电子厂房消防给水系统设计浅析
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电子厂房消防给水系统设计浅析
摘要：本文主要介绍电子厂房消防系统在设计中遇到的一些特殊性。
关键词：ESFR喷头大空间主动喷水灭火系统罐区灌区灭火系统和冷却水系统
1、工程概况
本工程为广州某电子材料有限公司厂房，主要从事电子产品和电子材料的研发、生产等。
建筑总面积：24589m2，其中厂房23967 m2、罐区582m2、门卫室40m2；厂房总高度为10.40 m，属于多层工业厂房。
厂房中主要功能布局：一层设有填料仓、混胶房、外销粘结片仓、铜箔仓，纸品仓、敷铜板仓、设备工程部、玻璃纤维布仓、上胶工场、P片组合区、层压控制区、切裁线区、办公区大堂和设备用房；夹层设有办公区、设备用房和参观走道。
由以上生产工艺、生产中使用的原材料及成品，在厂区室外的西南方设置有罐体区。
确定该厂房生产类别为丙类，耐火等级二级。
2、消防系统选用
厂房中设有发电机房、高压配电房及变压器房且紧挨着布置，设置二氧化碳气体灭火系统。
厂房中部分车间设有吊顶，故该部分车间及仓库设置湿式自动喷水灭火系统。
由于部分车间高度超过8.00m，已超出《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084-2001)2005年版中所规定的净空高度≤8.00m，故该部分车间应根据《大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程》(CECS 263:2009)进行设计，才能对该区域进行有效的保护。
混胶房及上胶车间中的3个小房间中所存储的物质属乙类生产类别，其灭火系统应采用气体灭火系统，本工程中采用了七氟丙烷气体灭火系统。
本厂房内设置的灭火系统包括：消火栓给水系统、湿式自动喷水灭火系统、大空间智能型主动喷水灭火系统、二氧化碳气体灭火系统、七氟丙烷气体灭火系统及移动式灭火装置。
3、消火栓系统
3.1消防用水量：室外消火栓给水系统：40 L/s（火灾延续时间3h）；室内消火栓给水系统：15 L/s（火灾延续时间3h）。
一次灭火总用水量为594m³，并贮存于消防水池中。
3.2室内消火栓采用独立临时高压给水系统，且与室外消火栓共用一组消防
加压系统。
消防栓布置按二股水柱同时到达室内任何部位设计，室内消防管网成环状布置，并且在厂区东侧主入口门卫室旁设有二组SQD100型消防水泵接合器，供消防车灭火时使用。
消火栓动压超过500kPa，均设有减压孔板。
3.3系统设计：室内消火栓给水管道采用横向及竖向成环相结合，并从厂区消火栓加压给水管网的不同管段分别引入2根DN150的管道，以保证供水安全性。
4、自动喷水灭火系统
4.1本工程自动喷水灭火系统为独立的消防给水系统。
4.2厂房中包括有车间、办公区及仓库。
车间按中危险等级Ⅱ级，办公区按中危险等级Ⅰ级，仓库按仓库危险等级Ⅱ级进行设计。
4.3设计参数：
车间的自动喷水系统用水量为27.7L/s，办公区的自动喷水系统用水量为20.8L/s，仓库自动喷水系统用水量为100L/s，故该厂房自动喷水灭火系统的设计水量为100 L/s（火灾延续时间1h），一次灭火总用水量为360 m³。
大空间智能型主动喷水灭火系统的设计水量为40L/s（火灾延续时间1h），一次灭火总用水量为144 m³。
由于湿式自动喷水灭火系统的设计水量、水压及一次灭火用水量能满足大空间智能型主动喷水灭火系统，且两个系统均能独立运行，互不影响，故大空间智能型主动喷水灭火系统与湿式自动喷水灭火系统管网合并设置，自动喷水灭火系统于消防水池中贮存用水量为360m³。
消防水池总贮水量为800m³。
4.4系统设计
4.4.1 湿式自动喷水灭火系统的设计水量能满足大空间智能型主动喷水灭火系统，故大空间智能型主动喷水灭火系统从湿式自动喷水灭火系统上接出。
4.4.2 根据《自动喷水灭火系统设计规范》，仓库净空高度超过8.00m，且无吊顶，系统采用早期抑制快速响应喷头，对保护高架仓库具有特殊的优势，而不需要再装设货架内喷头，且能达到更好的保护效果。
仓库选用ESFR-1( K14)喷头，其设计布置要求：喷头最大间距可为 3.70m，一只喷头的最大保护面积为9.0m²。
早期抑制快速响应喷头的溅水盘与顶板的距离是：下垂型喷头150mm≤h≤360mm。
其中一铜箔仓喷头布置详见附图1。
4.4.3 净空大于8.0米的部位（上胶工场、垃圾房、压缩空气机房、设备工
程部及层压控制区）采用大空间智能灭火装置，选用ZSD-40A型喷头，喷头保护半径6米，适用安装高度6-25米，流量5L/s，最小工作压力0.25MPa。
ZSD-40A 喷头安装于吊顶下，喷头对着火点及周边圆形区域均匀洒水。
高度大于800mm 的吊顶内仍需设置普通直立型喷头。
为保证系统的安全性，系统采用一对一的方式，即每个ZSD-40A均由独立的电磁阀控制(详见附图2)，现场设有控制箱，必要时手动操作控制。
5、罐区灌区灭火系统和冷却水系统
在厂区室外的西南方设有罐区，罐区中储存液体如下：丙酮储罐1个（ф1.50m，水溶性甲类可燃液体）；DMF、PMA、PM储罐各1个（均为直径ф1.50m，水溶性甲类可燃液体）；环氧树脂储罐共20个（ф2.50m，水溶性甲类可燃液体）。
5.1 冷却水系统
罐区冷却水系统采用固定式(水幕)设备，用水接自室外消火栓给水系统，水幕冷却水系统延续喷水时间为4小时，供给强度为0.60 L/(s.m)，经计算，该系统的设计用水量为16.96L/s。
采用水幕系统喷头ZSTM6型，K=24，喷头接管采用DN15，喷头工作压力为0.10MPa，水幕配水环干管离罐边0.20m、低于罐顶边0.60m。
5.2 泡沫灭火系统
罐区灭火系统采用低倍数空气泡沫灭火系统，由自自动喷水灭火系统向卧式储罐压力式泡沫比例混合装置输送水，混合后再向罐体输送低倍数空气泡沫，覆盖于液体面，阻隔空气与液体面接触，以达到灭火的目的。
本设计中采用抗溶性泡沫，泡沫的供给强度为12L/min.m2，连续供给时间为30min。
罐区压力式泡沫比例混合装置前的稳压阀阀后压力为0.8MPa。
6.总结
6.1 由于仓库火灾蔓延迅速，不易扑救，易造成重大财产损失，尤其是扑救高堆垛高货架仓库火灾，难度更大。
ESFR早期抑制快速响应喷头是一种灭火效率比较高的自动喷水灭火系统，应用于这一类的高架仓库中，在目前基本解决了扑救难的问题，但是在应用及设计上有一定的难度，特别是工厂仓库，其安装布置必须与生产工艺、建筑、结构及施工紧密合作，才能避免产生安装错误的情况。
我国对于ESFR早期抑制快速响应喷头系统的选定、设计及喷头安装的标准，暂时还没有明确的规定，因此在我国与国际社会接轨的同时，应更进一步的完善消防系统的设计。
6.2 大空间智能型主动喷水灭火技术的出现，解决了建筑与消防设施之间的矛盾，不必再因为建筑的层高超出规范规定而需增设天花，把建筑层高降低到8m以下，避免增加造价及影响建筑观感。
大空间智能型主动喷水灭火系统的安装与维修简便，系统造价低，是减少损失和人员伤亡的新一代消防产品。
随着社会的发展，大空间场所越来越多，大空间智能型主动喷水灭火系统的应用将越来越广泛。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
