探討工業廠房消防電氣設計研究與案例分析
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易允恒
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：在當今社會，“以人為本，生命至上”已經是建筑內設置消防系統的主要任務。“預防為主、防消結合”保障人身安全，這是設計消防系統基本的理念。這一理念從公共建筑到住宅再到工業建筑，都有相對應的設計標準或規范，使得消防電氣設計有著比較成熟的設計體系。而火災已經成為工業建筑在生產中主要的事故之一，在這種情況下也應當受到加高度的關注和重視，特別是就火災防治而言，尤其要強調其消防電氣的設計。本文以工業廠房為出發點，重點對其消防電氣設計進行敘述，并穿插相應的事例。
關鍵詞：工業廠房；火災事故；消防電氣設計；案例應用
0引言
消防應急照明和疏散指示系統以及火災自動報警系統始終是工業建筑消防電氣設計中的核心組成部分，這兩部分設計的主要目的是為了讓工業廠房在火災發生時能夠及時疏散內部人員，并及時報警爭取救援時間。當下，我國也出臺了《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013和《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》GB51309-2018這兩本重要規范和標準，以此作為工業建筑消防電氣設計的依據。
1設置消防電氣的依據
對建筑防火等級的劃分是進行消防電氣設計的前提，也是后續各項設計工作的先導和基礎，在整體消防規劃中占有主導地位。建筑的火災危險性是根據生產中使用或產生的物質性質及其數量等因素劃分，可分為甲類、乙類、丙類、丁類以及戊類。依據規范《建筑設計防火規范》GB50016-2014和《石油化工企業設計防火標準》GB50160-2008（2018版），一般情況下，甲類、乙類以及丙類工業廠房根據面積大小和其產生的物質性質設計消防電氣的情況居多。設計消防電氣主要有以下幾點。
1.1設置消防應急照明和疏散指示系統
就工業廠房的消防應急照明和疏散指示系統設計而言，其具體類型包括集中控制型和非集中控制型兩種，而實際類型的選擇要按照建筑物的規格，使用性質以及日常管理基本需求等等方面的因素來確認。此外，系統的設定也應當把握以下要點，一是要在含有消防控制室的廠房內采用集中控制型系統，二是設置了火災報警系統但沒有建設消防控制室的場所，采用集中控制型系統。三是其他場所采用非集中控制型系統。
1.2設置火災自動報警系統
就火災自動報警系統的設計而言，相關主體要保證各類設備之間的接口和通訊協議應當滿足國家有關標準的要求。并且系統的形式選擇要按照報警和聯動要求進行。除此之外，在消防控制室的設計上，要設置圖形顯示裝置，同時也應當明確設置消防控制室的條件，具有消防聯動功能的火災自動報警系統的保護對象中應設置消防控制室。另外，消防控制室應有相應的竣工圖紙、各分系統控制邏輯關系說明、設備使用說明書、系統操作規程、應急預案、值班制度、維護保養制度及值班記錄等文件資料。此外消防控制室也應當盡量避免建設在信號較強的廠房附近，避免互相影響和干擾。
1.3設置電氣火災監控系統
就電氣火災監控系統設計而言，相關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。就區域的劃分而言，被監控場所的每個報警區域應有的電氣火災監控設備進行監控，且電氣火災監控探測器能探測到每個探測區域的電氣使用情況。一個電氣火災監控探測器的監控區域不應超過一個防火分區。此外，監控系統也應當具備遠程探測和報警的功能。
2優化防火措施
就當下工業廠房的消防而言，能夠采取的較為有效的防火措施，大致可以列為以下幾個方面。
2.1科學設計
設計主體要著重分析影響工業廠房火災防治的重點內容，要以消防應急疏散和照明指示系統以及火災自動報警系統的科學設計為核心重點。對于消防應急疏散和照明指示系統要著重把握其控制系統的構建。對于火災自動報警系統要重視對建筑物的高度分層。兩者都需要設計人員對工業廠房的實際情況進行細致分析，并且也要分清這兩者之間的設計重點。
2.2降溫散氣
當工業廠房內發生火災時，會由于其建筑的封閉性而導致內部的空氣和熱量無法有效擴散，在這種情況下就會產生大量的有毒氣體，而且會為爆炸埋下隱患，同時也會損傷工業廠房內職工的呼吸道。并且熱量的堆積也會導致工業廠房內設備的故障，嚴重時甚至會產生大規模的爆炸。因此，工業廠房的設計主體應當在消防系統規劃的過程中重視對溫度和熱量的發散。而降低溫度和發散熱量的有效途徑之一就是進行消防聯動的設計，有自動噴水滅火系統的聯動控制、消火栓系統的聯動控制、防煙排煙系統的聯動控制以及其他相關的聯動控制，這一聯動控制方法能夠有效提升熱量發散的速度，也能夠幫助工業廠房火災現場排放多的煙霧，而煙霧的有效排放，也可以阻止后續熱量的大量堆積。
3安科瑞消防電氣產品功能及介紹
3.1安科瑞智能照明及疏散系統功能及選型
3.1.1安科瑞的智能疏散系統
安科瑞的智能疏散系統由三層網絡結構。一層：智能疏散主機；二層：區域應急照明配電箱；三層：疏散指示標志燈具，其具體結構形式如圖1所示。
圖1智能消防應急疏散系統圖
智能疏散系統主機：主機由交互式操作軟件支持，實時解析底層設備的工作狀態，接收來自消防報警系統的火警聯動信號。在日常維護過程中聲光報警顯示各種設備故障信息，具備日志的查詢、記錄、打印功能；在火災發生時，根據火災聯動信號選擇相應的應急預案，啟動各類應急疏散指示燈。
區域應急照明配電箱作為系統內為燈具供電的供配電裝置，同時具備接受主機的巡檢控制、供電回路的電氣隔離、回路智能控制、回路信號匯集，加快主機對底層燈具的巡檢速度，降低信號干擾，改善通信質量等功能。
疏散指示標志燈具，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，主要設置于防火分區的安全出口等處。集中電源集中控制型應急照明燈具，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 產品選型表
控制器和集中電源選型表
3.2 安科瑞火災自動報警系統功能及選型
3.2.1系統簡介
火災自動報警系統是由觸發裝置、火災報警裝置、聯動輸出裝置以及具有其它輔助功能裝置組成的，它具有能在火災初期，將燃燒產生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災探測器變成電信號，傳輸到火災報警控制器，并同時以聲或光的形式通知整個樓層疏散，控制器記錄火災發生的部位、時間等，使人們能夠及時發現火災，并及時采取有效措施，撲滅初期火災，大限度的減少因火災造成的生命和財產的損失。
火災自動報警系統由JB-QGL-RF1016火災報警控制器/消防聯動控制器(立柜)、JB-QTL-RF1016火災報警控制器/消防聯動控制器(琴臺)、JB-QBL-RF1001火災報警控制器/消防聯動控制器、JTY-GM-RF1100點型光電感煙火災探測器、JTW-ZOM-RF1110點型感溫火災探測器（A2）、J-SAP-M-RF1200手動火災報警按鈕、RF1210消火栓按鈕、RF1300輸入模塊、RF1310輸出模塊、RF1320輸入/輸出模塊、RF1500火災聲光警報器、RF1530火災顯示盤等設備組成。整個系統滿足國家相關標準和規范的要求，可廣泛應用于寫字樓、商場、酒店、學校、醫院、工廠等各種場所。
其具體結構形式如下圖所示
3.2.2產品選型表
觸發和火災報警裝置選型表
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能夠對剩余電流、設備溫度、故障電弧等電氣故障進行實時監控、報警、記錄，并且通過云端的遠程控制。設備與云端的通訊方向不受限制，能上傳數據、透傳指令，并時間顯示實時狀態。通過對上傳至云端的數據進行分析，為用戶提供火災隱患的相關數據，能夠及早的發現問題并實施排查，避免火災的發生。另一方面，云平臺提供容量的信息儲存及穩定的服務，提升了服務質量，對用戶的長遠發展具有戰略意義。此外，該系統通過集中監控，使得數據通過每個節點的4G網絡傳輸至云端集中式管理和監控，主控端布置于城市消防大隊，從而能夠對采集的信息進行統一的監控和管理。
平臺的整體結構圖
具體功能如下：
（1）安全用電監管服務系統包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統、APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。
（2）安全用電監管服務系統平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數的實時監測數據及變化曲線、歷史數據與變化曲線、實時報警數據等，能實時顯示現場服務次數、排除隱患數、未排除隱患數、報警未處理數、常規巡檢及產品維護等數據，監管數據能保存十年以上。
（3）APP軟件同時具有IOS版本和安卓版本，能通過APP對每條報警記錄進行呼叫，便于緊急情況下能盡快通知用電單位。
（4）能對各個單位及設備的電氣安全運行情況進行自動統計和分析評估，并隨時展示電氣安全運行分析報告。
（5）監控探測終端產品滿足國家法律法規和有關技術標準（GB14287.2《剩余電流式電氣火災監控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災監控探測器》）的要求，并通過國家消防產品質量監測檢驗中心提供的消防3C認證。
（6）漏電探測器能同時探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數值，并能通過無線以移動通訊網絡接入安全用電監管系統平臺。
3.3.2產品選型
漏電火災監控探測器
3.3.3 故障電弧探測器
安科瑞故障電弧產品型號代碼為AAFD，共有兩種電流等級，可監測回路故障電弧的發生，并及時預警，提醒用戶處理，防止電弧導致的火災的發生。
AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺，該產品不可在同一臺AF-GSM400下與ARCM混接。如圖：
3.3.4限流式保護器
安科瑞限流式保護器型號代碼為ASCP200-1，有三種電流等級，可監測回路短路過載等故障信息，發生故障時預警和產生滅弧效果，防止電弧導致的火災的發生。
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：
短路保護功能。保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，能在150微秒內實現快速限流保護，并發出聲光報警信號。
過載保護功能。當被保護線路的電流過載且過載持續時間超過動作時間（3…60秒可設）時，保護器啟動限流保護，并發出聲光報警信號。
表內超溫保護功能。當保護器內部器件工作溫度過高時，保護器啟動超溫限流保護，并發出聲光報警信號。
過、欠壓保護功能。當保護器檢測到線路電壓過壓或欠壓時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。
配電線纜溫度監測功能。當被監測線纜溫度超過報警設定值時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。
漏電流監測功能。當被監測的線路漏電超過報警設定值時，保護器發出聲光報警信號，可預先設置是否啟動限流保護。
保護器具有1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數據發送到后臺監控系統，實現遠程監控。
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專用模塊。
AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月，單個模塊可以接入30塊儀表。默認上傳間隔2分鐘，如發生報警，會實時上傳數據。
溫度傳感器
溫度傳感器為一熱敏電阻NTC，它提供0-120°的溫度監控基準，可以用來監測線纜或配電箱體的溫度，提供溫度保護。
4 結束語
綜上所述，強化消防電氣設計在工業廠房中的應用是十分必要且合理的，這是保證工業廠房順利生產的應有之策，也是提高其事故解決效率的有效舉措。在實際設計的過程中，相關主體要從主觀和客觀上共同落實國家對工業廠房消防設計所出臺的標準和規范，同時也要認真落實經濟適用性原則，要盡可能在節省成本的基礎上，提高消防系統的運行效率。除此之外，相關主體也要加強對系統運行的監督。消防電氣設計是一項發展性的過程，應當持之以恒。
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