国防工业火工品厂房消防给水系统设计探讨

发表时间:2016/3/7   来源:《工程建设标准化》2015年10月供稿   作者:马腾
[导读] 西安航天神舟建筑设计院有限公司 实践证明,在综合军、民用设计规范并充分了解工艺流程的基础上设计出的系统是安全可靠的。

(西安航天神舟建筑设计院有限公司,陕西,西安,710075)

【摘  要】针对国防工业火工品厂房现行消防设计规范的缺陷,结合现行民用规范并对以往建成项目进行研究,归纳了其消防给水设计要点及与一般民用建筑的区别。实践证明,在综合军、民用设计规范并充分了解工艺流程的基础上设计出的系统是安全可靠的。
【关键词】国防工业;火工品厂房;消防给水;雨淋系统

1 引言
        火工品厂房是指从事火药、炸药、弹药、引信、火工品研究与应用的工厂[1]。除烟花、爆竹、雷管等民爆行业外,火工品厂房更多的是出现在国防工业领域。目前,军品火工厂房消防设计并无国家规范,设计中依据的主要为中国兵器工业总公司颁布的《火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全规范》、《小量火药、炸药及其制品危险性建筑设计安全规范》,简称《火炸药规范》和《小药量规范》,这两本规范的颁布时间为1990年及1998年,距今20多年,期间一直未经过修订,局部内容已与现代的消防技术发展不匹配,因此在设计时应结合现行相关消防规范及厂房工艺特点进行设计,做到安全可靠,合理可行。
2 水源系统
        由于国防工业的特殊性及火工品厂房的危险性,军品火工厂房选址多在远离城市的郊县、山区,这些地区往往不具备完善的市政供水系统,其用水多取自深井地下水,故消防水源也多为地下水。在水源系统的方案设计时,可按以下原则考虑:
        (1)如厂区位于山区,则优先考虑在附近山顶或山腰建设专用高位消防水池,高位消防水池有效容积为厂区室内外消防用水总量,标高应满足最不利建筑物的消防水压要求,水池补水由深井供给,高位水池的布置距离深井不宜太远。需要注意的是,寒冷地区的高位消防水池应考虑防冻保温,工程实践中可考虑设置半地下式水池,减少挖方量,侧壁、顶板采用堆土或贴保温材料的方式进行防冻,达到经济性与可靠性的统一;水池内还应设置液位检测装置,反馈液位信号至消控室进行24h监控。
        (2)如厂区位于平原地带,建设高位水池不具有可行性或代价太大时,可考虑将深井泵房、消防泵房、消防水池合并建设(如有生活生产水泵房也宜合并建设),这样做便于统一管理、维护。综合泵站的位置应离消防用水量最大的工厂近,并尽量位于建筑群的中心位置。这样做的好处是各单体供水距离短,水头损失小,供水及时。
3 室内外消火栓系统
        军品火工厂房的室外消火栓设计与一般工业厂房基本相同,唯一需要注意的是如筑物外围设置了挡土防护墙,室外消火栓应设置在挡土墙外围,且不得设在挡土墙泻爆开口的正对方向。
室内消火栓设置应注意以下几个方面:
        (1)室内消火栓管道应尽量避免穿越抗爆墙,且不能敷设在存有与水会产生激烈反应的房间。
        (2)铝粉库等活泼金属贮存间不得采用水灭火,可设灭火毯或干砂箱。
        (3)因火工品厂房墙壁多为防火墙、抗爆墙,故消火栓箱不得暗装,以避免破坏墙体抗爆性能和耐火极限。
        (4)对于小量火药生产、实验工房,其建筑构造多为相邻的抗爆小间带一个外走廊,消火栓在室内无法设置。此时可以考虑在建筑物外墙设置消火栓箱,满足两股充实水柱覆盖保护区即可。



        此外,室内外消火栓的设计流量、火灾延续时间应按《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50794-2014中甲类厂房要求执行,《火炸药规范》是按87版《建筑设计防火规范》消防水量取值,明显偏小,不符合现行火灾科学发展水平的要求。
4 雨淋灭火系统
        《火炸药规范》规定在危险品使用工段应设置雨淋灭火系统[2]。雨淋灭火系统为自动灭火系统,灭火及时、抑制火灾能力强,是火工品厂房灭火设施的核心部分。国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2001(2005年版)第1.0.2条规定:“本规范不适用于火药、炸药、弹药、火工品工厂、核电站及飞机库等特殊功能建筑中自动喷水灭火系统的设计”[3],即说明火工品厂房与一般民用建筑、工业建筑在雨淋系统的设计上存在区别,不能直接套用GB 50084-2001(2005年版)中条文,而《火炸药规范》涉及雨淋系统的条文仅有五条,《小药量规范》也只有三条,且多为概括性的描述,对设计的指导作用不够全面。
鉴于以上情况,在对多个军品火工厂房项目总结的基础上,归纳军品火工厂房雨淋系统的设计要点与一般民用项目的区别如下:
        (1)雨淋系统喷水强度、作用面积均按GB 50084-2001(2005年版)中严重危险II级要求执行。
        (2)开式喷头的布置间距最小可以达到2m。这点与民用项目中的最小2.4m的间距略有不同,因为火工品厂房中有很多制药小间需设置雨淋,如按照2.4m的最小间距布置其喷水强度无法达到设计要求,因此可以放宽到2m。
        (3)军品火工厂房采用的是充水式雨淋系统,即雨淋报警阀后管网是充满水的,这与一般的民用项目不同。因为军品火工厂房属于易燃易爆环境,危险性高,要求雨淋系统快速动作、高速灭火[4],如采用空管式雨淋系统,即使满足小于2min的充水时间,也远达不到火工品厂房要求的灭火响应时间,火工品厂房如不在十几秒甚至更短的时间内抑制住火灾,往往会引起爆炸。
        (4)雨淋报警阀除自动控制、就地控制外,还应在保护区所有疏散口外侧设手动开关,如自动控制发生故障,方便工作人员逃生时顺手快速开启系统。
        (5)为避免误报又满足快速响应的要求,报警阀自动控制采用红紫外双相火焰探测器联锁电磁阀启动。因火工品厂房环境因素,该电磁阀应采用防爆型,防爆等级同电气专业。
5 结语
        军品火工厂房消防设计规范存在内容老旧、条文少、不全面的弊端,而现行民用规范又明确指出不适用于火工品建筑,因此在进行此类项目消防给水设计时,常令设计者无所适从。笔者从事军品火工厂房消防给水设计工作多年,通过不断总结,摸索出其设计规律和与一般民用建筑的区别,实践证明,大多数厂房在采用以上设计原则后其消防给水系统是安全可靠的,个别项目还经受住了火灾的考验。设计中只要充分了解工艺流程,积极运用现代消防技术,合理利用军品规范和民用规范,就能设计出安全可靠的系统。此外笔者了解到,原《火炸药规范》和《小药量规范》的修订工作终于提上日程,并将上升到国家标准,这对我国消防设计标准是一个重要补充,并对安全生产有重要意义。
参考文献:
[1]小量火药、炸药及其制品危险性建筑设计安全规范[S]. 北京:中国兵器工业总公司发行,1998
[2]火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全规范[S]. 北京:中国兵器工业总公司发行,1990
[3]公安部天津消防研究所. GB 50084- 2001(2005年版) 自动喷水灭火系统设计规范[S]. 北京:中国计划出版社,2005
[4]陈耀宗,刘振印,赵世明等. 建筑给水排水设计手册 第二版(上册)[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.
作者简介:
马腾(1984- ),男,硕士,工程师,主要从事国防工业建筑消防及给排水设计。

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