化學檢測實驗室消防設計與建設實踐

摘要：針對化學檢測實驗室消防安全的特殊要求，提出設計和建設過程中應特別注意的一些關鍵環節，諸如房間隔斷、門禁聯鎖、精密設備保護、高溫通風、樣品貯存等，以及實驗室常規消防設施和員工安全培訓，可供實驗室設計或建設單位參考。

關鍵詞：化學檢測；實驗室；設計；建設；消防

一、現狀與問題

消防安全，人命關天。化學檢測實驗室分布于幾乎所有的理工院校、研究所、化礦金相關企業和檢驗檢測機構，由于工作人員相對密集、存放易燃易爆試劑和樣品多、高溫加熱設備使用多、儀器設備電路復雜，存在較大的消防安全風險隱患。盡管大多數化學檢測實驗室消防事故的主要原因來自于人為因素，但與實驗室的消防設施設計和建設還是密切相關。嚴格規范的設計安裝和認真嚴肅的安全教育相結合無疑可大大降低消防事故風險。

國內化學檢測實驗室的裝修設計單位大部分由實驗室通風或家具生產企業的設計團隊轉變而來，與專門從事建筑設計的公司不同，基本不具備消防設計或安裝資質。因此，實驗室建設方在前期設計和安裝建設過程中了解一些必要的消防要求，吸取經驗教訓，有利于防患于未然，確保實驗室的消防安全。

二、經驗與建議

（一）防火分區與消防隔斷

防火分區是指用防火墻、樓板、防火門或防火卷簾等分隔的區域，可以在一定時間內將火災限制在局部區域，同時隔斷煙氣的擴散。《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）對不同耐火等級和樓層的防火分區面積有具體規定。化學檢測實驗室存在比一般的民用建筑或工業廠房更多的消防隱患，需要更加嚴格的防火分區和消防隔斷。

1.防火分區的完全隔斷。國內新建的化學檢測實驗室建設大多使用大面積廠房，開間大，樓層高，便于安裝暖通管道和平面分隔布置，在房間平面分隔設計時尤其要注意在原有房屋防火分區的基礎上提高要求。首先確保各防火分區間的完全有效隔離。化學檢測實驗室的每個房間均須有效隔離，即用防火材料把隔斷做到房頂，這樣即使有個別實驗室出現火情，實驗室間的有效隔離也能盈得一定的撲滅或處理時間，而不導致火情的擴散蔓延，確保實驗室的整體安全。

2.消防通道的完全暢通。實驗室為節約空間，常常會無意識地擠占必需的消防通道區域，如上下樓道的消防前室、強排風口空間、電梯進出通道、樓層走廊等區域，其實這些區域都是建筑設計中重要的防火分區。一旦出現火情，這些通道是樓道強排煙的風口、消防人員出入和樓內人員逃生的必經之路，實驗室設計施工時應特別關注且不得隨意占為別用。

3.玻璃門窗的防火要求。實驗室為了整體美觀，仿效大的寫字樓或商場，采用大面積落地玻璃分隔實驗室，或為了房間采光使用大玻璃作為房間的分隔門窗，這種方式都有一定的消防安全風險。建議設計施工前請消防部門的專業人員進行圖紙確認，盡量做到既安全又美觀。房間隔斷設計盡量采用耐火極限不低于1.00h的防火材料，同時，走廊兩邊或房間隔斷間的透光玻璃也一定要選用耐火完整性不低于1.00h的防火玻璃。通常，電梯間出口或公共區域進入到實驗室區域時都必須使用防火門隔斷，但普通防火門為內襯防火材料的木質門，往往不透光，且式樣和顏色都與現代化學檢測實驗室不協調，因此，設計時可選擇使用具有資質廠家生產的透明玻璃防火門。一般情況下，均采用常閉式防火門。對于人員進出頻繁的通道處可采用常開式防火門，但一旦出現火警應具有信號反饋功能，做到自動關閉。采用門禁出入的實驗室應確保出現火警時，門禁能自動開啟。防火門的具體要求可依據國家標準GB12955《防火門》。

（二）煙感報警與滅火裝備

化學實驗室內的消防設備通常由煙霧報警器、水噴淋滅火系統、氣體滅火系統等組成。煙霧報警器又稱煙霧傳感器、煙霧感應器等，由總線供電，與火災報警控制器聯網組成報警系統。水噴淋滅火系統由噴頭、傳動裝置、噴水管網、濕式報警閥等組成。發生火災時，系統管道上的水噴頭遇高溫自爆（一般是攝氏68℃～70℃），通過安裝在支管管路上的水流指示器動作并反饋給火災報警控制系統來控制。氣體滅火系統是指以液體、液化氣體或氣體狀態存貯于壓力容器內，滅火時以氣體包括蒸汽、氣霧）狀態噴射作為滅火介質的滅火系統。系統包括貯存容器、容器閥、選擇閥、液體單向閥、噴嘴和閥驅動裝置組成。國內常用氣體有七氟丙烷（HFC-227ea）、三氟甲烷、IG-541（又名煙烙盡，含52%氮氣+40%氬氣+8%二氧化碳）、IG55（氮氣和氬氣各50%）、IG01（純氬氣）、IG-100（純氮氣）等。

對于大型精密儀器設備間是否需要安裝氣體滅火系統，一般認為，設備機房或文獻資料室均應安裝氣體滅火系統，以確保設備或資料不受水浸泡的再次損害。氣體滅火噴射動作的起動指令源自房頂或吊頂的傳感器溫度達到攝氏68℃～70℃，傳感器達到此溫度時，可以想象實驗室內一般的儀器設備基本已燒成報廢。氣體滅火系統需要占據空間擺放貯氣罐和連接傳感器，初期建設和維護成本會大大提高。除非實驗室安裝有特別貴重的大型精密儀器，對于普通的實驗室儀器設備來講，筆者以為沒有必要安裝氣體滅火系統。

煙感報警系統安裝完成驗收后，需確保信號傳遞的準確，即煙霧傳感器所在位置與樓道或消防總控室顯示的統一，避免信息差錯。煙霧傳感器易老化或線路失效，導致誤報火情或一旦有火情而漏報。實驗室應定期進行實際檢查，確保煙感報警系統正常運行。同樣，對于安裝于走廊的消防水閥門、水帶和水槍等應定期檢查，所有員工都應知道如何正確使用。

（三）實驗區域與樣品流轉

化學前處理區域涉及到大量易燃易爆化學試劑的消耗、高溫加熱設備的使用，容易引發的消防事故往往起因于不可預見的劇烈化學反應、試劑泄漏或反應溢出引起爆燃、長時間加熱消化或處理無人看管導致過熱等。為此，該區域除常規的消防設施外還應配置一定數量的手提式滅火器、沙袋、石棉毯等應急消防器具。對于易燃易爆樣品或試劑較多的石油化工實驗室，除必須做好必要的通風設備外，還應在實驗室入口處增加人體除靜電裝置、室內安裝防爆燈具、開關和插座等。一些地區條件允許，有毒有害試劑、易燃易爆廢液存放區域均需要與公安消防部門聯機，裝修設計時須預埋好通訊和監控設備的線路。

化學檢測實驗室流程其實就是圍繞樣品的傳遞而展開，流程中開始和最終的環節都涉及樣品存貯。為此，應根據需要存貯樣品的分類性質，單獨設計，盡量選擇在通風條件好、陰涼避光、方便樣品報廢處理及運輸的區域，重點做好防火、防爆、防潮等方面的考慮。尤其是易燃易爆易泄漏的石油化工產品、化妝品等的樣品存貯，更應關注消防安全。

另外，隨著實驗室儀器設備的增多，電源容量不足、線路老化容易造成線路發熱甚至短路起火。因此，設計施工時須考慮一定的電源容量預留，以防因電源問題引發消防事故。

（四）集中供氣系統

現代化學檢測實驗室設計中，集中供氣系統的使用已成常態。各類化學檢測儀器設備加起來會涉及到多種氣體的使用，有易燃易爆、又有阻燃或助燃，但貯存壓力都在10MPa～15MPa之間。建筑和消防對放置高壓氣瓶的房間有特殊要求，諸如混凝土墻、防爆門、泄爆窗口、氣體泄漏報警等，實驗室設計時應予充分考慮，盡量將貯氣庫房建于離儀器設備區域距離較近、陰涼避光、自然墻體牢固、靠近窗戶、鋼瓶進出搬運方便的區域。通過集中供氣房間輸送到各實驗室儀器設備的氣體管路需請專業公司單獨設計，充分考慮管路的質量與安全。

三、結語

化學檢測實驗室的消防設計和施工直接關系到實驗室建設工程的順利開展和實驗室人員的健康安全，初步設計時應充分考慮各實驗區域房屋結構和實驗室使用功能，有針對性地設計消防設施和裝備，確保實驗室使用的長期安全。

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