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淺談甲類生產廠房應急照明和疏散指示係統的設計問題解析

更新時間:2023-05-12  |  點擊率:568

王丹丹

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【摘要】:文章結合電氣設計項目實踐經驗,分析了甲類生產廠房消防應急照明和疏散指示係統設計中照明燈和標誌燈的設置、疏散走道和疏散通道的規劃、集中控製型係統類型的選擇、電壓等級的選擇中存在的問題,總結了相關經驗,可以為同類工程提供參考。
【關鍵詞】:甲類生產廠房;消防應急照明和疏散指示係統;防爆
1 引言

《消防應急照明和疏散指示係統技術標準》(GB51309—2018)[1](以下簡稱“《應急照明標準》")實施至今已經有3年多的時間。在這期間,設計人員和審圖專(zhuan) 家按照新標準,同時結合其他現行規範和標準,對實際項目中的消防應急照明和疏散指示係統(以下簡稱“消防照明指示係統")進行設計和圖審,但仍然有存疑的地方。文章結合實際參與(yu) 電氣設計的項目的經驗對相關(guan) 問題展開研究。

1研究背景
1.1工藝流程

酒石酸/磷酸泰樂(le) 菌素提取車間(以下簡稱“提取車間")以酒石酸/磷酸泰樂(le) 菌素發酵液為(wei) 原料,經酸化過濾、萃取、反萃、精製中和、噴霧幹燥得到酒石酸/磷酸泰樂(le) 菌素產(chan) 品。提取車間溶媒介質為(wei) 醋酸丁酯,醋酸丁酯屬於(yu) 酯類且為(wei) 甲B類可燃液體(ti) ,醋酸丁酯的爆炸性混合物分級和分組見《爆炸危險環境電力裝置設計規範》(GB50058—2014)[2]附錄C表C,

1.2建築概況

提取車間於(yu) 2019年10月進行電氣設計。建築麵積為(wei) 6027.45㎡,地上4層,建築總高度為(wei) 23.8m,整個(ge) 建築物分為(wei) 3個(ge) 防火分區,火災危險性為(wei) 甲類生產(chan) 廠房。建築環境為(wei) 中等腐蝕性環境和爆炸危險環境2區,主要爆炸危險介質為(wei) 醋酸丁酯(ⅡA,T2),提取車間為(wei) 非人員密集生產(chan) 場所。

2主要設計內容和存在的問題
2.1照明燈和標誌燈的設置

對於(yu) 實際項目中消防照明指示係統的照明燈和標誌燈(出口、方向、樓層)的設置,設計人員和審圖專(zhuan) 家都有自己的見解。部分設計人員認為(wei) 應該參考《建築設計防火規範(2018年版)》(GB50016—2014)[3](以下簡稱《火規》),而結合實際應該參考《應急照明標準》,理由如下:

(1)在修訂和實施時間上,後者較新。
(2)在照明燈和標誌燈的設置上,《火規》中列出了大的框架但範圍不明晰,讓設計人員不能明確領會。

例如,《火規》第10.3.1條規定:“民用建築、廠房和丙類倉(cang) 庫的下列部位應設置疏散照明",第10.3.5條規定“高層廠房(庫房)和甲、乙、丙類單、多層廠房,應設置燈光疏散指示標誌"。此兩(liang) 條的條文解釋提到“對於(yu) 本規範未明確規定的場所或部位,設計師應根據實際情況,從(cong) 有利於(yu) 人員安全疏散需要出發考慮設置疏散照明"“具體(ti) 設計還可結合實際情況,在規範規定的範圍內(nei) 合理選定安裝位置"。《應急照明標準》的表3.2.5和第3.2.8~10條中關(guan) 於(yu) 照明燈和標誌燈的設置相對詳細且明確,設計人員按規範要求執行即可。規範的不嚴(yan) 謹、不明晰會(hui) 讓設計人員、審圖專(zhuan) 家和業(ye) 主三方產(chan) 生不必要的困擾。本著“預防為(wei) 主,防消結合"的消防工作方針,設計人員和審圖專(zhuan) 家按照規範和條文解釋的要求,根據項目的實際情況,從(cong) 有利於(yu) 人員安全疏散需要出發設置的疏散照明的範圍,但這大概率會(hui) 超出規範要求,這會(hui) 讓業(ye) 主誤認為(wei) 設計人員過度解讀規範從(cong) 而過度設計,更會(hui) 因為(wei) 經濟造價(jia) 的問題提出異議。而當規範嚴(yan) 謹且明晰時,三方可就規範論事,能很大程度上避免以上問題。

提取車間為(wei) 非人員密集生產(chan) 場所,依據《應急照明標準》表3.2.5中Ⅱ-1、Ⅳ-1、Ⅳ-6和第3.2.8~10條,需要在車間內(nei) 相應位置設置照明燈、出口標誌燈、方向標誌燈、樓層標誌燈;車間內(nei) 疏散走道照度設計值不低於(yu) 1lx,疏散樓梯間照度設計值不低於(yu) 5lx。

2.2疏散走道和疏散通道的規劃

因工藝流程的複雜性、連貫性,提取車間內(nei) 設備的數量和種類繁多、布置緊湊(提取車間西側(ce) 一層布置64個(ge) 儲(chu) 罐、38台機泵、10台離心機;東(dong) 側(ce) 一~四層通高布置2台噴霧幹燥塔,其中二層布置4個(ge) 儲(chu) 罐、2台機泵)。

按照《應急照明標準》的要求,需要在疏散走道和疏散通道設置照明燈和標誌燈。工業(ye) 建築生產(chan) 場所內(nei) 的疏散走道和疏散通道的規劃是一個(ge) 難點,電氣設計人員不能僅(jin) 憑建築、工藝條件,結合自己的主觀猜想進行規劃,這是不嚴(yan) 謹的。電氣設計人員需要和建築專(zhuan) 業(ye) 、工藝專(zhuan) 業(ye) 、業(ye) 主充分溝通,合理規劃疏散走道和疏散通道,在合適的位置設置照明燈和標誌燈。

2.3集中控製型係統類型的選擇

《火災自動報警係統設計規範》(GB50116—2013)[4]第3.4.1條規定:“具有消防聯動功能的火災自動報警係統的保護對象中應設置消防控製室"。提取車間是廠區中的一個(ge) 單體(ti) ,需要將整個(ge) 廠區視為(wei) 一個(ge) 保護對象,故在廠區中設置消防控製室,在提取車間內(nei) 不再設置。又因提取車間火災危險性為(wei) 甲類生產(chan) 廠房,故在車間內(nei) 設置火災自動報警係統。

《應急照明標準》第3.1.2.2條規定:“設置火災自動報警係統,但未設置消防控製室的場所宜選擇集中控製型係統",國家建築標準設計圖集《應急照明設計與(yu) 安裝》(19D702-7)第5頁第2段提及:“消防控製室所管轄範圍內(nei) 且設置火災自動報警係統的建築均應采用集中控製型係統",故提取車間選擇集中控製型係統。集中電源集中控製型係統、分區集中電源集中控製型係統和自帶電源集中控製型係統的係統框圖可參考國家建築標準設計圖集《應急照明設計與(yu) 安裝》(19D702-7)第15、16、19頁。

2.3.1集中電源集中控製型係統
(1)將集中電源設置於配電室或消防控製室,因廠區占地麵積大、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,這會導致工程中部分耗材增加,造價增高。
(2)《應急照明標準》第3.3.8條規定:“集中電源額定輸出功率不應大於5kW"“輸出回路不應超過8路"。廠區車間不僅數量多,而且每個車間的使用功能、工藝流程和建築概況均有不同,各車間內設置的應急照明燈和標誌燈的數量也不相同,因此各個車間需要由配電室或消防控製室引入的配電線路回路數不同。但可以肯定的是,配電線路回路數肯定不少,這意味著配電室或消防控製室內設置的集中電源數量較多,配電室或消防控製室的麵積需要加大,這會引發一個新的問題: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製室是否同時也為蓄電池室。如果同時也為蓄電池室,該功能房間電氣專業需按照《電力工程直流電源係統設計技術規程》(DL/T5044—2014)(以下簡稱“《直流電源規程》")設計。《直流電源規程》第8.1.4條規定:“蓄電池室內的照明燈具應為防爆型,且應布置在通道的上方,室內不應裝設開關和插座。蓄電池室內的地麵照度和照明線路敷設應符合現行行業標準《發電廠和變電站照明設計技術規定》DL/T5390的有關規定",這無疑提高了該功能房間的設計標準。
(3)集中電源集中控製型係統可靠性差,若配電室或消防控製室內集中電源因故障不能工作,整個廠區的集中控製型係統會隨之故障。可以將集中電源設置在消防控製室內或有人值班的場所,在日常管理和維護檢修上比較便利。
綜上,集中電源集中控製型係統不適合提取車間,提取車間並未采用此係統。
2.3.2分區集中電源集中控製型係統

相較於(yu) 集中電源集中控製型係統,分區集中電源集中控製型係統除了日常管理和維護檢修上不能集中在一個(ge) 場所,操作有不便之處外,當用於(yu) 正常環境的車間時沒有其他明顯缺點。然而,提取車間於(yu) 2019年10月進行電氣設計時,《應急照明標準》剛剛實施不久,市場上還沒有成熟的用於(yu) 爆炸環境的防爆A型應急照明集中電源,雖然有一些廠家生產(chan) 了防爆A型應急照明集中電源,但大多數沒有經過3C認證,隻是過渡型產(chan) 品,出於(yu) 安全考慮,提取車間沒有采用此係統。

2.3.3自帶電源集中控製型係統

相較於(yu) 集中電源和分區集中電源型兩(liang) 種係統,自帶電源集中控製型係統除了日常管理和維護檢修上不能集中在一個(ge) 場所,操作有不便之處外,沒有其他明顯缺點。

通過以上對比,提取車間選擇自帶電源集中控製型係統,按照《應急照明標準》第3.3.7條規定,提取車間共設置7個(ge) A型應急照明配電箱(隔爆型),3個(ge) 防火分區及4個(ge) 封閉樓梯間各設置1個(ge) ;依據《應急照明標準》表3.2.5中相應條款,在提取車間對應的位置設置自帶蓄電池照明燈(隔爆型)和自帶蓄電池標誌燈(隔爆型)。

目前,市場上已經有成熟的用於(yu) 爆炸環境的防爆A型應急照明集中電源,提取車間及其他甲類生產(chan) 廠房可選擇分區集中電源集中控製型係統。分區集中電源集中控製型係統和自帶電源集中控製型係統不管從(cong) 使用成本還是使用功能上並沒有明顯的優(you) 劣勢之分,電氣設計人員可任選其一,也可根據業(ye) 主的需要選擇相對應的方案。

2.4電壓等級的選擇

依據《應急照明標準》相關(guan) 規定,A型應急燈具的額定工作電壓不應大於(yu) DC36V。常見的A型應急燈具工作電壓以DC24V和DC36V為(wei) 主。電壓等級的選取,需從(cong) 實際項目出發,計算相關(guan) 出線回路的電壓損失是否滿足規範要求。提取車間中,*不利電壓損失的應急照明回路長度為(wei) 95m,負載功率為(wei) 77W,線路統一采用2.5m㎡耐火型BV銅導線。依據國家建築標準設計圖集《應急照明設計與(yu) 安裝》(19D702-7)第21頁相關(guan) 計算公式,當選擇DC36V的工作電壓偏差9.32%<20%,>20%.電壓損失為(wei) 根據以上計算,當選擇DC24V的工作電壓時,無法滿足規範規定的電壓損失允許值(±20%);當選擇DC36V工作電壓時,可滿足規範要求。

對於(yu) 小型廠房而言,消防照明指示係統的電壓等級選擇DC24V或DC36V的區別不大,但對於(yu) 中大型廠房,其出線線路越長,線路負載越大,不同電壓等級引起的電壓損失會(hui) 越明顯。如果選擇較低的係統電壓等級(DC24V),為(wei) 了保證電壓損失滿足規範要求,需要將線纜截麵放大一級甚至兩(liang) 級,這顯然不符合經濟合理原則。事實上,目前市麵上的隔爆型A型應急燈具和集中電源的額定電壓以DC36V為(wei) 主。不同電壓等級的產(chan) 品在生產(chan) 成本上無較大差別,但在適用範圍上,DC36V有更大優(you) 勢。

3 安科瑞選型產品
綜合以上設計與要求,我司產品選型如下:
應急照明控製器

注:安裝在本項目的消防控製室內
應急照明配電箱

     

應急燈具

注:非集中電源方案用在本項目的提取車間
應急照明集中電源
應急燈具

注:集中電源方案用在本項目的其他防爆區域
4 結束語

工業(ye) 建築生產(chan) 廠房工藝流程複雜、多樣,需要從(cong) 安全角度出發,認識消防照明指示係統的重要性。作為(wei) 設計人員,除了按照規範設計項目之外,在設計中遇到問題也需要思考和總結,力求更準確、更全麵、更完善地進行設計。