付友春

(吉林省四平市公安消防支隊(duì)，吉林 四平 136100)

室外消防給水系統(tǒng)在露天堆場(chǎng)火災(zāi)事故中的應(yīng)急作用分析

付友春

(吉林省四平市公安消防支隊(duì)，吉林 四平 136100)

通過(guò)在實(shí)際消防監(jiān)督檢查中發(fā)現(xiàn)的可燃材料露天堆場(chǎng)室外消防給水系統(tǒng)存在的問(wèn)題,對(duì)其進(jìn)行了深入分析,提出了切實(shí)可行的整改措施。目的是使今后在可燃材料堆場(chǎng)的室外消防給水系統(tǒng)消防設(shè)計(jì)、施工和日常消防管理中能夠更加標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，一旦發(fā)生火災(zāi)事故,室外消防給水系統(tǒng)能夠真正發(fā)揮作用，減少單位和個(gè)人的財(cái)產(chǎn)損失。

可燃材料；堆場(chǎng)；室外消防給水

我國(guó)東北地區(qū)氣候干燥，特別是冬季十分寒冷，平均氣溫在-20 ℃左右。造紙廠(chǎng)、糠醛廠(chǎng)、秸稈發(fā)電廠(chǎng)、刨花板廠(chǎng)和糧庫(kù)等企業(yè)大量露天儲(chǔ)存稻草、玉米芯、秸稈、木材和糧食等易燃、可燃物品，而且這些單位大多分布在城市邊緣或鄉(xiāng)鎮(zhèn)，距離當(dāng)?shù)叵勒据^遠(yuǎn)，通過(guò)火災(zāi)案例和平時(shí)消防監(jiān)督檢查發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前可燃材料露天堆場(chǎng)室外消防給水系統(tǒng)存在的問(wèn)題不容忽視，如果在今后的消防設(shè)計(jì)、施工和日常消防管理過(guò)程中不引起單位的重視，一旦可燃材料露天堆場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)，室外消防給水設(shè)施將形同虛設(shè)，不僅影響單位的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，也會(huì)造成較大的財(cái)產(chǎn)損失和社會(huì)影響。

1 可燃材料露天堆場(chǎng)火災(zāi)案例

2006年2月17日22時(shí)30分許，東北某省一木業(yè)有限公司發(fā)生火災(zāi)，燒毀生產(chǎn)廠(chǎng)房2232m2，旋切機(jī)、熱壓機(jī)、砂光機(jī)等設(shè)備和部分半成品、原材料被燒毀，無(wú)人員傷亡。

2006年5月18日13時(shí)35分，東北某省一木業(yè)有限責(zé)任公司因煙囪飛火引發(fā)火災(zāi)，受災(zāi)居民139戶(hù)，直接財(cái)產(chǎn)損失1399.3萬(wàn)元。

2009年5 月18日13 時(shí)10分,東北某省一紙業(yè)有限公司露天原料紙堆場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)，過(guò)火面積達(dá)800多平方米，價(jià)值10萬(wàn)余元的400多噸生產(chǎn)原料付之一炬，所幸無(wú)人員傷亡。

2011年1月23日，東北某省一生物發(fā)電有限公司秸稈料場(chǎng)突然起火，整個(gè)秸稈料場(chǎng)都燃起大火，1萬(wàn)多噸的秸稈被大火包圍，所幸無(wú)人員傷亡。

2013年5月31日13時(shí)15分，東北某省一糧庫(kù)在作業(yè)過(guò)程中，皮帶式輸送機(jī)在振動(dòng)狀態(tài)下電源導(dǎo)線(xiàn)與配電箱箱體孔洞邊緣產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致電源導(dǎo)線(xiàn)絕緣皮破損漏電并打火，引燃可燃物葦苫和麻袋，并蔓延至其他79個(gè)糧囤，直接經(jīng)濟(jì)損失307.9萬(wàn)元。

2 室外消防給水系統(tǒng)的相應(yīng)對(duì)策

由于室外[A3]可燃材料露天堆場(chǎng)火災(zāi)大多未造成人員傷亡和較大社會(huì)影響，因此并未進(jìn)入相關(guān)研究人員的視線(xiàn)，但是對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，原材料的燒毀，將嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)，甚至造成企業(yè)的倒閉。發(fā)揮室外消防給水系統(tǒng)在火災(zāi)事故中的應(yīng)急作用，減少火災(zāi)損失，這也是消防監(jiān)督工作人員的職責(zé)所在。

在上述火災(zāi)和平時(shí)消防監(jiān)督檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)可燃材料堆場(chǎng)室外消防給水系統(tǒng)大多存在消防水源選擇不合理、室外消火栓水壓不足和未考慮冬季防寒措施等問(wèn)題。針對(duì)東北地區(qū)可燃材料堆場(chǎng)室外消防給水系統(tǒng)暴露出來(lái)的問(wèn)題，如果要真正發(fā)揮室外消防給水系統(tǒng)在火災(zāi)初起階段的應(yīng)急作用，在室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改造過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)注意以下問(wèn)題。

2.1 消防水源要采用具備供水可靠性的深水井

在消防監(jiān)督檢查中，發(fā)現(xiàn)許多可燃材料堆場(chǎng)未設(shè)計(jì)消防水池，直接采用深水井作為消防水源，并且把非深井消防泵直接放入深水井內(nèi)用來(lái)給室外消防給水管網(wǎng)提供滅火所需用水。

深水井直接作為消防水源一是增加了消防水源的不可靠性。以席穴囤儲(chǔ)存糧食的糧庫(kù)為例，計(jì)算一下用深水井作為消防水源一次滅火需要的消防用水量。

參考消防水池有效容積計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：

Va=(Qp-Qb)×t

式中，Va為消防水池的有效容積,m3；Qp為室外消火栓的設(shè)計(jì)流量，m3/h；Qb為在火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)可連續(xù)補(bǔ)充的流量,m3/h；t為火災(zāi)延續(xù)時(shí)間,h。

表1 工廠(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)、堆場(chǎng)、儲(chǔ)罐區(qū)和民用建筑在同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)

注：1.采礦、選礦等工業(yè)企業(yè)當(dāng)?shù)馗鞣稚⒒赜袉为?dú)的消防給水系統(tǒng)時(shí)，可分別計(jì)算。

目前，東北地區(qū)糧庫(kù)大多基地面積在100萬(wàn)平方米以下，根據(jù)表1同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)可按一次計(jì)算。糧食儲(chǔ)量大多20 000 t以上，根據(jù)表2，室外消火栓用水量取Qp=50 l/s(=180 m3/h),也就是說(shuō)每小時(shí)需要用水量為180 m3。根據(jù)表3，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間取6 h，t=6 h。由于上述計(jì)算是假設(shè)消防水源單獨(dú)由深水井供給的情況下，因此Qb=0。

該糧庫(kù)發(fā)生一次火災(zāi)至少需要室外消防用水量經(jīng)計(jì)算Va=180×6=1 080 m3。因此深水井要直接作為消防水源，要保證深水井滿(mǎn)足180 m3/h的出水量要求，必須有相關(guān)部門(mén)出具的水文地質(zhì)資料做保證。

二是用潛水泵直接從深水井內(nèi)進(jìn)行吸水，當(dāng)潛水泵出現(xiàn)故障時(shí)，將不能保證消防用水量的需要。消防泵是指在消防車(chē)、固定滅火系統(tǒng)或其他消防設(shè)施上，用作輸送水或泡沫溶液等液體滅火劑的專(zhuān)用泵。按輔助特征分為普通消防泵、深井消防泵和潛水消防泵。深井消防泵是采用立式深井泵的工程用消防泵。深井消防泵不同于普通潛水泵，它的泵殼采用鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁或鑄銅等其他鑄造合金，軸應(yīng)采用2Cr13的不銹鋼或相當(dāng)?shù)目垢g性材料，或者軸使用碳鋼材料，但在填料盒及泵體過(guò)流流道處須采用抗腐蝕性材料的軸套，葉輪、葉輪密封環(huán)、殼體密封環(huán)、套環(huán)、填料環(huán)、水封環(huán)、填料壓蓋、機(jī)械密封蓋、填料軸套、水軸承套、擋套、中間襯套、減壓襯套、密封壓蓋、壓蓋螺母、軸套螺母、葉輪螺母和放水旋塞應(yīng)采用抗腐蝕性材料制成。非深井消防泵達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)要求，時(shí)間長(zhǎng)了，泵體及部件會(huì)受到腐蝕，一旦發(fā)生火災(zāi)會(huì)影響功能使用。

表2 可燃材料堆場(chǎng)室外消防用水量(l/s)

表3 不同場(chǎng)所的火災(zāi)延續(xù)時(shí)間

綜合上述分析，要確保發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防水源的可靠性，一是應(yīng)優(yōu)先采用市政給水管網(wǎng)。二是按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，符合下列規(guī)定之一的，應(yīng)設(shè)置消防水池： 1.當(dāng)生產(chǎn)、生活用水量達(dá)到最大時(shí)，市政給水管道、進(jìn)水管或天然水源不能滿(mǎn)足室內(nèi)外消防用水量； 2.市政給水管道為枝狀或只有1條進(jìn)水管，且室內(nèi)外消防用水量之和大于25 L/s。三、如果深水井的水文地質(zhì)資料能夠滿(mǎn)足作為消防水源要求時(shí)，可以選擇通過(guò)國(guó)家消防裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心型式檢驗(yàn)的深井消防泵，但要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置備用深井消防泵，供給室外消防給水管網(wǎng)的消防用水，確保消防水源的可靠性。

2.2 要正確發(fā)揮氣壓水罐的穩(wěn)壓作用

氣壓水罐的作用是儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)消防用水，其罐內(nèi)最小氣壓應(yīng)滿(mǎn)足消防給水系統(tǒng)最不利點(diǎn)滅火設(shè)備所需水壓，以達(dá)到增壓的作用。氣壓水罐內(nèi)始終儲(chǔ)存30 s的消防用水量，從而達(dá)到穩(wěn)壓的作用。

在消防監(jiān)督檢查中發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)的可燃材料堆場(chǎng)錯(cuò)誤地采用氣壓水罐作為供給室外消防給水管網(wǎng)全部消防用水量的消防供水設(shè)備，未設(shè)置消防供水主泵。如果這樣設(shè)計(jì)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，隨著室外消火栓的開(kāi)啟，氣壓水罐內(nèi)水量減少，壓力下降，當(dāng)壓力下降到一定值時(shí)，消防穩(wěn)壓泵啟動(dòng)，但由于穩(wěn)壓泵的流量設(shè)計(jì)的都較小，而大多可燃材料堆場(chǎng)的室外消火栓的消防用水量都在20 L/S以上，使氣壓水罐內(nèi)不能及時(shí)得到補(bǔ)水，壓力不斷下降，最后造成整個(gè)室外消防給水系統(tǒng)的水量和水壓滿(mǎn)足不了滅火的需要。

氣壓水罐只能作為室外消防給水系統(tǒng)平時(shí)維持管網(wǎng)壓力的穩(wěn)壓設(shè)備，正確的設(shè)計(jì)應(yīng)該是單獨(dú)設(shè)置一臺(tái)或多臺(tái)消防供水主泵直接為室外消防給水管網(wǎng)供水。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，隨著室外消火栓的開(kāi)啟，氣壓水罐內(nèi)水量減少，壓力下降，由于消防穩(wěn)壓泵的流量小于消防水槍的流量(一支水槍流量約6.5 L/S)，氣壓水罐內(nèi)不能及時(shí)得到補(bǔ)水，罐內(nèi)壓力繼續(xù)下降，當(dāng)壓力降至消防水泵啟動(dòng)控制點(diǎn)時(shí)，通過(guò)氣壓水罐內(nèi)的壓力繼電器自動(dòng)啟動(dòng)消防供水主泵(或啟動(dòng)室外消火栓處啟泵按鈕直接啟動(dòng)消防供水主泵)直接向室外消防給水管網(wǎng)供水，使室外消防管網(wǎng)的壓力和流量滿(mǎn)足消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，及時(shí)撲滅初起火災(zāi)。

2.3 建議采用臨時(shí)高壓或高壓室外消防給水系統(tǒng)

在消防監(jiān)督檢查中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)單位儲(chǔ)存可燃材料露天堆場(chǎng)的室外消防給水系統(tǒng)采用的是低壓室外消防給水系統(tǒng)。低壓室外消防給水系統(tǒng)是指管網(wǎng)內(nèi)平時(shí)水壓較低，滅火時(shí)所需水壓和流量要由消防車(chē)或其他移動(dòng)式消防泵加壓提供的給水系統(tǒng)。特別是在冬季，為了防凍，有的單位室外消防給水系統(tǒng)平時(shí)管網(wǎng)內(nèi)根本就無(wú)水，只有在發(fā)生火災(zāi)或檢修時(shí)才啟動(dòng)消防水泵供水，這些都是造成這些單位發(fā)生火災(zāi)后不能及時(shí)撲救的根本原因。

建設(shè)低壓室外消防給水系統(tǒng)主要是設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)單位不負(fù)責(zé)任或考慮建設(shè)成本，想當(dāng)然地認(rèn)為企業(yè)都應(yīng)該在城市消防站的7 km2保護(hù)半徑內(nèi)。由于《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等相關(guān)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中只對(duì)室外低壓消火栓的設(shè)置進(jìn)行規(guī)定，未對(duì)高壓或臨時(shí)高壓室外消火栓設(shè)置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，在消防監(jiān)督檢查中發(fā)現(xiàn)，許多距離當(dāng)?shù)叵勒据^遠(yuǎn)又無(wú)消防車(chē)等有效移動(dòng)消防裝備的露天可燃材料堆場(chǎng)，室外消火栓都是按照室外低壓消火栓進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)數(shù)量明顯不足，使室外消火栓在初起火災(zāi)的撲救中不能發(fā)揮作用。

為了更好地分析這個(gè)問(wèn)題，先計(jì)算一下室外高壓或臨時(shí)高壓消火栓的保護(hù)半徑，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[3]，按串接6條有襯里消防水帶計(jì)，考慮火場(chǎng)上水槍手需要留約10 m的機(jī)動(dòng)水帶，若水帶沿地面的鋪設(shè)系數(shù)按0.9計(jì)，則其保護(hù)半徑(不計(jì)水槍充實(shí)水柱在地面水平投影長(zhǎng)度)為(6×20-10)×0.9=99 m。

然后計(jì)算室外低壓消火栓的保護(hù)半徑，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[3]“當(dāng)采用低壓給水系統(tǒng)時(shí)，室外消火栓栓口處的水壓從室外設(shè)計(jì)地面算起不應(yīng)小于0.1 MPa”,可知室外低壓消火栓作用主要是給消防車(chē)等移動(dòng)供水設(shè)備加水。消防車(chē)一般從低壓給水管網(wǎng)上取水主要采取將室外消火栓接上水帶往消防車(chē)水罐內(nèi)注水，消防車(chē)泵從水罐內(nèi)吸水加壓，供應(yīng)火場(chǎng)用水，消防車(chē)的保護(hù)半徑即為室外低壓消火栓的保護(hù)半徑，普通消防車(chē)的最大供水距離一般為150 m，所以通常室外低壓消火栓的保護(hù)半徑取150 m。

為了充分發(fā)揮室外消火栓的作用,建議在室外消火栓設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)滿(mǎn)足可燃材料露天堆場(chǎng)的任何部位都在兩個(gè)室外消火栓的保護(hù)半徑之內(nèi)，即按圖1進(jìn)行設(shè)置。此時(shí)室外消火栓的間距滿(mǎn)足下面公式：

圖1 可燃材料露天堆場(chǎng)室外高壓消火栓設(shè)置圖

如果按照上述公式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在可燃材料堆場(chǎng)需要保護(hù)的寬度B取值相同的情況下，當(dāng)室外消火栓(低壓消火栓)保護(hù)半徑R=150 m時(shí)，室外消火栓間距S值要大于(臨時(shí)高壓或高壓消火栓)R=99 m時(shí)，也就是說(shuō)按照室外低壓消火栓保護(hù)半徑設(shè)置的室外消火栓，比按照臨時(shí)高壓或高壓室外消火栓保護(hù)半徑設(shè)置的數(shù)量少，并且低壓室外消火栓的水壓也不能有效地保護(hù)可燃材料堆場(chǎng)，發(fā)揮不出設(shè)置室外消火栓的作用。

因此建議上述距離當(dāng)?shù)叵狸?duì)較遠(yuǎn),根據(jù)《中華人民共和國(guó)消防法》和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范又不需要配置消防車(chē)等移動(dòng)滅火設(shè)備的單位，從企業(yè)消防安全角度考慮，室外消防給水系統(tǒng)建議采用高壓或臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)，一旦發(fā)生火災(zāi)，不需要使用消防車(chē)或其他移動(dòng)式水泵等消防設(shè)備加壓，直接由室外消火栓接出水帶、水槍出水就可以撲滅初起火災(zāi)。

2.4 室外消防給水系統(tǒng)要采取可靠的防凍措施

在東北地區(qū)冬季，一些存放可燃材料的室外露天堆場(chǎng)室外地下消火栓中經(jīng)常無(wú)水，單位管理人員解釋說(shuō)是為了防止冬季管道中充水會(huì)將管道和消火栓凍壞。這種情況就是設(shè)計(jì)、施工中遺留下來(lái)的嚴(yán)重問(wèn)題。

問(wèn)題主要是設(shè)計(jì)、施工時(shí)不嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范造成的。室外消火栓給水管道在埋地敷設(shè)時(shí)，管道埋設(shè)的管頂覆土最小厚度應(yīng)滿(mǎn)足當(dāng)?shù)貎鐾翆雍穸纫?，?yīng)在當(dāng)?shù)氐谋鶅鼍€(xiàn)以下，消火栓井也要采取防凍保溫措施。特別是室外消火栓一定要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。室外消火栓一般分為地上式消火栓(圖2)和地下式消火栓(圖3)兩種類(lèi)型，室外消火栓在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到東北寒冷地區(qū)的要求，適應(yīng)冰凍深度的需要，施工時(shí)要根據(jù)設(shè)計(jì)要求在消火栓栓體中間，內(nèi)置出水閥之上，按擋加設(shè)法蘭接管(每擋250 mm),覆土深度最多不得大于3 m；室外消火栓都設(shè)計(jì)有自動(dòng)泄水裝置(當(dāng)內(nèi)置出水閥關(guān)閉時(shí)自動(dòng)放空消火栓內(nèi)留存的積水，以防消火栓凍裂),施工時(shí)室外消火栓給水管道的覆土深度應(yīng)保證自動(dòng)泄水裝置泄水口位于冰凍線(xiàn)以下。

圖2 室外地上消火栓簡(jiǎn)圖

圖3 室外地下消火栓簡(jiǎn)圖

[1]《建設(shè)工程消防監(jiān)督管理規(guī)定》(公安部第119號(hào)令).

[2]徐明超.室外消防給水管網(wǎng)平差的有限元分析[J].消防科學(xué)與技術(shù),1998(4)：37-40.

[3]GB50016-2006,《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[S].

[4]GB6245-2006,《消防泵》[S].

[5]姜文源.淺說(shuō)穩(wěn)高壓及水系統(tǒng)[J].給水排水,1999(5):38-40.

[6]中國(guó)消防手冊(cè).第六卷[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2007：477-480.

[7]朱力平.動(dòng)態(tài)立體滅火救援圈[M].北京:群眾出版社,2007.

[8]王欣陽(yáng).地鐵災(zāi)害事故成因分析與應(yīng)急對(duì)策研究[J].沈陽(yáng)航空航天大學(xué)學(xué)報(bào),2013,30(5):80-82.

[9]13S201,室外消火栓及消防水鶴安裝[S].

[10]CECS 76：95.《氣壓給水設(shè)計(jì)規(guī)范》[S].中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn).

[11]98S205,消防增壓穩(wěn)壓設(shè)備選用與安裝(隔膜式氣壓罐)[S].國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集.

[12]GB 50015-2003(2009年版),《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》[S].

[13]樊建軍,梅勝,何芳.建筑給水排水及消防工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

[14]李念慈,張明燦,萬(wàn)月明.建筑消防工程技術(shù)[M].北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社，2006.

[15]張志勇,徐立君,牛保平.建筑安裝工程施工圖集.(第四版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.

(責(zé)任編輯：吳萍 英文審校：劉紅江)

Analysisontheroleofoutdoorfirewatersupplysysteminstorageyardfire

FU You-chun

(Siping Municipal Fire Brigade,Siping 136100)

In the paper,the problems of the outdoor fire water supply system in the storage yard of combustible materials are discussed and the solutions are also proposed in order to improve the standard of the design and construction of the outdoor fire water supply system of the combustible materials.

combustible materials;storage yard;outdoor fire water supply system

2014-03-21

付友春(1975-)，男，吉林梨樹(shù)人，工程師，主要研究方向：消防監(jiān)督管理，E-mail:fuyouchun@126.com。

2095-1248(2014)03-0077-05

X932

A

10.3969/j.issn.2095-1248.2014.03.015