探讨工业厂房消防电气设计研究与案例分析

摘要：在当今社会，“以人为本，生命至上"已经是建筑内设置消防系统的主要任务。“预防为主、防消结合"保障人身安全，这是设计消防系统基本的理念。这一理念从公共建筑到住宅再到工业建筑，都有相对应的设计标准或规范，使得消防电气设计有着比较成熟的设计体系。而火灾已经成为工业建筑在生产中主要的事故之一，在这种情况下也应当受到更加高度的关注和重视，特别是就火灾防治而言，尤其要强调其消防电气的设计。本文以工业厂房为出发点，重点对其消防电气设计进行叙述，并穿插相应的事例。

关键词：工业厂房；火灾事故；消防电气设计；案例应用

0引言

       消防应急照明和疏散指示系统以及火灾自动系统始终是工业建筑消防电气设计中的核心组成部分，这两部分设计的主要目的是为了让工业厂房在火灾发生时能够及时疏散内部人员，并及时争取救援时间。当下，我国也出台了《火灾自动系统设计规范》GB50116-2013和《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB51309-2018这两本重要规范和标准，以此作为工业建筑消防电气设计的依据。

1设置消防电气的依据

       对建筑防火等级的划分是进行消防电气设计的前提，也是后续各项设计工作的先导和基础，在整体消防规划中占有主导地位。建筑的火灾危险性是根据生产中使用或产生的物质性质及其数量等因素划分，可分为甲类、乙类、丙类、丁类以及戊类。依据规范《建筑设计防火规范》GB50016-2014和《石油化工企业设计防火标准》GB50160-2008（2018版），一般情况下，甲类、乙类以及丙类工业厂房根据面积大小和其产生的物质性质设计消防电气的情况居多。设计消防电气主要有以下几点。

1.1设置消防应急照明和疏散指示系统

       就工业厂房的消防应急照明和疏散指示系统设计而言，其具体类型包括集中控制型和非集中控制型两种，而实际类型的选择要按照建筑物的规格，使用性质以及日常管理基本需求等等方面的因素来确认。此外，系统的设定也应当把握以下要点，一是要在含有消防控制室的厂房内采用集中控制型系统，二是设置了火灾系统但没有建设消防控制室的场所，采用集中控制型系统。三是其他场所采用非集中控制型系统。

1.2设置火灾自动系统

       就火灾自动系统的设计而言，相关主体要保证各类设备之间的接口和通讯协议应当满足有关标准的要求。并且系统的形式选择要按照和联动要求进行。除此之外，在消防控制室的设计上，要设置图形显示装置，同时也应当明确设置消防控制室的条件，具有消防联动功能的火灾自动系统的保护对象中应设置消防控制室。另外，消防控制室应有相应的竣工图纸、各分系统控制逻辑关系说明、设备使用说明书、系统操作规程、应急预案、值班制度、维护保养制度及值班记录等文件资料。此外消防控制室也应当尽量避免建设在信号较强的厂房附近，避免互相影响和干扰。

1.3设置电气火灾系统

       就电气火灾系统设计而言，相关主体要分析建筑的电气防火分级。大致可以分为三级，一级主要针对的是建筑高度不超过24米以及建筑高度超过24米的楼层，普遍面积较大，工业建筑，地下公共建筑。二级主要针对的是居住建筑和面积介于2000平方米和3000平方米之间的，高度为24米以下的建筑。三级主要针对的是除一级和二级之外的建筑。就区域的划分而言，被场所的每个区域应有独立的电气火灾设备进行，且电气火灾探测器能探测到每个探测区域的电气使用情况。一个电气火灾探测器的区域不应超过一个防火分区。此外，系统也应当具备远程探测和电话的功能。

2优化防火措施

       就当下工业厂房的消防而言，能够采取的较为有效的防火措施，大致可以列为以下几个方面。

2.1科学设计

       设计主体要着重分析影响工业厂房火灾防治的重点内容，要以消防应急疏散和照明指示系统以及火灾自动系统的科学设计为核心重点。对于消防应急疏散和照明指示系统要着重把握其控制系统的构建。对于火灾自动系统要重视对建筑物的高度分层。两者都需要设计人员对工业厂房的实际情况进行细致分析，并且也要分清这两者之间的设计重点。

2.2降温散气

       当工业厂房内发生火灾时，会由于其建筑的封闭性而导致内部的空气和热量无法有效扩散，在这种情况下就会产生大量的有毒气体，而且会为爆炸埋下隐患，同时也会损伤工业厂房内职工的呼吸道。并且热量的堆积也会导致工业厂房内设备的故障，严重时甚至会产生大规模的爆炸。因此，工业厂房的设计主体应当在消防系统规划的过程中重视对温度和热量的发散。而降低温度和发散热量的有效途径之一就是进行消防联动的设计，有自动喷水灭火系统的联动控制、消火栓系统的联动控制、防烟排烟系统的联动控制以及其他相关的联动控制，这一联动控制方法能够有效提升热量发散的速度，也能够帮助工业厂房火灾现场排放更多的烟雾，而烟雾的有效排放，也可以阻止后续热量的大量堆积。

3安科瑞消防电气产品功能及介绍

3.1安科瑞智能照明及疏散系统功能及选型

3.1.1安科瑞的智能疏散系统

       安科瑞的智能疏散系统由三层网络结构。一层：智能疏散主机；二层：区域应急照明配电箱；三层：疏散指示标志灯具，其具体结构形式如图1所示。

      智能疏散系统主机：主机由交互式操作软件支持，实时解析底层设备的工作状态，接收来自消防系统的火警联动信号。在日常维护过程中声光显示各种设备故障信息，具备日志的查询、记录、打印功能；在火灾发生时，根据火灾联动信号选择相应的应急预案，启动各类应急疏散指示灯。

       区域应急照明配电箱作为系统内为灯具供电的供配电装置，同时具备接受主机的巡检控制、供电回路的电气隔离、回路智能控制、回路信号汇集，加快主机对底层灯具的巡检速度，降低信号干扰，改善通信质量等功能。

       疏散指示标志灯具，集中电源集中控制型疏散指示灯为人员疏散逃生指引方向。其安装方式有壁挂式、吊挂式、地埋式三种，主要设置于防火分区的安全出口等处。集中电源集中控制型应急照明灯具，其主要为人员疏散逃生提供照明，安装方式有壁挂式、吸顶式、嵌顶式三种。

3.1.2 产品选型表

控制器和集中电源选型表

灯具选型表

3.2  安科瑞火灾自动系统功能及选型

3.2.1系统简介

        火灾自动系统是由触发装置、火灾装置、联动输出装置以及具有其它辅助功能装置组成的，它具有能在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量，通过火灾探测器变成电信号，传输到火灾控制器，并同时以声或光的形式通知整个楼层疏散，控制器记录火灾发生的部位、时间等，使人们能够及时发现火灾，并及时采取有效措施，扑灭初期火灾，大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失。

        火灾自动系统由JB-QGL-RF1016火灾控制器/消防联动控制器(立柜)、JB-QTL-RF1016火灾控制器/消防联动控制器(琴台)、JB-QBL-RF1001火灾控制器/消防联动控制器、JTY-GM-RF1100点型光电感烟火灾探测器、JTW-ZOM-RF1110点型感温火灾探测器（A2）、J-SAP-M-RF1200手动火灾按钮、RF1210消火栓按钮、RF1300输入模块、RF1310输出模块、RF1320输入/输出模块、RF1500火灾声光警报器、RF1530火灾显示盘等设备组成。整个系统满足相关标准和规范的要求，可广泛应用于写字楼、商场、酒店、学校、医院、工厂等各种场所。

其具体结构形式如下图所示

3.2.2产品选型表

触发和火灾装置选型表

3.3安科瑞安全用电云平台功能介绍及选型 

3.3.1安科瑞安全用电云平台介绍

        Acrelcloud-6000安全用电云管理系统能够对剩余电流、设备温度、故障电弧等电气故障进行实时、、记录，并且通过云端的远程控制。设备与云端的通讯方向不受限制，能上传数据、透传指令，并时间显示实时状态。通过对上传至云端的数据进行分析，为用户提供火灾隐患的相关数据，能够及早的发现问题并实施排查，避免火灾的发生。另一方面，云平台提供超大容量的信息储存及稳定的服务，提升了服务质量，对用户的长远发展具有战略意义。此外，该系统通过集中，使得数据通过每个节点的4G网络传输至云端集中式管理和，主控端布置于城市消防大队，从而能够对采集的信息进行统一的和管理。

平台的整体结构图

具体功能如下：

         （1）安全用电监管服务系统包含安全用电管理云平台、电脑终端显示系统、手机APP、漏电探测器、漏电互感器、电流互感器等。

        （2）安全用电监管服务系统平台能展示剩余电流、温度、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线、实时数据等，能实时显示现场服务次数、排除隐患数、未排除隐患数、未处理数、常规巡检及产品维护等数据，监管数据能保存十年以上。

        （3）手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本，能通过手机APP对每条记录进行呼叫，便于紧急情况下能尽快通知用电单位。

        （4）能对各个单位及设备的电气安全运行情况进行自动统计和分析评估，并随时展示电气安全运行分析报告。

        （5）探测终端产品满足法律法规和有关技术标准（GB14287.2《剩余电流式电气火灾探测器》和GB14287.3《测温式电气火灾探测器》）的要求，并通过消防产品质量监测检验中心提供的消防3C认证。

        （6）漏电探测器能同时探测剩余电流、四路温度、三相电流等参数值，并能通过无线以移动通讯网络接入安全用电监管系统平台。

3.3.2产品选型

漏电火灾探测器

3.3.3 故障电弧探测器

        安科瑞故障电弧产品型号代码为AAFD，共有两种电流等级，可监测回路故障电弧的发生，并及时预警，提醒用户处理，防止电弧导致的火灾的发生。

        AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台，该产品不可在同一台AF-GSM400下与ARCM混接。如图：

3.3.4限流式保护器

        安科瑞限流式保护器型号代码为ASCP200-1，有三种电流等级，可监测回路短路过载等故障信息，发生故障时预警和产生灭弧效果，防止电弧导致的火灾的发生。

        ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台，也能够通过插入SIM卡直接上传到平台。

        以下是ASCP200-1的主要功能：

        短路保护功能。保护器实时监测用电线路电流，当线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护，并发出声光信号。

        过载保护功能。当被保护线路的电流过载且过载持续时间超过动作时间（3…60秒可设）时，保护器启动限流保护，并发出声光信号。

        表内超温保护功能。当保护器内部器件工作温度过高时，保护器启动超温限流保护，并发出声光信号。

        过、欠压保护功能。当保护器检测到线路电压过压或欠压时，保护器发出声光信号，可预先设置是否启动限流保护。

        配电线缆温度监测功能。当被监测线缆温度超过设定值时，保护器发出声光信号，可预先设置是否启动限流保护。

        漏电流监测功能。当被监测的线路漏电超过设定值时，保护器发出声光信号，可预先设置是否启动限流保护。

        保护器具有1路RS485接口，1路2G无线通讯，可以将数据发送到后台系统，实现远程。

3.3.5 剩余电流互感器

AF-GSM400-2G/4G无线上传模块

       AF-GSM400-2G/4G/CE模块是一款2G/4G有线无线模块，该无线模块为安全用电云平台模块。

       AF-GSM400接入每块仪表所需流量为20M/月，单个模块可以接入30块仪表。默认上传间隔2分钟，如发生，会实时上传数据。

温度传感器

温度传感器为一热敏电阻NTC，它提供0-120°的温度基准，可以用来监测线缆或配电箱体的温度，提供温度保护。

4 结束语

       综上所述，强化消防电气设计在工业厂房中的应用是十分必要且合理的，这是保证工业厂房顺利生产的应有之策，也是提高其事故解决效率的有效举措。在实际设计的过程中，相关主体要从主观和客观上共同落实对工业厂房消防设计所出台的标准和规范，同时也要认真落实经济适用性原则，要尽可能在节省成本的基础上，提高消防系统的运行效率。除此之外，相关主体也要加强对系统运行的监督。消防电气设计是一项发展性的过程，应当持之以恒。

参考文献

[1] 刘宵亚 . 钢结构工业厂房的防火涂料在设计与施工中应注意的问题[J]. 企业科技与发展，2017（5）.

[2] 贾儒彬 . 冶金工程电气消防设计若干问题分析 [J]. 山东工业技术，2018（14）：16-16.

[3] 徐国飞，赵振晖，林达平 . 某三代核电站电气厂房冷冻水系统功能与布置设计 [J]. 核科学与工程，2018（3）：514-522.

[4] 于泳，李路川，何彩云 . 某中心库房重型钢结构厂房分析与设计 [C]第十八届全国现代结构工程学术研讨会 .0.

[5] 温必良 . 建筑电气消防工程设计解析 [J]. 建材与装饰，2018（15）：235-236.

[6] 秦丽娅.工业厂房消防电气设计研究与案例分析

[7] 安科瑞消防应急照明和疏散指示系统/防火门系统/消防设备电源系统/电气火灾系统选型手册.2019.7月版.

[8] 安科瑞火灾自动系统选型手册.2020.06版

[9] 安科瑞安全用电管理云平台手册.2020.02版

[10] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版