时间：2023-02-01 08:21:10
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇消防设计论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
其一：《建规》中屋顶消防水箱的设置问题
随着消防问题越来越受到重视，建筑给排水中的消防问题也同时受到了同行们的关注，消防设计规范作为设计人员必须遵守的法律条文，也让设计人员开始更多的学习和思考，本人最近在网易给排水在线消防板块担任了版主，通过和广大同行网友的交流，发现了很多规范上面的语焉不详之处，通过讨论也难以得出明确的结论，有些问题值得拿出来与各位同行商榷，希望能够和大家交流，得到大家批评和指正，同时能够引起规范编制组各位专家的注意，在以后的规范编制修改中考虑到这些问题。
本人认为，《规范》的编制里面有个平衡性的把握问题，太粗了不易于具体的操作执行中的把握，太细了又难免有些地方不能照顾到方方面面，让一些具体有困难的设计难于真正贯彻。因为规范的条文是用来直接在设计中体现的，所以应该具有可操作性，应该十分明确，如果有些地方不能明确的，如规范修订中各方具有争议的，建议就应该提高到上一层做出上面一层应该保证到的，而不应语焉不详、含糊其辞的列出一条，这样最让设计者和审图、消防审查人员和各方人员难于把握，造成各方理解产生歧义，首先是设计人员在方案阶段就无从把握，举个例子，今天我这样认为，做好方案，消防审查某个人员认为可行，过两天时施工图做好了，审查人员换了个人，对某条规范的理解不一样，施工图的工作变化就大了，这样的事情经常发生，造成很大的浪费，非常不利于大家的工作，造成各方之间的矛盾，同时也给某些腐败环节提供机会。违反了规范编制的初衷。
现打算将平时设计中的一些问题理出，与大家一起分析探讨。限于篇幅，打算分几篇文章逐段论述，本次仅讨论一点，关于屋顶水箱设置的问题：
《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001版），以下简称《建规》“第8.6.3条设置常高压给水系统的建筑物，如能保证最不利点消火栓和自动喷水灭火设备等的水量和水压时，可不设消防水箱。
设置临时高压给水系统的建筑物，应设消防水箱或气压水罐、水塔，应符合下列要求：
一、应在建筑物的最高部位设置重力自流的消防水箱；
二、室内消防水箱（包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱），应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量不超过25L/s，经计算水箱消防储水量超过12m3时，仍可采用12m3；当室内消防用水量超过25L/s，经计算水箱消防储水量超过18m3，仍可采用18m3。
1、在以上两条中首先有关于临时高压和常高压的定义问题，临时高压大家都知道，而常高压规范在条文解释中所述的“即设有高位水池或区域高压给水系统”中的区域高压给水系统，由于没有明确的界定，所以在实际设计中难于把握，首先说区域概念的范围难于把握，到底多大才算是区域，是几栋楼还是一个小区还是几个小区抑或是一片厂区，均不得而知，所以在平时的设计中只有高位水池可以得到大家的一致认可，而区域高压的理解有很多异议，窃认为其实在满足了二级负荷的前提下，如果消防设备齐全，有独立的两路水源供水，或是一路水源但是有含室内室外消防水量的消防水池，平时有专人值班的消防泵房或是消防控制中心，即可以认为是常高压系统，因为即使消防作为重中之重，它的可靠性把握，也有一个“度”的问题，因为任何安全保险都不是绝对的，因为即使是规范定义的常高压高位水池，也有检修维护和清洗的时间。
以上是本人粗浅的看法，并不认为一定正确，但是还是认为如果无法明确那么不如不写出，至少不会造成大家在这上面费尽思量，仍然找不出统一的认识。
2、再者就是“室内消防水箱（包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱），应储存10min的消防用水量”，这里十分钟的消防水量我们认为应该包括喷淋等其他消防设备的用水量，然而按照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2005（以下简称《喷规》）“10.3.1采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱，其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度”这里面说的“系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度”到底是指最不利点一个喷头的水量还是同10.3.2中“最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量”，还是最不利处整个保护面积里面10分钟的用水量，这个问题无论在《建规》还是《喷规》或是即将出版的《建规》送审稿中均没有一个明确的说法。
举个例子，如果一栋带地下停车库的多层综合楼，有喷淋系统，采用中危Ⅱ级的喷淋强度计算，喷淋水量按照最不利点的保护面积来计算，假如水量是30l/s，具体根据喷头布置的疏密及选用管径的大小有些差异，假如室内消火栓系统水量是10ls/，如果喷淋按照整个保护面积30l/s的流量计算10分钟的水量已经是18立方了，那么由于“当室内消防用水量超过25L/s，经计算水箱消防储水量超过18m3，仍可采用18m3”无需再计算其他水量即可选取18m3水箱了，如果按照“最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量”计算那么4只喷头的水量应该在5l/s左右，即水箱需要在消火栓用水量10×10×60=6m3和下加上5×10×60=3m3的水量，为9m3，与前面所述18m3有很大的差异。
我们平时设计中认为因为少有水箱能够满足喷淋要求水头的，所以都是需要设增压系统的，所以罐里有十分钟的水量，水箱就不考虑了，但是我们注意到《喷规》10.3.2条说的“不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。”那么其中的话严格理解是不设消防水箱时气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量采用，然而即使采用了气压供水供水设备，在有水箱时水箱是否还应该考虑喷淋储水量，如果我们以规范字面意思理解，还是需要。
不禁要问，这是规范的原意吗？如果不是，那说明规范在这条条文的陈述上存在漏洞。
关键词：火灾自动报警消防联动控制系统电气设计
现代化的建筑规模大、标准高、人员密集、设备众多，对防火要求极为严格。为此，除对建筑物平面布置、建筑和装修材料的选用、机电设备的选型与配置有许多限制条件外，还需要设置现代化的消防设施。随着我国经济建设的发展，各种高层建筑、大中型商业建筑、厂房不断涌现，对自动消防报警系统提出了更高更严的要求。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，保卫社会主义现代化建设，在现代化的工业民用建筑、宾馆、图书馆、科研和商业部门，火灾自动报警系统已成为必不可少的设施。电气工程设计、安装和使用是否正确不仅直接影响到建筑的消防安全而且也直接关系到各种消防设施能否真正发挥作用。因此，自动报警及消防联动的设计及设备选型显得尤为重要。
一、系统的组成
火灾自动报警与消防联动控制系统是建筑物防火综合监控系统，由火灾报警系统和消防联动控制系统组成。在实际工程应用中，系统的组成是多种多样的，设备量的多少、设备种类都会有很大的不同。但是，决定系统特征的是火灾自动报警和消防联动控制这两个系统的实现方式。
（一）火灾自动报警系统的组成
火灾自动报警系统一般由探测器、信号线路和自动报警装置三部分组成。
1、火灾探测器和手动报警按钮
火灾探测器是整个报警系统的检测元件。它的工作稳定性、可靠性和灵敏度等技术指标直接影响着整个消防系统的运行。
1）探测器的种类
火灾探测器的种类很多，大致有如下几种：
（1）离子感烟探测器。
（2）光电感烟探测器。
（3）感温探测器（包括定温式和差温式）。
（4）气体式探测器。
（5）红外线式探测器。
（6）紫外线式探测器。
2）常用的火灾探测器基本原理
（1）感烟火灾探测器
火灾发展过程大致可以分为初期阶段、发展阶段和衰减熄灭阶段。感烟火灾探测器的功能在于：在初燃生烟阶段，能自动发出火灾报警信号，以期将火扑灭在未成灾害之前。根据结构不同，感烟探测器可分为离子感烟探测器和光电感烟探测器。
①离子感烟探测器
离子式感烟探测器是由两个内含Am241放射源的串联室、场效应管及开关电路组成的。内电离室即补偿室，是密封的，烟不易进入；外电离室即检测室，是开孔的，烟能够顺利进入。在串联两个电离室的两端直接接入24V直流电源。当火灾发生时，烟雾进入检测电离室，Am241产生的α射线被阻挡，使其电离能力降低，因而电离电流减少，检测电离室空气的等效阻抗增加，而补偿电离室因无烟进入，电离室的阻抗保持不变，因此，引起施加在两个电离室两端分压比的变化，在检测电离室两端的电压增加量达到一定值时，开关电路动作、发出报警信号。
②光电感烟探测器
光电式感烟探测器由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。按照光源不同，可分为一般光电式、激光光电式、紫外光光电式和红外光光电式等4种。
a、一般光电式感烟探测器根据其结构特点可分为遮光型和散射型两种。
遮光型光电感烟探测器由一个光源（灯泡或发光二极管）和一个光电元件对应装在小暗室内构成。在无烟情况下，光源发出的光通过透镜聚成光束，照射到光电元件上，并将其转换成电信号，使整个电路维持在正常状态，不发出报警。当火灾发生有烟雾进入探测器，使光的传播特性改变，光强明显减弱，电路正常状态被破坏，则发出报警信号。
散射光电式感烟探测器的发光二极管和光电元件设置的位置不是对应的。光电元件设置在多孔的小暗室里。无烟雾时，光不能射到光电元件上，电路维持正常状态。而发生火灾时，有烟雾进入探测器，光通过烟雾粒子的反射或散射到达光电元件上，则光信号转换成电信号，经放大电路放大后，驱动自动报警装置发出报警信号。
b、激光式感烟探测器。由激光发射机（包括脉冲电源和激光发生器）和激光接收器（包括光电接收器、脉冲放大及报警）组成。它利用激光方向性强、亮度高及单色性和相干性好的特点。在无烟情况下，脉冲激光束射到光电接收器上，转换成电信号，报警器不发出报警。一旦激光束在发射过程中有烟雾遮挡而减弱到一定程度，使光电接收器信号显著减弱，探测器发出报警信号。在种类繁多的激光光源中，半导体激光器由于具有所需激发电压低、效率高、脉冲功率大、器件体积小、耐震、寿命长和价格低廉等优点而受到重视。
c、紫外光和红外光感烟探测器。它们具有灵敏度高、性能稳定、可靠、探测方位准确等优点，因而得到普遍重视，并成为目前火灾探测器的重要设备和发展方向。
光电式感烟探测器发展很快，种类不断增多，就其功能而言，它能实现早期火灾报警，除应用于大型建筑物内部外，还特别适用于电气火灾危险性较大的场所，如计算机房、仪器仪表室和电缆沟、隧道等处。
（2）感温火灾探测器
感温探测器按结构原理不同有双金属片型、膜盒型、热敏电子元件型等三种。
①双金属片型是应用两种不同膨胀系数的金属片作为敏感元件的，一般制成差温和定温两种形式，定温式是当环境温度上升达到设定温度时，定温部件立即动作，发出报警信号；差温式是当环境温度急剧上升，其温升速率（℃/min）达到或超过探测器规定的动作温升速率时，差温部件立即动作，发出报警信号。
②膜盒型探测器由波纹板组成一个气室，室内空气只能通过气塞螺钉的小孔与大气相通。一般情况下（指环境温升速率不大于1℃/min），气室受热，室内膨胀的气体可以通过气塞螺钉小孔泄漏到大气中去。当发生火灾时，温升速率急剧增加，气室内的气压增大，波纹板向上鼓起，推动弹性接触片，接通电接点，发出报警信号。
③电子感温探测器由两个阻值和温度特性相同的热敏电阻和电子开关线路组成，两个热敏电阻中一个可直接感受环境温度的变化，而另一个则封闭在一定热容量的小球内。当外界温度变化缓慢时，两个热敏电阻的阻值随温度变化基本相接近，开关电路不动作。火灾发生时，环境温度剧烈上升，两个热敏电阻阻值变化不一样，原来的稳定状态破坏，开关电路打开，发出报警信号。
3）火灾探测器的选择
（1）根据火灾的特点选择探测器
①火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量热，很小或没有火焰辐射，应选用感烟探测器。
②火灾发展迅速，产生大量的热、烟和火焰辐射，可选用感烟探测器、感温探测器、火焰探测器或其组合。
③火灾发展迅速、有强烈的火焰辐射和少量烟和热、应选用火焰探测器。
④火灾形成特点不可预料，可进行模拟试验，根据试验结果选择探测器。
（2）根据安装场所环境特征选择探测器
①相对湿度长期大于95%，气流速度大于5m/s，有大量粉尘、水雾滞留，可能产生腐蚀性气体，在正常情况下有烟滞留，产生醇类、醚类、酮类等有机物质的场所，不宜选用离子感烟探测器。
②可能产生阴燃或者发生火灾不及早报警将造成重大损失的场所，不宜选用感温探测器；温度在0℃以下的场所，不宜选用定温探测器；正常情况下温度变化大的场所，不宜选用差温探测器。
③有下列情形的场所，不宜选用火焰探测器：
a、可能发生无焰火灾；
b、在火焰出现前有浓烟扩散；
c、探测器的镜头易被污染；
d、探测器的‘视线’易被遮挡；
e、探测器易被阳光或其他光源直接或间接照射；
f、在正常情况下，有明火作业以及X射线、弧光等影响。
高层民用建筑及探测器的灵敏度选择，应据探测器的性能及使用场所，正常情况下（无火警时）系统没有误报警为准进行选择。目前，国内高层建筑中，大部分使用光电感烟测器，只有在个别场所、厨房、发电机房、车库及有气体灭火装置的场所才用感温探测器。只用一种探测器，在联动的系统里易产生误动作，这将造成不必要的损失，无联动的系统里易误报。故应选用两种或两种以上种类探测器。他们是“与”的逻辑关系，当两种或两种以上探测器同时报警，联动装置才动作，这样才能确保不必要的损失
总之，探测器选择应根据实际环境情况选择合适的探测器，以达到及时、准确报警的目的。
4）手动报警按钮
报警区域内每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮，且从一个防火分区里的任何位置至最近一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30m，并应设置在明显和便于操作的位置。手动报警按钮距地面1.5m。
2、自动报警装置
我国火灾自动报警装置的研究、生产和应用虽然起步较晚，但发展非常快，特别是最近几年，随着我国四化建设的迅速发展和消防工作的不断加强，火灾自动报警装置的生产和应用都有了较大的发展，生产厂家、产品种类和产量及应用单位都不断地增加。我国目前生产的火灾自动报警装置是包括报警显示、故障显示和发出控制指令的自动化成套装置。当接收到火灾探测器、手动报警按钮或其他触发器件发送来的火灾信号时，能发出声光报警信号，记录时间、自动打印火灾发生的时间、地点、并输出控制其他消防设备的指令信号，组成自动灭火系统。目前，生产、使用的自动报警装置，多采用多线制，分为区域报警控制器、集中报警控制器和智能型火灾报警控制器。
（1）区域报警控制器
区域报警器是一种由电子电路组成的自动报警和监视装置。它联结一个区域内的所有火灾探测器，准确、及时的进行火灾自动报警。因此，每台区域报警器和所管辖区域内的火灾探测器经正确连接后，就能构成完整、独立的自动火灾报警装置。
区域报警器的基本原理如下：
①接收探测器或手动报警按钮发出的火灾信号，以声光的形式进行报警；
②电子钟可以记忆首次发生火灾的时间；
③可以带动若干对继电器触点给出适当外接功能；可
④以配置备用直流电源，当市电断电时，直流备用电便自动投入；
⑤具有自检功能，当区域报警器与探测器之间有接触不良或断线时，报警器发出开路或短路的故障声、光报警信号并自动显示故障部位；
⑥具有“火警优先”功能，各类报警信号至区域报警器，经信号选择电路处理后，进行火灾、短路、开路判断，报警器首先发出火灾报警信号，指示具体着火部位，发出火警音响，记忆火警信号、开路、短路故障信号；
⑦通过通讯接口电路将三类信号送至集中报警控制器。区域报警控制器将接收到的探测器火警信号进行“与”“或”逻辑组合，控制继电器动用联动外部设备，如排烟阀、送风阀、防火门等。
目前国内各厂家生产的区域报警器的容量即监控部位多少不同。不同型号的区域报警器需与不同型号的探测器相连接。以西安262厂生产的JB-QB-2700/088A系列区域报警器为例，它有壁挂式、柜式两种，最大容量为256路，一路是一个部位号，一个探测器占一个部位号。
在工程设计中，选择区域报警控制器的容量应大于该区域的探测器数。如一建筑物以一层为一个区，共24个房间，每个房间一个探测器，共24个，则应选择30路区域报警控制器。若48个房间，则应选择50回路区域报警控制器。
（2）集中报警控制器
集中报警控制器的基本原理如下：
①把若干个区域报警器连接起来，组成一个系统，集中管理；
②可以巡回检测相连接的各区域报警器有无火灾信号或故障信号，并能及时指示火灾区部位和故障区域，同时发出声、光报警信号；
③其他功能、原理同区域报警控制器。
在系统中如只有探测器和集中报警器是不能工作的。因为集中报警器的巡检功能、火灾报警功能、自检功能等都是与区域报警器构成系统后才具备的。所以，只有区域报警器与集中报警器配合使用，才能构成自动火灾报警系统。
集中报警系统适用于大型、复杂工程。集中报警器最大容量可接40台区域报警器。
（3）智能型火灾报警控制器
智能型火灾报警控制器的基本原理如下：
①采用模拟量探测器，能对外界非火灾因素，诸如温度、湿度和灰尘等影响实施自动补偿，从而在各种不同使用条件下为解决无灾误报和准确报警奠定了技术基础；
②报警控制器采用全总线计算机通信技术，实现总线报警和总线联动控制，减少了控制输出与执行机构之间的长距离管线；
③采用大容量的控制矩阵和交叉查寻程序软件包，以软件编程代替硬件组合，提高了消防联动的灵活性和可修改性。
262厂生产的NA1000系列火灾报警控制器就属此类形式。
（4）自动报警装置的选择
火灾自动报警系统中，所选用的火灾报警装置应具有以下基本功能：
①能为火灾探测器供电；
②能接收来自火灾探测器或手动报警按钮的报警信号；
③能检测并发出系统本身的故障信号；
④能检查火灾报警器的报警功能；
⑤具有电源转换功能。
火灾报警控制器的选择，一般考虑下列因素：
①火灾探测器、火灾报警器宜选用同一厂家的配套产品；
②报警系统所需回路数量；
③是否需要自动消防联动控制功能；
④安装位置和安装方式等。
（二）消防联动控制系统的组成
消防联动控制范围很广，据实际工程的大小、等级高低的不同各异。联动控制设备有消火栓、水灭火、气体灭火、防火门、防火卷帘、排风机、空调设施、防火阀、排烟阀、电梯、诱导灯、事故灯、警铃、切断工作电源等。
二、系统选择
火灾自动报警系统的保护对象是建筑物或建筑物的一部分。不同的建筑物，其使用性质、重要程度、火灾危险性、建筑结构形式、耐火等级、分布状况、环境条件以及管理形式等各不相同。在设计中应仔细研究这些情况，根据不同的情况选择不同的火灾自动报警系统。
（一）系统确定
火灾自动报警系统是触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其他辅助功能的装置组成的火灾报警系统，是人们为了早期发现通报火灾、并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾而设置在建筑中或其他场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。
报警系统的确定一般是整个系统中报警部位总点数，包括探测器数量、手动报警按钮数量及消火栓、自动门、自动阀、行程开关等总数量来确定。也就是说与建筑物大小、等级、使用功能有关。火灾自动报警系统的组成形式多种多样，特别是近年来，科研、设计单位与制造厂家联合开发了一些新型的火灾自动报警系统，如智能型、全总线型等，但在工程应用中，采用最广泛的是如下三种基本形式：区域报警系统、集中报警系统、控制中心报警系统。
1、区域报警系统
该系统一个报警区域宜设置一台区域报警控制器，系统中区域报警控制器不应超过3台，区域报警控制器宜设于有人值班的房间、场所。
系统的组成见下图。
2、集中报警系统
报警区域较多、区域报警控制器超过3台时，采用集中报警系统。集中报警系统至少有一台集中报警控制器和两台以上区域报警控制器集中报警控制器应设置有人值班的专用房间或消防班室内。
系统的组成见下图。
3、控制中心报警系统
工程建筑规模大、保护对象重要、设有消防控制设备和专用消防控制室时，采用控制中心报警系统。
系统的组成见下图。
以上各系统布线方式与探测器、报警器种类有关。采用二线制（即区域报警器到每一个探头为二线）。区域报警器单独使用为N+1式，到集中报警器为N+N/8+1+3+1式，设计、施工比较方便，而且降低造价。
除以上系统外，国内各厂家又相继推出总线制报警器。不同厂家总线制系统各异，但共同点都是总线制、地址编码形式。
（1）二总线制集中报警系统。区域报警器到探测器的线路传输只需二条总线，每一部位的控制器都有自己的编号，即一个部位一个编址单元。如JB-QB-50-2700/076型为例，它采用了先进的单片机技术，CPU主机将不断地向各编址单元发码。当编址单元接收到主机发来的信号后，加以判断：如果编址单元的码与主机的发码相同，该编址单元响应。主机接收到编址单元返回的地址及状态、信号，进行判断处理：如果编址单元正常，主机将继续向下巡检；经判断如果是故障信号，将发出故障区域声、光报警信号。发生火灾时，经主机确认后，火警信号被记忆，同时发出火灾区域声、光报警信号。
在实际工程应用中，如果用一台区域报警器控制一层楼，在二总线上可接50个编址单元；控制二层，每层二总线上可接35个编址单元；控制三层，每层二总线上可接25个编址单元。076型区域报警器的扩展型最多可设置200个编址单元。
（2）三总线制集中报警系统。该报警器是由单片机8031为中央控制单元，计算机管理的三线制报警器。三总线制系统通过三总线与被控的各区域报警器相联。三总线制在工程应用中有两种形式：楼层复示器——集中报警器系统、区域报警器——集中报警器系统。
①楼层复示器——集中报警器系统
楼层复示器可以对编址探测器发码、收码，显示本层的报警部位，具有断线故障自动报警功能。该系统适用于每层不超过32个报警部位，楼层无值班点，首层设有消防总值班室的建筑。
②区域报警器——集中报警器系统
由区域报警器和标准集中报警器组成的两级管理总线制火灾报警系统，适用于每层报警部位多少不一，并设有楼层服务台的中型宾馆等建筑物。
采用总线制报警系统布线简单，设计、施工方便，与其他报警系统相比多一些接口元件。
（二）消防联动控制系统
消防联动控制系统有无联动、现场联动、集中联动等几种形式。
在实际工程中，报警系统与消防联动系统的配合有以下几种形式：
1、区域——集中报警、横向联动控制系统。
此系统每层有一个复合区域报警控制器，他具有火灾自动报警功能，能接收一些设备的报警信号，如手动报警按钮、水流指示器、防火阀等，联动控制一些消防设备，如防火门、卷帘门、排烟阀等，并向集中报警器发送报警信号及联动设备动作的回授信号。此系统主要适用于高级宾馆建筑，每层或每区有服务人员值班，全楼有一个消防控制中心，有专门消防人员值班。
2、区域——集中报警、纵向联动控制系统。
此系统主要适用于高层“火柴盒”式宾馆建筑。这类建筑物标准层多，报警区域划分比较规则，每层有服务人员值班，整个建筑物设置一个消防控制中心。
3、大区域报警、纵向联动控制系统。
此系统主要适用于没有标准层的办公大楼，如情报中心、图书馆、档案馆等。这类建筑物的每层没有服务人员值班，不宜设区域报警器，而在消防中心设置大区域报警器，有专门消防人员值班。
4、区域——集中报警、分散控制系统。
此系统在联动设备的现场安装有“控制盒”，以实现设备的就地控制，而设备动作的回授信号送到消防中心。消防中心的值班人员也可以手动操作联动设备。此系统主要适用于中、小型高层建筑及房间面积大的场所。
此外，还有自动报警和消防控制于一体的灭火装置系统，如FJ-2714自动灭火装置。此系统主要适用于计算机房、发电机房、贵重物品仓库、档案库、书库等场所的火灾自动报警及自动灭火。气体灭火、药剂灭火具有能力强、效率高、对金属腐蚀性小、不导电、长期存储不变质、不污损灭火对象等优点，但造价高。
关键词：玩具厂消防给水设计流量报警阀压力开关喷头
OnDesignofFireSystemforToyManufactory
Abstract:Byapracticalcase,thefiresystemofatoymanufactory,thedesignofautomaticsprinklingfiresystem(ASF)forindustrialbuildingsaccordingtoforeigndesignnormarepresented.SomeguidelinesdifferingfromthedomesticnormsuchasthedecisionofwaterdischargeofASFsystem;thesetupofalarmandpressurevalves,thelayoutofpipelinenetworkandthedistributionofsprinklersaredescribed.
1情况概述
南海市美泰玩具厂(简称玩具厂)始建于80年代初期，是一间大型的中外合资企业。主要产品是塑料玩具，且全部外销。全厂主要车间有：配料车间、注塑车间、喷漆车间、组装车间、维修车间和模具车间等，此外还有写字楼、高架仓库等用房。
建筑高度超过24m的高层工业建筑A、B、C、D厂房4座。在消防设施方面，部分厂房有简单的室内消火栓灭火系统和电力报警系统。
该厂向境外火灾保险公司购买了火灾保险，因此必须重新设置安装消防给水系统。由于境外保险公司的参与，玩具厂消防给水系统的设计与我国国内现有的常规设计有很大的不同。具体的说，具有以下几个特点：一是要符合中华人民共和国的消防规范；二是要满足火灾保险公司的要求；三是所采用的设备和材料要有FM/UL认证。
笔者作为玩具厂消防给水工程的设计者，在此对其进行分析介绍，与大家共同探讨。
2消防给水系统设计水量的确定
经过与消防部门、保险公司协商，消防给水系统水量作如下规定。
2.1室内消火栓用水量的确定
室内消火栓用水量按照《建筑设计防火规范》的标准执行，由于厂房高度介于24m至50m之间，所以消火栓用水量选用25L/s。同时使用水枪5支，每支水枪最小流量5L/s，每根竖管最小流量15L/s，火灾延续时间为2h。
2.2自动喷水灭火系统设计水量的确定
自动喷水灭火系统设计水量按照美国NFPA13和NFPA231C标准确定。由于玩具厂各厂房、车间的生产性质不同，火灾危险性等级也不相同，所以各车间自动喷水灭火系统的喷水强度和作用面积也不同，具体情况见表1。
表1玩具厂喷淋系统设置基本数据
喷淋系统
设置地点喷水强度
/L/(min.m2)
(GPM.ft2)作用面积
/m2(ft2)每只喷头最
大保护面积
/m2(ft2)设计流量
/L/s(GPS)
组装、维修、模
具车间，写字楼6.91(0.17)279(3000)12.05(130)32.13(8.5)
配料、注塑车间11.4(0.28)279(3000)9.3(100)53.01(14)
喷漆车间16.3(0.4)233(2500)9.3(100)63.30(16.7)
高架仓库18.32(0.45)186(2000)9.3(100)56.79(15)
在表1的4组数据当中，两组是中危险级，两组是严重危险级。与我国自动喷水灭火系统常规设计相比有较大差别：一是分类较细，每一等级的喷水量不是固定值，而是根据不同的建筑划分成一个范围；二是喷水量较大；三是严重危险级的喷淋系统仍可采用湿式报警系统。其中，仓库的喷水量是按照NFPA231C标准确定的，其特点是：喷水强度大，作用面积小。
至于系统设计流量的确定，应选择最不利情况时所需的消防流量(即可能发生最大的消防流量)作为自动喷水灭火系统的设计流量。从表1中可以看出，喷漆车间所需的消防喷水量最大，可作为自动喷水灭火系统设计流量。经采用NFPA13规定的计算机方法计算，水量约为68L/s。该车间位于A、B座厂房4楼。火灾延续时间按照NFPA13标准为2h。
3消防给水系统的布置
3.1系统设置
玩具厂的消火栓给水系统和自动喷水灭火系统采用分开设置，消火栓给水系统采用临时高压给水系统，自动喷水灭火系统采用稳压装置。
根据玩具厂的厂区分布特点，全厂设有两座消防泵房和水池。消防水池储量分别为500m3和600m3。消防给水也是两套系统，各自独立(见图1)。分别供应全厂南半区和北半区的消防用水。两个泵房各设2台消火栓泵和自动喷水泵，均为1用1备，稳压泵只设1台。消火栓泵流量28L/s(445GPS)，扬程86m(280ft)，功率37kW。自动喷水泵流量70L/s(1100GPS)，扬程70m(235ft)，功率75kW。稳压泵流量1.6L/s(25GPS)，扬程86m(280ft)，功率4kW。上述所有设备均为国外成套产品，即主泵、稳压泵、启动柜都是成组配套的。
图1玩具厂总平面图
3.2湿式报警阀的设置
按照我国常规作法，严重危险级的建筑物，自动喷水灭火系统的设置应采用雨淋系统。而玩具厂的建筑物危险等级，既有中危险级，又有严重危险级。但自动喷水灭火系统全部采用的是湿式报警系统。
《自动喷水灭火系统设计规范》规定，湿式报警阀的控制范围是采用控制喷头数目来确定的。但玩具厂如果采用此规定，湿式报警阀的布置将比较困难。所以，在玩具厂自动喷水灭火系统设计中，湿式报警阀的控制范围是采用控制面积来确定的。每组湿式报警阀的控制面积不超过4833m2(52000ft2)。全厂共设置8组湿式报警阀，全都布置在厂区内厂房外墙边醒目的地方。
3.3压力开关的设置
消防给水系统中，凡是采用稳压装置的，自动启泵都是靠压力开关来控制。一般常规作法是设置两个压力开关，一个控制稳压泵的启、停，一个控制消防主泵的启动。而在玩具厂消防给水设计中，选择的是另外一种方法。即玩具厂两套系统各设置3个压力开关，一个控制稳压泵启、停，其余两个分别控制两台自动喷水主泵启动。具体作法是：当压力低于0.8MPa时，稳压泵启动，当压力高于0.89MPa时，稳压泵停泵；当压力低于0.75MPa时，启动第一台自动喷水主泵；当压力低于0.7MPa时，启动第二台自动喷水主泵。在这里，第二台自动喷水泵不只是作为备用泵，而是第一台泵水量的补充。
4消防给水管网及喷头的布置
4.1室内消火栓管网的布置
室内消火栓管网呈立体环网布置。消防箱设有普通消火栓和消防软管卷盘，布置间距30m，消防门为玻璃门，按钮开启。4座主厂房屋顶，除了设有试验用的消火栓外还配有压力表。报警警铃及远程启泵信号线全部用镀锌线管保护。
4.2自动喷水给水管网的布置
由于玩具厂目前正在生产，厂房内风槽、线槽、工业管道交叉纵横。使自动喷水给水管道布置十分不便。设计时，多次到现场查看，测量管道的位置，确定管道的走向。施工时，基本上避免了自动喷水管道与其他管道的碰撞及管道走向上的竖向起伏。
根据现场的实际情况，玩具厂自动喷水管网布置成枝状管，属于一种不等压系统。这种系统容易造成喷水不均匀。在管径的选择上，由于玩具厂采用NFPA标准，与《自动喷水灭火系统设计规范》的标准不同，各个厂房、车间的喷水强度也不统一。所以，只能按照NFPA规定的方法，对各车间、分区的自动喷水管网逐段计算。配管时，一要满足喷头的工作压力，二要考虑作用面积内的平均喷水强度。从验算结果看，两条要求都得到满足。
玩具厂自动喷水灭火系统的分布是很广的，各个建筑都布置了自动喷水系统。为了解决距离泵房比较近、楼层比较低的喷淋管网压力过高，流量过大的问题，在低层各分区水流指示器前，设置了减压阀。
4.3放空管的布置
自动喷水给水管网的冲洗和放空措施是非常必要的。对玩具厂来说，自动喷水灭火系统分布广，如何考虑系统放空，这是消防给水设计中面临的一个具体问题。一般的自动喷水设计，是将每层楼自动喷水管网的末端设置一个检验放空阀，然后管网坡向放空阀以利整个系统放空。但是，玩具厂现场情况复杂多变，各种风槽、工艺管道早已安装就位，而且纵横交错。为了避免系统放水不完全，在玩具厂设计中采用了多处放空的方法。除了末端设置检验放空阀外，还在每层喷淋管网配水管的末端设置了放空阀、放空管(见图2)。放空管管径DN100且层层连通，到底层排入雨水井，同时解决了系统管网冲洗放空的问题。
图2喷淋系统放空管示意图
此外，为了使喷淋系统更加安全、保险。除了按规定设置的水泵结合器外，在放空管的底部也设置了水泵结合器。
4.4泵房管道的布置
喷淋系统设计流量的校核，是每个设计者都关心的问题。用末端试水装置检验，只能检验出系统正常与否。因水量太小，不能确定系统设计流量是否符合设计要求。烧爆几只喷头检验也是如此，又不可能让整个作用面积内的喷头一齐喷水来检验。在玩具厂设计中，采用了如下方法来检验。在泵房自动喷水系统总出水管处，设回流试水管至消防水池。在回流试水管上设置了流量计和泄压阀(见图3)。泄压阀是用来防止管道超压，泄压用的。而流量计则是用来检验系统流量大小的。用控制系统压力的方法，检验系统流量是否符合设计要求。流量计带液晶显示和远传功能，不仅现场能看得到，消防中心也能观察到。同时，在泵房内消火栓系统管网和自动喷水系统管网之间，设一连通管。平时用阀门关闭，必要时可打开阀门，互为补充。这也是一种出于安全保险的考虑。
图3消防泵房示意图
4.5喷头的布置
由于玩具厂各厂房、车间的喷水量各不相同。要根据其特点选择不同种类的喷头应用于不同的场合，做到各类喷头各尽所能、各尽其责。喷水量小的选择12.7mm口径的喷头，喷水量大的选择13.5mm口径的喷头。个别地方，如调色间、调漆间，上空布满抽风口，则选择了13.5mm口径的侧向喷头。根据玩具厂生产现场腐蚀性较大、生产操作容易发生碰撞的特点，选择了快速反应、易熔合金喷头，动作温度74℃。具体情况见表2。
在喷头的布置上，根据场合不同，选择不同的喷头布置方式。对所有建筑(厂房)均采用建筑喷淋的方式来布置喷头。建筑喷淋采用了全方位保护方式布置，喷头间距为3.0m×3.0m和2.5m×2.2m，这当中考虑了建筑的开间布局和横梁的位置因素。在设备比较高大和密集的车间，以及高架仓库除了采用常规建筑喷淋外，还采用了加密建筑喷淋和设备喷淋双重保护的方法来布置喷头。设备喷淋采用分层布置。在中、下层喷淋，为防止碰撞，造成喷头误喷，喷头上都加了保护罩，个别地方则采用边墙型喷头。
5完善的消防管理措施
要确保玩具厂消防万无一失，完善的消防硬件设施是十分必要的。但如何做到硬件好用、管用，随时发挥作用，消防的软件设施就显得十分重要了。在这方面外资厂的一些作法值得我们借鉴，笔者在这里简单介绍一下。
5.1施工材料的保证
为保证消防设施的安全、可靠，玩具厂所有设备、材料都必须有FM/UL认证。所以，所有喷头、水流指示器、湿式报警阀、阀门、水泵等设备、材料均为国外产品。消火栓、管道采用国内产品。小于等于DN100的管道采用国标加厚镀锌管，大于DN100的管道采用镀锌无缝钢管。
5.2管理制度的保证
玩具厂的防火制度是非常严格的，除了平时的防火宣传、防火教育外，生产过程中的日常操作都有严格的规定。同时规定了厂房内严禁吸烟，严禁动用电气焊。厂房内这一类的警告牌随处可见，而且防火巡视员经常巡视检查。在消防工程施工中，也不允许在厂房内动用电气焊，镀锌无缝钢管的连接都是在厂外焊好法兰，现场装配。施工中，配带手提灭火器的防火巡视员现场监视。
关于消防设施的保养，在消防工程的招标文件中，就明确提出了施工单位要负责以后的日常维护保养工作。而且要有详细的维修保养计划。要求一个季度检查维护一次，一年对设备检查维修一次。施工计划中，要有防火制度，否则算废标。
至于消防设施的管理，玩具厂明确规定：保安部负责消防设施的管理和巡视。保安值班室挂有消防系统图和巡视路线图。为防止无关人员随便操作消防设施上的阀门，各处阀门平常都上锁，钥匙就挂在消防系统图上阀门的位置上，以免搞错。需要操作时，必须经过保安值班人员。
6有关问题的思考
6.1自动喷水灭火系统设计流量的商榷
自动喷水灭火系统的设计流量关系到对建筑物火灾的控制程度，也关系到灭火的效果。针对火灾危险性等级不同的建筑物制定出不同的设计流量标准十分重要。
我国《自动喷水灭火系统设计规范》将建筑物和构筑物的火灾危险性等级分为三个等级，即严重危险级、中危险级和轻危险级。但规范并没有一个明确标准来划分这三个等级。因此，在设计时只能将所设计的建筑物与规范附录二中所列举的各种建筑进行比较来确定其危险性等级。而且，对各危险性等级的建筑物，设计流量标准只有一个固定值。尤其是工业建筑，生产类别各不相同，应该针对不同的生产类别，制定出一个比较详细的设计流量分类标准。
笔者在玩具厂消防给水设计过程中，接触了一些国外规范，像英国的FOC标准。其中，对于工业建筑，也是根据不同的生产类别，制定出不同的设计流量分类标准。
我国应根据国内长期实践的经验，同时参照国外的先进经验，尽快制定出既安全又经济合理的设计流量数据。
在玩具厂消防工程设计过程中，有一点感受就是规范、标准要定期修订。事物是在飞速发展的，新技术、新方法、新概念不断出现。一种标准长期不进行修订，就跟不上事物的发展，就是落后的标准。
6.2报警阀的控制范围
湿式报警阀是自动喷水灭火系统的重要部件。《自动喷水灭火系统设计规范》中将湿式报警阀的控制范围确定为不超过800个喷头。这是从系统检修停用的角度来考虑的，是非常对的。不能允许喷淋系统停用的范围过大，影响到建筑物安全，控制范围应有所限制。但是，这样规定在设计过程中实行起来问题较多。实际上控制喷头数目也就是确定湿式系统的控制面积。由于喷头布置的疏密不同，同样多的喷头，保护面积是不相同的。相反，同样的面积，喷头数目也是不相同的。例如：1万m2的面积，喷头按3.6m×3.6m布置，喷头数目就少于800个，用1个湿式报警阀就行了。而按3.0m×3.6m布置，喷头数目就超过了800个，要用2个湿式报警阀。尤其是需要布置上、下喷头的地方，上、下喷头按1个喷头计算，还是按2个喷头计算，就有不同的意见。所以，湿式报警阀的控制范围用面积来控制较为合适。像玩具厂这样大范围布置自动喷水灭火系统的地方，采用控制面积的方式布置湿式报警阀，基本上做到了报警阀分布均匀，报警时不仅告诉人们有火灾发生，同时知道发生在何处。
6.3消防器材的问题
玩具厂消防给水工程上的主要设备、材料，基本上都是国外产品。设计时，曾提出采用国内产品，对方表示同意，但是提出必须要有FM/UL认证。我们在市场上调查了一下国内产品，几乎没有FM/UL认证的，因此只好放弃。所以，希望中国的消防设备生产厂家，能够尽快填补这块空白。
6.4消防标准的衔接
目前，越来越多的外资企业到中国办厂，他们的到来必然也带来了国外的消防标准，这些标准如何与国内标准衔接呢?目前，没有明确规定。像玩具厂这种作法就是设计者、火灾保险公司、消防部门3家协商的结果。
关键词：超高层建筑消防给水设计供水方式杭州国际机场大厦位于庆春广场东侧，庆春东路与新塘路交叉口。工程用地面积约一万平方米，总建筑面积约7.2万平方米，地下2层，主楼为36层，建筑主要屋面高度为143.70米，其中五层和二十一层为避难层。裙房为四层，建筑高度为21.6米，一至四层为票务中心、餐饮和娱乐等综合用房。主楼五至十九层为办公，二十二层至三十五层为商务办公，三十六层为西餐厅。
1、消防用水量
本工程为高度大于100m的一类综合楼，按一类超高层建筑进行消防设计。
2、室外消防
本工程所在区域有完善的城市基础设施，有可靠的城市消防保证体系，供水可靠，水质良好。水源为城市自来水管网。从西侧市政道路和东侧新塘路市政供水干管各引一条DN200毫米的自来水管，在本大楼沿周边道路设DN200毫米的生活、消防合用的给水环管，在环管上设置地上式室外消火栓5只。
3、消火栓系统
3.1消火栓给水系统。消火栓系统分高、中、低三区，低区为地下二层～四层；中区为五层～二十层；高区为二十一层～到三十六层，每个分区均成环状管网供水。在地下二层设有消防水池和生活、消防合用泵房。消防水池分两格，通过消防水泵吸水总管连通，储存有540m3消防用水量。在地下二层消防泵房内设置高、中区各两台，均为一用一备。低区消火栓系统由中区给水泵出水环管用消防专用减压阀减压至0.45MPa供给；中区由中区消火栓给水泵直接供给。
为保证高区消防给水安全，降低消防管道承压，在二十一层避难层设中间转输消防水箱66m3（兼作中、低区消火栓系统稳压水箱）。为保证中区最不利点消火栓静水压力不低于0.15MPa，在二十一层避难层设有中、低区增压稳压设备。高区消火栓系统由地下二层高区消火栓给水泵供水至中间转输水箱，再由中间转输泵串联供水，在屋顶设18m3消防水箱一座，并设有高区增压稳压设备。
3.2消火栓布置
大楼各层均设有室内消火栓（带灭火器箱组合式消防柜），其布置保证同层任何部位均有两股充实水柱同时到达，每股充实水柱不小于13米。每根消防立管流量按不小于15L/S计。各消火栓箱内设有启泵按钮及自救式消防卷盘，每只消火栓箱内配备DN65单口消火栓，25m衬胶水龙带，Φ19水枪，小口径消防水喉及软管。为保证消火栓栓口压力不大于0.50MPa，在5F～11，21～29F采用减压稳压式消火栓。在室外分高区和中低区共设置6套水泵接合器。
4、自动喷水灭火系统
4.1自喷系统喷水强度
本工程自动喷水灭火系统为湿式系统。地下两层停车库按中危险级II级设计，喷水强度为8L/min.m2，作用面积160m2；地上部分均按中危险级I级设计，喷水强度为6L/min.m2，作用面积160m2，火灾延续时间为1小时。
4.2自喷给水系统
自喷系统分高低两区，低区为地下二层～十三层；高区为十四层～三十六层。自喷系统和消火栓系统共用消防水池，中间转输水箱及屋顶消防水箱。在地下二层泵房内分别设高区和低区自喷泵各两台，均为一用一备。在地下二层水泵房内设湿式报警阀五套，由低区自喷给水泵出水环管分组减压供水。在二十一层避难层设有中间消防转输水箱和自喷转输泵，并设有湿式报警阀3套，由高区自喷转输泵出水环管分组减压供水。在屋顶设有高区自喷增压、稳压设备一套，满足三十六层最不利点喷头工作压力不小于0.05Mpa.分高低区在室外共设置4套自喷系统水泵接合器。高区自喷系统中，在二十一层避难层水泵房内设自喷水泵接合器接力泵两台，两用。
4.3喷头布置
本大楼办公、走道、会议室、避难层等公共场所及地下车库、自行车库，除建筑面积小于5M2的卫生间及不宜用水扑救的部位外，均设有自动喷水灭火系统。每层每个防火分区的供水干管上均设有信号阀和水流指示器，并在管道末端设有放水阀。喷头采用玻璃球闭式喷头，喷头动作温度，厨房为93℃，其余为68℃。
有关问题的探讨
供水方式选择，超高层建筑消防主要是以自救为主，系统运行需安全，可靠稳定。供水方式的选择是超高层消防水系统的关键，有串联和并联两种。
串联供水方式，在地下室设消防水池和消防高、低区给水泵，并在中间避难层设中间转输水箱和转输泵。串联供水方式是通过在地下消防水池，消防泵和中间转输水箱，转输泵联合向高区供水，保证了高区消防的安全，可靠。在地下消防泵有故障时，还可由消防车通过水泵接合器向中间转输水箱供水，再由转输泵向高区供水。串联方式占用避难层面积，水泵台数较多，控制复杂。并联供水方式，在地下室设消防水池和消防高、低给水泵，直接分区供水，系统控制简单，不占用避难层建筑面积，但高区消防水泵及出水管长期承受高压，管道配件及阀门容易损坏，系统运行不稳定，安全，可靠性较差。本工程采用串联供水方式。防超压措施《高规》规定：“临时高压给水系统的每个消火栓箱应设置直接启动消防水泵的按钮，并应设有保护按钮的设施”，以便迅速远距离启动消防泵（设计中采用破玻按钮）。
火灾发生时，在击碎破玻按钮后尚未动用水枪灭火这段时间，消防管网压力剧增，将产生严重超压现象，有可能引起管网爆裂，整个消火栓系统就会瘫痪，后果不堪设想。本设计采用了破玻按钮+压力监控启动水泵，在消防系统设置压力监控装置，并与消防稳压设施结合在一起，当系统压力下降到某一设定值时，压力开关动作，该信号与破玻按钮都动作时，消防泵启动。本设计中采用了新型专用消防水泵（恒压切线泵），该水泵Q-H曲线几乎为水平线，可以很好的解决小流量时超压问题。在水泵出水管上的止回阀后设置泄压阀，实践证明泄压阀反应灵敏，准确、可靠，可以有效防止因超压而造成的损害。泄压阀的口径直接影响水泵的工况点及其实际扬程和流量，因此，一般情况泄压阀的口径比水泵出口水管小一级。
在地下二层消防水泵出水管上设有水锤消除器。避难层消防，超高层建筑须设避难层，设备专业也利用该层作设备间。本工程二十一层为避难层，设有空调机房，生活、消防泵房和转输水箱。本层为发生火灾时人员避难场所，并设有较多的设备。无论该层有无可燃物，不容置疑，均应设置消火栓和消防卷盘及自动喷头。考虑避难层四周向室外敞开，冬季温度较低，管道容易冻结，故本层喷头采用易熔合金喷头，并所有的管道采用保温措施。中间转输水箱，当采用水泵直接串联供水时，中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用。按规范要求，其储水的有效容积按15～30min消防设计水量确定。因转输水箱都利用避难层设置，一般还设有生活转输水箱，考虑结构承受能力，对建筑物的影响，按最低要求60m3储水量设置。避难层水泵隔震措施，转输水泵设于避难层中，应做好隔震措施，减少对下层办公场所的影响。避难层水泵采用双层隔震措施，水泵采用弹簧隔震器槽钢基础，再在其下设橡胶隔震垫钢筋混凝土基座，以减小震动噪音。
电站的消防分为建筑消防及机电消防两大部分。建筑消防主要采用消火栓，并在相应生产场所配置磷酸铵盐干粉灭火器。地下厂房消防主水源取自全厂低压供水系统，建筑消防与机电消防管网均从该系统接至水轮机层、发电机层、安装场、地下副厂房及主变副厂房各层，每层均布置不等数量的消火栓，保证同时有两股水流能到达任意着火点。另在地面副厂房设置一个容积为250m3的消防水箱作为地下厂房消防的备用水源及低压技术供水管路检修时消防水源。消防水箱的水源来自下水库，通过补水管路补水。地面副厂房消火栓的主水源取自消防水箱，通过消防水泵与消防管网连接，并在顶层设置一个容积为12m3的高位水箱及一个消防稳压设备作为备用水源;并在厂房两侧设有消火栓接头，用于连接水罐消防车该消防车主要用于地下厂房主厂房安装场、主变运输洞、上水库和下水库范围内的救援工作，随时听候消防指挥中心的调遣。机电消防的主要对象为中控室、发电电动机、主变压器、SFC变压器、低压电缆洞、电缆层等，按照可能出现的火灾类别，机电消防对象中严重危险的有:中控室、计算机室、电缆层、电压电缆洞及出线场等;中危险级的有:主变压器室、400kV厂用变压器、SFC变压器室、发电电动机等。因此，消防设计中在中控室、计算机房、继电保护室、线路保护盘室及柴油发电机房等设置了七氟丙烷气体灭火系统;在电缆层、低压电缆洞及出线洞等设置了超细干粉灭火系统;在发电电动机、主变压器、SFC变压器等设置水喷雾自动灭火系统。以上三大灭火系统与火灾自动报警及联动控制系统、通风排烟系统共同组成了电站的消防系统。
1.1火灾自动报警及联动控制系统
电站共分为4个报警及联动分区，如图所示，分别为:地下厂房分区、上水库分区、下水库分区及地面副厂房分区。地下厂房分区设置1台报警控制器及联动控制柜，主要监测范围为主厂房、副厂房、主变开关室、主变副厂房及出线洞等，联动控制布置在该区各处的通风空调系统、自动灭火设备、地面排风楼及消防电梯等;地面副厂房分区设置1台报警控制器及联动控制柜，主要监测范围为地面副厂房各电气设备室，联动控制布置在该区通风空调系统、自动灭火设备、消防供水泵等;上水库及下水库分区各设置1台报警控制器，主要监测各自区域内的闸门启闭机室、值班室等。图1火灾自动报警及联动控制系统分区地面副厂房分区、上水库分区、下水库分区分别与地下厂房的火灾报警控制中心通过光纤相连组成网络化系统，中控室值班人员可以通过设置在地下副厂房中控室内的消防报警控制中心实现对各个分区的火情监视，发生火灾时统一指挥和集中控制。在地面副厂房中控室内也设置了一套消防控制中心，可复显全厂火灾报警系统信息，联动地面副厂房分区内消防设备，通过模块控制启动地下副厂房消防设备。
1.2气体自动灭火系统
电站设有4套气体自动灭火系统，防护的区域分别为:①地下副厂房中控室、计算机室、继电保护盘室;②主变副厂房线路保护室;③地面副厂房中控室、计算机室;④地面副厂房柴油发电机房。①～③区域采用固定管网式全淹没组合分配系统，由灭火管网系统和控制系统组成。管网系统主要包括气体储存钢瓶、启动器、减压装置、选择阀、喷嘴及气体输送管道等;控制系统主要包括灭火控制器、继电器模块、保护感温感烟火灾探测器等，系统的控制方式有自动、手动和紧急机械手动操作方式。如图2所示，在自动工作状态下，气体灭火系统可自动完成防护区内的火灾探测、报警、联动控制及喷气灭火整个过程。即:某一防护区发生火灾时，当一类探测器报警后，防护区的警铃动作，通知保护区内无关人员撤离事故现场;当两类探测器都同时报警后，防护区内外的蜂鸣器及闪灯动作，系统进入延时状态，并关闭通风空调等相关设备;延时结束后，在8s内向防护区喷射浓度为8%的七氟丙烷灭火气体，并使其均匀布满整个保护区进行灭火。柴油机房采用无管网气体灭火系统，起火时，在10s内向柴油发电机房喷射浓度为8%的七氟丙烷灭火气体进行灭火。
1.3超细干粉灭火系统
超细干粉灭火系统主要应用于地下副厂房电缆夹层、主变副厂房电缆夹层、低压电缆洞、出线洞，沿缆桥架的走向进行配置。系统采用热引发启动方式，当防护区内环境温度达到灭火装置设定的温度(68℃左右)时，自动启动灭火装置进行灭火;或当连接在灭火装置喷头间的热敏线遇明火后，连锁启动多台超细干粉灭火装置实施灭火，并将喷放动作信号反馈至全厂火灾自动报警主机。
1.4水喷雾自动灭火系统
水喷雾自动灭火系统主要用于发电电动机消防、主变压器消防、SFC变压器消防。消防水源均取自机组低压供水管网沿1号、4号机尾水洞取自下水库。发电电动机消防环管布置在定子线圈上、下端部，在环管上均匀布置40个喷头，每台发电电动机总的消防用水量约为80m3/h;主变压器及SFC变压器均采用固定式水喷雾灭火装置，在消防供水管路中设置雨淋阀组;每台主变分别采用100个喷头，消防水量约为404m2/h;每台SFC变压器设置31个喷头，两台SFC变压器消防用水量约为125.3m2/h。在这3个部位相应位置均设置有火灾探测报警装置，当火灾时，可自动、远方手动或现场手动操作进行水喷雾灭火。
1.5通风排烟系统
电站为封闭式地下厂房，通风防火和事故排烟设计非常的重要。电站设有三大排风排烟系统:
1.5.1主/副厂房排风排烟系统
排风系统在母线洞夹层，设置2台混流风机;主厂房排烟系统设在副厂房顶层，设置2台排烟风机;排烟系统的补风引自交通洞的自然风，在主厂房发电机层吊顶上设置两排排烟口，排烟口间距为15m左右。副厂房的排风排烟系统设置在主厂房顶层。当主/副厂房发生火灾时，主副厂房通风系统停止运行，启动主厂房排烟系统经设在主厂房吊顶上的排烟口进行消防排烟，同时启动副厂房楼梯间及消防电梯前设置的正压送风系统。烟气经过排烟/风平洞至排风竖井，再经上部排风平洞至全厂总排风机房排出厂外。而当母线层、水轮机层发生火灾时，通风系统停止运行，实施灭火措施后，通风系统重新启动转为事故后排烟。排烟时，烟气经过母线洞，由母线洞管道层内设置的排风及排烟风机进行排烟，经上排水廊道至排风竖井，再经上部排风平洞至全厂总排风机房排出厂外。
1.5.2主变洞排风、排烟系统
排风系统设在主变洞右端与通风洞相连位置的通风机室，安装有2台箱式离心风机;主变副厂房顶层安装有1台排烟风机作为主变搬运道的事故排烟，以利于火灾时人员疏散。主变洞内主变室、GIS层、电缆及管道层、SFC变压器室、主变副厂房等均为事故后排烟，排风排烟共用一套系统，当主变洞内发生火灾时，通风系统停止运行，实施灭火措施后，通风系统重新启动转为事故后排烟。排烟时，先排入主变洞排烟机房，汇总后经排风竖井、上排风平洞、全厂总排风风机房排出厂外。
1.5.3出线洞排风排烟系统
该系统设在出线洞末端风机室内，设置2台轴流风机作为出线洞排风兼事故排烟。出线洞采用自然进风、机械排风的通风方式，从主变运输道进风，从地面排风机房排出。当出线洞内发生火灾时，通风系统停止运行，同时关闭进风口及防火阀，实施灭火措施后，通风系统重新启动进行事故后排烟。蓄电池采用免维护密闭式铅酸蓄电池，发生火灾时会产生有害气体。因此蓄电池室设置单独的送、排风系统，排风直接排至主厂房排风道内，同时设置测氢监测装置，当室内氢气浓度超标时，自动启动送、排风系统进行通风。
2讨论分析
电站的消防系统根据国家有关的标准规范进行设计，整个消防系统基本能满足电站的消防要求，但在电站的消防设计中使用高压细水雾灭火系统，优化逃生通道及救援通道，关注桥式起重机消防，有助于完善消防系统，降低电站建设及运行维护成本。
2.1高压细水雾灭火系统
电站有丰富的水资源，而高压细水雾灭火系统所使用的灭火介质正是水。在10MPa以上压力形成的细水雾遇火后迅速汽化，可吸收大量的热，降低燃烧表面的温度，同时，汽化后形成的水蒸气将整体覆盖燃烧区域，使燃烧因缺氧而窒息，具有高效冷却、快速窒息的双重灭火机理。由于细水雾的直径相当的小(约为10μm～100μm)，喷放后可长时间悬浮在空中，需长时间才能汇聚、凝结，很难在电极表面形成导电的连续水流或表面水域，具有良好的电绝缘性，可有效扑救带电设备火灾，如:柴油发电机房、变压器室、中控室、计算机室、电缆隧道等。高压细水雾灭火系统安装时费用会高一些，以本电站为例，大概需要人民币300×104元，但高压细水雾灭火系统用水量仅为水喷淋灭火系统的1%，可极大的减少地下厂房的开挖量及消防水箱、高位水箱的容积;此外，高压细水雾灭火系统采用不锈钢材质，寿命长，可靠性高，几乎不存在设备更换问题，且在备用状态下为常压，可极大的降低日常维护工作量及维修费用。从长远来看，使用高压细水雾灭火系统可提高灭火效率，减少土建开挖费用，降低电站运行维护成本。
2.2逃生通道与救援通道
发火火灾时，电站逃生通道有两条:一是交通洞，为城门洞形，宽8m，高7.50m长1116m，靠近地下厂房安装场的洞口设有防火卷帘门;另外一条是通风洞，宽7.50m，高6m，长1012m。救援通道主要是交通洞，由交通洞进入安装场，从安装场连接消火栓对主厂房及地下副厂房各层进行灭火。呼蓄电站地下厂房中控室设在地面副厂房5楼，即发电机层上一层。当中控室起火时，现场人员可以跑下发电机层，经过1号～4号发电机组，从安装场进入交通洞到达安全区域。与此同时，接到救援命令后，消防车从交通洞进入安装场进行灭火;消防车上的水用完后，在主变运输洞调头，再从交通洞返回。由此可见，当地下厂房中控室发生火灾时，逃生通道与救援通道都为交通洞，在紧急情况下，有可能造成交通洞出入混乱，使消防车及消防队员不能迅速接近火灾点并实施灭火，错过有效控制和扑救火灾的最佳时期，以致造成更大的损失。因此，在后续电站设计中应保证交通洞具有较高的可靠性和安全性，并采取一些新的方案，如:将中层排水廊道设计为另一逃生通道，或在交通洞相应区域设置汇车道等，保证人员安全撤离与消防车、救护车等进场救援两不误;此外，在电站运行过程中，应加强应急疏散通道的管理，注重人员逃生技能的训练。
2.3桥式起重机消防问题
电站主厂房装有两台QD250/50t—21.5A3型桥式起重机。其中一台桥机由于变频器出现故障，导致电阻器异常发热，桥机电气房内部温度升高，烧坏电气柜风扇、电气房内空调外壳等塑胶制品，幸好发现及时，才没引起火灾事故的发生。此外，桥机电源电缆绝缘损坏及电缆接头松动或进潮气等都会导致绝缘击穿产生电弧，而“电气装置故障产生的危险温度、电火花、电弧等可能构成引燃源、引起火灾和爆炸。”因此，必须对桥式起重机的消防有足够的重视!除了在桥机上按照要求配备足够数量的干粉灭火器外，在电站消防设计中，发电机层及安装场相应位置消火栓喷出的水柱应能到达桥机最高点进行灭火。在电站运行中，当桥机停止作业时，应关闭桥机电源，将桥机停放在安装场上方，并在安装场上方设置感温感烟探测器及监控设备。
3结语
自动喷水灭火系统是根据自动预警、控火和灭火等特定，比较适合民用建筑人员较为密集、不易疏散、外部增援灭火比较困难的情况所使用的。在使用时，应避免遇水容易爆炸或加速燃烧的物品和遇水发生强烈化学反应产生有毒物质的物品。这种自动喷水灭火系统的实际灭火效果很好、可在第一时间采取灭火措施，且具备先进的自动报警功能，造价相对较高。在民用建筑消防给水系统可用消防栓给水系统，利用建筑物的高度和室外水管网的压力、流量，以及室内消防管道的水压水量要求可分四种，如无加压泵和水箱消防栓给水系统、竖向分区消防栓给水系统、设加压泵和水箱给水系统、单设水箱消防栓给水系统。在民用建筑工程中一般消防栓超过10个，消防用水量为15L/S以上，其造价较低，但没有自动喷水灭火系统效果显著。
2民用建筑消防给排水分区的设计
民用建筑消防给排水设计要保证建筑的安全、人民财产的安全，为达到民用建筑消防的最好效果，需要对民用建筑消防给排水设计以科学设计。
2．1科学合理设计管网、消防池和消防泵及消防栓的设计要合理布置消防管网，保证供应消防用水，为消防工作做准备。在市政管网满足不了消防用水时，要有必要的设置消防水池。将各种消防用水量减掉进水管的补水量，保证消防水池有足够的消防用水，并及时得到补充。在设置水池时，不能用建筑物本身作为池壁，要另外设消防水池，保证水质、防止污染，也可在屋顶设置消防和生活两用水箱。消防水池的引入管道要在两根以上，保证消防水池的水能引入水泵间，避免出现供水隐患，有利于消防部门开展工作，保证供水安全。同时，在设置消防水池时，应保证水池容量满足火灾延续时间内的消防用水量，或者同时满足火灾延续时间内需水量和室外不足水量。消防的补水管流速在2．5m/s以下，消防水池的补水时间在48小时以内，一般设置两个消防水池，有条件的话，应增加相应的防辐射及防冻措施。消防泵房的设计应不低于二级耐火等级设计，疏散门设置在首层时应直通室外，若设置地下或楼层上，要靠近安全出口，且设计成甲级防火门。消防泵房至少应有两条以上出水管与消防给水管直接连接，且出水管需进行防超压设置，消防泵要设置备用泵。室内消火栓的供水设计要按照规定，设置在明显操作的地方，消火栓箱外面不能再有其他设置，如门和装饰等。多层民用建筑与高层公共建筑之间的同一防火分区不能用双消火栓布置形式满足粮谷水柱，非同一防火分区的消火栓不可相互借用。
2．2放水阀与稳定回流设计消防水泵的供水管，是为了能够有效的排水，方便检查和试验水泵，要设置放水阀。在排水量较小的情况下，可以直接排到泵房及水池，在排水量比较大的情况下，应该把放水阀排到消防水池内。这样对排水的正常进行，消防工作的展开都有非常大的作用。除此外，消防水泵的出水口应采取稳压回流措施。在消防使用过程中，一般会出现水量小于规定值的情况发生，在水量较小的情况下，如果不用回流措施，会引发消防管网压力过大，进而导致发生事故。所以，必须在供水管上设置稳压阀，在管网出现超压情况下，可通过回流管进行泄压，并将回流水排回消防水池。
2．3合理安排末端试水装置的设计在进行设计末端试水装置时，主要是为解决末端试水装置的排水问题，对末端试水装置的压力表和试水阀装置之后，要设置试水接头，在出水口的口径一般被忽视，给消防工作带来不便，不利于消防部门顺利开展工作，对消防末端试水装置要根据设计要求，实际情况和试水接头出水口的流量选择合适的型号产品。针对出水口直径没有明确的标准，市面上有许多消防设备制造商生产一整套完整的末端试水装置，要根据现实情况进行选择。
3结语
1PHAST软件在项目中的应用
中东地区某油田地面工程建有3000m3原油固定顶钢质储罐2座，该工程所在地人员稀少、耕地较少，具备扩大占地降低消防用水量，从而降低消防建设工程投资的条件。利用PHAST软件对该工程的消防设计进行分析计算，其主要目的是通过分析计算验证当其中一个油罐着火时相邻油罐的安全性，及在一定的距离外是否需要消防冷却水喷淋。
1．1基本输入条件立式固定顶钢质原油储罐2座，罐壁之间间距为90m，每座直径为46m，高度为19．8m，罐内压力为103．3kPa（G），操作温度为59．62℃，罐区防火堤高度为1．8m，防火堤内面积为11284m2，最大的池火火焰辐射强度为30kW／m2。罐内原油的的摩尔质量为244．54g／mol，可燃低限为10982mg／L，可燃高限为78987．2mg／L，其具体组分见表1。天气气象资料：环境温度最高为55℃，最低为－2℃；相对湿度最大为80％，最低为25％；主导风向为西北－东南方向；太阳辐射强度为0．5kW／m2。模拟3种风速情况：2m／s、5m／s、40m／s（极端风速）。
1．2分析及计算首先分析该工程着火的方式问题，如果从油罐冒出的原油在防火堤内形成油池并由于某种原因被点燃，就形成了池火。如果油罐仅仅是破了一个洞，原油从这个小洞口漏出并由于某种原因被点燃，就形成了喷射火。池火往往是大面积的火灾，燃烧更长久，危害性还在于它能形成流动性火灾，并伴随大量的烟雾，影响范围要比喷射火大得多。假定前提是只有1座罐破裂原油漏出形成池火的工况发生。火焰对相邻罐造成事故灾害的辐射热强度是15．8kW／m2（5000BTU／（hr•ft2）），并要考虑太阳热辐射强度值，如果火焰的辐射热强度在这个相邻罐罐壁周围没有达到这个数值的话，这个相邻罐就是安全的。利用PHAST软件建立模型，输入数据，池火的相当半径为154m，计算结果见表2。各种风速天气情况下，池火辐射强度影响范围见图1、图2。由图1、图2可以看出，即使在极端风速情况之下，相邻原油储罐也没有受到着火罐池火的热辐射灾害性影响。
1．3分析计算结论通过软件模拟计算分析可知，该工程其中1座立式钢质固定顶原油储罐着火造成的辐射热强度为15．8kW／m2的池火火灾不影响相邻储罐。因此，当进行消防冷却水喷淋设计时，无需考虑着火罐的相邻储罐的冷却喷淋消防水量及强度。
2PHAST软件在项目中的应用效果
（1）节约水量。在没有设计依据的情况下，假如外方监理或者业主要求考虑着火罐的相邻储罐需要进行消防冷却水喷淋，则消防水量约为6000m3，消防喷淋计算强度为960m3／h；而通过软件模拟分析计算，相邻罐无需进行消防冷却水喷淋保护，则消防水量约为4000m3，消防喷淋计算强度为648m3／h，节省水量为2000m3。
（2）节约设施及投资。通过以上比较，经过软件分析之后，消防水罐、消防冷却水泵以及消防水管网的设计工程量都将相应减少，大大降低投资，并能保证设计安全可靠。
（3）业主评价及企业形象提升。该工程设计过程中，外方监理及业主认可了设计方的软件模拟分析结果，文件图纸等得到及时批复，大大提升了设计承包单位的企业形象。
（4）为类似工程设计提供了案例依据。该应用实例也为今后类似项目提供了案例依据。
3结语
关键词：性能化设计；处方式设计；消防设计；火灾模型
1前言
如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃，那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。
消防设计目前有两种设计思想，一种是传统的“处方式设计方法”，其基于场所类型进行设计考虑；另一种是“性能化设计方法”，它立足于危害分析及火灾假想，对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。
由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性，所以很快成为建筑防火的一种新理念，并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流，受到许多发达国家和发展中国家的高度重视，得到越来越广泛的应用。
2性能化消防设计的概念
性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法，它运用消防安全工程学的原理与方法，根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况，由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件，自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施，并将其有机地组合起来，构成该建筑物的总体防火安全设计方案，然后用已开发出的工程学方法，对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估，从而得到最优化的防火设计方案，为建筑结构提供最合理的防火保护。
与“处方式”设计相比较，性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”，而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证，能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果，比较起来，性能化设计方案具有设计成本有效性，设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。
