王春妹，張伯鎮(zhèn)，霍曉鵬，翟 渺

（1.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司西安分公司，陜西 西安 710000；2.西安國際陸港產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，陜西 西安 710000）

引言

目前國內(nèi)城市供熱的主要熱源有：熱電廠、區(qū)域鍋爐房、分散鍋爐房以及工業(yè)余熱、地?zé)岷秃四艿?。其中，熱電廠、鍋爐房主要以煤、重油、天燃?xì)鉃槿剂希疚闹赜懻撘悦簽槿剂系腻仩t房及附屬構(gòu)筑物的消防給水設(shè)計(jì)。

1 工程概況

某熱源廠采用集中供熱鍋爐房為主要熱源，建設(shè)裝機(jī)容量為1 臺116 MW 的循環(huán)流化床鍋爐，并配套建設(shè)煤庫、渣庫、輸煤棧橋、破碎樓、引風(fēng)機(jī)房、業(yè)務(wù)用房、消防泵房及煙氣在線檢測室、變配電室、門衛(wèi)室和地磅房等附屬建筑物。本文重點(diǎn)討論該熱源廠內(nèi)通過輸煤棧橋連接在一起的鍋爐房、煤庫、破碎樓的消防給水設(shè)計(jì)。鍋爐房、煤庫、破碎樓工程概況如表1所示。

表1 單體概況

煤庫、破碎樓、鍋爐房是3 座獨(dú)立的建筑，煤庫、鍋爐房分別通過輸煤棧橋與破碎樓相連，煤庫與輸煤棧橋、鍋爐房與輸煤棧橋連接處采用防火卷簾隔開，并設(shè)置消防水幕。雖然煤庫、鍋爐房、破碎樓通過輸煤棧橋相連，但3 座建筑在連接處設(shè)有防火卷簾和消防水幕，故不需按照3 座建筑體積之和考慮室、內(nèi)外消防用水量，按照體積最大的1 座建筑物計(jì)算室內(nèi)、外消防用水量即可。煤庫、破碎料、鍋爐房位置示意圖如圖1 所示。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 給水形式

廠區(qū)內(nèi)最高的建筑為鍋爐房，建筑高度為42.3 m，室內(nèi)消火栓工作壓力為0.35 MPa，為保證整個(gè)室內(nèi)消火栓工作壓力，廠區(qū)內(nèi)敷設(shè)的室內(nèi)消火栓管網(wǎng)壓力較高，約0.8 MPa。室外消火栓工作壓力為0.1 MPa，室外消火栓管網(wǎng)壓力較低，約0.3 MPa，室內(nèi)、外消火栓管網(wǎng)壓力相差較大，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，廠區(qū)內(nèi)室內(nèi)、外消火栓管網(wǎng)分別敷設(shè)更為合理。室內(nèi)、外消火栓系統(tǒng)均采用臨時(shí)高壓系統(tǒng)，保證火災(zāi)時(shí)消防用水量。

2.2 室外消火栓系統(tǒng)

廠區(qū)內(nèi)建筑共用室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)，水量按照最大用水量計(jì)算。雖然煤庫、鍋爐房、破碎樓通過輸煤棧橋相連，但3 座建筑在連接處設(shè)有防火卷簾和消防水幕，故認(rèn)為煤庫、破碎樓、鍋爐房是3 座獨(dú)立的建筑。按照同時(shí)作用的室外消防給水最大用水量考慮，本次選取煤庫的室外消防用水量，煤庫屬于丙類倉庫，體積＞50 000 m3，故室外消火栓設(shè)計(jì)流量為45 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3 h。

2.3 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

2.3.1 煤庫室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

煤庫建筑面積為5 822.6 m2，占地面積為5 822.6 m2，建筑高度為18.85 m，為單層丙類倉庫。根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974—2014）3.5.2條，煤庫建筑高度＜24 m，體積＞5 000 m3，故室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量為25 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3 h。

考慮煤庫在實(shí)際使用過程中地面會堆滿煤，沒有人行通道，故消火栓不能按照常規(guī)距地面1.1 m 的高度來布置，煤庫內(nèi)堆煤高度約為5.6 m，考慮在煤庫高度8 m 處設(shè)置走道板，在走道板上方1.1 m 處布置消火栓，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防員在走道板上操作消火栓，以達(dá)到發(fā)生火災(zāi)時(shí)滅火的需求[1]。

2.3.2 鍋爐房室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鍋爐房建筑面積為8625.1m2，占地面積為3475.3 m2，建筑高度為42.3 m，為丁類廠房，根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974—2014）3.5.2 條，24 m＜建筑高度＜50 m，室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量為25 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2 h。

鍋爐房內(nèi)鍋爐間整個(gè)高度為42 m，分為兩層，一層層高為8 m，二層層高為34 m，標(biāo)高12.5 m 及28.5 m處設(shè)有檢修平臺。由于鍋爐間高度過高，除了在一層、二層設(shè)置消火栓外，在標(biāo)高12.5 m 及28.5 m 檢修平臺均設(shè)置消火栓。

2.3.3 破碎樓及輸煤棧橋

破碎樓建筑面積為538.68 m2，占地面積為179.56 m2，建筑高度為12.3 m，為多層戊類廠房?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016—2014（2018 年））8.2.2條，符合該規(guī)范8.2.1 條規(guī)定的建筑或場所：即耐火等級為一、二級且可燃物較少的單、多層丁、戊類廠房（倉庫），可不設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，但宜設(shè)置消防軟管卷盤或輕便消防水龍。根據(jù)該條規(guī)范，破碎樓可不設(shè)置消火栓，僅設(shè)置消防軟管卷盤或輕便消防水龍即可，但考慮破碎樓通過輸煤棧橋與煤庫、鍋爐房相連，雖然連接處設(shè)有防火卷簾、消防水幕，但輸煤棧橋內(nèi)設(shè)有易燃的傳送帶，火災(zāi)發(fā)生時(shí)蔓延迅速，為確保有效控制火災(zāi)蔓延，破碎樓及輸煤棧橋設(shè)置消火栓更為妥當(dāng)[2]。根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014）3.5.2 條，建筑高度＜24 m，破碎樓室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量為10 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2 h。

2.4 消防水幕系統(tǒng)設(shè)計(jì)

煤庫、鍋爐房與輸煤棧橋連接處因設(shè)有傳送帶而無法設(shè)置防火墻，采用防火卷簾進(jìn)行防火分區(qū)的分隔，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)蔓延迅速，防火卷簾不能迅速放下起到隔離的作用，且由于設(shè)有傳送帶的原因，防火卷簾與傳送帶間會有縫隙，不能保證完全隔離，會導(dǎo)致火災(zāi)蔓延。為了保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)有效撲滅，故在煤庫、鍋爐房與輸煤棧橋連接處設(shè)置消防水幕系統(tǒng)。

根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50084—2017）9.1.4 條，消防水幕設(shè)計(jì)流量為消防水幕長度×噴水強(qiáng)度，煤庫、鍋爐房與輸煤棧橋連接處均為6 m，消防水幕布置長度為6 m，防火分隔水幕噴水強(qiáng)度為2 L/（s·m），故煤庫、鍋爐房與輸煤棧橋連接處消防水幕設(shè)計(jì)流量均為2×6=12 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間3 h。

2.5 室內(nèi)消防炮系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50084—2017），高大空間建筑可理解為以下建筑：最大凈空高度＞8 m 的民用建筑和工業(yè)廠房、最大凈空高度＞9 m的倉庫、最大凈空高度＞13.5 m 的采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭的倉庫、最大凈空高度＞12 m 的非倉庫類高大凈空場所。本工程鍋爐房的鍋爐間、煤庫均屬于大空間建筑。

在大空間建筑中，由于建筑層高大，消火栓充實(shí)水柱無法到達(dá)高處著火部位，消火栓能起到的作用有限，若提高消火栓壓力，增加充實(shí)水柱高度，過大的壓力則會增加消防員操作難度，實(shí)施起來滅火效果并不理想?？紤]到消火栓滅火的局限性，在高大空間布置消防炮來提高滅火安全性[3]。

2.5.1 鍋爐房消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鍋爐房內(nèi)鍋爐間整個(gè)高度為42 m，分為兩層，一層層高為8 m，二層層高為34 m，標(biāo)高12.5 m 及28.5 m處設(shè)有檢修平臺，在二層樓板位置設(shè)有洞口保證鍋爐設(shè)備的安裝，鍋爐間整體是貫通的，屬于大空間。二層層高高達(dá)34 m，在一、二層及檢修平臺布置消火栓難以保證滅火需求，故需增加消防炮滅火系統(tǒng)，提高滅火安全性。

鍋爐房選用PSKD20 型電動(dòng)消防水炮，單個(gè)消防炮額定噴射量為20 L/s，額定工作壓力0.8 MPa，額定射程為50 m，接口直徑為65 mm，供電電壓為24 V DC，輸入功率為60 W。

鍋爐房設(shè)置3 套消防炮，保證2 門水炮的水射流同時(shí)到達(dá)被保護(hù)區(qū)域的任一部位。鍋爐房消防炮系統(tǒng)同時(shí)開啟數(shù)量為2 個(gè)，消防炮系統(tǒng)流量為20×2=40L/s，《固定消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50338—2003）4.3.4 條規(guī)定，工業(yè)建筑的用水量不應(yīng)小于60 L/s，故本次設(shè)計(jì)固定消防水炮滅火系統(tǒng)用水量為60 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1 h。

2.5.2 煤庫消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

煤庫占地面積5 822.6 m2，層高為18.85 m，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016—2014（2018 年））8.3.2 條，應(yīng)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)，并宜采用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中，噴頭不宜布置在過高的位置，否則無法保證噴頭的啟動(dòng)，滅火效果也不理想。煤庫屋面為輕鋼屋面，難以安裝噴頭，故不適合采用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016—2014（2018 年））8.3.5 條規(guī)定，難以設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的高大空間場所，應(yīng)設(shè)置其他自動(dòng)滅火系統(tǒng)，并宜采用固定消防炮等滅火系統(tǒng)。結(jié)合煤庫層高及輕鋼屋面特性，設(shè)置固定消防炮滅火系統(tǒng)。

煤庫選用PSKD20 型電動(dòng)消防水炮，單個(gè)消防炮額定噴射量為20 L/s，額定工作壓力0.8 MPa，額定射程為50 m，接口直徑為65 mm，供電電壓為24 V DC，輸入功率為60 W。

煤庫設(shè)置8 套消防炮，保證2 門水炮的水射流同時(shí)到達(dá)被保護(hù)區(qū)域的任一部位。煤庫消防炮系統(tǒng)同時(shí)開啟數(shù)量為2 個(gè)，消防炮系統(tǒng)流量為20×2=40 L/s，《固定消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50338—2003）4.3.4 條規(guī)定，工業(yè)建筑的用水量不應(yīng)小于60 L/s，故本次設(shè)計(jì)固定消防水炮滅火系統(tǒng)用水量為60 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1 h。

2.6 消防水箱設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目最大一棟建筑室內(nèi)消火栓給水設(shè)計(jì)流量為25 L/s，在鍋爐房水箱間設(shè)置有效容積為18 m3的消防水箱一座。高位消防水箱的最低有效水位不能滿足室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、消防水幕系統(tǒng)、室內(nèi)消防系統(tǒng)水滅火設(shè)施最不利點(diǎn)處的靜水壓力，水箱間內(nèi)設(shè)置3 套穩(wěn)壓罐、6 套增壓穩(wěn)壓泵分別與室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、消防水幕系統(tǒng)、消防炮系統(tǒng)連接，保證火災(zāi)初期滅火用水量及壓力。

2.7 消防水池及泵房設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目僅有一條入戶引入管，且室外消火栓設(shè)計(jì)流量＞20 L/s，故本項(xiàng)目需設(shè)置消防水池。

消防水池的有效容積應(yīng)滿足火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)室外消防用水量、室內(nèi)消防用水量之和，則V=3.6×45×3+3.6×25×3+3.6×12×3+3.6×60×1=1101.6 m3，需新建2 座有效容積為586 m3消防水池，總?cè)莘e為1 172 m3。

消防泵房與消防水池相連設(shè)置，泵房內(nèi)設(shè)置2 套室外消防泵、1 套穩(wěn)壓罐、2 套增壓穩(wěn)壓泵與室外消火栓系統(tǒng)連接，2 套室內(nèi)消防泵與室內(nèi)消火栓系統(tǒng)連接，2 套消防炮泵與消防炮系統(tǒng)連接，2 套消防水幕泵與雨淋報(bào)警閥組連接后與消防水幕系統(tǒng)連接。

2.8 消防水泵接合器設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的高層工業(yè)建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、消防水幕系統(tǒng)、固定消防炮系統(tǒng)需設(shè)置消防水泵接合器。消防水泵接合器的給水流量宜按每個(gè)10～15 L/s 計(jì)算。

鍋爐房室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)置2 套水泵接合器，消防水幕系統(tǒng)設(shè)置1 套水泵接合器，固定消防炮系統(tǒng)設(shè)置4 套水泵接合器。

煤庫消防水幕系統(tǒng)設(shè)置1 套水泵接合器，固定消防炮系統(tǒng)設(shè)置4 套水泵接合器。

3 結(jié)語

目前，熱電廠、鍋爐房主要以煤、重油、天燃?xì)鉃槿剂希老到y(tǒng)設(shè)計(jì)是熱源廠非常重要的部分。熱源廠內(nèi)單體情況較為復(fù)雜，尤其是鍋爐房、煤庫通過輸煤棧橋與破碎樓連接，鍋爐房內(nèi)鍋爐間高大空間的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，仔細(xì)分析單體情況，合理設(shè)置消防系統(tǒng)，選擇適合的給水形式，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)有效地?fù)錅纭?/p>