长安福特汽车有限公司第二工厂一期工程消防系统概述

长安福特汽车有限公司第二工厂一期工程消防系统概述上海四院汽车工程技术有限公司罗纪刚兰炳华摘要概述了南京福特汽车公司第二工厂一期工程消防系统设计中的主要部分，该设计既符合中国消防规范又符合美国福特汽车公司的消防公告，并采纳保险顾问AON公司的建议，适合国情条件，消防系统设计安全可靠，技术先进，经济合理。关键词福特消防公告稳压泵1概述长安福特汽车有限公司第二工厂位于南京市江宁开发区，一期工程占地面积80公顷，建筑面积约25公顷。主要有冲压车间、焊接车间、涂装车间、总装车间以及辅助公用动力站房和办公楼组成。除涂装车间为混凝土结构外，其它三大车间均为钢结构。全厂各部门除涂装车间的喷漆室、储漆间、调漆间为甲类生产外，其余均为丁戊类生产。按美国福特汽车公司的消防公告，各类厂房和办公楼都要设自动喷淋系统。国内规范虽然无此要求，但要求金属承重构件采用外包不然材料或喷涂防火材料等措施，使金属承重构件符合规定的耐火等级。福特消防公告和国内消防规范分别从主动消防和被动消防的角度提出厂房防火要求。对于全钢结构的厂房福特消防公告的要求高于中国国家标准，都要求设置自动喷淋系统。如果所有的车间都采用福特公司的消防标准设计，系统不太经济；考虑到车间生产的性质和中国国情，对自动喷淋系统做了有选择性的设计。2消防给水系统的组成2．1设计原则在符合中国消防规范的前提下满足福特消防公告要求，参照美国消防规范NFPA的要求，二者之间按要求较高者设计，同时兼顾中国国情和经济性。2．2系统组成和特点采用生产生活、消火栓、自动喷淋各自独立管网（福特公告要求自动喷淋和消火栓系统合一，中国规范要求自动喷淋系统设置独立的泵，咨询主管消防队后采用自动喷淋和消火栓各自独立的系统），平时在水泵房以稳压泵日常稳压，并且在涂装车间屋顶配置了高位水箱和加压装置，从高位水箱接出的加压水分别接入厂区消火栓管网和厂区自动喷淋管网以提供初期火灾的水量和水压要求。给水管网水压能满足消防所需水压，而在灭火时还需要启动消防主泵加压，以满足消防所需水量和水压要求，在有些地方称其为稳高压系统，其实质还是临时高压系统。2．3消火栓灭火系统为独立消防灭火系统，系统型式为临时高压制。消火栓系统原理图如下：18m3消防水箱（涂装车间屋顶）室外消防管（环状）消火栓泵消防水池室外消火栓冲压车间消火栓管网焊接车间消火栓系统涂装车间消火栓管网总装车间消火栓管网办公楼消火栓管网公用站房消火栓管网消防水泵结合器市政自来水消防车2．4自动喷淋灭火系统原理图如下：18m3消防水箱（涂装车间屋顶）室外自喷管（环状）自动喷淋泵消防水池市政自来水办公楼自喷系统公用站房自喷系统总装车间自喷系统消防水泵结合器涂装车间自喷系统冲压地沟自喷系统消防车3系统设计3．1中国消防规范和福特消防公告比较见表1。表1中国消防规范和福特消防公告比较序号内容福特要求中国要求1车间喷水强度24.4mm/min16L/(min.m2)2每个喷头保护面积9m29m23每个系统的作用面积涂装冲压总装279m2279m2465m2260m2260m2260m24每个报警阀控制面积3716m2800个喷头保护面积5火灾延续时间2h2h6自动喷水延续时间2h1h7室内消火栓100USgpm10L/s水量8室外消火栓水量500USgpm40L/s9自动喷淋水量221.14L/s90L/s10消防水池数量≥211消防水池贮存水量2h12分隔水幕水量37L/m.min2L/s.m3．消消火栓系统的水量根据中国规范，室内为10L/s，室外为40L/s；福特消防公告的规定为室内累加100USgpm，室外累加500USgpm。按照流量较大的中国标准设计。(1USgpm=3.785L/min)由于系统的压力较高，所有的消火栓采用减压稳压消火栓，每个消火栓上都3．3自动喷淋灭火系统（1）自动喷淋灭火系统的水力计算中，采用NFPA的计算模式，水力损失计算公式采用海岑威廉公式。（2）系统计算区域要求：长宽比大于1.2且尽可能接近1.2。每根配水管的喷头数符合下列要求：每根支管上的计算喷头数:2火栓灭火系统带有报警按钮。n＝1.2*/L；其中A--计算保护面积，L--支管上喷头的间距。如果计算出的个数小于8则取8，如果计算出的个数大于8则用进一法取整。（3）根据福特公司提供的消防要求，总装车间的计算面积（465m2）远大于涂装车间（279m2），以总装车间为最不利点，按满足设计要求的水量：q=Kq-喷头流量（L/min）P－喷头工作压力K－喷头流量系数选用喷头的特性系数K＝160，最不利点喷头要求的最小水量24.4mm/min，每个。流量起算，计算到规定的面积，以后管道的流量不于DN300时，可以不用计算管网末端设置末端试水装幕，流量根据中国规范规定2L/s.m，喷头动告要求水池的数量大于等于2座，且每座水池最少贮存2个小时的消防泵的选用.4mm/min；作用面积：465m2;根据计算总装喷淋水量为：水量：29m×2L/m.s=58（L/s）。动喷头的保护面积为9m2，则有q=24.4*9＝219.6(L/min)P=(q/K)2/10=0.188（MPa）从该处喷头满足规定的压力和变，只计算管路损失，从而得到整个系统每个喷头的流量和压力以及各根管道的流量和压力，最后得到系统的总流量和压力。按照福特消防公告规定，当室外厂区管网大于等从最不利系统入口到水泵出水口间的压力损失，用最不利系统入口需要的压力除以0.8即为水泵出口压力，并依据此压力值选定消防泵。（4）湿式报警阀采用分散安装的形式，每个湿式报警阀置；每个报警阀的保护面积不超过3716m2。报警的阀的集中设计将加大一些系统的阻力，导致系统的总压力升高，也造成了管网造价升高；分散设置则更加简洁，减少管道来回敷设，降低费用。（5）因为系统采用的水幕都是分隔水作由传动管上的闭式喷头来完成。3．4水池与水泵（1）水池福特消防公水量。从系统经济性考虑，把消防水池分成3格，每格约贮存1000m3水，中间水池和两边水池分别用DN600连通管连通,方便检修。水池进水管要求在8小时内注满水池。（2）消防水总装车间喷水强度：2413268.20mm/min（221.14L/s）。总装车间同一防火分区内水幕系统的稳压泵与主泵的流量匹配也与中国消防规范吻合的，我国消防规范要求自喷淋稳压泵出水量不大于1L/s，是按照自动喷水灭火系统满足一只喷头要求确定的。美国消防规范NFPA20(StandardfortheInstallationStationaryPumpsfor小需要的静态水压。压泵采用0.68bar的增，自动喷淋工作压力8.90bar，即稳压泵的停泵压力为10.80bar，启稳压力为8.5bar，启稳压泵的压对水泵结合器的要求与中国规范的要求基本无分歧，规定要系统建筑物危险等级，由于福特消防公告不推荐采用干粉灭火器，氟丙烷气体灭火系统灭火砂、灭火毯5设规范规定》消防水池的保护半径为150m，而且室内消防FireProtection)的A-11-2.6(d)中有如下要求：(1)稳压泵的停泵压力等于主泵工作压力加上系统最(2)稳压泵的启动压力至少比停泵压力低0.68bar。(3)主泵的启动压力至少比稳压泵低0.34bar，对于稳量。经计算压泵的压力为10.10bar。自动喷淋泵：2台柴油泵，一用一备，Q=280L/s，H=90m（NFPA称之为firepump）。每台自动喷淋柴油泵配有柴油箱容积为每马力（736W）1.1美加仑（4.2L）。配两台稳压泵用于平时管网的稳压,一用一备，参数：Q=5L/s，H=110m（NFPA称之为jockeypump）。消火栓系统工作压力为7.0bar，即稳压泵的停泵力为7.8bar。消火栓泵选用：变频泵组一套，Q=181L/s，H=74m（考虑传输部分自动喷淋水量）。配两台稳压泵用于平时管网的稳压。参数：Q=5L/s，H=85m（福特公告称为jockeypump）。（1bar=0.1MPa）3．5消防水泵结合器在福特的消防公告中在消防时使用水泵结合器进行补水，因此在消防水池周围设置了相应的水泵结合器。4其它灭火根据火灾种类和因此设置一定数量的移动式化学泡沫灭火器放置在组合式消火栓箱内。其它建筑：计算机房：七电话机房：七氟丙烷气体灭火系统在总装车间的供油站：气体灭火器、计中遇到的问题我国《建筑设计防火水量优点，便于控制。。国外安装自动喷水灭火系统的建筑物，将在投保时享系统的灭火控火率很高（澳大利亚和新西兰，从18动喷淋规范重点是水流指示器、报警阀、喷头等都需要采用FM或UL认证的产品，目前国内的生产厂家基本上都不具备这个认证，文献：7/8（FireProtectionEngineeringButtletin7/8）远远大于室外消防用水量，当用室外管网对室内消防进行补水时明显水量不足，因此考虑在室外管网中叠加传输流量。如果安装室外管网完全传输室内消防用水量，则室外管网过大，不经济；而且消火栓泵和自动喷淋泵都是经过FM或UL认证得柴油泵，可靠性较高，在设计中考虑传输流量满足中国自动喷淋规范要求的水量。6本系统的6．1系统各自独立6．2系统安全性高。6．3减少工厂投保费用受一定的优惠条件，一般该系统安装后的几年时间内，因优惠而少缴的保险费就够安装系统的费用了。一般在一年半到三年的时间内，就可以抵消建设资金。7采用的先进技术和存在的问题根据国内外资料统计，自动喷淋86-1968年的几十年中，安装这一系统的建筑物，共发生火灾5734起，灭火成功率达99.8％。有些国家和地区，近几年安装这一灭火系统的，有的灭火成功率达100％）。近年来，国际上往往采用信号阀的措施，其作用机理为阀门到一定状态微动开关就动作，反馈出电信号，通过电路传至中央控制室，达到远程控功能。北京西站、外交办公室已经采用。我国自动喷淋规范规定要用信号阀，当不采用信号阀时要带锁定阀位的锁具。在设计中采用信号蝶阀。在设计中参照了我国的建筑设计防火规范，我国的2002年版自民用或高层建筑，对大型厂房自动喷淋系统尚未作出明确规定，在刚刚修订完成的2005版的自动喷淋规范中也没有涉及到工业厂房自动喷淋系统的相关内容；所以设计更多参照福特的消防公告的要求。在福特公告和NFPA的规范中消防泵、信号阀、所有的此类产品只能进口，因此提高了工程造价。参考[1]福特消防公告[2]自动喷水灭火系统设计手册（中国建筑工业出版社）[3]NFPA1（2000Edition）Fireprotectioncode[4]NFPA13（1999Edition）Standardfortheinstallationofsprinklersystem第1期P9～11[5]NFPA20（1999Edition）Standardfortheinstallationofstationarypumpsforfireprotection[6]《给水排水》2002年