高層建筑地下二層中設(shè)置天然氣直燃型冷溫水機組消防問題的探討

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近幾年來，高層建筑不斷增加，城市天然氣大量使用，天然氣直燃型冷溫水機組(下稱天然氣機組)廣泛運用。許多高層民用建筑在設(shè)計中將天然氣機組設(shè)置在地下二層內(nèi)，緩解了城市用地緊張，地下一層也能用做停車場。但是國家《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(下稱《高規(guī)》)對此卻沒有具體的要求，為了更好地適應(yīng)、服務(wù)于社會經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，筆者就此提出一些看法，以供探討。?
1、天然氣機組的工作原理及火災(zāi)危險性
    　機組由高、低壓發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器等主要設(shè)備組成。使用溴化鋰溶液作為吸收劑，利用此類溶液在密閉的高壓發(fā)生器內(nèi)，加熱至沸騰，產(chǎn)生的水蒸氣進入熱水器，使之加熱管中的熱水。濃溶液和冷劑水混合后的稀溶液，送往高壓發(fā)生器進行循環(huán)和加熱，完成供熱過程。?
    　供冷循環(huán)過程是溴化鋰溶液由稀變濃，再由濃變稀，冷劑水由液態(tài)轉(zhuǎn)為汽態(tài)，再由汽態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)的循環(huán)過程，在這個循環(huán)過程中吸收熱量，達到制冷的目的。?
    　天然氣機組就是利用溴化鋰溶液的這一特性，燃燒天然氣，吸收、放出熱量，制備空調(diào)所需的冷水和熱水。機組在運行中屬于真空設(shè)備，無爆炸可能性，但是作為熱源的燃料天然氣是有一定火災(zāi)危險性的。陜北天然氣的主要成分為甲烷，相對密度0?6(空氣為1)較空氣輕，爆炸極限在5～15%之間，屬甲類火災(zāi)危險物品，有爆炸的危險。?
2、天然氣機組設(shè)置在高層建筑地下二層內(nèi)的可行性?
    (1)、 天然氣溴化鋰機組已問世30多年，我國也使用了十幾年。隨著高技術(shù)的運用，該機組都配備了自動化控制系統(tǒng)，可隨時監(jiān)控機組各部位的運行狀況，現(xiàn)場、遠程及自動均可關(guān)閉燃氣氣源，停止機組運行。正常工作的機組本身火險隱患較少。?
    (2)、 機組本身工作狀態(tài)為負壓?
    天然氣機組的各組件在工作狀態(tài)下，沒有高壓工況，屬于真空設(shè)備，在負壓的工作狀態(tài)下，機組自身不可能爆炸。?
    (3)、 機組設(shè)置場所的消防安全主要是防止天然氣泄漏。?
    現(xiàn)代消防安全技術(shù)對甲、乙類氣體火災(zāi)的撲救，主要是切斷氣源，防止氣體泄漏聚集。在未達到氣體的爆炸下限，排除爆炸混合氣體。天然氣機組的安裝場所設(shè)置可燃氣體濃度報警系統(tǒng)，就可以及早發(fā)現(xiàn)、自動關(guān)閉燃氣氣源，開啟送、排風(fēng)系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)，關(guān)閉機組。
    (4)、 天然氣機組設(shè)置場所(下稱機房)的消防安全主要是防爆問題?
    機房的防爆問題是一個難題，尤其對高層建筑地下層內(nèi)設(shè)置機房更為突出。機房的消防安全取決于其場所內(nèi)是否設(shè)置可靠的消防自動報警、自動滅火系統(tǒng)和機組自身的質(zhì)量，包括安裝的燃氣管道、閥門等。?
    (5)、 機房可利用吊裝井口做為泄壓面積，解決機房防爆的難題?
    　我國《高規(guī)》第4.1.2條規(guī)定：“燃油、燃氣鍋爐……宜設(shè)置在高層建筑外的專用房間內(nèi)，……當(dāng)上述設(shè)置設(shè)備條件限制必須布置在高層建筑或裙房時，……應(yīng)布置在首層或地下一層靠外墻部位……。”據(jù)此燃氣鍋爐可設(shè)置在高層建筑內(nèi)，那么機組與燃氣鍋爐相比較，機組的火災(zāi)危險性低于燃氣鍋爐。機組設(shè)置在高層建筑及地下層專用房間內(nèi)，在有可靠的安全措施下，應(yīng)該是可行的。?
    　從國內(nèi)幾個工程，如北京陶然大廈、陜西信托大廈等工程地下二層設(shè)置機房來看，利用機組的吊裝井口做為泄壓面，經(jīng)計算泄壓比，都是符合標(biāo)準(zhǔn)要求的。利用吊裝井口泄壓，其吊裝井空間不列在防爆區(qū)域內(nèi)，在機房與吊裝井之間設(shè)置輕質(zhì)墻體或門窗，做為泄壓面積。?  綜上所述，機房設(shè)置在地下二層，在有可靠的消防安全措施下，應(yīng)該是安全可靠的。?
3、設(shè)置在高層建筑地下二層內(nèi)機房的消防安全措施?
    (1)、 機組不應(yīng)布置在人員密集場所的下一層或貼鄰，機房的孔洞用防火材料嚴密封堵，并采用無門窗、洞口的耐火極限不低于2.00h的隔墻和1.50h的樓板與其它部位隔開，盡量少開門。當(dāng)必須開門時，應(yīng)設(shè)置自動關(guān)閉的外開甲級防火門。?
    (2)、 機房四周和頂部及柱子的迎爆面應(yīng)安裝爆炸減壓板，降低爆炸時所產(chǎn)生的爆炸壓力峰值，保護主體結(jié)構(gòu)。?
    (3)、 機組應(yīng)布置在地下二層靠外墻或外圍護墻部位，人員疏散的安全出口不應(yīng)少于兩個。?
    (4)、 吊裝口應(yīng)采用輕質(zhì)材料作為泄壓面積，但不得采用普通玻璃作為泄壓面積，應(yīng)設(shè)防冰雪積聚措施，其重量不宜超過60kg/  。泄壓比值應(yīng)按0.05—0.22(  ／  )。?
    (5)、 吊裝井的設(shè)置應(yīng)避開人員集中場所和主要交通道路，并宜靠近易發(fā)生爆炸的部位。
    (6)、進入地下機房的天然氣管道應(yīng)嚴格執(zhí)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在穿越樓板和墻體時應(yīng)加套管保護，地下室天然氣管道應(yīng)采用焊接(與設(shè)備連接接頭除外)。管道應(yīng)采用專用管材，閥門應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)閥門。調(diào)壓箱出口處應(yīng)設(shè)電磁閥，如發(fā)生泄漏，應(yīng)能自動切斷氣源。?
    (7)、機房內(nèi)應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警、滅火系統(tǒng)和天然氣濃度檢漏報警裝置，并與消防控制系統(tǒng)聯(lián)動。天然氣濃度檢漏報警裝置檢測點不少于兩處，且應(yīng)布置在易泄漏的設(shè)備或部位上方。對主體機房進行24h監(jiān)視。當(dāng)天然氣濃度達到爆炸下限20%時，濃度及監(jiān)控系統(tǒng)能及時準(zhǔn)確報警，并切斷天然氣總管的閥門及非消防電源，自動啟動事故送、排風(fēng)系統(tǒng)。按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)和滅火器材。?
    (8)、機房應(yīng)設(shè)置獨立的送、排風(fēng)系統(tǒng)，并與火災(zāi)自動報警、滅火系統(tǒng)、天然氣檢漏監(jiān)測裝置聯(lián)動。排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在安全無火源處，排風(fēng)換氣次數(shù)不應(yīng)小于15次／時，且送風(fēng)量不應(yīng)小于燃燒所需的空氣量(18  ／  大卡)和室內(nèi)人員所需新鮮空氣之和，以保證機房的天然氣濃度低于爆炸下限。?
    (9)、 機房消防用電應(yīng)按一級負荷要求供電，并應(yīng)在末端配電箱處設(shè)自動切換裝置。?
    (10)、機房內(nèi)的電氣設(shè)備應(yīng)按《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058—92選型。
    (11)、選用安全性能可靠的機組，在工程設(shè)計、施工安裝、驗收及使用中必須嚴格執(zhí)行有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。?
    (12)、機組在使用中， 操作人員應(yīng)持證上岡，加強培訓(xùn)教育，加強值班和檢查，建立健全各項維護保養(yǎng)及各項安全管理制度。
4、陜西省公安廳消防局今年初已組織專家對機組設(shè)置在高層建筑地下二層內(nèi)的消防安全問題召開了論證會，并發(fā)了文件，希望在今后的《高規(guī)》修訂中增加有關(guān)內(nèi)容。