◎ 劉雙安，劉玉蘋

（鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450001)

近年來，立體庫在各行業(yè)應用日益廣泛，立體庫具有高度高、空間大和存儲密集等特點，對消防系統(tǒng)要求較高，否則極易造成嚴重的經(jīng)濟損失?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)可在火災初期通過煙感、溫感等火災探測器及時發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出報警信號，啟動自動滅火設(shè)備，對火災的發(fā)生起到預防預警作用，減少火災釀成的損失。本文介紹了某面粉立體庫的火災自動報警系統(tǒng)的設(shè)計，并對高大空間火災探測器的選擇及粉塵爆炸危險環(huán)境中消防設(shè)計進行簡單分析。

1 項目簡介

該立體倉庫由兩部分組成，即立體倉庫和理貨間。其中理貨間為地上兩層，建筑高度14.59 m，面粉立體倉庫為一層，建筑高度28.59 m，占地面積4890.64 m2， 建筑面積6243.25 m2。室外消火栓用水量為45 L·s-1，自動噴水系統(tǒng)采用預作用系統(tǒng)。

2 報警形式的選擇

本工程為擴建工程，原廠區(qū)已設(shè)有消防控制室，原消防控制室內(nèi)設(shè)有火災報警控制器、消防聯(lián)動控制器和消防控制室圖形顯示裝置、消防應急廣播的控制裝置以及消防專用電話總機等設(shè)備。原火災報警控制器、消防聯(lián)動控制器剩余點數(shù)滿足本工程新增消防設(shè)備點數(shù)需要。本工程設(shè)置消防接線箱，通過信號二總線接入消防控制室控制主機。

3 不同類型火災探測器的分析

3.1 點型感煙探測器

點型感煙探測器只能適用于12 m及以下的場所。當火災發(fā)生時，煙氣在上升階段會逐漸被空氣稀釋，煙氣中的溫度和濃度逐漸降低，從而導致煙氣的浮力越來越小，煙氣上升的速度會越來越慢，當煙氣的浮力和重力達到平衡時，煙氣不再上升。由于庫房內(nèi)空間較高，煙氣可能上升不到頂棚就達到平衡位置，同時由于存在熱障現(xiàn)象，導致產(chǎn)生熱空氣層，阻止煙氣上升到庫房頂棚點型感煙探測器的位置[1]。

3.2 點型感溫探測器

點型感溫探測器只能適用于8 m及以下的場所。由于起火點位置未知且本工程內(nèi)有多層貨架遮擋，溫度很難達到頂棚感溫探測器的報警閥值，靈敏度較低，即使溫度達到頂棚感溫探測器的報警閥值，火災可能已經(jīng)發(fā)展到嚴重階段，起不到預警作用[2]。

3.3 線型光束感煙探測器

線型光束感煙探測器的工作原理是煙減光法，當發(fā)射器發(fā)出的紅外線穿過火災產(chǎn)生的煙時，減光度降低，當減光度降低到設(shè)定值時判定火災。光束感煙探測器集發(fā)光器與接收器于一體，配合反射板，組成線型光束感煙探測器。發(fā)光器發(fā)出的紅外光束撞到反射板上后，便返回到接收器。線型光束感煙探測器適用于無遮擋的大空間，在正常情況下有煙、粉塵、水霧滯留的場所不適用線型光束感煙探測器[3]。

3.4 吸氣式感煙探測器

吸氣式感煙火災報警探測器主機由吸氣泵、激光探測腔、控制電路和顯示屏幕等組成。吸氣式感煙火災報警探測器主機與采樣管組成一套完整的系統(tǒng)。由吸氣泵通過采樣管（采樣管通常為UPVC管或鋼管）將被保護區(qū)內(nèi)空氣樣品連續(xù)不斷地送入探測器。被采集的空氣樣品由過濾器過濾灰塵雜質(zhì)后進入激光探測腔，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，最終將被采集的空氣樣品中的煙霧濃度通過控制電路傳輸?shù)斤@示屏幕，顯示屏幕上顯示出采用空氣的中煙霧的濃度，并根據(jù)煙霧濃度以及預設(shè)的報警閥值，輸出相應的報警信號，具有四級報警輸出，能夠在火災發(fā)生前期及時預警，具有較高靈敏度。

3.5 點型火焰探測器

點型火焰探測器分為點型紫外火焰探測器、點型紅外火焰探測器和點型紅外紫外復合型火焰探測器。通過識別火焰光譜中的紅外線和紫外線，從而達到探測火災的目的。其適用于火災發(fā)生時易產(chǎn)生明火的場所和火災初期無陰燃階段的場所，反應迅速，溫度可靠。

3.6 雙波段圖像型火焰探測器

雙波段圖像型火焰探測器由紅外攝像機及彩色攝像機組成，可將采集到的紅外視頻圖像信號和彩色視頻圖像信號傳送給信息處理主機，使火災探測和圖像監(jiān)控得到有機結(jié)合。但在攝像機前不能有遮擋，為了避免出現(xiàn)探測盲區(qū)，需要多個探測器配合使用。

通過對以上幾種火災探測器的分析可知，適用于高大空間的探測器有線型光束感煙探測器、線型光束感煙探測器、吸氣式感煙探測器、點型火焰探測器和雙波段圖像型火焰探測器。結(jié)合立體倉庫的特殊性，采用吸氣式感煙探測器與線型光束感煙探測器。

立體庫層高為28 m且內(nèi)部布置有高層貨架，根據(jù)《火災自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第12.4.1條，立體庫需要選擇兩種火災參數(shù)的火災探測器。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，立體貨架區(qū)域選用吸氣式感煙火災探測器。采用分層組網(wǎng)方式，分別在貨架的第3層、第6層、第10層、第13層貨架上設(shè)置采樣管，同時在第13層至屋架區(qū)域采用線型光束感煙火災探測器。考慮到貨架上存放的是袋裝面粉，所以選擇帶有過濾網(wǎng)以及帶有自清洗功能的吸氣感煙火災探測主機。吸氣式感煙探測器及采樣管的安裝見圖1。

圖1 吸氣式探測器安裝示意圖

吸氣式感煙火災報警探測器主機需要DC24V專用電源以保證其穩(wěn)定工作，所有專用電源接至AC220V消防專用電源。為了便于檢修，探測器主機安裝在距地1.3～1.5 m高為宜。一個吸氣感煙火災探測主機所連接的采樣管總長不宜超過200 m，單根采樣管長度不宜超過100 m，一根采樣管只能在一個防火分區(qū)內(nèi)采集空氣樣本，不能跨越防火分區(qū)采集。采樣管和采樣孔應有明顯的消防標識。采樣管上的一個采樣孔可視為一個點式感煙探測器，其保護面積、保護半徑等應與感煙火災探測器的保護面積、保護半徑一致。采樣孔直徑最小不能小于2 mm，最大不能大于5 mm。采樣孔不得設(shè)在采樣管的連接部位。安裝在灰塵較大場所的探測器應具有灰塵過濾器，可隨時清洗、重復利用和維護方便。

4 消防聯(lián)動及火災自動報警系統(tǒng)的設(shè)計

本立體庫的消防聯(lián)動及火災自動報警系統(tǒng)包含消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防電源監(jiān)控系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)等。

火災發(fā)生時，安裝在現(xiàn)場的火災探測器將信號傳輸至廠區(qū)消防控制室內(nèi)火災報警控制器，聯(lián)動開啟預作用閥組、開啟快速排氣閥前電動閥，啟動噴淋泵。同時，水流指示器、信號閥、壓力開關(guān)、噴淋泵和快速排氣閥前電動閥等設(shè)備的狀態(tài)信息均反饋至火災報警系統(tǒng)中，并在圖形顯示系統(tǒng)中顯示、記錄。

4.1 自動噴水滅火系統(tǒng)

本工程自動噴水滅火系統(tǒng)形式采用預作用系統(tǒng)。預作用閥組開啟的聯(lián)動觸發(fā)信號可以是同一報警區(qū)域內(nèi)兩只及以上獨立的感煙火災探測器的報警信號，也可以是一只感煙火災探測器與一只手動火災報警按鈕的報警信號。由消防聯(lián)動控制器控制預作用閥組的開啟，使預作用系統(tǒng)轉(zhuǎn)成濕式系統(tǒng)；報警閥組壓力開關(guān)的動作信號作為啟動噴淋消防泵的控制信號，直接啟動消防泵。

4.2 防火門監(jiān)控系統(tǒng)

由常開防火門所在防火分區(qū)內(nèi)的兩只獨立的火災探測器或一只火災探測器與一只手動火災報警按鈕的報警信號，作為常開防火門關(guān)閉的聯(lián)動觸發(fā)信號，聯(lián)動觸發(fā)信號應由火災報警控制器或消防聯(lián)動控制器發(fā)出，并應由消防聯(lián)動控制器或防火門監(jiān)控器聯(lián)動控制防火門關(guān)閉。

疏散通道上常開防火門及常閉防火門的開啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)信號應反饋至防火門監(jiān)控器。

4.3 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

采用剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器，安裝在本工程配電總箱處，電氣火災監(jiān)控器安裝在消防控制室。立體庫層高超過12 m，庫房內(nèi)燈具安裝方式為頂部吊裝，在立體庫的照明配電箱出線回路上設(shè)置具有探測故障電弧功能的電氣火災監(jiān)控探測器。

4.4 消防電源監(jiān)控系統(tǒng)

在消防配電箱進線及出線處裝設(shè)電壓/電流互感器，可以實時監(jiān)測并顯示各消防設(shè)備的電源狀態(tài)，當消防設(shè)備電源發(fā)生過壓、欠壓、缺相、過流和中斷供電等故障時，消防設(shè)備電源監(jiān)控器進行報警、記錄相應數(shù)據(jù)并顯示故障點位置。

4.5 氣體滅火系統(tǒng)

氣體滅火系統(tǒng)采用七氟丙烷滅火，主要由火災探測系統(tǒng)（火災探測器、火災報警控制器）、滅火控制系統(tǒng)（氣體滅火控制主機、聲光報警器、緊急啟動/停止按鈕）和滅火設(shè)備3大部分組成。系統(tǒng)具有手動啟動和自動啟動方式。自動啟動方式的觸發(fā)信號分為兩種，即同一保護區(qū)內(nèi)兩只獨立的火災探測器（一個感煙火災探測器和一個感溫火災探測器組合）的報警信號以及一只火災探測器與一只手動火災報警按鈕的報警信號。氣體滅火系統(tǒng)啟動時需要將氣體滅火控制器直接連接的火災探測器的報警信號、選擇閥的動作信號及壓力開關(guān)的動作信號反饋至消防聯(lián)動控制器及系統(tǒng)的聯(lián)動反饋信號。氣體滅火系統(tǒng)的聯(lián)動控制示意圖如圖2所示。

圖2 氣體滅火系統(tǒng)聯(lián)動控制示意圖

4.6 消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)

本工程只在理貨間設(shè)置消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)，立體庫內(nèi)為高層貨架及自動化設(shè)備出入庫生產(chǎn)作業(yè)，故立體庫內(nèi)未設(shè)置消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)。消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)采用集中電源集中控制型。系統(tǒng)由應急照明控制器、應急照明集中電源和A型應急照明燈具組成。應急照明控制器由消防電源供電，與火災報警控制器采用信號線連接，當發(fā)生火災時由火災報警控制器輸出的火災報警信號作為應急照明控制器自動應急啟動觸發(fā)信號。應急照明控制器除了自動啟動外還應具有手動應急啟動。應急疏散照度為疏散走道不低于1.0 lx，安全出口外面不低于1.0lx，樓梯間不低于5.0lx。

4.7 防排煙系統(tǒng)

理貨間采用機械排煙，立體庫采用自然排煙。理貨間內(nèi)兩只獨立的火災探測器的報警信號作為聯(lián)動觸發(fā)排煙口或排煙閥的開啟信號，同時消防聯(lián)動控制器聯(lián)動控制排煙口、排煙閥的開啟以及開啟排煙風機。在消防控制室的手動控制盤上可以直接手動控制排煙風機的啟動或停止。排煙閥、防火閥等設(shè)備的動作信號應反饋至消防聯(lián)動控制器。

5 粉塵爆炸危險場所的設(shè)計

本工程為成品面粉的理貨及存儲，從保證安全生產(chǎn)角度出發(fā)，立體庫主要功能是存儲，電氣設(shè)備選擇普通型。理貨間為面粉的運輸整理，存在泄漏的可能性，一旦泄漏就會有粉塵爆炸的安全隱患，所以理貨間電氣按照粉塵爆炸21區(qū)設(shè)計。理貨間內(nèi)電氣設(shè)備采用粉塵防爆型產(chǎn)品，其防爆標志為Ex tD ⅢB T145 ℃ Db IP65。

在火災自動報警線路接入粉塵爆炸危險環(huán)境前端設(shè)置安全柵，以保證粉塵爆炸危險環(huán)境的電路是本安電路，其中電源隔離式安全柵最多可接2只聲光報警器，總線隔離式安全柵最多可接32只本安編碼設(shè)備。

粉塵爆炸場所中控制電纜應選擇銅芯1.0 mm2及以上，電力及照明應選擇2.5 mm2及以上，粉塵爆炸場所電纜敷設(shè)采用鋼管配線時，應采用鍍鋅焊接鋼管且鋼管螺紋旋合不應少于5扣，同時在鋼管連接的螺紋部分應涂鉛油或磷化膏[4]。

6 火災自動報警系統(tǒng)電纜選擇

依據(jù)《火災自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50116— 2013），火災自動報警系統(tǒng)的供電線路以及聯(lián)動控制線路應采用耐火銅芯電線電纜?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)中的報警總線、消防應急廣播和消防專用電話等傳輸線路采用阻燃耐火電線電纜。

結(jié)合本工程點位較少且分散的特點，消防線路中控制、通信、電源線路均單獨穿管敷設(shè)鍍鋅SC管明敷，外刷防火涂料[5]。

7 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑外形高大存儲物品復雜的建筑會越來越多，結(jié)合實際工程特點，綜合分析影響因素，合理選擇火災探測器對火災預警、滅火起著至關(guān)重要的作用，為企業(yè)的安全生產(chǎn)和社會的穩(wěn)定發(fā)展提供了保障。