水利工程论文-玩具厂消防设计体会.doc

水利工程论文-玩具厂消防设计体会摘要：通过玩具厂消防给水设计实例，论述了如何依据国外规范进行工业建筑的自动喷水灭火系统的设计。介绍了在自动喷水灭火系统设计中，有关设计水量的确定，报警阀、压力开关的设置，管网及喷头的布置等方面与国内常规作法的不同之处。关键词：玩具厂消防给水设计流量报警阀压力开关喷头OnDesignofFireSystemforToyManufactoryAbstract:Byapracticalcase,thefiresystemofatoymanufactory,thedesignofautomaticsprinklingfiresystem(ASF)forindustrialbuildingsaccordingtoforeigndesignnormarepresented.SomeguidelinesdifferingfromthedomesticnormsuchasthedecisionofwaterdischargeofASFsystem；thesetupofalarmandpressurevalves,thelayoutofpipelinenetworkandthedistributionofsprinklersaredescribed.1情况概述南海市美泰玩具厂(简称玩具厂)始建于80年代初期，是一间大型的中外合资企业。主要产品是塑料玩具，且全部外销。全厂主要车间有：配料车间、注塑车间、喷漆车间、组装车间、维修车间和模具车间等，此外还有写字楼、高架仓库等用房。建筑高度超过24m的高层工业建筑A、B、C、D厂房4座。在消防设施方面，部分厂房有简单的室内消火栓灭火系统和电力报警系统。该厂向境外火灾保险公司购买了火灾保险，因此必须重新设置安装消防给水系统。由于境外保险公司的参与，玩具厂消防给水系统的设计与我国国内现有的常规设计有很大的不同。具体的说，具有以下几个特点：一是要符合中华人民共和国的消防规范；二是要满足火灾保险公司的要求；三是所采用的设备和材料要有FM/UL认证。笔者作为玩具厂消防给水工程的设计者，在此对其进行分析介绍，与大家共同探讨。2消防给水系统设计水量的确定经过与消防部门、保险公司协商，消防给水系统水量作如下规定。2.1室内消火栓用水量的确定室内消火栓用水量按照建筑设计防火规范的标准执行，由于厂房高度介于24m至50m之间，所以消火栓用水量选用25L/s。同时使用水枪5支，每支水枪最小流量5L/s，每根竖管最小流量15L/s，火灾延续时间为2h。2.2自动喷水灭火系统设计水量的确定自动喷水灭火系统设计水量按照美国NFPA13和NFPA231C标准确定。由于玩具厂各厂房、车间的生产性质不同，火灾危险性等级也不相同，所以各车间自动喷水灭火系统的喷水强度和作用面积也不同，具体情况见表1。表1玩具厂喷淋系统设置基本数据喷淋系统设置地点喷水强度/L/(min.m2)(GPM.ft2)作用面积/m2(ft2)每只喷头最大保护面积/m2(ft2)设计流量/L/s(GPS)组装、维修、模具车间，写字楼6.91(0.17)279(3000)12.05(130)32.13(8.5)配料、注塑车间11.4(0.28)279(3000)9.3(100)53.01(14)喷漆车间16.3(0.4)233(2500)9.3(100)63.30(16.7)高架仓库18.32(0.45)186(2000)9.3(100)56.79(15)在表1的4组数据当中，两组是中危险级，两组是严重危险级。与我国自动喷水灭火系统常规设计相比有较大差别：一是分类较细，每一等级的喷水量不是固定值，而是根据不同的建筑划分成一个范围；二是喷水量较大；三是严重危险级的喷淋系统仍可采用湿式报警系统。其中，仓库的喷水量是按照NFPA231C标准确定的，其特点是：喷水强度大，作用面积小。至于系统设计流量的确定，应选择最不利情况时所需的消防流量(即可能发生最大的消防流量)作为自动喷水灭火系统的设计流量。从表1中可以看出，喷漆车间所需的消防喷水量最大，可作为自动喷水灭火系统设计流量。经采用NFPA13规定的计算机方法计算，水量约为68L/s。该车间位于A、B座厂房4楼。火灾延续时间按照NFPA13标准为2h。3消防给水系统的布置3.1系统设置玩具厂的消火栓给水系统和自动喷水灭火系统采用分开设置，消火栓给水系统采用临时高压给水系统，自动喷水灭火系统采用稳压装置。根据玩具厂的厂区分布特点，全厂设有两座消防泵房和水池。消防水池储量分别为500m3和600m3。消防给水也是两套系统，各自独立(见图1)。分别供应全厂南半区和北半区的消防用水。两个泵房各设2台消火栓泵和自动喷水泵，均为1用1备，稳压泵只设1台。消火栓泵流量28L/s(445GPS)，扬程86m(280ft)，功率37kW。自动喷水泵流量70L/s(1100GPS)，扬程70m(235ft)，功率75kW。稳压泵流量1.6L/s(25GPS)，扬程86m(280ft)，功率4kW。上述所有设备均为国外成套产品，即主泵、稳压泵、启动柜都是成组配套的。图1玩具厂总平面图3.2湿式报警阀的设置按照我国常规作法，严重危险级的建筑物，自动喷水灭火系统的设置应采用雨淋系统。而玩具厂的建筑物危险等级，既有中危险级，又有严重危险级。但自动喷水灭火系统全部采用的是湿式报警系统。自动喷水灭火系统设计规范规定，湿式报警阀的控制范围是采用控制喷头数目来确定的。但玩具厂如果采用此规定，湿式报警阀的布置将比较困难。所以，在玩具厂自动喷水灭火系统设计中，湿式报警阀的控制范围是采用控制面积来确定的。每组湿式报警阀的控制面积不超过4833m2(52000ft2)。全厂共设置8组湿式报警阀，全都布置在厂区内厂房外墙边醒目的地方。3.3压力开关的设置消防给水系统中，凡是采用稳压装置的，自动启泵都是靠压力开关来控制。一般常规作法是设置两个压力开关，一个控制稳压泵的启、停，一个控制消防主泵的启动。而在玩具厂消防给水设计中，选择的是另外一种方法。即玩具厂两套系统各设置3个压力开关，一个控制稳压泵启、停，其余两个分别控制两台自动喷水主泵启动。具体作法是：当压力低于0.8MPa时，稳压泵启动，当压力高于0.89MPa时，稳压泵停泵；当压力低于0.75MPa时，启动第一台自动喷水主泵；当压力低于0.7MPa时，启动第二台自动喷水主泵。在这里，第二台自动喷水泵不只是作为备用泵，而是第一台泵水量的补充。4消防给水管网及喷头的布置4.1室内消火栓管网的布置室内消火栓管网呈立体环网布置。消防箱设有普通消火栓和消防软管卷盘，布置间距30m，消防门为玻璃门，按钮开启。4座主厂房屋顶，除了设有试验用的消火栓外还配有压力表。报警警铃及远程启泵信号线全部用镀锌线管保护。4.2自动喷水给水管网的布置由于玩具厂目前正在生产，厂房内风槽、线槽、工业管道交叉纵横。使自动喷水给水管道布置十分不便。设计时，多次到现场查看，测量管道的位置，确定管道的走向。施工时，基本上避免了自动喷水管道与其他管道的碰撞及管道走向上的竖向起伏。根据现场的实际情况，玩具厂自动喷水管网布置成枝状管，属于一种不等压系统。这种系统容易造成喷水不均匀。在管径的选择上，由于玩具厂采用NFPA标准，与自动喷水灭火系统设计规范的标准不同，各个厂房、车间的喷水强度也不统一。所以，只能按照NFPA规定的方法，对各车间、分区的自动喷水管网逐段计算。配管时，一要满足喷头的工作压力，二要考虑作用面积内的平均喷水强度。从验算结果看，两条要求都得到满足。玩具厂自动喷水灭火系统的分布是很广的，各个建筑都布置了自动喷水系统。为了解决距离泵房比较近、楼层比较低的喷淋管网压力过高，流量过大的问题，在低层各分区水流指示器前，设置了减压阀。4.3放空管的布置自动喷水给水管网的冲洗和放空措施是非常必要的。对玩具厂来说，自动喷水灭火系统分布广，如何考虑系统放空，这是消防给水设计中面临的一个具体问题。一般的自动喷水设计，是将每层楼自动喷水管网的末端设置一个检验放空阀，然后管网坡向放空阀以利整个系统放空。但是，玩具厂现场情况复杂多变，各种风槽、工艺管道早已安装就位，而且纵横交错。为了避免系统放水不完全，在玩具厂设计中采用了多处放空的方法。除了末端设置检验放空阀外，还在每层喷淋管网配水管的末端设置了放空阀、放空管(见图2)。放空管管径DN100且层层连通，到底层排入雨水井，同时解决了系统管网冲洗放空的问题。图2喷淋系统放空管示意图此外，为了使喷淋系统更加安全、保险。除了按规定设置的水泵结合器外，在放空管的底部也设置了水泵结合器。4.4泵房管道的布置喷淋系统设计流量的校核，是每个设计者都关心的问题。用末端试水装置检验，只能检验出系统正常与否。因水量太小，不能确定系统设计流量是否符合设计要求。烧爆几只喷头检验也是如此，又不可能让整个作用面积内的喷头一齐喷水来检验。在玩具厂设计中，采用了如下方法来检验。在泵房自动喷水系统总出水管处，设回流试水管至消防水池。在回流试水管上设置了流量计和泄压阀(见图3)。泄压阀是用来防止管道超压，泄压用的。而流量计则是用来检验系统流量大小的。用控制系统压力的方法，检验系统流量是否符合设计要求。流量计带液晶显示和远传功能，不仅现场能看得到，消防中心也能观察到。同时，在泵房内消火栓系统管网和自动喷水系统管网之间，设一连通管。平时用阀门关闭，必要时可打开阀门，互为补充。这也是一种出于安全保险的考虑。图3消防泵房示意图4.5喷头的布置由于玩具厂各厂房、车间的喷水量各不相同。要根据其特点选择不同种类的喷头应用于不同的场合，做到各类喷头各尽所能、各尽其责。喷水量小的选择12.7mm口径的喷头，喷水量大的选择13.5mm口径的喷头。个别地方，如调色间、调漆间，上空布满抽风口，则选择了13.5mm口径的侧向喷头。根据玩具厂生产现场腐蚀性较大、生产操作容易发生碰撞的特点，选择了快速反应、易熔合金喷头，动作温度74。具体情况见表2。表2玩具厂喷头种类一览喷头设置地点出水口径/mm螺纹口径/mm动作温度/K值组装、维修、模具车间，写字楼12.7(1/2”)15(1/2”)7480配料，注塑车间12.7(1/2”)15(1/2”)7480喷漆车间13.5(17/32”)20(3/4”)74115高架仓库13.5(17/32”)20(3/4”)74115在喷头的布置上，根据场合不同，选择不同的喷头布置方式。对所有建筑(厂房)均采用建筑喷淋的方式来布置喷头。建筑喷淋采用了全方位保护方式布置，喷头间距为3.0m3.0m和2.5m2.2m