北京某生物疫苗产业基地消防系统设计.doc

北京某生物疫苗产业基地消防系统设计摘要 北京某生物疫苗产业基地是国内规模较大的生物疫苗生产基地，由于生产车间对洁净度的特殊要求，车间的自喷系统采用预作用系统，保证了系统使用的可靠性。厂区规划在两个地块内，消防系统为了避免穿越市政道路，管道敷设在连廊内将两个区的消防系统设计为一套系统。关键词 消火栓系统 湿式自喷系统 预作用系统 洁净要求1、引言北京某生物疫苗产业基地位于北京市大兴区北京经济技术开发区，用地面积161277.5m2，总建筑面积248337m2。 是国内规模较大的生物疫苗生产基地。于2009年开始设计，2014年主体厂房基本建成，部分厂房已通过GMP认证。厂区分别规划在相邻的两个地块内，分为东区和西区，整个区域中间有市政道路穿过（图1）。厂区包括6个主要疫苗生产车间、2个分包装车间（内设有普通库房和高架仓库）、1个试验动物房、1个质检办公楼、1个后勤保障楼及相应的辅助设施（危险品库、垃圾站、污水处理站、动力站等）。最高建筑为质检办公楼，地下二层，建筑高度29.70m，耐火等级为一级，。按照高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95（2005年版）分类属一类高层建筑。其他主要生产厂房根据建筑设计防火规范（GB50016-2006）分类属丙类多层工业建筑。由于药厂的生产车间大部分有洁净度的要求，除了满足建筑设计防火规范和高层民用建筑设计防火规范外，还应符合医药工业洁净厂房设计规范 （GB50457-2008）的要求。根据规范的要求设计如下灭火系统：室外消火栓系统、室内消火栓系统、湿式自喷系统、预作用自喷系统、水喷雾灭火系统、微型自动扫描灭火系统、手提式/推车式灭火器。博兴路图1 厂区总平面图图2 穿越市政道路上空的厂区连廊效果图2、消防系统2.1供水水源厂区周围有市政自来水管网，自来水公司承诺的供水压力为0.18Mpa，每个地块可提供二个给水入口管，共四个DN150的市政接口分别供东区、西区生产、生活及消防用水。尽管每个地块提供了二个给水入口管，但由于厂区生产用水量很大，不能满足“当生产、生活用水达到最大小时用水量时，仍应保证全部消防用水量”的要求。因此，厂区内消防水池储存了室内外消防用水量。2.2消火栓系统 厂区消防系统按照建筑设计防火规范（GB 50016-2006）的要求，基地面积小于100ha，因此整个厂区同一时间内的火灾次数按照1次进行设计的。消防系统除了考虑使用要求外还应考虑经济等因素，设计采用了一套室内外消火栓合用系统，消防水量按照室内外消防水量最大一个建筑单体作为厂区的消火栓用水量。经计算西区分包装厂房室内外消火栓水量最大。室外消火栓用水量40L/S，室内消火栓用水量10L/S，作用时间按3h计。厂区周围布置DN250环状专用消防给水管网，并布置地下式室外消火栓，间距小于120米。在办公质保楼室外设置水泵接合器二个，每个水泵接合器流量为15L/S。 整个厂区规划在两个地块内，东区和西区的消火栓系统管道通过穿越市政路上方的连廊将两个区的室内消火栓系统连接为一套系统（图3），避免横穿市政道路。室内消防管网设计为水平或垂直的环状，布置间距能保证同层任何部位有两个消火栓水枪的充实水柱同时到达。 室内消火栓敷设在连廊内在东区最高建筑物办公质保楼设有效容积18 m3消防专用水箱用于整个厂区的初期消防用水。通过稳压设备使管道平时保持高压准工作状态。室外消火栓博兴路图3 厂区室内外消火栓平面示意图2.3自动喷水灭火系统2.3.1 预作用自动喷水灭火系统制药厂房房间布局有以下特点：1）、药厂的生产车间的面积大，房间数量多，房间布局根据工艺流程确定，车间布局复杂，厂房密闭性强，室内通道狭窄而曲折。2）、洁净厂房造价高，设备仪器贵重，药品附加值高，但是生产中经常使用多种具有火灾危险的物料。3）、为满足工艺要求和洁净要求，所有工艺房间的墙壁和顶板均采用药厂专用的金属壁板，壁板之间采用岩棉切条，具有一定的可燃性。4）、厂房内部层高较高，特别是技术夹层的净高高达3米，技术夹层全部贯通，夹层内敷设的管道种类多，包括水管、风管、电管，还有很多用电设备，可燃性较大。5）、厂房内部工作人员较多，并且均在封闭的空间内进行操作，属于人员密集场所。综上分析，制药厂房内发生火灾的可能性较大，一旦失火，人员的疏散比较困难。如果扑灭不及时会蔓延到整个建筑，不但造成财产的重大损失，甚至危及生命。另外，药厂生产车间存放贵重设备仪器、物料的洁净室，应考虑采用的自喷系统可防止管道泄漏、操作或检测失误造成自动喷水系统误喷，从而造成水渍引起的经济损失。根据医药工业洁净厂房设计规范 （GB50457-2008）第10.4.6条，“当设置自动喷水灭火系统时，宜采用预作用式自动喷水装置”。厂区内在生产厂房内除不宜扑救的房间（包括洁净度要求高的房间）和设备间外均设置了预作用自喷系统。厂房按照自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2001（2005年版）的要求，属中危险II级，喷水强度8Lmin.m2，作用面积160m2，喷头流量系数为K=80。办公质保楼的地下一层车库未设置采暖系统，考虑到冬季防冻问题设计采用了预作用自喷系统，危险等级属中危险II级，喷水强度8Lmin.m2。作用面积160m2。喷头流量系数为K=80。喷头根据规范要求应采用直立型或干式下垂型喷头，由于干式下垂型喷头价格较高，建设单位没有使用设计的喷头，有洁净要求的房间吊顶下采用隐蔽型喷头替代。使用这种普通喷头在整套消防系统试水阶段会出现喷头内存水无法排空的问题。车间内部分工艺房间温度较高，在选择喷头时应选择合理的温度范围。2.3.2 湿式自动喷水灭火系统厂区没有洁净要求的场所，包括办公质保楼、常温仓库、地下二层车库均采用湿式自动喷水灭火系统。西区分包装厂房A区、B区仓库和C区（除立体库外）按仓库危险II级设计，喷水强度15L /min.m2 ，作用面积280m2 ，设计流量87.67L/S。喷头流量系数为K=115。C区原辅料立体库为双排货架，货架高度14m，七层货架。按仓库危险II级设计，喷水强度15Lmin.m2 ，作用面积280m2 ，自地面起约每4米高度处设置一层货架内喷头，设计总流量流量112.00L/S。喷头流量系数为K=115。最不利喷头出口压力不小于0.10 Mpa。持续喷水时间2小时。喷头布置如图3、4所示。图3 货架内自动喷水灭火系统平面图图4 货架内自动喷水灭火系统剖面图厂区内设有动物房，动物房的净化区属于屏蔽环境，屏蔽环境设施净化区内可燃物较少，设置自动喷水灭火系统一旦出现误喷会造成水渍污染的后果，因此动物房没有设置自动喷水灭火系统，仅设置消火栓系统和手提式灭火器。在东区最高建筑物办公质保楼设有效容积18 m3消防专用水箱用于整个厂区的初期消防用水。通过稳压设备使管道平时保持高压准工作状态。表1 自动喷水灭火系统设计参数位置作用面积m2等级喷水强度(L/min.m2)喷水量 （L/s）持续时间（h）设置系统备注厂房内的洁净车间160中837.21预作用办公质保楼160轻633.11湿式地下车库160中837.21地下一层预作用地下二层湿式普通仓库280仓库1587.602湿式高架仓库280仓库151122湿式设计取值自喷系统最大设计流量为112 L/s，作用时间按2h计。具体设计参数见表1。每个建筑单体独立设置报警阀间，报警阀入口前设置DN200或DN150的环状自喷管道。室外设有地下式消防水泵接合器，数量及位置根据每个建筑单体的危险等级在厂区内统一考虑。2.3.3 水喷雾灭火系统办公质保楼地下二层，柴油发电机房根据水喷雾灭火系统设计规范（GB50219-95）的要求。设有了水喷雾灭火系统。水喷雾强度10L/minm2，持续喷雾时间30 min。流量56.64L/S。由于柴油发电机房与仓库分别设在两个建筑单体中，考虑与高架仓库的自动喷水灭火系统不同时作用，仅计入一次火灾时的自喷水量，即系统最大设计流量为112 L/s。2.3.4 微型自动扫描灭火系统办公质保楼在入口门厅和餐厅，净空高度大于8米，每处各设置了2台微型自动扫描灭火装置，共设置4台，火灾延续时间1小时，消防用水量：10L/S，设计考虑了同时开启2个微型自动扫描灭火装置。单台流量5L/S，工作压力0.6MPa，最大保护半径32米。采用高位水箱稳压。因与高架仓库的自动喷水灭火系统不同时作用，所以自动喷水灭火系统加压泵与消防水池可以满足微型自动扫描灭火系统的使用要求。2.3.5消防水泵房及消防水池 厂区消防泵房及消防水池集中设置在东区办公质保楼地下一层，室内消火栓管道和自喷系统管道穿越连廊供给到西区。表2 消防泵参数序号消防水泵名称规格数量备注1室内、外消火栓系统加压泵流量： 60 L/s，扬程： 70m电机功率： 90kW2 台一用一备2自动喷水灭火系统加压泵流量： 60 L/s，扬程： 110m电机功率： 132kW3 台二用一备当用于中危险级I、II级自动喷水灭火系统灭火，水喷雾系统灭火时启动一台加压泵，当用于仓库危险级II级的自动喷水灭火系统灭火时启动二台加压泵。消防水池储水量按同时开启的最大室内、外消防系统用水量之和计算为1346m3。设计水池实际储水容积为1400m3。为了避免消防水长期停滞而导致水质恶化，在消防水泵房内设置了二套水处理设备，定期循环，避免死水现象的出现。水池分成二格，每个水池均有一根吸水管，通过泵房内所有水泵的共用吸水管达到相互连通水池的目的，保证在一个水池检修时，不影响另外水池的使用。厂区计消防水量、消防水池储水量见表3表3 消防水量用水类别用水标准（L/S）火灾延续时间消防用水量（m3）室外室内室外室内消火栓系统40103432108自动喷水灭火系统（高架仓库）1122806.4用水量合计432914.4 3结语制药厂房的消防设计除了满足建筑设计防火规范和高层民用建筑设计防火规范的规范外，还应符合医药工业洁净厂房设计规范 （GB50457-2008）的要求。并结合工艺房间对洁净度的要求，选择合理的消防系统。整个厂区火灾按照同一时间内发生1次考虑了一套消防系统，在满足功能使用的前提下降低建设单位的初期投资。参考文