摘要：自动灭火系统是化工工程设计中最广泛应用的消防系统，对于扑救和控制化工企业建（构）筑物内的初期火灾，减少火灾损失，有效地保障人身安全，具有重要作用。针对化工工程项目的特点，讨论不同情况下的自动灭火系统的设计问题显得有实践意义。本文主要根据化工工程建（构）筑物的类型特点，对不同场所设计中常用的自动灭火系统做了介绍，围绕设计中可能存在和遇到的问题进行讨论和分析，提出自动灭火系统设计中一些建议方案。
关键词：化工工程；自动灭火系统；存在问题；建议方案
引言
随着国内化工企业安全事故的频发，政府、企业对于消防设计及安全管理的关注度和严格度也进一步提高。由于化工生产的原料、成品大多为易燃、易爆物品，随着生产规模的不断扩大，设备和建筑物的标准的提高，一旦发生火灾，造成的损失将更为巨大。[1] 因此，针对化工生产的原料、成品的属性特点进行分类及研究，在做设计系统方案时根据化工工程生产的火灾危险性、自动扑救初期火灾的必要性及场所条件等仔细进行分析和比较，有针对性地选择恰当的自动灭火系统，有重要的实践意义。
一、自动灭火系统介绍
自动灭火系统根据主要灭火介质和设施的不同可分为：自动喷水灭火系统、泡沫灭火系统、卤代烷与二氧化碳等气体灭火系统及其它自动灭火装置如自动消防炮（含泡沫——水两用炮）、自动干粉灭火系统等。
自动喷水灭火系统主要根据系统的组成和作用不同可分为：自动喷淋灭火系统、雨淋系统、水幕系统（分防护冷却及防火分隔）、水喷雾灭火系统等。自动喷淋灭火系统根据系统是否预充水或泡沫可分为湿式或干式系统；根据喷头的开放形式，可分为开式或闭式系统。当灭火介质需同时采用泡沫时，也可与泡沫灭火系统形成联用系统，主要有：泡沫——水雨淋系统、闭式泡沫——水喷淋系统及泡沫喷雾系统。
泡沫灭火系统根据系统发泡倍数的不同可分为：低倍数泡沫灭火系统、中倍数泡沫灭火系统及高倍数泡沫灭火系统。
二、化工工程特点及自动灭火系统选择概要
（1）化工工程建（构）筑物的主要类型
化工工程项目中，常见用途的建（构）筑物主要有：办公楼、公用工程楼、电仪楼、公用工程站、工艺生产厂房、工艺生产装置、原料仓库、成品仓库、废弃物仓库、罐区、装卸站、堆场、热氧化装置等。
（2）化工工程不同场所常用自动灭火系统概要
办公楼为民用建筑，在设有送回风道（管）的集中空气调节系统且总建筑面积大于3000m2的办公楼设置自动喷水灭火系统。由于寒冷地区的办公楼通常设有采暖，室内温度一般能满足防冻要求，因此在≤8米的净空场所，选用闭式湿式自动喷淋系统，需防水渍损失的场所除外。
公用工程楼、公用工程站等生产场所通常为戊类，火灾危险性较小，因此除了可能需增设局部自动灭火系统外，大多不需要再设置自动灭火系统。
电仪楼等不含工艺物料、重要但不适合用水灭的场所，如中央控制室、计算机房及继电器室等宜设置气体灭火系统。七氟丙烷气体自动灭火系统由于其对人体伤害小、灭火效能高、环境友好等特点，是目前最常被选用的自动灭火系统，并根据场所的规模及需保护的对象，确定其系统的具体属性，采用全淹没式或局部应用系统。其中较新型的火探管气体灭火系统也逐渐被应用于中小型气体自动灭火场所。
厂房（仓库）根据其所生产或储存物料的火灾危险性分类，可分为甲、乙、丙、丁、戊五种生产类别[2]。甲乙类厂房（仓库）由于生产或储存物料通常为低闪点、低爆炸下限，在特殊作业环境下易燃、易爆或助燃的物质，由于其特殊的火灾危险性，是消防需重点保护和本文需重点讨论的对象。丙类厂房（仓库）虽然火灾危险性没有甲乙类厂房（仓库）高，但通常建筑面积较大，在分析其功能和投资需要后确定不适合加防火墙时，则增设自动灭火系统，以保证防火分区设计面积。难以设置自动喷水灭火系统的丙类生产车间、库房，应设置其他自动灭火系统，并宜设置固定消防炮等灭火系统[2]。如需保护面积大，选用闭式自喷系统但超过最大净空要求的丙类场所，也可考虑选用大水滴喷头。
工艺生产装置、装卸站等甲、乙类可燃气体、可燃液体设备的高大构架和设备群应设置消防水炮保护，当固定水炮不能有效保护的特殊危险设备及场所宜设水喷淋或水喷雾系统。
储罐根据储存物料的不同，可分为甲、乙、丙类液体储罐和气体储罐。甲、乙、丙类液体储罐一般采用固定式或半固定式低倍数泡沫灭火系统作为主要的灭火设施。对于甲、乙、丙类液体储罐、气体储罐（区）需根据不同情况采用室外消火栓、自动喷淋系统或消防水炮进行防护冷却。对于可燃液体储罐区等可能造成的流淌性火灾，可增设泡沫消防栓或泡沫消防炮作为辅助的灭火设施。
堆场等其它室外露天区域，利用室外灭火系统如室外消火栓、室外消防炮进行灭火保护，一般不需要增设自动灭火系统。
三、化工工程自动灭火系统设计中存在问题
笔者结合多年的化工工程设计的实际经验，汇总了在自动灭火系统设计中存在可能导致选用失误或不够优化，最终造成早期火灾抑制效果不佳的问题。
（1）对生产及储存物料及设备的理解
设计人员对工艺生产及储存物料的性质、类别、规模、形式等参数了解的不充足，或在审查过程中的漏洞可能直接导致系统选型的失当。如：不宜用水灭火的物质，采用了水系统作为主要灭火设施，尤其是局部存在此类物质的场所。在特殊情况下，由于工艺物质技术数据说明书（MSDS）的不完善，或者技术保密原因，对某些工艺物质和生产过程描述的不充分，也会一定程度上影响设计人员的判断。
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（2）对建筑特性、环境特性及主要存在设施的理解
设计人员对建筑特性、环境特性及主要存在设施的把握不足也会导致系统选型的失当。如建筑物的火灾危险性类别、建筑高度、占地面积、建筑面积、防火分区面积、保护面积、净空高度、环境温度、储物方式、货架高度、暖通设施、顶板或货架内的通透性等是自动灭火系统选用及主要参数选定的主要影响因素。如设计人员对这些因素的把握不充分或不正确，容易导致系统选型的失误。
（3）对国家、地区、行业设计规范、规定的理解
设计人员对国家、地区及行业规范的不熟悉，对规范条文理解及把握的不充分，以及不同规范由于各种原因如政府管理、行业发展、学术研究、编制组织、有效时限等综合原因本身存在矛盾或不够完善的情况，有些条文针对性不强或技术参数如系统设计强度的选用并未有本国科学实验的论证，常参考美标、日标或欧标等再根据本国经济区域发展情况折中确定。这些因素都可能导致某些特定化工生产及环境中所设计的自动灭火系统的灭火效果不佳，造成投资浪费或失效。
（4）企业的管理能力及资金情况
企业的管理能力及资金情况也会影响到自动灭火系统的选用。当甲方有较强的自我管理能力、专业能力且投资资金充分的情况下，哪怕有些自动灭火系统不是国家政府部门审查要求的，也会出于自身管理的需要，如上FM保险等，根据 美国消防协会标准（NFPA）的设计要求设置自动灭火系统，同时满足国标的要求，从严设计。
四、化工工程自动灭火系统设计中的建议方案
化工工程中甲乙类厂房（仓库）的火灾危险性较大、蔓延程度较大，早期抑制火灾很有必要。且根据其生产储存的物料、建构筑物特性、气候环境及其它附属设施等条件的不同，设计中自动灭火系统的选择也呈现多样化。选用不同的自动灭火系统，起到的效果差异较大，在选用不当的情况下，还可能直接导致系统的失灵，因此是存在问题最多、最值得讨论的区域。
甲乙类厂房（仓库）在确定消防方案、明确是否需要自动灭火系统及自动灭火系统选型时，需要特别注意以下事项。
首先，需根据工艺条件了解该厂房（仓库）存在哪些易燃易爆物质，掌握其火灾危险性分类、主要物理化学特性及建议灭火介质，其次需了解其建构筑物特性，如占地面积、建筑面积、建筑高度、防火分区面积等确定是否按照国家规范要求必须设置自动灭火系统。化工工程最常用的《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）8.3.1，8.3.2条：高层乙丙类厂房，建筑面积大于500m2的地下或半地下丙类厂房，可燃、难燃物品的高架仓库和高层仓库，总建筑面积大于500m2的可燃物品地下仓库，应设置自动灭火系统，除不宜用水保护或灭火者以及规范另有规定者外，宜采用自动喷水灭火系统；厂房内设置自动灭火系统时，每个防火分区的最大允许建筑面积可按相关条款规定增加1.0倍[2]。
国家建筑设计防火规范没有对化工工程中的甲乙类厂房（仓库）场所必须设置自动灭火系统有强制规定，仅对高层厂房或仓库有较严的要求。但实际工程案例中，由于超防火分区面积的设计情况常常出现以及厂房（仓库）生产或储存火灾危险性通常较大，业主出于加强自身企业安全保护及管理的需求，设置自动灭火系统尤其是自动喷水灭火系统及与泡沫的联用喷淋系统应用广泛，是火灾早期抑制的主要手段。
当明确需设置自动灭火系统后，需结合建筑物净空高度、环境温度等明确自动灭火系统的选型，同时需了解生产储物规模、危险设备分布情况及储存堆放方式等，进一步明确设计参数和注意事项。
环境温度不低于4℃且不高于70℃的场所应采用湿式系统；否则采用干式系统；当环境对水渍损失较敏感时或用于代替干式系统时应采用预作用系统。通常情况下，闭式自动喷水灭火系统是厂房（仓库）首选的自动灭火系统。但当出现以下情况时，应采用其它系统：
（1）应采用雨淋系统的场所
火灾的水平蔓延速度快、闭式喷头的开放不能及时使喷水有效覆盖着火区域的场所，如流淌面积较大、按闭式系统作用面积不足以保护的甲、乙、丙类液体场所，厂房净空高度超过8米或仓库净空高度超过9米或采用早期抑制快速响应喷头的仓库净空高度超过13.5m且必须迅速扑救初期火灾的场所以及严重危险级Ⅱ级的场所应采用雨淋系统。[3]
（2）建议采用自动喷水—泡沫联用系统的场所
存在较多易燃液体的场所，宜采用自动喷水——泡沫联用系统；当采用自动喷水—泡沫联用系统时，与自动喷水灭火系统的以上选型要求相似，并且当保护的是水溶性液体场所，宜选用雨淋系统。
（3）应采用水幕系统的场所
水幕系统在化工工程中用于防火卷帘的防护冷却或门洞、设备吊装孔洞等应设置防火墙等防火分隔物而无法设置的局部开口部位。
（4）不应采用水系统的场所
当保护的是不能用水灭的物料，如与水会发生剧烈反应或产生大量有害物质的活泼金属及其化合物，则该物料一般单独存放且不能大规模同时存放，则此建筑物不能采用消火栓、自动喷水灭火系统、低倍数泡沫灭火系统等含有大量水介质的灭火系统，可选用自动或非自动干粉灭火系统作为主要灭火介质。
五、结束语
在做消防方案设计，明确自动灭火系统选型时，设计人员应仔细对照相关需执行规范及甲方要求，主动掌握及研究上游专业条件，与各相关专业密切配合，做好详尽的方案讨论和经济技术比对，对各类型自动灭火系统选用进行优缺点分析，对其主要设计参数选择进行研究，设计过程严格执行设校审三级校审制度，从设计源头上把好质量，保障消防系统性能及安全的第一道关。
参考文献：
[1] 谢伟刚.闭式泡沫——水喷淋系统介绍.2001年全国工业用水与废水处理技术交流会论文汇编.
[2] GB 50016-2014 《建筑设计防火规范》.北京：中国计划出版社，2014
[3] GB 50084-2001（2005版）《自动喷水灭火系统设计规范》.
论文作者:顾颖
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：灭火系统论文; 系统论文; 火灾论文; 泡沫论文; 仓库论文; 场所论文; 化工论文; 《基层建设》2018年第5期论文;