一、洁净厂房消防设施设计存在的问题。
(一)气流组织方式特殊,普通感烟探测器基本无效。
由于洁净厂房内往往采用自上而下或水平的强制气流送风的方法来达到洁净度要求,即空气由吊顶上的见机过滤单元机组所带的高效过滤器进行过滤处理达到洁净要求后送入室内,再经过地面带孔高架地板通过两侧回风竖井与新风机组处理过的新风混合后,经安装在竖井与吊顶静压箱之间的干式冷盘管冷却回到吊顶静箱。这种气流组织方式,使安装在吊顶上的普通感烟探测器基本无效。因此必须根据洁净厂房的实际情况来选择探测器的种类。
(二)设备贵重,洁净要求高,不宜设置自动喷水灭火系统。
洁净区有洁净无菌的工艺要求,采用自动喷水灭火系统中的开式系统,平时敞开的管道不能满足洁净厂房无尘无菌的要求:闭式系统管道中又经常充满灭火介质,免不了偶有泄漏,污染空气,在设有贵重设备、仪器的房间内自动喷水灭火动作后还会造成二次污染,造成更大的损失。所以自动灭火系统不宜用于洁净厂房。
二、消防设施的选择
(一)早期火灾探测及报警系统替代
传统火灾自动报警系统试验及经验表明,绝大多数火灾都可分为四个阶段:第一阶段是火灾的起始阶段,存在着肉眼看不见的很微弱的烟雾,这个阶段发展很慢,可达几个小时,且不易被人们发现。普通的感烟探测器在这个阶段还没有反应:第二阶段是有可见烟雾燃烧阶段,人们可以看到烟雾的明显存在,这个阶段离明火的出现仅有数分钟,这也是离子、光电感烟探测器工作的阶段,第三阶段是有焰燃烧阶段,阴燃聚集的热量导致物质出现有焰燃烧,第四阶段是剧烈燃烧阶段,环境温度上升数十度至几百度,这是感温探测器、水喷淋的动作温度区。
传统的探测器一般都在火灾发展到后三个阶段时发出报警,而这三个阶段时间相对较短,即使发现火警,火灾也已基本形成。
大多数洁净厂房内设有昂贵设备、仪器,而且建造费用昂贵,一旦发生火灾,损失巨大。这就要求火灾自动报警设施能够在火灾形成的第一阶段就发出警报,将火灾控制在未完全形成阶段,以最大限度的降低损失。常规的火灾探测器系统往往不能有效的发挥作用,因此采用早期火灾探测及报警技术才能达到早期报警,减少损失,甚至达以无损失的目的。
早期火灾探测及报警系统又被称为空气采样感烟测控系统,这种系统在探测方式上完全突破被动式感知火灾烟气、温度和火焰等参数特性的局面,主动进行空气采样,快速、动态的识别和判断出空气中各种聚合物和烟粒子。该系统通过高效抽气机,主动、连续不断的在防护区内的空气吸人采样管,然后经采样管到达双级过滤器,其中一部分经第一级过滤后,作为空气样本进入系统探测腔,用于分析和测定烟雾含量。探测腔内有一个稳定的激光源,烟雾离子使激发发生散射,散射光使高灵敏度的光接收器产生信号。经过系统分析,完成光电转换。烟雾浓度值及其报警等级由显示器显示出来。
早期火灾探测报警系统与传统感烟式火灾探测系统在探测原理、采样方式、探测灵敏度、抗干扰能力、适应环境等方面存在较大的差异。经过对比,我们发现:
第一,早期火灾探测报警系统灵敏度高。普通感烟感温探测器工作至少都在火灾第二阶段之后,早期烟雾探测系统的灵敏度为0.004 - 4%obs/m(传统探测器一般为5%obs/m) ,是普通感烟探测器的1000多倍。早期火灾探测报警系统在火灾第一阶段就可以探测到火灾起始的烟雾。早期报警,给人们以足够的时间来查找火源,控制火灾形成。
第二,早期火灾探测系统采样方式灵活简便,不被洁净室中高气流影响,可以布置在天花板下、地板下、机械内,甚至可以布置在风管中对空气进行采样收集,分析烟雾浓度。
第三,早期火灾探测报警系统误报率低,性能可靠。早期火灾探测报警系统具有高精度的激光探测器,揣测范围广,灵敏度高,对被测粒子的发生源及大小无要求。
第四,采样管网通常使用PVC材料,不存在电磁干扰问题
由于早期火灾探测报警系统的存在着反应灵敏、不受洁净室气流组织形式影响的特点,因为,在洁净厂房的火灾自动报警系统的选择上,早期火灾探测报皆系统更优于传统火灾报嘴探测器。
(二)高压细水雾替代传统自动喷水灭火系统
洁净厂房,做为建筑中的一个特殊场所,它和其他被保护场所的最大区别就是要求在火灾中贵重仪器、设备以及产品的损失达到最小值,其中包括水渍损失。因此,选择何种自动灭火设施是此类洁净厂房在消防设计上所面临的一个问题。传统的自动喷水灭火系统无论是开式系统还是闭式系统,都无法达到洁净厂房无尘无菌的要求,也无法避免水水渍的二次污染。在这种情况下,高压细水雾做为一种新型的灭火技 术则更具有优越性。
高压细水雾灭火系统又称超细水雾灭火系统、高压水喷雾自动消防系统、细水雾灭火系统等,它是由高压水通过特殊喷嘴产生的细水雾来灭火的自动消防给水系统。
细水雾是指在最小设计工作压力下、距喷嘴1米处的平面上,测得水雾最粗部分的水微粒直径Dv0.99不>1000μm,Dv0.99是水微粒直径,它是指微粒子直径从0至0.99微粒直径的累计体积与相应的总累计体积之比。它将细水雾分为3级,第1级细水雾为最细的水雾。NFP A 750中 的细水雾,既包含了NFPA 15中定义的一部分水喷雾系统又包含了在高压状态下的自动喷水灭火系统所产生的水雾。我们这里的高压细水雾是指Dv0.9 <400μm的水雾,相当于NFPA 750中class I的细水雾。
按系统工作压力,细水雾分为三类:系统工作压力>3.45M pa的,为高压细水雾,系统工作压力≤1.21M pa且≤3.45Mpa的,为中压细水雾,系统工作压力<1.21Mpa的,为低压细水雾。
高压细水雾的灭火机理主要是冷却效应、窒息效应、隔离净化效应冷却效应:高压水经雾化,大大增加了作用面积和热交换面积,具有良好的吸热效果,可快速冷却火焰表面和降低火场温度。同时,具有高速动能的细水雾能够穿透火焰,从而能够大大提高灭火效率。
窒息效应:雾化水吸热汽化,体积增加到1640倍。它稀释了火源附近空气中的氧气,限制了火源向外的传输,同时在燃烧物及火焰周围形成一道屏障,阻挡新鲜空气的吸人。当燃烧物周圈的氧气浓度降到一定水平时,火焰将被窒息、熄灭。
隔离净化效应:在火场中,细水雾遇高温形成的汽化水将整个火源包围,隔离辐射热向外扩散,对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力,能够有效的抑制火场高温向周围辐射。同时,细水雾蒸发膨胀后充满整个火场空间,燃烧的灰粒、煤烟颗粒与细水滴粘合而得到洗刷,从而有效消除烟雾中的腐蚀性物质。
高压细水雾与传统自动喷水灭火系统相比较而言,主要有以下特点及优势:
第一、具有一定的穿透性,灭火效率高。高压细水雾的雾滴较传统的喷洒水滴直径小得多,因此具有一定的穿透性,很大程度上防止了火灾的复燃。也正因为高压细水雾颗粒微小,增加了与烟气粒子的接触面积,这就大大减少了火灾情况下烟气的产生。同时,由于冷却、窒息、净化等作用,可以迅速扑灭火灾。
第二、用水较少、没有水渍的二污染。高压细水雾系统具有气体特性,可以解决全淹没和遮挡的问题。同时,扑灭火灾的用水与传统的喷淋相比,它仅需传统自动喷水灭火系统喷水量的10%或更少。
第三、它工程造价低,安装、维护简便。相对气体灭火系统,高压细水雾系统管道尺寸小,节省空间,节省资源,且不会对环境及保护对象造成危害,避免了灭火剂与燃烧物发生链式反应而产生对人有害的气体,更加符合环保的要求。另外,它可局部应用,保护独立的设备或设备的某一部分,又可作为全淹没系统,保护整个空间。尤其可用于水源匮乏的地区及部分禁止用水的场所。同时,相对于传统的自动喷水灭火系统而言,高压细水喷雾系统重量轻,安装费用也相应降低。更适于洁净厂房的消防需要。

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