量与压力要求。本工程消防水炮共14个,设计流量20L/S; 其中歌剧院设消防水炮9个,设计流量20L/S.博物馆设消防水炮5个,设计流量10L/S.
系统中设有水流指示器与信号阀。大空间智能型主动喷水灭火系统与自动喷水系统合用一套供水系统, 故独立设置水流指示器与信号阀。
在不同装置的管网最不利点处分别设置模拟末端试水装置,模拟末端试水装置装设在卫生间等便于操作测试的地方,采用间接排水方式排水,出口接不小于DN50的排水管。
10管材选用
1.室内消防给水管采用热浸镀锌钢管。当管径
2.室外埋地消防给水管采用钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管,热溶连接
11灭火器的配置
本建筑室内按国家标准GB50140-2005(2005年版)规范的要求配置灭火器。
参考文献
1.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009版).
2.《建筑设计防火规范》 GB50016-2006;
3.《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97;
中图分类号:TU998.1 文献标识码:A
一、消防工程的定义及范围
消防工程是为了保障工程项目主体防火要求的而专门设计的消防专用设备、设施。消防工程必须配合主体工程同步开展建设,并和主体同时投入使用。各地方政府消防主管部门(消防局)是消防工程的监管、审批单位。
消防工程主要包括:火灾自动报警系统、消防栓灭火系统、自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、气体灭火系统、紧急疏散系统、应急照明系统等。
1、火灾自动报警系统是由触发装置、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能装置组成的,它具有能在火灾初期,将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量,通过火灾探测器变成电信号,传输到火灾报警控制器,并同时显示出火灾发生的部位、时间等,使人们能够及时发现火灾,并及时采取有效措施,扑灭初期火灾,最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失,是人们同火灾做斗争的有力工具。
2、消防栓灭火系统是由水枪、水袋、消防栓、消防水喉、消防管道、消防水池、水箱、增压设备、和水源等组成,它具有简便快捷、使用容易、修建方便等特点,是目前国内低等级防火要求场所的首选灭火系统。
3、自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组件,以及管道、供水设施组成,并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。自动喷水灭火系统按照采用的喷头分为两类:采用闭式洒水喷头的为闭式系统,采用开式洒水喷头的为开式系统。闭式系统按照准工作状态时管道内的介质可分:充满用于启动系统的有压水的,为湿式系统;充满用于启动系统的有压气体的,为开式系统;准工作状态时配水管道内不充水,由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀后,转换为湿式系统的,为预作用系统。自动喷水灭火系统具备反应灵敏、灭火效果好、安装保养简便等特点,是应用最广泛的灭火系统,它基本可用于所有防火等级的场所。
4、泡沫灭火系统是目前扑救石油、化工企业、油库、地下车库场所B类大面积液体火灾最有效的灭火系统。完整的泡沫灭火系统由消防泵、泡沫贮罐、比例混合器、泡沫产生装置、阀门及管道、电气控制装置组成。泡沫灭火系统按泡沫发泡倍数可分为:低倍数泡沫灭火系统、中倍数泡沫灭火系统、高倍数泡沫灭火系统。按设备安装使用方式可分为:固定式泡沫灭火系统、半固定式泡沫灭火系统、移动式泡沫灭火系统。
5、气体灭火系统是指平时灭火剂以液体、液化气体或气体状态存贮于压力容器内,灭火时以气体(包括蒸汽、气雾)状态喷射作为灭火介质的灭火系统。并能在防护区空间内形成各方向均一的气体浓度,而且至少能保持该灭火浓度达到规范规定的浸渍时间,实现扑灭该防护区的空间、立体火灾。气体灭火系统主要用在不适于设置水灭火系统等其他灭火系统的环境中,比如计算机机房、重要的图书馆档案馆、移动通信基站(房)、UPS室、电池室、一般的柴油发电机房等。气体灭火系统按照灭火介质的不同可分为:二氧化碳自动灭火系统、七氟丙烷(HFC―227ea)灭火系统、混合气体自动灭火系统等。
6、紧急疏散系统和应急照明系统是为了便于人们在火灾发生时,进行逃生、疏散而设立的消防配套系统。根据《消防法》的相关规定在有人员活动、居住、工作、集会的场所都必须设立紧急疏散系统、应急照明系统。因此这两个系统已经普及到与百姓生活息息相关的各个场所。
除了以上阐述的几种消防灭火、自救系统外,单独设立了消防设备、设施也属于消防工程的一部分。如:防火门、防火卷帘、灭火器等。
二、消防工程技术管理的重要性
简要的说从消防工程项目管理的角度来看,工程管理的目标是合法合规以及节约成本的前提下按照合同约定的工期、质量等要求将工程交付给业主使用,在实施过程当中项目部必须通过对内部生产要素和外部生产要素的综合管理来确保目标实现。这些要素的综合管理包括项目资金管理、项目合同管理、项目技术管理、项目信息管理、项目人力管理、项目材料管理、项目计划管理等。所有的管理车成效都是通过工程项目进度、质量、成本控制的结果即工程项目的管理目标来体现。
工程技术管理工作贯穿工程项目实施的全过程:从内容来看、技术管理内容与项目其它管理内容相互衔接、相辅相成,为工程管理的顺利实施而服务,是实现项目管理的重要手段之一。技术管理是从技术保证角度实现对工期、成本的有效控制。从前期施工准备阶段的原始资料调查分析、编制合理可行的施工组织设计、图纸会审等环节,到项目施工过程中的编制及实施合理施工方案、为减少返工和返修损失对施工过程及过程产品而进行动态控制、提出合理的工程变更,进行“四新”项目应用等环节,都是以降低成本、加快进度为核心来进行技术组织管理。没有技术依托的施工过程不可想象。特别在施工条件困难、环境差、结构复杂、技术难度大、工期紧的工程施工中,所选择的施工技术方案是否经过经济技术分析、是否进行优化等对其施工进度、成本控制更是起关键作用。良好的技术管理能促进工程管理目标的是实现,低劣的技术管理将使整个工程管理混乱,严重时引起项目进度、质量、成本管理失控,最后导致工期、经济、企业声誉方面的损失,更有甚者会造成所作的消防工程没有实现消防防火、自救的目的,造成使用单位的更大的火灾损失,造成施工企业和施工人员的承担相应的法律后果。因此必须将消防工程技术管理与工程资金管理、合同管理等其他方面等同重视起来相互配合协调,才能实现优化项目管理过程。
技术管理作为永恒的话题,是关系到项目以及企业成败兴衰的关键,而作为特殊工程项目的消防工程的优劣更是消防企业赖以合法生存发展的关键。要提高消防工程企业的竞争力、提高经济效益,必须抓技术管理这个关键。消防工程技术管理则是消防工程施工企业管理的重要组成部分。通过合理有效的技术管理,才能保证施工过程的正常进行,才能是施工技术不断进步,从而保证施工质量符合相关法律法规要求、降低成本、提高工作效率。因此,消防工程施工企业的管理者必须对工程技术管理予以足够的重视。
三、消防工程各阶段技术管理的主要内容
技术管理是企业进行一系列技术组织管理工作的总称。施工企业的技术管理,是指以系统论的观点,对构成施工技术的各项要求和施工企业各项技术活动,运用科学方法,进行计划与决策、组织与指挥、控制与调节。随着科技的日新月异,随着新型材料的广泛应用,消防工程科技有了很大的改变,防火设计也从单一的实现灭火功能,转变为防火、灭火、逃生、自救一体的综合设计,消防工程施工也转变成一种复杂的多工种协调操作、多项技术的交叉综合应用的过程。
因此消防工程的技术管理活动也是多种多样的。这里所指的“技术管理活动”。包括了熟悉图纸、会审图纸、编制施工组织设计、施工过程中的协调管理、质量检验、工程竣工验收、消防局审核验收等各个阶段的各项技术工作。
消防工程技术管理在时间上可按照项目实施阶段划分为:工程前期准备阶段、工程施工阶段、竣工验收阶段。每阶段的工作内容如下:
1、工程前期准备阶段:
在工程前期设计时,作为设计管理单位应根据国家最新的法律法规要求设计在进行设计时,要充分考虑工程投入使用的防火自救功能的实现,同时要加强人员自救逃生辅助设备、设施的配备,更主要的是要从防火的角度对工程进行整体规划,使火灾发生的危险性降到最低。在设计中必须要求设计单位将消防设计单独成章,制定防火设计专篇,这有这样才能符合石化行业防火设计要求,才能通过当地消防局得审批。在设计图纸全部完成后,应立即相关单位和人员对设计图纸进行熟悉、审核,组织召开图纸会审会,并从合法合规、方便施工、加快进度、保证质量、降低成本等方面综合考虑,提出合理化建议。设计单位根据图纸会审会内容修改、细化图纸,全部完成后。工程建设单位根据国家和工程所在地的政府的要求进行建设前的报建工作,消防审核单位为当地消防局建审科,设计图纸只有得到当地消防局建审科审审核通过后才可进行正式消防工程施工。
在成立了项目组后,工程技术管理人员应首先根据设计图纸收集相关消防法律、法规、标准、规范、图纸等资料,然后着手建立工程项目技术管理体系,制定技术、质量管理制度,明确项目组成员技术质量责任制,制定工程质量规划。技术管理人员应对消防工程实际情况进行各类原始资料的调查分析,根据调查分析的资料选择合法合规、经济适用的施工技术方案、劳动力组织计划、材料、设备投入计划等并根据此编制出合理可行《施工组织设计》。工程HSE管理根据施工现场具体情况和人员、设备、材料的特性编制《HSE方案》、《应急预案》等安全性文件。在各类施工方案编制完成后,技术管理人员应根据公司企业的管理制度和工程管理要求对组织各级施工管理人员、操作人员进行技术交底工作。技术交底一定在符合相关法律、法规、规范的要求,符合设计图纸的意图的前提下,对具体工作进行详细阐述,指出重点注意事项和质量控制关键点。
在正式施工前工程技术管理人员还要对分包商资质、施工人员资质进行审核,不得出现跨级承揽工程的现场,不得出现无证人员上岗的现场,只有这样才能为消防工程的顺利实现奠定人力基础。
以上技术准备工作是消防工程前期准备阶段工作的核心,对消防工程施工起着重要指导作用,必须充分收集各生产要素信息做好技术准备工作。
2、工程施工阶段:
施工时在各工序、分部、分项施工前工程技术管理人员应因地制宜的编制、审核施工技术措施、施工技术方案,并保证方案的合规和经济性。对于新兴材料的使用应持慎重态度,消防工程虽未主体工程的配套工程,但是消防工程过程的优劣直接决定着主体工程能否正常使用,而新兴材料在某一些方面的质量性能可能会比普通材料好,但是在特殊情况下可能会发生变化,影响整体的防火性能。所以在尝试新兴材料的问题上消防工程技术管理人员一定审慎对待。
在施工过程中不间断的对分包方的技术、质量保证能力考察。分包方的施工技术能力直接决定消防工程质量好坏,而消防工程的质量评判只有优和劣之分,所以对于不能胜任施工的分包商和作业人员一定要予以更换,保证工程质量的可靠,从而保证工程投入使用后的消防安全。
消防工程技术管理人员要仔细检查个技术方案的执行实施情况,对执行偏差进行及时纠正;对各检验批、分项、分部的施工过程及过程产品进行监督、检查、验收,特别是加强关键工序、隐蔽工序的检查、验收管理,杜绝不合格品进行下步工序。若发生质量事故,应对事故进行原因分析,提出处理方案并监督实施和复查结果,建立质量事故档案,追溯并提出预防措施。
工程在施工过程中提出变更是一个很普遍的现象,但是消防工程的变更需在既符合工程实际情况,以及满足相关法律、规范的条件下方可提出。建议工程技术管理人员一般不要再消防工程施工过程中提出大量变更,更不要提出如更换主要材料和改变使用用途等方面的变更,因为这类变更的提出将会为竣工阶段的消防局审核验收过程带来一定的麻烦。
3、竣工验收阶段:
在工程竣工阶段工程技术管理人员一定要尽快组织人员完成技术档案资料、其他各类技术管理资料的整理、归档工作,因为消防工程不像其它工程,在消防工程竣工,通过业主、监理及各方联合验收后,还必须通过当地消防局得审核、验收,才能正式交付使用,而消防局在验收过程时会根据最新的法律、法规以及地方要求对工程进行审核,一般都会发现一些问题,需要进行整改。如:竣工图纸与实际不符、消防产品资料不全、防火间隔不到位情况。所以尽快完成消防工程技术资料的整理有助为消防局验收争取较多的时间,从而为整体工程的投入使用争取时间。
因消防工程在我国还处于不断改进、发展的行业,所以在工程完结后总结工程技术管理成效,对施工过程中的技术问题、质量问题进行分析总结,对今后工程的顺利开展有非常大的帮助。如果在工程施工中施工技术有了较先进的突破和创新,工程技术管理还应整理相关资料为企业修改、编制新的标准做准备。通过本阶段的总结可以使项目技术管理工作得到积累和升华,这是全面质量管理活动中两个PDCA过程的衔接,是提高过程管理水平的一个关键环节。
四、消防工程技术管理中需注意的一些问题
1、工程技术管理措施落实不到位:
未能严格执行施工技术方案,导致相关部位施工质量下降或留下质量隐患。前面已经说过了,鉴于消防工程的特殊性和重要性,消防工程绝对不能出现任何质量隐患,哪怕花费多大的人力、物力、财力进行返工,都是必须的,因为这比在今后防火使用中所产生地更大的人员、财产损失要要小的多,也为公司和个人避免了承担更大、更严重的法律制裁。
工程技术资料、项目内部技术管理资料不按规定进行记录、收集和整理,导致工程技术资料不能与工程进度同步甚至存在严重措施,影响工程项目的验收和工程进度,项目内部技术管理资料缺失、错漏,给以后工程项目技术管理经验的总结提高带来困难,也难以给项目管理的其它方面传递正确有效的信息。问题存在的原因是对项目技术管理重视不够。没有建立或落实项目质量管理制度,项目技术管理人员权利过低。应当在公司一级的文件中明确对项目技术管理的要求,各技术岗位人员的职责和权利,从程序上明确项目技术管理人员在项目中的地位,提高他们的权威。
2、工程技术管理人员工作经验和技术水准不足:
当前中海油和社会上公司新开工项目迅速增加,不断增多的新施工单位需要引进有经验的消防工程技术管理人员,并且其他相关行业的发展也吸纳了不少消防工程技术管理人员,导致工程技术管理人员匮乏和从事消防管理工作的人员达不到相应素质和资质要求,解决这个问题需要公司和工程技术管理人员的共同努力。公司需要通过加强技术管理人员的培训,提高他们的综合素质和业务能力,增加企业的人才资源。工程技术管理人员需要不断开拓自身的眼界、增长知识、了解国内外最新消防动态和科技,不断提高自身的业务能力。只有这样双管齐下才能逐步缓解工程技术管理人员缺乏和技术水准不高的问题。
3、工程技术管理经验的积累和提升:
Abstract: Large public building engineering design in the link between the professional is very important, if appropriate coordination, the professional design intention to good reaction in the related professional drawings, the later gets of construction of the project, and provides the technical guarantee settlement. The author to some common and often happens to air conditioning and other professional details with problems between improper, try to be summed up, the hope can remind with professional or related professional designers in the engineering design to avoid or coordinate similar problems.
Key Words: public architecture design, air conditioning professional, other major, cohesion to cooperate
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:
在大型公共建筑工程设计环节中,各专业之间的衔接配合至关重要,若协调得当,各专业的设计意图能够良好的反应在相关专业的图纸中,则对后来工程的施工预结算等提供了技术保障。然而,在实际的工程前期规划设计阶段,往往因为甲方对工期要求紧迫,安排预留的设计周期极为短暂,往往导致设计时各专业不能周全考虑与相关专业的配合工作,简单机械的按照甲方提供要求完成施工图的设计。针对以上情况,现对作者短暂的几年工作经历中,一些常见又屡次发生的专业细节冲突问题,加以归纳总结,浅谈个人的一些工程设计感悟,希望同行及前辈批评指正,也希望能够提醒同专业或者相关专业的设计师在工程前期设计时注意避免或者协调好类似的问题。
从06年工作至今,作者共经历参与设计并后期跟踪配合完成了合肥市第一人民医院中心医院(建筑面积30万m2)、东莞市中医院新院(建筑面积12万m2)、东莞市疾病预防控制中心(建筑面积3万m2)、肇庆市第一人民医院新院(建筑面积19万m2)等大型公共建筑,在后期的施工配合中发现了一些之前设计时暖通空调专业与相关的建筑、结构、给排水、电气、装修等专业图纸矛盾冲突或不合理情况,简单列举如下:
1空调专业在建筑外墙外窗上的新风、排风百叶与建筑幕墙专业的配合问题
在设计阶段,按空调专业通风量计算要求算出的外墙外窗百叶面积,应尽可能的按照建筑已有外窗尺寸匹配,使之既考虑建筑外立面外型综合效果美观,又兼顾到空调通风风速不超出规范要求,尤其是从地下室接出的送风、排风井风口百叶,另外条件允许尽量减少建筑主要外立面方向的外窗外墙接管百叶,多向建筑两侧或不显眼的背面设置进风、排风百叶;作者经历的东莞市中医院和疾控中心项目就是空调专业提交给建筑幕墙专业的外窗外墙百叶尺寸及位置,未及时反映在建筑幕墙施工图纸中,导致工程后期屡次在已拆除外排栅的情况下,在建筑各个外立面位置开口及拆除已安装的幕墙外窗玻璃,不仅高空作业施工难度大,而且更换后的通风百叶与原立面色差格调等都较为明显。此类工作建议空调专业提交外窗百叶尺寸条件时与建筑专业相互协调,调整百叶尺寸满足空调风速要求,并达到安装后不影响外立面整体效果,所有需设置在外立面的通风百叶均能准确反映在建筑幕墙图纸中,减少避免后期的更改。
2空调专业内走廊排烟口位置与建筑、装修专业预留配合问题
空调专业在提给建筑专业预留洞口尺寸位置条件时应尽量详细,按不同情况分别提出,避免统一要求排烟口尺寸及位置,若需要接风管的排烟井预留洞口则在提条件时标明必须在吊顶以上位置预留风井洞口,考虑到其他新风、送风、空调水管、给排水消防水管、强弱电桥架、医用气体等各专业管线较多,排烟风管预留接口尽量贴梁底开设,以便接出的排烟管与其他管道交叉敷设时不影响到吊顶的安装高度;笔者已经完成的若干项目中均有发生因预留洞口位置不当,造成在施工过程中多次返工,本应接风管烟井洞口预留在天花下或夹在天花上下部,本应预留在天花底的不接风管排烟口预留位置在天花上部,造成的洞口多次开凿封堵,不仅影响到装修观感及进度,而且整改后的风井漏风量无疑增大,导致屋面的设备负荷也相应增大。
3空调专业冷凝水管道与给排水专业接驳问题
一般在设计专业划分时各楼层冷凝水水平管道为空调专业范围,水管井或房间内竖向冷凝水立管在给排水图纸中考虑。按规范GB50019《采暖通风与空调设计规范》第6.4.18条冷凝水水管应采取防结露措施,空调专业在图纸设计时会在设计说明相关条文中对冷凝水管道保温做出要求,但给排水专业通常只考虑其专业内的生活热水保温要求,造成冷凝水立管的保温遗漏问题经常在招投标标段划分和施工过程中反映出来,因此建议若冷凝水立管在给排水专业中设计时相关设计师应在设计说明中明确冷凝水的立管同样需要安照空调规范要求设置保温层,以免施工中遗漏造成二次凝露对建筑产生不利影响。
4空调主要设备安装位置对结构的影响
设置于非地下室区域的组合风柜、冷水机组、冷却塔、风冷热泵等体积大、运行荷载重的空调主要设备在确定位置时不仅应考虑便于配套管道的敷设安装,还需兼顾设备对结构楼板荷载的匹配,尽量将设备布置在结构预留的高荷载上人屋面区域,减少或避免在构架层及非上人屋面等低荷载区域设置设备,另外选定后的位置尽量不再更改移位。在实际工程结构主体已成型后,往往因为甲方要求更改设备类型、调整建筑平面布局功能等因素迫使设计被动调整了屋面、露台等位置的重荷载设备,联动结构专业对调整后的区域需做加固处理才能安装设备。
5空调设备功率与电气专业的匹配
空调专业设计时应尽量在图纸中将所有有用电负荷的设备按实际数量罗列在设备材料表中,电气专业则能按照空调专业所提设备功率负荷配电配线,并按照材料表所列数量核查有无遗漏。实际工程中,空调专业设计人员经常习惯性的只在设备表中罗列大功率用电设备,一些小功率或者组合用电设备(如排气扇、组合风柜中的电加热、电加湿、紫外线杀毒灭菌装置等)都未能在设备表中反映,造成电气专业配电时遗漏了此部分负荷,在工程施工阶段发现后再另行补充又无足够的用电预留量,需要在上一级回路或者较远的位置接线配电,造成工程造价的增加及施工难度,因此应尽量避免此类问题。
6洁净空调与主系统的预留冷热源问题
按行业惯例,一些公共建筑中的的实验室、手术室等洁净区空调设计通常交由负责专门从事洁净区设计施工的专业公司来设计,主体设计院在设计时预留洁净空调的冷热源,洁净单位只设置末端的洁净组合风柜、风机盘管等。在作者所在的广州地区,因冬季可不供暖,大型建筑空调主机多选用单冷的离心机、螺杆机,而洁净区部分区域要求供暖,若主系统无热泵热源时需另外增加主机。洁净专业单位设计时经常无视原主系统在洁净相关区域预留的冷热源负荷,另外增加了同负荷甚至更大功率的四季常用热泵机组,不仅造成了主系统负荷的浪费,而且增加了业主方设备初投资,因此在洁净专业单位设计中应充分考虑原系统已预留的冷热源,对主系统不能满足的部分热源合理规划,增加与之关联的仅冬季使用的热源热泵主机。
7气体灭火区域与空调通风防排烟交叉问题
现有公共建筑地下室电房普遍采用气体灭火装置做消防系统,若与空调地下室防排烟通风系统交叉设置时,应按气体灭火系统实施,更改相关区域的防排烟系统,另外楼层内的各种气体灭火房间空调通风系统需与气体灭火控制系统做消防联动处理。地下室区域空调防排烟通风通常考虑节省空间及设备数量按双速排风兼排烟风机选型,同时现有消防设计中电房区域大多设置气体灭火系统,当气体灭火系统启动时,与空调排风兼排烟风机的排烟工况有冲突,因此空调专业设计时应兼顾考虑气体灭火系统的正常工作,将电房内的排风兼排烟双速风机改为排风机,并使相关的送风机、排风机及管道阀门与气体灭火系统联动,当气体灭火系统启动时,停止相关区域送风机、排风机的工作并切断风管阀门,保证消防系统的正常运行。
8结语
简而言之,在大型公共建筑的设计环节中,各专业的协调配合非常重要,暖通空调专业因涉及较多的设备重量、设备用电功率、管道占用体积空间大、各类进出风口在外立面的安装接驳位置等问题对其他专业影响尤为明显,在压缩紧迫的设计周期内如能注意到以上的几点问题,合理提供专业条件,加强各专业图纸的互相审查,则能有效完善提升图纸质量,对后期的工程施工及预算结算起到积极的推动作用,减少了公共建筑建设中的变更修改增加量,节省了财政投资,为祖国现代化建设创造出更多的优质精品工程。
参考文献
[1]《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
[2]《高层民用建筑设计防火规范》 (GB50045-95)(2005版)
[3]《综合医院建筑设计规范》(征求意见稿2004-6-18)
0.引言
随着经济社会的快速发展和人民群众生活质量的不断提高,人们对高质量居住和工作环境的要求也越来越高,建筑的功能已从单纯满足居住、工作开始逐步走向满足人门各种各样需要的功能,人民群众对建筑的美观、舒适、安全等要求也越来越高。安全问题是人们对建筑最基本的要求,近年来发生的一些消防事故对我们也是警钟,这就对建筑给排水消防的设计提出了更高的要求。建筑给排水消防设计为的就是能迅速的扑灭火灾,保护人们的生命财产安全,是新时代建筑不可或缺的部分。为了确保消防给水系统在建筑建成后充分发挥安全稳定的作用,建筑给排水消防设计、施工技术及其质量就显得极其重要。
1.关于水泵的选择及控制的几点思考
消防水泵在消防给水系统中就像人的心脏一样重要,必须保证在扑救火灾过程中某一水泵有故障时仍能坚持不间断地供水。设计合理的消防水泵可以减少火灾带来的生命和财产损失,如果消防水泵在设计的某个环节考虑不周,将会给建筑消防给水系统埋下隐患,应该引起大家的重视。下面就一些消防水泵的选择及控制等问题进行分析和总结。
1.1消防水泵平时应处于自动启泵状态
在我国大型社会活动工程调研和检查中,往往发现消防水泵处于手动启动状态,消防水泵无法自动启动,特别是对于自动喷水系统等自动水灭火系统,这会造成火灾扑救的延误和失败,因此《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014第11.0.4 条规定:消防水泵应由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关,或报警阀压力开关等开关信号应能直接自动启动消防水泵。同时该规范还规定临时高压消防给水系统火灾时消防水泵必须自动启动,但是由于现行《建筑设计防火规范》GB50016-2006及《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95中规定水泵的启动方式由报警按钮等手动启动,笔者在这里提醒各位设计人员一定要领会新规范的精髓更新自己的思维,做到与时俱进。消防水泵平时处于自动启泵状态既能提高消防给水的可靠性又能提高灭火的成功率。但有些自动水灭火系统的开式系统一旦误动作,其经济损失或社会影响很大时,可采用手动控制,但应保证有 24h 人工值班。如剧院的舞台,演出时灯光和焰火较多,火灾自动报警系统误动作发生的概率高,此时可采用人工值班手动启动。
1.2消防水泵的选择和应用
《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014中对消防水泵的选择和应用较以往发生了很大的变化,主要体现在以下两个方面:一,应选择电动机干式安装的消防水泵,即潜水泵不能用于消防,潜水泵主要缺点是不便检修和漏电带来不安全因素。二,流量扬程性能曲线应无驼峰、无拐点的光滑曲线,零流量时的压力不应超过设计压力的140%,且不宜小于设计额定压力的120%;有驼峰、有拐点的水泵不能用于消防给水系统,流量扬程性能曲线如有驼峰,一个扬程会有两个流量点,水泵运行时,会出现时而小流量,时而大流量的喘振现象,这在消防给水系统中是不允许的;有拐点的消防水泵在超流量时会突然停泵,不能并联运行,效率低;同时要求流量-扬程性能曲线平缓,不能太陡。几种水泵扬程流量曲线见图一,其中(a),(c)不适合应用到消防给水系统中。
图一 水泵特性曲线(H-Q)的形式
(a)单调下降曲线 (b)平坦曲线 (c)驼峰曲线
1.3稳压泵的流量选择
《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014中对稳压泵的定位已经发生了颠覆性的变化,其不再具有增压的作用,只具有稳压的作用,因此其流量的选择也与原来不再一样。在《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95中规定增压水泵的出水量,对消火栓给水系统不应大于5L/s;对自动喷淋系统不应大于1L/s。其主要根据是要满足一个消火栓用水量或一个自动喷水灭火系统喷头的用水量,这是增压性质的典型表现。由于新的规范规定主泵一直处于自动启泵状态,稳压泵的增压性质已经不存在,只需要保证最不利点静压在准工作状态下维持在0.15MPa以上即可,其设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量。而一般情况下水流指示器的报警流量:37.5L/min 》报警流量>15L/min;水力警铃驱动压力:≥0.05MPa,放水流量大于1L/S时报警阀应及时启动,因此《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014中规定当没有管网泄漏量数据时,稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的 1% ~ 3% 计,且不宜小于 1L/s 是合理的。
2.建筑给排水消防系统设计几点注意事项
2.1水泵应采用自灌式吸水。
普通离心泵,若吸入液面在叶轮之下,启动时应预先灌水,很不方便。为了在泵内存水, 吸入管进口需要装底阀,泵工作时,底阀造成很大的水头损失。所谓自灌式吸水,就是在启动前不需灌水(安装后第一次启动仍然需灌水),经过短时间运转,靠泵本身的作用,即可以把水吸上来,投入正常工作。由于火灾的发生是不定时的,为保证消防水泵随时启动并可靠供水,消防水泵应经常充满水,以保证及时启动供水,所以消防水泵应自灌式吸水。但是设计中怎么样才算自灌式吸水呢?就是消防水池的最低水位必须高出水泵的放气孔。下图为自灌式吸水(图二)与非完全自灌式吸水(图三):
图二 自灌式吸水
图三 非完全自灌式吸水
在平时设计中应注意采用图一,尽量不要采用图二,当实在没有条件采用自灌式吸水的情况下应采取预先灌水的措施。
2.2消防水池水位显示装置选择应合理。
消防水池水位分为:最高水位,溢流水位,溢流报警水位,最低水位,最低报警水位。 消防水池设置各种水位的目的是保证消防水池不因放空或各种因素漏水而造成有效灭火水源不足的技术措施。由于《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014第4.3.9-2条要求消防水池应设置就地水位显示装置,并应在消防控制中心或值班室等地点设置显示消防水池水位的装置,同时应有最高和最低报警水位。这就对消防水池水位显示装置提出了比较高的要求,传统的水位浮标尺(图四)已经不适合新形式要求,应该淘汰。新型液位传感器应得到应用,(图五)为超声波探头跟投入式安装的液位传感器器。做为一个消防设计人员不但要正确理解规范的含义,而且要更新思维懂得利用新技术,新产品,让我们设计的建筑物更安全。
图(四)
图(五)
2.3不要忽视灭火器的作用。
灭火器是常见的防火设施之一,存放在公众场所或可能发生火警的地方。因为其设计简单可携,一般人亦能使用来扑灭刚发生的小火。因此千万不要忽视灭火器的作用。消防栓给水系统由于使用比较复杂,一般给受过专业训练的人员使用,在火灾初期,火苗比较小的情况下,如果采用消防栓灭火,从安装水带-敷设水带-启动消防水泵都需要一定的时间,这可能错过最佳的灭火时机。这个时候采用灭火器来扑救建筑的初期火灾就会显得又经济又有效。发现建筑火情的人员一般是非专业人员,首先考虑的是采用灭火器进行处置与扑救。在设计中合理的设置灭火器的位置就能为扑救初期火灾赢的先机。因此做为设计人员千万不要忽视灭火器的作用。
2.4气体灭火设计中应注意的问题。
在建筑给排水中用到气体灭火系统的常见位置为发电机房,一般采用七氟炳烷气体灭火系统。设计人员在设计中经常容易犯的错误有下列几个:一,将吊顶层和地板下的体积忽视了,根据《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005第3.2.4-1条:防护区宜以单个封闭空间划分;同一区间的吊顶层和地板下需同时保护时,可合为一个防护区;对于含吊顶层或地板下的防护区,各层面相邻,管网分配方便,在设计计算上比较容易保证灭火剂的管网流量分配,为节省设备投资和工程费用,可考虑按一个防护区来设计,但需保证在设计计算上细致、精确。千万不要漏算了吊顶层和地板下的容积。二,一个防护区设置的预制灭火系统,其装置数量不宜超过10台,很多设计人员对一个组合分配系统所保护的防护区不应超过8个理解的很到位,但是在预制灭火系统的使用时却忘记了有其装置数量不宜超过10台的规定。三,灭火浓度跟灭火设计浓度是有本质区别的,根据《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005第3.3.1条:七氟丙烷灭火系统的灭火设计浓度不应小于灭火浓度的1.3倍,惰化设计浓度不应小于惰化浓度的1.1倍。在查附录中的灭火浓度后千万不要忘记还要乘上系数。另外还要特别注意3.3.3~3.3.5是特例,比如柴油发电机房采用2号柴油,查附录再乘系数后的灭火设计浓度是8.17%,但是根据3.3.4条的规定,自备发电机房的灭火设计浓度是9%,两者比较应取大者。
2.5标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置的设计中应注意的问题
现代建筑功能越来越复杂,层高越来越大。自动喷水灭火系统在民用建筑中的最大保护净空高度为8m,非仓库类高大净空场所当采用快速响应喷头的时候最大保护净空高度为12m。比如一个博物馆当建筑高度为18m的情况下,就不能再采用自动喷水灭火系统了。一般都采用标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置,但是在应用时一要特别注意下列两点:一,标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置的最大安装高度为20m,也就是说它的适用范围在12~20m之间,不是什么高度都适用的,这一点也是设计人员最容易忽视的。二,由于标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置系统的流量比较小,一行布置的系统设计流量为15L/s,二行布置的设计流量为30L/s,因此它经常与自动喷淋系统共用消防水泵,在设计中,设计人员往往只计算了自动喷淋系统的扬程,而忽视了标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置的计算,以笔者设计的一个18.6m博物馆的实例为例,总沿程水头损失经过计算后为0.108(MPa),局部水头损失按沿程水头损失的30%计算,总水头损失 1.3 0.108=0.14 (MPa),最高处水炮与水池最低水位的几何高差为18.6m,消防水炮系统所需的水压:
+P0=1.2x0.14+0.01x18.6+0.6=0.954(MPa),而计算喷淋系统的扬程只需要0.6MPa左右,两者相差巨大,经过此案例可以看出,在消防设计中马虎不得,一定要仔细研读规范,让自己的设计经的起推敲。
3、结束语
综上所述,建筑给排水消防的设计在整个消防过程中起着极其重要的作用,建筑给排水消防设计是否科学性往往决定着建筑的安全系数。所以,我们要从设计入手,以预防为主,大大降低建筑火灾引起的可怕影响,让人民群众生活的安全感不断上身,人身和财产的安全都有着良好的保障。在建筑给排水设计领域,我们还需要加大投入力度,加强研究,争取为消防事业做出更大的贡献。
参考文献:
[1]《消防给水及消防栓系统技术规范》GB50974-2014.
[2]《建筑设计防火规范》GB50016-2006.
中图分类号: S611 文献标识码: A
在新时期,公共建筑给排水肩负着全新的历史重任,并且还面临着全新的挑战。另一方面,我国人民生活水平的提高与物质需求的增加带动了建筑事业的多样性的发展,也对建筑给排水设计能否适应这种快速发展提出了挑战。当前的建筑规划趋向于更具人性化的多层次建筑方向发展,不再仅仅是否实用而是追求空间布局上的流畅和注重设计中是否贯彻以人为本的理念。是否能综合实用、美观、人性化等因素对大型公共建筑给排水系统进行科学合理的设计是建筑给排水设计研究的重要内容。
1、工程案例
某综合楼是集办公、广播、电视为一体的媒体大楼。项目地下1 层为车库及设备用房;1 层到4 层为电视台演播大厅及设备、办公用房;5 到8 层为广播电台的设备、办公用房;9 到25 层为办公用房,建筑高度95.4m,总建筑面积约20718m2。
2.给水系统
由于本楼的主要功能为办公,用水时间主要为办公时间的8 小时,对于生活给水系统的安全性要求不高,本着工程实际和成本控制出发,本工程的生活给水加压系统采用生活水箱、变频加压给水设备相结合的加压给水方式。控制方式简单,可无级调速,无论水箱进水阀启闭与否,均可有效供水。
本工程的市政供水压力为0.30MPa,地下一层至4 层采用市政给水压力直接供水为低区;5 层至25 层采用变频加压设备加压供水,其中5 层至15 层为中区,16 层至25 层为高区,中区和高区各层超压通过末端支管减压阀进行减压。
办公用水人数为2500 人,最高日用水量为75m3,生活水箱为25m3,采用不锈钢成品水箱。
设计生活给水系统时应注意,虽然公共建筑用水点不多但因使用人数多最高日的用水量一般都较高,计算出的生活水箱的水量较大,前期与建筑专业定设备房大小时应充分考虑生活水箱的安放位置;再者给水系统竖向分区应充分考虑综合技术因素,是单个设备采用减压阀减压还是多套设备。
3.排水系统
本工程采用污废分流的排水体制,污水、废水经过化粪池处理后排入市政污水管网,地下室废水通过集水坑汇集,通过潜水泵排入室外雨水管网。雨水由屋面87 式雨水斗收集后通过雨水管道排入室外雨水管网。高层屋面和裙房屋面雨水分开独立排放。
排水系统的设计中,地下室集水坑的位置应和相关专业充分沟通后再定,因其成本较高,需在满足排水要求下尽量减少数量,当一个集水坑有两台水泵时应设计成互为备用并且可以两台一起使用;在公共卫生间的通气系统是否要满足规范要求需设置环形通气管,底层的卫生间的排水应单独排放;因楼层较高排水时水流到达底层横管的能量很大,故排水管道的管材应采用机制铸铁排水管或者强度高的塑料管,在横管与竖管的连接处应做处理。
4.消防系统
本工程的消防系统包括:消火栓系统、自动喷淋系统、气体灭火系统、手提式灭火器。本建筑为一类高层建筑,消防的用水量为:消火栓系统40L/S,火灾延续时间3h,自动喷淋系统30L/S,火灾延续时间1h,室外消防用水量为30L/S,火灾延续时间3h;室外消防用水由室外环状市政管网提供,火灾的初级消防用水有设置于屋顶的18m3 的消防水箱提供,并设置一套消防稳压设备保证,消防水箱的水压满足要求。消防水池设置于地下一层,水量为540m3,分独立对等的两格,火灾时消防的用水由消防水池通过消防水泵加压提供,消火栓系统和自动喷淋系统各两台加压泵,一用一备,消火栓系统设4 套消防水泵接合器,自动喷淋系统设3 套消防水泵接合器。
4.1 消火栓系统
由于消火栓栓口的静水压力超过1.0MPa,消火栓给水系统竖向需要进行分区,地下一层至12 层为低区,13 层至25 层为高区,各个分区各自连成环状管网,高区消防管和屋顶消防水箱连接,各个栓口处出水压力超过0.50MPa 的采用稳压减压消火栓,低区系统的水压由消火栓水泵加压后通过减压阀组进行减压。
4.2 自动喷淋灭火系统
本工程除了不能用水的部位外,其它的都要设置自动喷淋灭火系统,地下车库按中危险Ⅱ级设计,其余部分按中危险Ⅰ级进行设计,在地下室泵房按每个报警阀控制喷头数不大于800 个的原则设置13 套湿式报警阀,各个报警阀通过阀前管道上的减压阀组进行减压控制压力。舞台部分采用雨淋系统,大堂处的喷头因设置高度较高采用特种喷头。
4.3 气体灭火系统
因本工程的电气用房和特殊设备用房较多,且不能用水来灭火,故采用气体灭火系统来扑灭火灾,保证设备和人员的安全,气体灭火系统采用管网式IG-541 气体灭火系统,因本系统具有对人体无害,扑灭火灾时对电子设备的伤害较小,因此对于具有很多贵重的广播和电视的设备本建筑IG-541 气体灭火系统是最好的选择。
4.4 手提式灭火器的配置
地下一层车库为B 类火灾,属中危险级,选用MF/ABC4,设备房、消防控制室、电梯机房属于E 类火灾,属严重危险级,选用MF/ABC5,其余部分为A 类火灾,属于严重危险级,选用MF/ABC5。每个消火栓处设置两具手提式灭火器。
本工程设计的重点和难点都在消防设计部分,设计时应注意根据规范中的分区压力来对消火栓系统和自动喷淋系统来进行竖向分区,因此类建筑高度较高消防的水压也较高,一般都要进行竖向分区;大堂顶一般高度较高尽量不要超过普通喷头的安装高度,如不可避免也要将安装高度设置在特种喷头的安装范围内;消火栓系统中通过防火卷帘门隔开的两个消火栓不能计入各自的两股水柱;气体灭火系统中应结合工程实际考虑所需气体灭火部位的数量来考虑采用有官网式还是无管网式更经济,随着技术的进步各种先进的气体灭火设备也被应用于工程之中,选用时要考虑何种环境选用何种气体,应及时和厂家进行了解;在很多建筑中最好的防火设备其实还是手提式灭火器,在火灾初期是通过手提式灭火器就可扑灭,使生命和财产损失降低到最少,所以手提式灭火器要布置个合理足够。
5、总结
大型公共建筑给排水系统设计与业主日常的生产、生活有着密切联系。如果给排水设计存在缺陷往往会给广大人民带来极大的不便,阻碍人们的正常生产、生活。随着我国经济建设的快速发展和综合实力的增强,我国建筑事业有了长足而又快速的发展,这对于给排水设计工作者来说,一方面这种快速发展可以带来新的技术、新的设计研究理念,另一方面,这种快速发展也是对给排水系统设计的一种挑战。能否结合美观、实用、人性化等因素对建筑给排水系统进行科学合理的设计是当今给排水系统设计的重要的研究方向。
参考文献
[1]李劲松.建筑给排水设计中的环保问题[J].淮北职业技术学院学报,2009.8(3):27-29