多功能醫藥揀配中心的火災探測設計

孫曼莉 林 翔 吳 豪

中機中聯工程有限公司

1 引言

醫藥揀配中心主要是存儲、揀選、轉運藥品的綜合型物流建筑，主要由揀配車間、中轉庫和高架庫等組成。因不同藥品對存儲溫度的需求不同，建筑內設有多個不同溫度的冷庫，與藥品相關的區域大半年的時間都采用中央空調調節溫濕度。

藥品及其包材屬于可燃物，生產的火災危險性分類為丙類，按GB 50016《建筑設計防火規范》應設置火災自動報警系統。藥品存儲場所火災初期有陰燃階段，一旦失火火災發展迅速，會產生大量的熱、煙和火焰，但由于貨架遮擋和煙霧的影響，并不適合采用火焰探測器，火災探測器的選擇主要以感煙探測器為主；藥品還有一個特點是不能受潮或水淋，水噴淋滅火系統一旦啟動，也將對其造成極大的經濟損失，這就要求醫藥揀配中心的火災報警系統盡早發現、盡早撲滅或隔離。醫藥揀配中心的建筑結構及功能多樣，對火災探測的要求也就不同，現以1棟～6萬平方米的醫藥揀配中心為例來說明此類建筑選擇火災探測器的注意事項。

2 揀配車間及中轉庫

揀配車間和中轉庫為鋼筋混凝土建筑，長99m×寬99m，柱網為11m×11m。揀配車間位于一層，層高8.7m，有吊頂；中轉庫位于2～3 層，層高4.8m，無吊頂。每層劃分有不同的防火分區，機械運輸設備會穿越不同的樓層。

（1）一層揀配車間的風管及主要的水電管道都在吊頂內敷設，點型、線型光束、管路采樣式等各種感煙探測器都適合使用，這個項目從節省投資的角度選擇了線型光束感煙探測器。

（2）中轉庫情況較復雜，各種影響因素主要體現在：

①建筑層高較低，且主梁高1m，次梁高0.8m，每個11m×11m的柱網間形成了16 個2.75m×2.75m 的梁格，如果采用點型火災探測器或管路采樣式吸氣感煙探測器，每個梁格間需設一個探測器或采樣孔。

②排煙風管和空調風管多，風管高0.5m，按GB 50116—2013《火災自動報警系統設計規范》（以下簡稱《火規》）的規定“探測器的光束軸線至頂棚的垂直距離宜為0.3m～1.0m”，考慮空間高度對煙氣聚集的影響，當層高不大于5m 時，探測器的紅外光束軸線至頂棚的垂直距離通常為0.3m。所以線型光束感煙探測器不能在風管下方（距頂板的距離～1.5m）安裝；如果貼梁安裝，安裝高度剛剛在規范要求的范圍內，但根據工程實踐來看，煙氣更容易積聚在建筑頂部，當空間不大于5m 時，安裝在較低位置的探測器靈敏度會受影響，而且主風管和支管等各種管道排布非常密，加上結構柱的遮擋，只有很少的線性空間可供探測光束通過，所以不適合安裝線型光束感煙探測器。

③空調風口多，送風口呈5.5m×5.5m分布，需要考慮氣流對探測器的影響。

④每11m×22m為一個防煙分區，失火時需聯動開啟失火防煙分區的排煙口或排煙閥，需要至少設置兩只火災探測器定位防煙分區的位置。

考慮上述多種因素后，中轉庫有三種探測方案可供選擇：采用點型感煙探測器或管路采樣式吸氣感煙探測器，每個梁格間需設一個探測器或采樣孔；或在每個防煙分區內設兩組線型光束感煙探測器。三種探測方案各有優缺點：

方案1：每個梁格間采用點型感煙探測器時，探測器位于建筑頂部，可以有效探測聚集到頂部的煙氣。缺點是探測器數量多密度大（以2.75m×2.75m的密度布置），管線如在板內暗敷，接頭多維護不易；管線如貼樓板明敷，則需穿梁或繞梁，不便于施工。

方案2：管路采樣式吸氣感煙探測器的采樣孔布置類似點型感煙探測器，但靈敏度高于點型感煙探測器，對于受空調氣流影響較多的場所更有利。但受防煙分區的影響及《火規》對于采用孔數量的限制，每個防煙分區需設一個探測單元，投資相對高。主采樣管在梁下敷設會影響整個上部管網層的高度，且支管多，最好貼頂板穿梁敷設。

方案3：采用線型光束感煙探測器是施工最簡便且投資最省的方案，但前面已分析過其探測的靈敏度和有效性不如上兩種方式。

綜上所述，方案1是常規做法，方案2從技術上是最優選擇，方案3投資省且施工便利，設計可根據不同的項目情況選擇。

醫藥存儲庫大半年都屬于空調季，各種風管在頂部密集排布，空調送風時氣流對煙氣的擴散產生影響，使感煙探測器的準確度和及時性受到影響，不能有效探測煙霧，這時需要在空調回風氣流經過的路徑上及回風口處設感煙探測器，來增加火災煙氣探測的有效性，這里建議選擇高靈敏型的管路采樣式吸氣感煙探測器來提高靈敏度。

（3）揀配車間和各層中轉庫之間設有立體輸送系統，為了在火災時有效的分隔各個防火分區，運輸通道用防火墻和防火卷簾分隔，輸送輥道及其控制器需要做特別的處理，探測到火災信號后，火災報警控制器先聯動移開輸送輥道上的貨物、確認貨物移動到位后一步落下防火卷簾、然后切除設備電源。

3 冷庫

根據藥品存儲的需要，設有冷藏庫（2℃～8℃）、冷凍庫（-25℃）和速凍庫（-40℃）。冷庫設有快速自動卷簾門和保溫門，但醫藥物流運輸節奏很快，作業時保溫門打開，僅靠快速卷簾門動作，不可避免有熱空氣進入，這種有規律的熱空氣進入會產生冷凝現象，在靠近入口附近的頂棚上結冰。

目前冷庫火災探測主要采用管路采樣式吸氣感煙探測器，冷凝現象主要表現在兩個方面：一是在冷庫頂棚安裝的采樣管和采樣孔結冰導致管路阻塞；一是冷空氣沿采樣管進入報警主機，在報警控制主機內產生凝露，影響報警控制器的準確性甚至使報警控制器故障。

對于溫度≥-10℃的冷庫，目前的解決辦法是將吸氣式報警控制主機也放在冷庫內，這類冷庫室內外溫差較小，室內結冰的可能性較小，且這個溫度對報警控制主機幾乎沒有影響。缺點是報警控制主機放在冷庫內，不便于在庫外及時觀察火警情況；目前有吸氣式報警控制主機專用的顯示模塊可以放在冷庫外，但價格較貴。

對于溫度＜-10℃的冷庫，報警控制主機不適合放在冷庫內，需要從兩個方面解決冷凝問題。庫內采樣管材質應采用ABS管或PE 管，敷設在冷庫保溫層與結構頂板之間，專用的采樣孔在冷庫內為喇叭口形狀，采樣支管穿過保溫層后經限流器和一段彎管接入主采樣管。采樣管出冷庫后需繼續敷設一段路徑，讓溫度回升到-10℃以上，然后經過汽水分離器，讓冷凝水和空氣分離開來，冷凝水收集后定時排放，空氣進到報警控制器里。

4 高架庫

高架庫為自動化立體輸送庫，兩側有設備平臺，輸送設備放在一、二層平臺，空調設備放在四層平臺。該建筑為鋼結構網架屋面，網架底標高25m、距頂棚還有3m～4m 的空間。建筑距地20.8m處設有2m高的排煙窗。

存儲的藥品本身發生火災的可能性很小，風險主要來自機械運輸設備、電氣及控制設備以及存儲出入口附近的堆放物等，除了部分電氣設備位于建筑頂部，其余火災風險主要從底層開始。

已有的研究資料表明，建筑高度大于16m 但不超過26m 的場所，煙氣在6m～7m 處開始出現第一次分層現象，上升至11m～12m 處開始出現第二次分層現象，煙氣分層的高度會受季節及溫度的影響；在開窗形成對流層時，煙氣會在該對流層下1m 左右產生橫向擴散。

對于存在煙霧分層的高大空間，按《火規》的要求需在多個高度進行探測，目前高架庫中常用的管路吸氣式感煙火災探測器可以方便的將采樣孔深入貨架，對貨架分隔的各個空間進行探測報警。

按煙氣分層的高度特點，采樣管網的最優布置是在6m 或7m布置一層、11m或12m布置一層、頂棚布置一層。但當此類項目受業主投資限制時，設計會采取兩層布置采樣管網的方式，這是因為藥品這類存儲物幾乎沒有自燃發生火災的情況，主要考慮下部火災煙氣上升的情況即可。在工程實踐中，24m 及以上高架庫只在中間和頂部設探測器時，中間一層吸氣式感煙探測器并不是布置在煙氣首先出現分層現象的6m～7m處，而是布置在煙氣第二次分層高度12m，這是為了既滿足感煙探測器的安裝高度上限不大于12m，又能實現空間上的均布，兩層探測器都應采用高靈敏度型。

本建筑開窗是常閉的排煙窗，探測器先探測到火災煙氣信號再聯動開啟排煙窗，不同于平時常開導致煙氣形成對流層的通風窗，所以無需在該窗下方設置感煙探測器。

設備平臺作為豎向通道，采用點型感煙探測器即可。

5 結束語

通過上述案例分析可知，建筑、結構、物流、空調氣流、溫度等多種因素影響著火災探測器的選擇，設計需要綜合分析各種條件，找到合適的探測方式，及時發現火情，防止和減少火災危害。