某丙類廠房自動水滅火系統設計探討

冉飛亞

（上海市機電設計研究院有限公司，上海200040）

1 引言

丙類廠房通常具有人員密集、可燃物多等特點，其發生火災的概率較大，且一旦發生火災極易蔓延擴大，燃燒產物一般含有有毒物質。故在消防設計時，應加強對此類場所的主動防火設計，合理的消防給水系統能有效控制初期火災蔓延，將火災控制在一定范圍內，對挽救人們的生命財產安全有重要意義。

2 項目概況

某座椅丙類廠房位于山東省煙臺市，建筑占地面積31 248m2，建筑面積31 971m2，為單層鋼結構。該丙類廠房共分為北面縱跨廠房、南面橫跨廠房、丙類倉庫一、丙類倉庫二4個防火分區，其中北面縱跨車間全部區域及南面橫跨車間部分區域有工藝懸掛鏈。根據GB 50016—2014《建筑設計防火規范》（2018年版）（以下簡稱《防火規范》），丙類二級單層廠房每個防火分區的最大允許建筑面積為8 000m2。該廠房內設置自動滅火系統，每個防火分區的最大允許面積可增加1倍，滿足規范設計要求。

圖1該丙類廠房平面功能分區

3 倉庫區域自動水滅火系統

3.1 丙類倉庫一自動水滅火系統

丙類倉庫一梁底標高9m，最大凈高高度11.70m，根據工藝要求，最大儲物高度7.50m。貨物火災危險性類別為倉庫危險級Ⅲ級，貨物儲存單元為無包裝發泡塑料。根據GB 50084—2017《自動噴水滅火系統設計規范》（以下簡稱《滅火設計規范》），采用早期抑制快速響應噴頭ESFR，系統的設計參數如表1所示。

表1丙類倉庫一自動噴水滅火系統設計參數

按此設計標準，自動噴水滅火系統流量大（Q1=271L/s），需配備4臺消防水泵，三用一備，單臺水泵流量為100L/s，系統主干管采用DN400mm熱鍍鋅無縫鋼管。因噴頭最低工作壓力為0.50MPa，自動噴淋系統揚程很高。整個系統安全系數低。

經綜合分析，丙類倉庫一最大儲物高度要求為7.5m。因此，考慮在丙類倉庫一內設置吊頂，吊頂高度為8m，可大大降低自動噴水滅火系統設計流量。設置吊頂后采用早期抑制快速響應噴頭（ESFR），系統的設計參數調整為：噴頭最低工作壓力0.30MPa，作用面積內開放的噴頭數12只。設置吊頂后，系統設計流量為126L/s，相應需配備的消防水泵為兩用一備，單臺水泵流量Q1=65L/s，系統主干管選用DN300mm熱鍍鋅無縫鋼管。

丙類倉庫一設置吊頂后降低自動噴水滅火系統設計流量，減小消防水池有效容積522m3（由975.6m3減至453.6m3），消防水泵可減少1臺且單臺水泵流量降低。但增加吊頂會造成建筑成本增加，同時暖通專業因無法實現自然排煙，需采用機械排煙，相應增設排煙機房。經過綜合經濟技術比較，丙類倉庫一可節省投資約100萬元，在對建筑及暖通專業影響有限的前提下，系統設計更合理。

3.2 丙類倉庫二自動水滅火系統

丙類倉庫二為高架立體倉庫，最大凈空高度16m，最大儲物高度8m。貨物火災危險性類別為倉庫危險級Ⅲ級，貨物儲存單元為無包裝的發泡塑料。因最大儲物高度超過7.5m，無法采用丙類倉庫一增設吊頂的方式，降低自動噴水滅火系統流量。又因最大凈空高度16m，超過了《滅火設計規范》第5.0.5條最大凈空高度的規定，應設貨架內置噴頭。自動噴水系統的設計參數按照第5.0.4條表5.0.4-3設置：頂板下灑水噴頭噴水強度22L/（min·m2），作用面積200m2，持續噴水時間2h。頂板下自動噴淋系統流量100L/s，貨架噴淋用水量30L/s。系統總用水量130L/s，消防水池需儲存的自動噴水滅火系統水量936m3。選用兩用一備，單臺水泵流量Q1=65L/s的自動噴淋泵,可同時滿足丙類倉庫一和丙類倉庫二的水量需求。

4 大空間廠房自動水滅火系統

4.1 北面縱跨廠房自動水滅火系統

北面縱跨廠房梁底標高8.50m，最大凈空高度11.9m，平面功能為發泡車間。根據《滅火設計規范》，該車間設自動噴水滅火系統。系統噴水強度為20L/（min·m2），最不利作用面積160m2，系統用水量為70L/s。采用68℃，K=115的直立型標準閉式灑水噴頭。

4.2 南面橫跨廠房自動水滅火系統

南面橫跨廠房梁底標高10.500m，最大凈空高度14.5m，主要功能為總裝車間。采用固定消防炮滅火系統，從廠區自動消防炮管網引入2根DN200mm管道，在車間內環形敷設。在廠房內靠柱或墻布置消防炮，保證懸掛鏈區域內任一點有2股消防炮水柱保護。自動消防炮基本設計參數為：額定工作壓力H=0.9MPa，單臺額定流量Q=30L/s，標準圓形保護半徑R=55m。

4.3 懸掛鏈區域自動水滅火系統

因工藝需求，車間南面橫跨廠房部分區域設置工藝懸掛鏈，懸掛鏈底標高6.00m。南面橫跨廠房最大凈空高度14.5m，自動水滅火系統為自動消防炮滅火系統。火災發生時，通過火災報警控制器確認火災報警區域，自動消防炮系統將自動聯動開啟相應的消防設備，同時傳感器自動掃描現場火情，通過噪光過濾和圖像處理迅速判別找出火源。火災信號通過通信總線傳輸至消控室集中控制柜，集中控制柜通過起泵線啟動消防水泵，通過通信線聯動水炮電動閥啟動，水炮工作[1]。

自動消防炮滅火系統有一定局限性，當懸掛鏈下方地面區域發生火災時，因懸掛鏈大面積遮擋，位于懸掛鏈上方的火災報警控制器很難及時識別火災報警區域，自動消防炮對懸掛鏈下方區域的保護有較大隱患。需在懸掛鏈下方增設自動水滅火系統，實現自動水滅火系統全覆蓋。因懸掛鏈下方僅有1層600mm×600mm的鋼絲網，除結構柱外無其他鋼結構構建，采用自動噴淋系統噴淋支管無懸吊支點，故將自動消防炮系統設置在懸掛鏈下方，安裝高度6m。

懸掛鏈上方懸掛物品為塑料制品，懸掛鏈沿軌道方向循環運動，當某處塑料制品著火時，著火點位置隨懸掛鏈運行而改變，消防炮滅火時對火源位置的檢測困難。且消防炮為點源滅火，對于工藝懸掛鏈這類物品密度較大的區域，適用性較低。經與工廠使用方、消防局及審圖公司等多方溝通，認為自動噴水滅火系統更適用于工藝懸掛鏈滅火。因懸掛鏈下方已布置自動消防炮系統，故本項目考慮在工藝懸掛鏈上方布置一層自動噴水滅火系統，該系統保護的最大凈空高度9.5m（屋架下至懸掛鏈底部的高度），系統噴水強度20L/（min·m2），最不利作用面積160m2，系統用水量70L/s。采用68℃，K=115的直立型標準閉式灑水噴頭。

5 結語

本工程針對不同的廠房功能分區和相應的火災危險性，設計了不同的自動水滅火系統：丙類倉庫一采用早期抑制快速響應噴頭，丙類倉庫二選擇頂板下灑水噴頭+貨架噴頭形式，北面縱跨廠房設常規自動噴水滅火系統，南面橫跨廠房設自動消防炮滅火系統，懸掛鏈區域采用自動噴淋+自動消防炮系統形式。保證了工業廠房自動水滅火系統設計合理性，以及后期運行的穩定性和安全性，為工業生產實現良好的經濟效益。