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淺談甲類生產(chǎn)廠房應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題解析

更新時(shí)間:2023-05-12  |  點(diǎn)擊率:341

王丹丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】:文章結(jié)合電氣設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),分析了甲類生產(chǎn)廠房消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計(jì)中照明燈和標(biāo)志燈的設(shè)置、疏散走道和疏散通道的規(guī)劃、集中控制型系統(tǒng)類型的選擇、電壓等級(jí)的選擇中存在的問題,總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗(yàn),可以為同類工程提供參考。
【關(guān)鍵詞】:甲類生產(chǎn)廠房;消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng);防爆
1?引言

《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB51309—2018)[1](以下簡稱“《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》")實(shí)施至今已經(jīng)有3年多的時(shí)間。在這期間,設(shè)計(jì)人員和審圖專家按照新標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)結(jié)合其他現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),對(duì)實(shí)際項(xiàng)目中的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)(以下簡稱“消防照明指示系統(tǒng)")進(jìn)行設(shè)計(jì)和圖審,但仍然有存疑的地方。文章結(jié)合實(shí)際參與電氣設(shè)計(jì)的項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)對(duì)相關(guān)問題展開研究。

1研究背景
1.1工藝流程

酒石酸/磷酸泰樂菌素提取車間(以下簡稱“提取車間")以酒石酸/磷酸泰樂菌素發(fā)酵液為原料,經(jīng)酸化過濾、萃取、反萃、精制中和、噴霧干燥得到酒石酸/磷酸泰樂菌素產(chǎn)品。提取車間溶媒介質(zhì)為醋酸丁酯,醋酸丁酯屬于酯類且為甲B類可燃液體,醋酸丁酯的爆炸性混合物分級(jí)和分組見《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50058—2014)[2]附錄C表C,

1.2建筑概況

提取車間于2019年10月進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)。建筑面積為6027.45㎡,地上4層,建筑總高度為23.8m,整個(gè)建筑物分為3個(gè)防火分區(qū),火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲類生產(chǎn)廠房。建筑環(huán)境為中等腐蝕性環(huán)境和爆炸危險(xiǎn)環(huán)境2區(qū),主要爆炸危險(xiǎn)介質(zhì)為醋酸丁酯(ⅡA,T2),提取車間為非人員密集生產(chǎn)場所。

2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和存在的問題
2.1照明燈和標(biāo)志燈的設(shè)置

對(duì)于實(shí)際項(xiàng)目中消防照明指示系統(tǒng)的照明燈和標(biāo)志燈(出口、方向、樓層)的設(shè)置,設(shè)計(jì)人員和審圖專家都有自己的見解。部分設(shè)計(jì)人員認(rèn)為應(yīng)該參考《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(2018年版)》(GB50016—2014)[3](以下簡稱《火規(guī)》),而結(jié)合實(shí)際應(yīng)該參考《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》,理由如下:

(1)在修訂和實(shí)施時(shí)間上,后者較新。
(2)在照明燈和標(biāo)志燈的設(shè)置上,《火規(guī)》中列出了大的框架但范圍不明晰,讓設(shè)計(jì)人員不能明確領(lǐng)會(huì)。

例如,《火規(guī)》第10.3.1條規(guī)定:“民用建筑、廠房和丙類倉庫的下列部位應(yīng)設(shè)置疏散照明",第10.3.5條規(guī)定“高層廠房(庫房)和甲、乙、丙類單、多層廠房,應(yīng)設(shè)置燈光疏散指示標(biāo)志"。此兩條的條文解釋提到“對(duì)于本規(guī)范未明確規(guī)定的場所或部位,設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,從有利于人員安全疏散需要出發(fā)考慮設(shè)置疏散照明"“具體設(shè)計(jì)還可結(jié)合實(shí)際情況,在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)合理選定安裝位置"?!稇?yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》的表3.2.5和第3.2.8~10條中關(guān)于照明燈和標(biāo)志燈的設(shè)置相對(duì)詳細(xì)且明確,設(shè)計(jì)人員按規(guī)范要求執(zhí)行即可。規(guī)范的不嚴(yán)謹(jǐn)、不明晰會(huì)讓設(shè)計(jì)人員、審圖專家和業(yè)主三方產(chǎn)生不必要的困擾。本著“預(yù)防為主,防消結(jié)合"的消防工作方針,設(shè)計(jì)人員和審圖專家按照規(guī)范和條文解釋的要求,根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況,從有利于人員安全疏散需要出發(fā)設(shè)置的疏散照明的范圍,但這大概率會(huì)超出規(guī)范要求,這會(huì)讓業(yè)主誤認(rèn)為設(shè)計(jì)人員過度解讀規(guī)范從而過度設(shè)計(jì),更會(huì)因?yàn)榻?jīng)濟(jì)造價(jià)的問題提出異議。而當(dāng)規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)且明晰時(shí),三方可就規(guī)范論事,能很大程度上避免以上問題。

提取車間為非人員密集生產(chǎn)場所,依據(jù)《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》表3.2.5中Ⅱ-1、Ⅳ-1、Ⅳ-6和第3.2.8~10條,需要在車間內(nèi)相應(yīng)位置設(shè)置照明燈、出口標(biāo)志燈、方向標(biāo)志燈、樓層標(biāo)志燈;車間內(nèi)疏散走道照度設(shè)計(jì)值不低于1lx,疏散樓梯間照度設(shè)計(jì)值不低于5lx。

2.2疏散走道和疏散通道的規(guī)劃

因工藝流程的復(fù)雜性、連貫性,提取車間內(nèi)設(shè)備的數(shù)量和種類繁多、布置緊湊(提取車間西側(cè)一層布置64個(gè)儲(chǔ)罐、38臺(tái)機(jī)泵、10臺(tái)離心機(jī);東側(cè)一~四層通高布置2臺(tái)噴霧干燥塔,其中二層布置4個(gè)儲(chǔ)罐、2臺(tái)機(jī)泵)。

按照《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》的要求,需要在疏散走道和疏散通道設(shè)置照明燈和標(biāo)志燈。工業(yè)建筑生產(chǎn)場所內(nèi)的疏散走道和疏散通道的規(guī)劃是一個(gè)難點(diǎn),電氣設(shè)計(jì)人員不能僅憑建筑、工藝條件,結(jié)合自己的主觀猜想進(jìn)行規(guī)劃,這是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹k姎庠O(shè)計(jì)人員需要和建筑專業(yè)、工藝專業(yè)、業(yè)主充分溝通,合理規(guī)劃疏散走道和疏散通道,在合適的位置設(shè)置照明燈和標(biāo)志燈。

2.3集中控制型系統(tǒng)類型的選擇

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50116—2013)[4]第3.4.1條規(guī)定:“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(duì)象中應(yīng)設(shè)置消防控制室"。提取車間是廠區(qū)中的一個(gè)單體,需要將整個(gè)廠區(qū)視為一個(gè)保護(hù)對(duì)象,故在廠區(qū)中設(shè)置消防控制室,在提取車間內(nèi)不再設(shè)置。又因提取車間火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲類生產(chǎn)廠房,故在車間內(nèi)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》第3.1.2.2條規(guī)定:“設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),但未設(shè)置消防控制室的場所宜選擇集中控制型系統(tǒng)",國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《應(yīng)急照明設(shè)計(jì)與安裝》(19D702-7)第5頁第2段提及:“消防控制室所管轄范圍內(nèi)且設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的建筑均應(yīng)采用集中控制型系統(tǒng)",故提取車間選擇集中控制型系統(tǒng)。集中電源集中控制型系統(tǒng)、分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)和自帶電源集中控制型系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖可參考國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《應(yīng)急照明設(shè)計(jì)與安裝》(19D702-7)第15、16、19頁。

2.3.1集中電源集中控制型系統(tǒng)
(1)將集中電源設(shè)置于配電室或消防控制室,因廠區(qū)占地面積大、車間多、配電線路的供電距離較長、壓降損耗大,為保證配電線路末端燈具電壓正常,需增大配電線路線徑,這會(huì)導(dǎo)致工程中部分耗材增加,造價(jià)增高。
(2)《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》第3.3.8條規(guī)定:“集中電源額定輸出功率不應(yīng)大于5kW"“輸出回路不應(yīng)超過8路"。廠區(qū)車間不僅數(shù)量多,而且每個(gè)車間的使用功能、工藝流程和建筑概況均有不同,各車間內(nèi)設(shè)置的應(yīng)急照明燈和標(biāo)志燈的數(shù)量也不相同,因此各個(gè)車間需要由配電室或消防控制室引入的配電線路回路數(shù)不同。但可以肯定的是,配電線路回路數(shù)肯定不少,這意味著配電室或消防控制室內(nèi)設(shè)置的集中電源數(shù)量較多,配電室或消防控制室的面積需要加大,這會(huì)引發(fā)一個(gè)新的問題:集中電源的自備電源大部分是鋰電池或鉛酸蓄電池,需要確定配電室或消防控制室是否同時(shí)也為蓄電池室。如果同時(shí)也為蓄電池室,該功能房間電氣專業(yè)需按照《電力工程直流電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5044—2014)(以下簡稱“《直流電源規(guī)程》")設(shè)計(jì)?!吨绷麟娫匆?guī)程》第8.1.4條規(guī)定:“蓄電池室內(nèi)的照明燈具應(yīng)為防爆型,且應(yīng)布置在通道的上方,室內(nèi)不應(yīng)裝設(shè)開關(guān)和插座。蓄電池室內(nèi)的地面照度和照明線路敷設(shè)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《發(fā)電廠和變電站照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T5390的有關(guān)規(guī)定",這無疑提高了該功能房間的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
(3)集中電源集中控制型系統(tǒng)可靠性差,若配電室或消防控制室內(nèi)集中電源因故障不能工作,整個(gè)廠區(qū)的集中控制型系統(tǒng)會(huì)隨之故障。可以將集中電源設(shè)置在消防控制室內(nèi)或有人值班的場所,在日常管理和維護(hù)檢修上比較便利。
綜上,集中電源集中控制型系統(tǒng)不適合提取車間,提取車間并未采用此系統(tǒng)。
2.3.2分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)

相較于集中電源集中控制型系統(tǒng),分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)除了日常管理和維護(hù)檢修上不能集中在一個(gè)場所,操作有不便之處外,當(dāng)用于正常環(huán)境的車間時(shí)沒有其他明顯缺點(diǎn)。然而,提取車間于2019年10月進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí),《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》剛剛實(shí)施不久,市場上還沒有成熟的用于爆炸環(huán)境的防爆A型應(yīng)急照明集中電源,雖然有一些廠家生產(chǎn)了防爆A型應(yīng)急照明集中電源,但大多數(shù)沒有經(jīng)過3C認(rèn)證,只是過渡型產(chǎn)品,出于安全考慮,提取車間沒有采用此系統(tǒng)。

2.3.3自帶電源集中控制型系統(tǒng)

相較于集中電源和分區(qū)集中電源型兩種系統(tǒng),自帶電源集中控制型系統(tǒng)除了日常管理和維護(hù)檢修上不能集中在一個(gè)場所,操作有不便之處外,沒有其他明顯缺點(diǎn)。

通過以上對(duì)比,提取車間選擇自帶電源集中控制型系統(tǒng),按照《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》第3.3.7條規(guī)定,提取車間共設(shè)置7個(gè)A型應(yīng)急照明配電箱(隔爆型),3個(gè)防火分區(qū)及4個(gè)封閉樓梯間各設(shè)置1個(gè);依據(jù)《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》表3.2.5中相應(yīng)條款,在提取車間對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置自帶蓄電池照明燈(隔爆型)和自帶蓄電池標(biāo)志燈(隔爆型)。

目前,市場上已經(jīng)有成熟的用于爆炸環(huán)境的防爆A型應(yīng)急照明集中電源,提取車間及其他甲類生產(chǎn)廠房可選擇分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)。分區(qū)集中電源集中控制型系統(tǒng)和自帶電源集中控制型系統(tǒng)不管從使用成本還是使用功能上并沒有明顯的優(yōu)劣勢之分,電氣設(shè)計(jì)人員可任選其一,也可根據(jù)業(yè)主的需要選擇相對(duì)應(yīng)的方案。

2.4電壓等級(jí)的選擇

依據(jù)《應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)定,A型應(yīng)急燈具的額定工作電壓不應(yīng)大于DC36V。常見的A型應(yīng)急燈具工作電壓以DC24V和DC36V為主。電壓等級(jí)的選取,需從實(shí)際項(xiàng)目出發(fā),計(jì)算相關(guān)出線回路的電壓損失是否滿足規(guī)范要求。提取車間中,*不利電壓損失的應(yīng)急照明回路長度為95m,負(fù)載功率為77W,線路統(tǒng)一采用2.5m㎡耐火型BV銅導(dǎo)線。依據(jù)國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《應(yīng)急照明設(shè)計(jì)與安裝》(19D702-7)第21頁相關(guān)計(jì)算公式,當(dāng)選擇DC36V的工作電壓偏差9.32%<20%,>20%.電壓損失為根據(jù)以上計(jì)算,當(dāng)選擇DC24V的工作電壓時(shí),無法滿足規(guī)范規(guī)定的電壓損失允許值(±20%);當(dāng)選擇DC36V工作電壓時(shí),可滿足規(guī)范要求。

對(duì)于小型廠房而言,消防照明指示系統(tǒng)的電壓等級(jí)選擇DC24V或DC36V的區(qū)別不大,但對(duì)于中大型廠房,其出線線路越長,線路負(fù)載越大,不同電壓等級(jí)引起的電壓損失會(huì)越明顯。如果選擇較低的系統(tǒng)電壓等級(jí)(DC24V),為了保證電壓損失滿足規(guī)范要求,需要將線纜截面放大一級(jí)甚至兩級(jí),這顯然不符合經(jīng)濟(jì)合理原則。事實(shí)上,目前市面上的隔爆型A型應(yīng)急燈具和集中電源的額定電壓以DC36V為主。不同電壓等級(jí)的產(chǎn)品在生產(chǎn)成本上無較大差別,但在適用范圍上,DC36V有更大優(yōu)勢。

3 安科瑞選型產(chǎn)品
綜合以上設(shè)計(jì)與要求,我司產(chǎn)品選型如下:
應(yīng)急照明控制器

注:安裝在本項(xiàng)目的消防控制室內(nèi)
應(yīng)急照明配電箱

     

應(yīng)急燈具

注:非集中電源方案用在本項(xiàng)目的提取車間
應(yīng)急照明集中電源
應(yīng)急燈具

注:集中電源方案用在本項(xiàng)目的其他防爆區(qū)域
4 結(jié)束語

工業(yè)建筑生產(chǎn)廠房工藝流程復(fù)雜、多樣,需要從安全角度出發(fā),認(rèn)識(shí)消防照明指示系統(tǒng)的重要性。作為設(shè)計(jì)人員,除了按照規(guī)范設(shè)計(jì)項(xiàng)目之外,在設(shè)計(jì)中遇到問題也需要思考和總結(jié),力求更準(zhǔn)確、更全面、更完善地進(jìn)行設(shè)計(jì)。