探討工業(yè)廠房消防電氣設(shè)計(jì)研究與案例分析

簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：在當(dāng)今社會，“以人為本，生命至上"已經(jīng)是建筑內(nèi)設(shè)置消防系統(tǒng)的主要任務(wù)。“預(yù)防為主、防消結(jié)合"保障人身安全，這是設(shè)計(jì)消防系統(tǒng)基本的理念。這一理念從公共建筑到住宅再到工業(yè)建筑，都有相對應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，使得消防電氣設(shè)計(jì)有著比較成熟的設(shè)計(jì)體系。而火災(zāi)已經(jīng)成為工業(yè)建筑在生產(chǎn)中主要的事故之一，在這種情況下也應(yīng)當(dāng)受到更加高度的關(guān)注和重視，特別是就火災(zāi)防治而言，尤其要強(qiáng)調(diào)其消防電氣的設(shè)計(jì)。本文以工業(yè)廠房為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)對其消防電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行敘述，并穿插相應(yīng)的事例。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房；火災(zāi)事故；消防電氣設(shè)計(jì)；案例應(yīng)用

0引言

       消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)以及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)始終是工業(yè)建筑消防電氣設(shè)計(jì)中的核心組成部分，這兩部分設(shè)計(jì)的主要目的是為了讓工業(yè)廠房在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)疏散內(nèi)部人員，并及時(shí)報(bào)警爭取救援時(shí)間。當(dāng)下，我國也出臺了《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-2013和《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51309-2018這兩本重要規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以此作為工業(yè)建筑消防電氣設(shè)計(jì)的依據(jù)。

1設(shè)置消防電氣的依據(jù)

       對建筑防火等級的劃分是進(jìn)行消防電氣設(shè)計(jì)的前提，也是后續(xù)各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作的先導(dǎo)和基礎(chǔ)，在整體消防規(guī)劃中占有主導(dǎo)地位。建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性是根據(jù)生產(chǎn)中使用或產(chǎn)生的物質(zhì)性質(zhì)及其數(shù)量等因素劃分，可分為甲類、乙類、丙類、丁類以及戊類。依據(jù)規(guī)范《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014和《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB50160-2008（2018版），一般情況下，甲類、乙類以及丙類工業(yè)廠房根據(jù)面積大小和其產(chǎn)生的物質(zhì)性質(zhì)設(shè)計(jì)消防電氣的情況居多。設(shè)計(jì)消防電氣主要有以下幾點(diǎn)。

1.1設(shè)置消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

       就工業(yè)廠房的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，其具體類型包括集中控制型和非集中控制型兩種，而實(shí)際類型的選擇要按照建筑物的規(guī)格，使用性質(zhì)以及日常管理基本需求等等方面的因素來確認(rèn)。此外，系統(tǒng)的設(shè)定也應(yīng)當(dāng)把握以下要點(diǎn)，一是要在含有消防控制室的廠房內(nèi)采用集中控制型系統(tǒng)，二是設(shè)置了火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)但沒有建設(shè)消防控制室的場所，采用集中控制型系統(tǒng)。三是其他場所采用非集中控制型系統(tǒng)。

1.2設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

       就火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，相關(guān)主體要保證各類設(shè)備之間的接口和通訊協(xié)議應(yīng)當(dāng)滿足國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。并且系統(tǒng)的形式選擇要按照報(bào)警和聯(lián)動(dòng)要求進(jìn)行。除此之外，在消防控制室的設(shè)計(jì)上，要設(shè)置圖形顯示裝置，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)明確設(shè)置消防控制室的條件，具有消防聯(lián)動(dòng)功能的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)對象中應(yīng)設(shè)置消防控制室。另外，消防控制室應(yīng)有相應(yīng)的竣工圖紙、各分系統(tǒng)控制邏輯關(guān)系說明、設(shè)備使用說明書、系統(tǒng)操作規(guī)程、應(yīng)急預(yù)案、值班制度、維護(hù)保養(yǎng)制度及值班記錄等文件資料。此外消防控制室也應(yīng)當(dāng)盡量避免建設(shè)在信號較強(qiáng)的廠房附近，避免互相影響和干擾。

1.3設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

       就電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，相關(guān)主體要分析建筑的電氣防火分級。大致可以分為三級，一級主要針對的是建筑高度不超過24米以及建筑高度超過24米的樓層，普遍面積較大，工業(yè)建筑，地下公共建筑。二級主要針對的是居住建筑和面積介于2000平方米和3000平方米之間的，高度為24米以下的建筑。三級主要針對的是除一級和二級之外的建筑。就區(qū)域的劃分而言，被監(jiān)控場所的每個(gè)報(bào)警區(qū)域應(yīng)有獨(dú)立的電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，且電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器能探測到每個(gè)探測區(qū)域的電氣使用情況。一個(gè)電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的監(jiān)控區(qū)域不應(yīng)超過一個(gè)防火分區(qū)。此外，監(jiān)控系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)具備遠(yuǎn)程探測和電話報(bào)警的功能。

2 優(yōu)化防火措施

       就當(dāng)下工業(yè)廠房的消防而言，能夠采取的較為有效的防火措施，大致可以列為以下幾個(gè)方面。

2.1科學(xué)設(shè)計(jì)

       設(shè)計(jì)主體要著重分析影響工業(yè)廠房火災(zāi)防治的重點(diǎn)內(nèi)容，要以消防應(yīng)急疏散和照明指示系統(tǒng)以及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)為核心重點(diǎn)。對于消防應(yīng)急疏散和照明指示系統(tǒng)要著重把握其控制系統(tǒng)的構(gòu)建。對于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)要重視對建筑物的高度分層。兩者都需要設(shè)計(jì)人員對工業(yè)廠房的實(shí)際情況進(jìn)行細(xì)致分析，并且也要分清這兩者之間的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

2.2降溫散氣

       當(dāng)工業(yè)廠房內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，會由于其建筑的封閉性而導(dǎo)致內(nèi)部的空氣和熱量無法有效擴(kuò)散，在這種情況下就會產(chǎn)生大量的有毒氣體，而且會為爆炸埋下隱患，同時(shí)也會損傷工業(yè)廠房內(nèi)職工的呼吸道。并且熱量的堆積也會導(dǎo)致工業(yè)廠房內(nèi)設(shè)備的故障，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生大規(guī)模的爆炸。因此，工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)主體應(yīng)當(dāng)在消防系統(tǒng)規(guī)劃的過程中重視對溫度和熱量的發(fā)散。而降低溫度和發(fā)散熱量的有效途徑之一就是進(jìn)行消防聯(lián)動(dòng)的設(shè)計(jì)，有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制、消火栓系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制、防煙排煙系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制以及其他相關(guān)的聯(lián)動(dòng)控制，這一聯(lián)動(dòng)控制方法能夠有效提升熱量發(fā)散的速度，也能夠幫助工業(yè)廠房火災(zāi)現(xiàn)場排放更多的煙霧，而煙霧的有效排放，也可以阻止后續(xù)熱量的大量堆積。

3安科瑞消防電氣產(chǎn)品功能及介紹

3.1安科瑞智能照明及疏散系統(tǒng)功能及選型

3.1.1安科瑞的智能疏散系統(tǒng)

       安科瑞的智能疏散系統(tǒng)由三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。一層：智能疏散主機(jī)；二層：區(qū)域應(yīng)急照明配電箱；三層：疏散指示標(biāo)志燈具，其具體結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1智能消防應(yīng)急疏散系統(tǒng)圖

       智能疏散系統(tǒng)主機(jī)：主機(jī)由交互式操作軟件支持，實(shí)時(shí)解析底層設(shè)備的工作狀態(tài)，接收來自消防報(bào)警系統(tǒng)的火警聯(lián)動(dòng)信號。在日常維護(hù)過程中聲光報(bào)警顯示各種設(shè)備故障信息，具備日志的查詢、記錄、打印功能；在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，根據(jù)火災(zāi)聯(lián)動(dòng)信號選擇相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，啟動(dòng)各類應(yīng)急疏散指示燈。

       區(qū)域應(yīng)急照明配電箱作為系統(tǒng)內(nèi)為燈具供電的供配電裝置，同時(shí)具備接受主機(jī)的巡檢控制、供電回路的電氣隔離、回路智能控制、回路信號匯集，加快主機(jī)對底層燈具的巡檢速度，降低信號干擾，改善通信質(zhì)量等功能。

       疏散指示標(biāo)志燈具，集中電源集中控制型疏散指示燈為人員疏散逃生指引方向。其安裝方式有壁掛式、吊掛式、地埋式三種，主要設(shè)置于防火分區(qū)的安全出口等處。集中電源集中控制型應(yīng)急照明燈具，其主要為人員疏散逃生提供照明，安裝方式有壁掛式、吸頂式、嵌頂式三種。

3.1.2 產(chǎn)品選型表

控制器和集中電源選型表

燈具選型表

3.2  安科瑞火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)功能及選型

3.2.1系統(tǒng)簡介

        火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是由觸發(fā)裝置、火災(zāi)報(bào)警裝置、聯(lián)動(dòng)輸出裝置以及具有其它輔助功能裝置組成的，它具有能在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災(zāi)探測器變成電信號，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，并同時(shí)以聲或光的形式通知整個(gè)樓層疏散，控制器記錄火災(zāi)發(fā)生的部位、時(shí)間等，使人們能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時(shí)采取有效措施，撲滅初期火災(zāi)，大限度的減少因火災(zāi)造成的生命和財(cái)產(chǎn)的損失。

        火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由JB-QGL-RF1016火災(zāi)報(bào)警控制器/消防聯(lián)動(dòng)控制器(立柜)、JB-QTL-RF1016火災(zāi)報(bào)警控制器/消防聯(lián)動(dòng)控制器(琴臺)、JB-QBL-RF1001火災(zāi)報(bào)警控制器/消防聯(lián)動(dòng)控制器、JTY-GM-RF1100點(diǎn)型光電感煙火災(zāi)探測器、JTW-ZOM-RF1110點(diǎn)型感溫火災(zāi)探測器（A2）、J-SAP-M-RF1200手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕、RF1210消火栓按鈕、RF1300輸入模塊、RF1310輸出模塊、RF1320輸入/輸出模塊、RF1500火災(zāi)聲光警報(bào)器、RF1530火災(zāi)顯示盤等設(shè)備組成。整個(gè)系統(tǒng)滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，可廣泛應(yīng)用于寫字樓、商場、酒店、學(xué)校、醫(yī)院、工廠等各種場所。

其具體結(jié)構(gòu)形式如下圖所示

3.2.2產(chǎn)品選型表

觸發(fā)和火災(zāi)報(bào)警裝置選型表

3.3安科瑞安全用電云平臺功能介紹及選型 

3.3.1安科瑞安全用電云平臺介紹

        Acrelcloud-6000安全用電云管理系統(tǒng)能夠?qū)κＳ嚯娏鳌⒃O(shè)備溫度、故障電弧等電氣故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警、記錄，并且通過云端的遠(yuǎn)程控制。設(shè)備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數(shù)據(jù)、透傳指令，并時(shí)間顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)。通過對上傳至云端的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為用戶提供火災(zāi)隱患的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠及早的發(fā)現(xiàn)問題并實(shí)施排查，避免火災(zāi)的發(fā)生。另一方面，云平臺提供超大容量的信息儲存及穩(wěn)定的服務(wù)，提升了服務(wù)質(zhì)量，對用戶的長遠(yuǎn)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外，該系統(tǒng)通過集中監(jiān)控，使得數(shù)據(jù)通過每個(gè)節(jié)點(diǎn)的4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端集中式管理和監(jiān)控，主控端布置于城市消防大隊(duì)，從而能夠?qū)Σ杉男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。

平臺的整體結(jié)構(gòu)圖

具體功能如下：

        （1）安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統(tǒng)、手機(jī)APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。

        （2）安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線、實(shí)時(shí)報(bào)警數(shù)據(jù)等，能實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場服務(wù)次數(shù)、排除隱患數(shù)、未排除隱患數(shù)、報(bào)警未處理數(shù)、常規(guī)巡檢及產(chǎn)品維護(hù)等數(shù)據(jù)，監(jiān)管數(shù)據(jù)能保存十年以上。

        （3）手機(jī)APP軟件同時(shí)具有IOS版本和安卓版本，能通過手機(jī)APP對每條報(bào)警記錄進(jìn)行呼叫，便于緊急情況下能盡快通知用電單位。

        （4）能對各個(gè)單位及設(shè)備的電氣安全運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和分析評估，并隨時(shí)展示電氣安全運(yùn)行分析報(bào)告。

        （5）監(jiān)控探測終端產(chǎn)品滿足國家法律法規(guī)和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GB14287.2《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》）的要求，并通過國家消防產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測檢驗(yàn)中心提供的消防3C認(rèn)證。

        （6）漏電探測器能同時(shí)探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數(shù)值，并能通過無線以移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)接入安全用電監(jiān)管系統(tǒng)平臺。

3.3.2產(chǎn)品選型

漏電火災(zāi)監(jiān)控探測器

3.3.3 故障電弧探測器

        安科瑞故障電弧產(chǎn)品型號代碼為AAFD，共有兩種電流等級，可監(jiān)測回路故障電弧的發(fā)生，并及時(shí)預(yù)警，提醒用戶處理，防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。

        AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺，該產(chǎn)品不可在同一臺AF-GSM400下與ARCM混接。如圖：

3.3.4限流式保護(hù)器

        安科瑞限流式保護(hù)器型號代碼為ASCP200-1，有三種電流等級，可監(jiān)測回路短路過載等故障信息，發(fā)生故障時(shí)預(yù)警和產(chǎn)生滅弧效果，防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。

        ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺，也能夠通過插入SIM卡直接上傳到平臺。

        以下是ASCP200-1的主要功能：

        短路保護(hù)功能。保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號。

        過載保護(hù)功能。當(dāng)被保護(hù)線路的電流過載且過載持續(xù)時(shí)間超過動(dòng)作時(shí)間（3…60秒可設(shè)）時(shí)，保護(hù)器啟動(dòng)限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號。

        表內(nèi)超溫保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí)，保護(hù)器啟動(dòng)超溫限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號。

        過、欠壓保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器檢測到線路電壓過壓或欠壓時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

        配電線纜溫度監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測線纜溫度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

        漏電流監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測的線路漏電超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器發(fā)出聲光報(bào)警信號，可預(yù)先設(shè)置是否啟動(dòng)限流保護(hù)。

        保護(hù)器具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3.3.5 剩余電流互感器

AF-GSM400-2G/4G無線上傳模塊

       AF-GSM400-2G/4G/CE模塊是一款2G/4G有線無線模塊，該無線模塊為安全用電云平臺模塊。

       AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月，單個(gè)模塊可以接入30塊儀表。默認(rèn)上傳間隔2分鐘，如發(fā)生報(bào)警，會實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)。

溫度傳感器

       溫度傳感器為一熱敏電阻NTC，它提供0-120°的溫度監(jiān)控基準(zhǔn)，可以用來監(jiān)測線纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護(hù)。

4 結(jié)束語

       綜上所述，強(qiáng)化消防電氣設(shè)計(jì)在工業(yè)廠房中的應(yīng)用是十分必要且合理的，這是保證工業(yè)廠房順利生產(chǎn)的應(yīng)有之策，也是提高其事故解決效率的有效舉措。在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)主體要從主觀和客觀上共同落實(shí)國家對工業(yè)廠房消防設(shè)計(jì)所出臺的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時(shí)也要認(rèn)真落實(shí)經(jīng)濟(jì)適用性原則，要盡可能在節(jié)省成本的基礎(chǔ)上，提高消防系統(tǒng)的運(yùn)行效率。除此之外，相關(guān)主體也要加強(qiáng)對系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)督。消防電氣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)發(fā)展性的過程，應(yīng)當(dāng)持之以恒。

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作者簡介：簡婷，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橄离姎庠O(shè)計(jì)研究