劉榮花

摘要：以某內(nèi)河港口工程為背景，對(duì)封閉煤炭堆場(chǎng)消防設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析。通過研究相關(guān)規(guī)范，提出了一種適用于港口封閉煤場(chǎng)防火分區(qū)的設(shè)計(jì)思路。并對(duì)封閉煤炭堆場(chǎng)消防給水系統(tǒng)進(jìn)行了闡述和比選，總結(jié)出適合該類型建筑的消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，可為同類型的項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：港口工程;封閉煤炭堆場(chǎng);防火分區(qū);消防給水系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U65文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006—7973（2022）05-0088-03

近年來隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)散貨港口尤其是煤炭港口的環(huán)保要求越來越高。為控制港口的粉塵，將煤炭封閉堆放將成為趨勢(shì)。港口工程封閉煤炭堆場(chǎng)多為條形，具有面積大、凈空高且內(nèi)部無法做防火墻分隔的特點(diǎn)。同時(shí)現(xiàn)行規(guī)范對(duì)于這種大型封閉煤炭堆場(chǎng)的消防設(shè)計(jì)并沒有明確的規(guī)定，因此封閉煤炭堆場(chǎng)的消防設(shè)計(jì)是一個(gè)難點(diǎn)。

1封閉煤炭堆場(chǎng)的火災(zāi)特點(diǎn)

封閉煤場(chǎng)的火災(zāi)危險(xiǎn)主要是自燃和爆炸。煤堆的自燃現(xiàn)象較為普遍，但多不屬爆燃，陰燃居多[1]。而且煤堆自燃一般是在內(nèi)部進(jìn)行，外在表現(xiàn)以煙為主。封閉煤場(chǎng)在進(jìn)行煤炭及制品裝卸作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生煤粉粉塵，煤粉的火災(zāi)危險(xiǎn)性要比煤堆大得多。首先煤粉因?yàn)楸砻娣e大更易接觸空氣氧化，更容易自燃;其次煤粉漂浮在封閉煤場(chǎng)的空氣中，達(dá)到爆炸極限時(shí)，更容易發(fā)生爆炸。因此封閉煤場(chǎng)的消防設(shè)計(jì)就顯得至為重要。

2封閉煤場(chǎng)的消防設(shè)計(jì)

2.1工程概況

某內(nèi)河港口工程建設(shè)5個(gè)2000噸級(jí)通用泊位，碼頭泊位總長(zhǎng)400m，后方堆場(chǎng)設(shè)置三座條形煤堆場(chǎng)，其中最大煤場(chǎng)尺寸約310 m（長(zhǎng)）×80m（寬）×39 m（高），煤場(chǎng)內(nèi)煤堆堆高約11.5 m。封閉煤場(chǎng)采用拱形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和防風(fēng)抑塵網(wǎng)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)部裝卸機(jī)械為斗輪堆取料機(jī)，見圖1

2.2封閉煤場(chǎng)防火分區(qū)的設(shè)置

本工程封閉煤場(chǎng)的火災(zāi)危險(xiǎn)性屬丙類廠房，耐火等級(jí)為二級(jí)。《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[2]要求耐火等級(jí)為二級(jí)的單層丙類廠房防火分區(qū)的最大允許建筑面積分別為8000m，且防火分區(qū)之間應(yīng)采用防火墻分隔，設(shè)置防火墻確有困難時(shí)，可采用防火卷簾或防火分隔水幕分隔。

本工程封閉煤場(chǎng)的裝卸機(jī)械為斗輪堆取料機(jī)，其設(shè)備基礎(chǔ)和作業(yè)方式是沿著堆場(chǎng)縱向連續(xù)的，因此為滿足裝卸工藝要求封閉煤場(chǎng)內(nèi)部是無法做防火墻分隔的。由于封閉煤場(chǎng)的結(jié)構(gòu)限制也無法采用防火卷簾門作為防火分隔。封閉煤場(chǎng)凈空高度超過現(xiàn)行自噴規(guī)范[3]中的水幕噴頭和開式灑水噴頭最大作用高度，因此也無法采用防火分隔水幕分隔。團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)港口封閉條形煤場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（征求意見稿）中也只規(guī)定了防火分區(qū)最大允許建筑面積，并沒有規(guī)定防火分區(qū)如何實(shí)現(xiàn)。因此港口封閉煤場(chǎng)如何進(jìn)行防火分區(qū)設(shè)計(jì)成為了一個(gè)難點(diǎn)。

《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》[4]關(guān)于室內(nèi)貯煤場(chǎng)防火分區(qū)的規(guī)定是“室內(nèi)貯煤場(chǎng)防火分區(qū)之間應(yīng)采用寬度不小10 m的通道或高度大于堆煤表面高度3m的防火墻進(jìn)行分隔”。上文中已介紹過封閉煤炭堆場(chǎng)的火災(zāi)特點(diǎn)，以陰燃居多，一般情況下并不容易迅速蔓延，不容易形成不可控的大火。而且煤堆一般距離封閉煤場(chǎng)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件較遠(yuǎn)，即使煤堆自燃，火焰高度一般也不會(huì)大于3米，不會(huì)威脅到封閉煤場(chǎng)上方的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)安全[5]。因此本工程封閉煤場(chǎng)防火防區(qū)的設(shè)計(jì)可借鑒《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于室內(nèi)貯煤場(chǎng)防火分區(qū)的規(guī)定，通過將煤堆間隔堆放，煤堆的底邊之間留有三10米間距的方式實(shí)現(xiàn)防火防區(qū)。但是港口工程封閉煤場(chǎng)防火分區(qū)的設(shè)計(jì)還需要進(jìn)一步的研究，建議盡快出臺(tái)相關(guān)規(guī)范，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2.3消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

封閉煤場(chǎng)的生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)性屬丙類，滅火介質(zhì)和冷卻介質(zhì)主要采用水。本工程封閉煤場(chǎng)主要采用的消防給水系統(tǒng)有消防炮系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)。

2.3.1消防炮系統(tǒng)設(shè)計(jì)

封閉條形煤堆場(chǎng)屬于高大空間建筑，不適用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[2]，本工程的封閉煤場(chǎng)宜采用固定消防炮滅火系統(tǒng)。

根據(jù)筆者對(duì)同類工程的實(shí)地走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，固定消防炮在大型封閉煤場(chǎng)的應(yīng)用主要有兩種類型，一是布置在擋煤墻上或者靠墻平臺(tái)上，這種一般為手動(dòng)消防炮或者遠(yuǎn)控消防炮;二是布置在高空平臺(tái)上，例如檢修馬道上，這種一般為紅外線自動(dòng)尋的消防水泡。這兩種方式均能滿足封閉煤場(chǎng)的消防要求。鑒于煤的燃燒特性，布置在擋煤墻上或者靠墻平臺(tái)上的消防水炮更有利于消防人員主觀滅火，同時(shí)維護(hù)檢修更加方便，造價(jià)也更低，因此在本工程中選用安裝在靠墻平臺(tái)上的遠(yuǎn)控消防炮。遠(yuǎn)控消防炮既可以是遠(yuǎn)程控制，也可以手動(dòng)操作，同時(shí)手動(dòng)操作優(yōu)先于遠(yuǎn)程控制。

根據(jù)《固定消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[6]和本工程封閉煤場(chǎng)的工程實(shí)際，來確定所選用消防水炮的規(guī)格參數(shù)。本工程所選消防炮型號(hào)為PSKD30，單臺(tái)消防水炮額定流量30L/s，額定工作壓力0.8MPa，額定射程≥55m，射高18m（仰角60°時(shí)），可進(jìn)行直流狀或噴霧散花射水。本工程封閉煤場(chǎng)消防水炮設(shè)計(jì)流量為60L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1h。封閉煤場(chǎng)內(nèi)共設(shè)有18套固定式消防炮，保護(hù)區(qū)域的任一部位按兩臺(tái)水炮同時(shí)到達(dá)設(shè)計(jì)。本工程封閉煤場(chǎng)消防水炮的布置如圖2所示。

2.3.2消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

消火栓系統(tǒng)包括室內(nèi)消火栓系統(tǒng)和室外消火栓系統(tǒng)。根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[]，封閉煤場(chǎng)的室外消火栓設(shè)計(jì)流量為40L/s。但是現(xiàn)行規(guī)范下對(duì)于封閉煤場(chǎng)的室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)比較有爭(zhēng)議?！断澜o水及消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定封閉煤場(chǎng)（丙類廠房）的室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量為30L/s;《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定室內(nèi)貯煤場(chǎng)可不設(shè)置室內(nèi)消火栓;《煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]規(guī)定“封閉式儲(chǔ)煤場(chǎng)應(yīng)設(shè)置固定滅火器、消火栓或自動(dòng)消防炮滅火系統(tǒng)。當(dāng)采用消火栓系統(tǒng)時(shí)，消火栓用水量應(yīng)采用10L/s、2股水柱”;團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《港口封閉條形煤場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（征求意見稿）只規(guī)定了在固定消防炮覆蓋不到的盲點(diǎn)和堆取料機(jī)軌道基礎(chǔ)上宜設(shè)置室內(nèi)消火栓，但未明確室內(nèi)消火栓的設(shè)計(jì)流量。由此可看出不同規(guī)范對(duì)此類建筑室內(nèi)消火栓的規(guī)定不同。

鑒于封閉煤場(chǎng)的火災(zāi)特點(diǎn)以及已設(shè)置消防炮情況，筆者認(rèn)為封閉煤場(chǎng)應(yīng)該設(shè)置室內(nèi)消火栓，但是室內(nèi)消火栓的設(shè)計(jì)流量不宜過大。封閉煤場(chǎng)內(nèi)設(shè)置室內(nèi)消火栓既可以消除消防水炮的噴射死角也便于運(yùn)營(yíng)人員撲救小型火災(zāi)或初期火災(zāi)。同時(shí)因?yàn)榉忾]煤場(chǎng)的主要滅火設(shè)備是消防水炮，消防炮的設(shè)計(jì)流量和壓力已經(jīng)能夠滿足的封閉煤場(chǎng)消防要求，因此室內(nèi)消火栓的設(shè)計(jì)流量不宜過大，可參照《煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量的規(guī)定，封閉煤場(chǎng)的室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量取為10L/s、2股水柱。最終封閉煤場(chǎng)室內(nèi)消火栓能否按此設(shè)計(jì)還需要與當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T進(jìn)行溝通。

2.3.3消防用水量

根據(jù)上文，本工程封閉煤場(chǎng)的一次火災(zāi)消防用水量詳見表1。

3設(shè)計(jì)總結(jié)

現(xiàn)行的規(guī)范對(duì)于港口大型封閉煤炭堆場(chǎng)的消防設(shè)計(jì)并沒有明確的規(guī)定，通過對(duì)本工程封閉煤場(chǎng)的實(shí)際設(shè)計(jì)，為同類型項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供一種新思路。筆者認(rèn)為在港口工程封閉條形煤炭堆場(chǎng)消防設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

（1）針對(duì)現(xiàn)行規(guī)范中沒有明確規(guī)定港口工程封閉條形煤炭堆場(chǎng)防火分區(qū)如何設(shè)計(jì)的問題，本文通過分析相關(guān)規(guī)范手冊(cè)，并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，認(rèn)為此類建筑防火分區(qū)的設(shè)計(jì)可借鑒《火力發(fā)電廠與變電站防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于室內(nèi)貯煤場(chǎng)的相關(guān)規(guī)定。提出港口工程封閉煤場(chǎng)可通過將煤堆間隔堆放，煤堆的底邊之間留有≥10米間距的方式實(shí)現(xiàn)防火防區(qū)。但最終能否照此設(shè)計(jì)還需要與當(dāng)?shù)叵乐鞴軠贤ǎ〉闷渫夂笤賵?zhí)行。

（2）通過對(duì)比分析，本文建議將封閉煤場(chǎng)消防水炮布置在擋煤墻上或者靠墻平臺(tái)上，這種安裝方式更有利于消防人員主觀滅火，同時(shí)維護(hù)檢修更加方便，造價(jià)也更低，更符合港口封閉煤場(chǎng)的消防需求。

（3）團(tuán)標(biāo)港口封閉條形煤場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范（征求意見稿）指出，應(yīng)保證煤場(chǎng)內(nèi)任意點(diǎn)均有一門水炮的水射流可到達(dá)，每門水炮的流量不宜小于20L/s，火災(zāi)持續(xù)時(shí)間1h。由于規(guī)范暫未頒布實(shí)施，且與現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定[6]不一致，能否照此設(shè)計(jì)，還需要征求當(dāng)?shù)刂鞴懿块T的同意。

（4）現(xiàn)行規(guī)范對(duì)封閉煤場(chǎng)室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)存有爭(zhēng)議，筆者認(rèn)為封閉煤場(chǎng)應(yīng)該設(shè)置室內(nèi)消火栓，但是室內(nèi)消火栓的設(shè)計(jì)流量不宜過大，可取10L/s。港口工程封閉煤場(chǎng)室內(nèi)消火栓能否按此設(shè)計(jì)還需要與當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T進(jìn)行溝通。

（5）由于現(xiàn)行規(guī)范對(duì)港口工程大型封閉煤炭堆場(chǎng)的消防設(shè)計(jì)并沒有明確的規(guī)定，建議盡快出臺(tái)相關(guān)的規(guī)范規(guī)定，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

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