谷物筒倉工作塔室內消防設計若干問題

李 建 高

(國貿工程設計院，北京 100037)

?

谷物筒倉工作塔室內消防設計若干問題

李 建 高

(國貿工程設計院，北京 100037)

針對谷物筒倉工作塔占地面積小、建筑高度高等特點，結合各消防規范要求，對消防設計中消防系統設置、消防水量選用等問題進行了討論，并提出了相應的選用依據，為谷物筒倉工作塔室內消防設計提供了參考。

谷物筒倉工作塔，消防設計，消火栓，穩壓泵

1 谷物筒倉工作塔特點及火災危險性

谷物筒倉是指平面為圓形、方形、矩形、多角形及其他幾何外形的儲存散糧的直立容器；工作塔是指與谷物筒倉配套的，設置輸送、計量、清理等設備，完成工藝作業的建(構)筑物。由于工藝作業形式多種多樣，谷物筒倉工作塔的平面尺寸、建筑高度不盡相同，但大多數工作塔占地面積較小，有的甚至不足150 m2，而建筑高度較高，一般均大于24 m，甚至大于50 m，正是由此稱之為“工作塔”。 依據《建規》3.1.1條條文解釋“表1 生產的火災危險性分類舉例”，谷物筒倉工作塔屬乙類廠房。

2 消防設計問題

2.1 室內消火栓系統

1)是否設置室內消火栓系統。GB 50016—2014建筑設計防火規范(以下簡稱《建規》)8.2.1條第1款“建筑占地面積大于300 m2的廠房和倉庫”應設置室內消火栓系統。

工作塔占地面積一般情況比較小，不足300 m2，是否可以不設置室內消火栓系統，答案是否定的。GB 50322—2011糧食鋼板筒倉設計規范(以下簡稱《筒規》)9.0.2條“封閉工作塔各層應設室內消火栓，消防給水宜采用臨時高壓給水系統，室內消防用水量可按10 L/s計。”由此工作塔應設置室內消火栓系統(不包含只設提升功能、敞開式提升塔架等構筑物)。

2)室內消火栓消防水量。依據不同規范設計，工作塔室內消火栓消防水量是不同的。GB 50974—2014消防給水及消火栓系統技術規范(以下簡稱《消規》)3.5.2條，工作塔室內消火栓消防用水量為25 L/s～30 L/s(視工作塔高度取值，2450時，取30 L/s)；《筒規》9.0.2條“封閉工作塔各層應設室內消火栓，消防給水宜采用臨時高壓給水系統，室內消防用水量可按10 L/s計”。

工作塔室內消火栓消防水量應依據工作塔面積及單層布置消火栓數量選取。根據《建規》3.7.2條第2款，工作塔(屬乙類廠房)建筑面積大于150 m2時，應設置2個安全出口即工作塔設置2部樓梯，樓梯間一般設置于工作塔的兩端。第一種情況：工作塔單層建筑面積不大于300 m2，單層布置室內消火栓數量不超過2個。按照工作塔20 m×15 m計，每個樓梯間設置一個室內消火栓，每個室內消火栓內消防水帶長度25 m(《消規》7.4.2條規定室內消火栓消防水帶“長度不宜超過25 m”)，消防水帶的折減系數取0.8，則室內消火栓保護的最遠距離為20 m，見圖1，剛好可以滿足《消規》7.4.6條“同一平面有2支消防水槍的2股充實水柱同時到達任何部位的要求”，此時室內消火栓消防水量宜按照10 L/s設計。其原因有兩個：第一，工作塔建筑面積相對較小，工藝相對較簡單，可燃物相對較少，即使著火，火災發展蔓延較慢，過火體量較小，撲救較為容易，不易造成較大面積的火災；第二，工作塔建筑面積較小，工藝設備及其他管線(電氣管線、暖通管線、自動噴水管線)占據較大面積，無法布置較多的室內消火栓消防管，即便借用相鄰層(上面一層或下面一層)室內消火栓仍不能滿足室內25 L/s～30 L/s 的消防水量要求。第二種情況：工作塔單層建筑面積大于300 m2，單層布置室內消火栓數量不少于4個，此時室內消火栓消防水量宜按照25 L/s～30 L/s設計。其原因與第一種情況相反。

3)穩壓泵啟停壓力及消防主泵揚程。工作塔高位消防水箱有效容積應按照《消規》5.2.1條設置，一般設置于建筑物最高層，不滿足《消規》5.2.2條第3款“工業建筑不應低于0.10 MPa，當建筑體積小于20 000 m3時，不宜低于0.07 MPa”靜水壓力的要求，所以應設置穩壓泵。穩壓泵設計壓力按照《消規》“5.3.3穩壓泵的設計壓力應符合下列要求：a.穩壓泵的設計壓力應滿足系統自動啟動和管網充滿水的要求；b.穩壓泵的設計壓力應保持系統自動啟泵壓力設置點處的壓力在準工作狀態時大于系統設置自動啟泵壓力值，且增加值宜為0.07 MPa～0.10 MPa；c.穩壓泵的設計壓力應保持系統最不利點處水滅火設施在準工作狀態時的靜水壓力應大于0.15 MPa”設置。分兩種情況：第一種情況：穩壓泵設置于高位消防水箱間內，見圖2，由《消規》5.3.3條第2，3款知穩壓泵啟泵壓力P1≥0.15-0.01H1+(0.07～0.10)，穩壓泵停泵壓力P2=P1+0.05，消防主泵啟泵壓力P=0.15+0.01H；第二種情況：穩壓泵設置于消防泵房內，見圖3，由《消規》5.3.3條第2，3款知穩壓泵啟泵壓力P1≥0.15+0.01H+(0.07～0.10)，穩壓泵停泵壓力P2=P1+0.05，消防主泵啟泵壓力P=0.15+0.01H。

依據《消規》7.4.12條第2款，工作塔室內消火栓栓口動壓不應小于0.35 MPa(此時消火栓充實水柱大于13 m)，則消防主泵揚程Hb=0.35+0.01H+hy+hj(其中，hy為沿程水頭損失，MPa；hj為局部水頭損失，MPa)。為使穩壓泵滿足其設定功能，又不致系統壓力過大帶來造價提高，建議按照P2≤Hb設定穩壓泵的啟停壓力。

2.2 自動噴水滅火系統

1)是否設置自動噴水滅火系統。依據《建規》8.3.1條第5款“高層乙、丙類廠房”應設置自動滅火系統，并宜采用自動噴水滅火系統；《筒規》9.0.2條“封閉工作塔各層應設室內消火栓，消防給水宜采用臨時高壓給水系統，室內消防用水量可按10 L/s計”，未要求設置室內自動噴水滅火系統。

工作塔應設置自動噴水滅火系統。其原因有四個：第一，《建規》8.3.1條第5款為強制性條文，必須執行，而《筒規》并未排斥設置自動噴水滅火系統，且《筒規》9.0.5條“糧食鋼板筒倉的消防除應符合本規范的規定外，尚應符合現行國家標準GB 50016建筑設計防火規范的有關規定”；第二，工作塔內工藝設備、電氣及控制設備較多，發生火災幾率相對較大，發生火災后損失較大；第三，工作塔高度較高，撲救火災有一定困難，設置自動噴水滅火系統符合高層立足自救的消防要求；第四，糧庫一般建于城市郊區，距離城市消防站較遠，消防車到達時間較長。基于以上原因，工作塔應設置主動消防的自動噴水滅火系統。

2)系統的選擇。工作塔應采用預作用自動噴水滅火系統。其主要原因是谷物筒倉工作塔用于糧食輸送、計量、清理，與糧食息息相關，而糧食怕水，在系統處于準工作狀態時，嚴禁管道漏水、誤噴，依據GB 50084—2001自動噴水滅火系統設計規范(以下簡稱《噴規》)4.2.3條，應采用預作用自動噴水滅火系統；其次，工作塔一般不設置采暖系統(控制室、值班室除外)，我國北方地區冬季寒冷，采用預作用自動噴水滅火系統可以有效解決防凍問題。

3)自動噴水滅火系統設計參數。依據《噴規》附錄A及5.0.1條，工作塔屬中危險等級Ⅱ級，設計噴水強度為8 L/(min·m2)，作用面積為160 m2。對于單層建筑面積較大的工作塔，按照規范要求設計即可；對于單層面積不足160 m2的工作塔，應按照噴頭實際保護面積進行計算。自動噴水滅火系統穩壓泵啟停參照室內消火栓系統。

3 結語

1)谷物筒倉工作塔是糧食倉儲工藝中較復雜的建(構)筑物，火災危險程度較大，在室內消火栓、自動噴水滅火系統設計時應嚴格執行各規范。

2)針對谷物筒倉工作塔室內消火栓、自動噴水滅火系統設計中的問題進行分析、討論，并給出設計方案，供同行參考。

[1] GB 50016—2014，建筑設計防火規范[S].

[2] GB 50974—2014，消防給水及消火栓系統技術規范[S].

[3] GB 50322—2011,糧食鋼板筒倉設計規范[S].

[4] GB 50084—2001，自動噴水滅火系統設計規范[S].

Internal firefighting design matters of grain silo tower

Li Jiangao

(GuoMaoEngineeringDesignInstitute,Beijing100037,China)

In light of grain silo tower characteristics including small floor space, high tower height and so on, combining with firefighting regulations, the paper discusses firefighting system setting, firefighting water quantity selection and other problems occurring in firefighting design, and puts forward corresponding selection basis, which has provided some guidance for internal firefighting design of grain silo tower.

grain silo tower, firefighting design, fire hydrant, steady pressure pump

1009-6825(2016)18-0114-02

2016-04-16

李建高(1979- )，男，工程師

TU998.1

A