工業(yè)廠房干-濕轉(zhuǎn)換消火栓給水管網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用

許妍，彭飛 ,尹士海

（1.唐鋼國際工程技術(shù)股份有限公司;2.唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北唐山 063000）

1 概述

消防系統(tǒng)根據(jù)管道內(nèi)是否充水、充氣分為濕式系統(tǒng)和干式系統(tǒng)。目前，我國的建筑設(shè)計防火規(guī)范中主要以濕式系統(tǒng)為主。而在北方城市，由于冬季消防管道可能凍結(jié)，工業(yè)廠房濕式消火栓系統(tǒng)的很多位置需要保溫。一般工廠都采用電伴熱保溫，電伴熱保溫方式投資及運營費用比較大，而且造成了能源的浪費。實際使用中由于保溫材料施工安裝不當(dāng)?shù)仍颍匦Ч焕硐耄覙O易存在事故隱患，例如伴熱帶老化漏電等。與濕式系統(tǒng)相比，干式消防系統(tǒng)消防給水管道不需要管道保溫，既能夠做到有效防止冬季消防給水管道結(jié)凍，又能保證消防系統(tǒng)正常運行。

在新版的《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 50974-2014[1]中，7.1.3條規(guī)定：“室內(nèi)環(huán)境溫度低于4 ℃或高于70 ℃的場所，宜采用干式消火栓系統(tǒng)。”第7.1.5條又規(guī)定：“嚴(yán)寒、寒冷等冬季結(jié)冰地區(qū)城市隧道及其他構(gòu)筑物的消火栓系統(tǒng)，應(yīng)采取防凍措施，并宜采用干式消火栓系統(tǒng)和干式室外消火栓。”為干式消火栓系統(tǒng)提供了規(guī)范支持。

本文以北方地區(qū)某冶金工業(yè)廠房為例，詳細(xì)介紹北方工業(yè)廠房干-濕轉(zhuǎn)換消火栓系統(tǒng)的應(yīng)用。

2 工程概況

北方地區(qū)某冶金工業(yè)廠房，長231 m，寬60 m，地上一層，建筑高度8.40 m，總建筑面積13 131 m2，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，耐火等級二級。該工業(yè)廠房的生產(chǎn)火災(zāi)危險性類別為丙類廠房。根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014[3]規(guī)定，建筑占地面積大于300 m2的丙類廠房應(yīng)設(shè)計室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。室內(nèi)消防用水量20 L/s，消防給水壓力0.35 MPa。

本廠房位于寒冷地區(qū)，暖通專業(yè)不設(shè)置采暖設(shè)施，為防止冬季管道凍結(jié)影響消防系統(tǒng)安全，本工程采用了干-濕轉(zhuǎn)換消火栓系統(tǒng)。

3 干－濕轉(zhuǎn)換消火栓系統(tǒng)設(shè)計

所謂干－濕式轉(zhuǎn)換消火栓系統(tǒng)就是結(jié)合我國北方地區(qū)四季氣候溫度變化特點，冬季為防止消防給水管道結(jié)凍，采用干式消火栓系統(tǒng)，其他季節(jié)采用濕式消火栓系統(tǒng)的消防給水系統(tǒng)。在該消火栓系統(tǒng)的室外進水干管閥門井內(nèi)設(shè)置快速啟閉電動閥，冬季快速啟閉電動閥后為干式消防管網(wǎng)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，開啟快速啟閉電動閥，快速使管道內(nèi)充水，并進行滅火；試驗或滅火結(jié)束后，關(guān)閉快速啟閉電動閥并通過室外進水干管閥門井內(nèi)的放空閥放空管道內(nèi)的水以防凍。在管道最高點設(shè)置自動排氣閥，盡量縮短管網(wǎng)布置，以保證充水時間。[2]

消火栓管網(wǎng)布置見圖1所示。

圖1 消火栓管網(wǎng)布置示意圖

3.1 消防水源

室內(nèi)外均采用臨時高壓制消火栓給水系統(tǒng)，消防泵房內(nèi)消防增壓泵不應(yīng)少于兩臺，且一用一備，消防增壓泵流量及揚程應(yīng)滿足本工程所需設(shè)計流量及壓力要求。消防水量及消防水壓均能滿足本工業(yè)廠房的要求。

3.2 干式系統(tǒng)類型選擇

消火栓干式系統(tǒng)主要有以下3種：

（1）全自動干式系統(tǒng)

平時系統(tǒng)管道內(nèi)充滿壓縮空氣，并設(shè)有干式報警閥，干式報警閥開啟后消防水可以自動進入開啟的消火栓，此系統(tǒng)需要設(shè)置管道氣體增加設(shè)備。

（2）半自動干式系統(tǒng)

干式消防管道系統(tǒng)上設(shè)有可遠(yuǎn)程控制的快速啟閉電動閥，在每一個消火栓處設(shè)一個電磁閥控制按鈕，控制按鈕動作時，快速啟閉電動閥開啟，并快速在管道內(nèi)充水滅火。

（3）手動干式系統(tǒng)

消防管道系統(tǒng)為干式，系統(tǒng)不設(shè)置永久性給水設(shè)施，消防用水來自消防車內(nèi)的消防泵，通過消防水泵接合器向系統(tǒng)供水。

通過3種干式系統(tǒng)的對比可以得出，半自動干式系統(tǒng)管道內(nèi)是空管，相對于全自動干式系統(tǒng)來說不需要額外設(shè)置管道氣體增壓設(shè)備；半自動干式系統(tǒng)具有完備的消防給水系統(tǒng)，相對于手動干式系統(tǒng)來說消防給水系統(tǒng)的充水反應(yīng)速度快。綜合以上對比，本項目設(shè)計中采用了設(shè)備管理簡單且投資少的半自動干式系統(tǒng)，利用快速啟閉電動閥及消火栓內(nèi)的控制按鈕控制管道充水。[4]

3.3 充水時間

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 50974-2014第7.1.6條規(guī)定：“干式消火栓系統(tǒng)的充水時間不應(yīng)大于5 min。”這就要求管網(wǎng)布置時管道長度不能過長。

第8.1.8條規(guī)定：“消防給水管道的設(shè)計流速不宜大于2.5 m/s。”消防給水管道的設(shè)計流速按照2.0 m/s考慮，進戶管快速啟閉閥至最不利消火栓的距離最大為：

2.5 m/s×(5×60) s=750 m

本工程中進戶管快速啟閉閥至最不利消火栓的距離最大為310 m，充水時間為2.1 min。

即充水時間小于5 min，符合充水時間要求。

3.4 快速啟閉電動閥

在消火栓系統(tǒng)的進水干管室外閥門井內(nèi)設(shè)置快速啟閉電動閥，每年春天時，打開快速啟閉電動閥，使管道內(nèi)充滿水；當(dāng)冬季來臨時，關(guān)閉快速啟閉電動閥。

每個快速啟閉電動閥與消火栓按鈕聯(lián)鎖，電動閥門的開啟時間不超過30 s。

火災(zāi)發(fā)生時，可通過以下3種方式打開閥門:

（1）消火栓處按鈕啟動，室內(nèi)消火栓均采用SN65型消火栓，每個消火栓箱處均設(shè)置直接開啟電動閥的電動閥啟動按鈕一個。

（2）現(xiàn)場手動應(yīng)急開啟。

（3）消防控制室手動/自動控制電動閥啟閉。

這樣可以確保快速啟閉電動閥，在任何情況下都能實現(xiàn)快速開啟并進行管網(wǎng)充水滅火。

3.5 自動快速排氣閥

在室內(nèi)消火栓管網(wǎng)的最高點設(shè)置自動快速排氣閥，以便快速排出系統(tǒng)內(nèi)空氣，并保證系統(tǒng)充水時間不超過5 min。因本工程為一層建筑，室內(nèi)消防管道敷設(shè)時設(shè)置一定坡度，在距離入戶管最遠(yuǎn)處達到最高點，并在此點設(shè)置自動快速排氣閥。

3.6 放空閥

消防進戶管閥門井內(nèi)設(shè)DN25放空閥，冬季打開放空閥泄掉室內(nèi)消火栓管道內(nèi)的水，平時放空閥為關(guān)閉狀態(tài)，其他季節(jié)室內(nèi)消火栓管道內(nèi)充滿水。

3.7 管道防腐

如果按照干-濕式交替運行，消防管道容易腐蝕，應(yīng)對消防管網(wǎng)采用加強防腐措施，可以采用內(nèi)壁襯膠的鋼管或水泥砂漿襯里的金屬管道以防止管道腐蝕造成管道泄漏。

4 結(jié)語

對于北方無采暖的工業(yè)廠房，根據(jù)季節(jié)變化選擇干-濕轉(zhuǎn)換消防系統(tǒng)，可以盡可能地減少管道為干式的時間，另外通過干-濕交替運行進行管道維護，可以確保消防系統(tǒng)的正常功能。既滿足了火災(zāi)時快速滅火的要求，又在節(jié)約工程造價的基礎(chǔ)上解決了管道凍結(jié)問題。