2014安全工程師《生產技術》講義:消防設施與器材


第二節 消防設施與器材
新《消防法》中規定消防設施是指火災自動報警系統、自動滅火系統、消火栓系統、可提式滅火器系統、滅火器防煙排煙系統以及應急廣播和應急照明、安全疏散設施等。消防器材是指滅火器等移動滅火器材和工具。
一、消防設施
(一)火災自動報警系統
自動消防系統應包括探測、報警、聯動、滅火、減災等功能?;馂淖詣訄缶到y主要完成探測和報警功能,控制和聯動等功能主要由聯動控制系統來完成。聯動控制系統是由聯動控制器與現場的主動型設備和被動型設備組成?,F場主動型設備是指在火災參數的作用下,設備自動執行某種動作;現場被動型設備是指在控制器或人為的控制下才能動作。
所以消防系統中有三種控制方式:自動控制、聯動控制、手動控制。
火災自動報警系統是由觸發裝置、火災報警裝置、火災警報裝置和電源等部分組成的通報火災發生的全套設備,如圖4―11所示,復雜系統還包括消防控制設備。

在火災自動報警系統中,自動或手動產生火災報警信號的器件稱為觸發器件,主要包括火災探測器和手動火災報警按鈕;用以接收、顯示和傳遞火災報警信號,并能發出控制信號和具有其他輔助功能的控制指示稱為火災報警裝置,火災報警控制器就是其中最基本的一種;用以發出區別于環境聲、光的火災警報信號的裝置稱為火災警報裝置,火災警報器就是一種最基本的火災警報裝置,它以聲、光音響方式向報警區域發出火災警報信號,以警示人們采取安全疏散、滅火救災措施;在火災自動報警系統中,當接收到來自觸發器件的火災報警信號,能自動或手動啟動相關消防設備并顯示其狀態的設備,稱為消防控制設備。
1.系統分類
根據工程建設的規模、保護對象的性質、火災報警區域的劃分和消防管理機構的組織形式,將火災自動報警系統劃分為三種基本形式:區域火災報警系統、集中報警系統和控制中心報警系統。區域報警系統一般適用于二級保護對象;集中報警系統一般適用于一、二級保護對象;控制中心系統一般適用于特級、一級保護對象。
區域報警系統包括火災探測器、手動報警按鈕、區域火災報警控制器、火災警報裝置和電源等部分。這種系統比較簡單,但使用很廣泛,例如行政事業單位,工礦企業的要害部門和娛樂場所均可使用;
集中報警系統由一臺集中報警控制器;兩臺以上的區域報警控制器、火災警報裝置和電源等組成。高層賓館、飯店、大型建筑群一般使用的都是集中報警系統。集中報警控制器設在消防控制室,區域報警控制器設在各層的服務臺處。對于總線控制火災報警控制系統,區域報警控制器就是重復顯示屏。
控制中心報警系統除了集中報警控制器、區域報警控制器、火災探測器外,在消防控制室內增加了消防聯動控制設備。被聯動控制的設備包括火災警報裝置、火警電話、火災應急照明、火災應急廣播、防排煙、通風空調、消防電梯和固定滅火控制裝置等。也就是說集中報警系統加上聯動的消防控制設備就構成控制中心報警系統??刂浦行膱缶到y用于大型賓館、飯店、商場、辦公室、大型建筑群和大型綜合樓工程等。
適用于 主要設備設施 應用于
區域火災報警系統 二級保護對象 火災探測器、手動報警按鈕、區域火災報警控制器、火災警報裝置和電源等部分 行政事業單位,工礦企業的要害部門和娛樂場所均可使用
集中報警系統 一、二級保護對象 由一臺集中報警控制器;兩臺以上的區域報警控制器、火災警報裝置和電源等組成。 高層賓館、飯店、大型建筑群一般使用的都是集中報警系統。
控制中心報警系統 特級、一級保護對象 報警控制器、區域報警控制器、火災探測器、消防聯動控制設備。 大型賓館、飯店、商場、辦公室、大型建筑群和大型綜合樓工程等。
2.火災報警控制器
火災報警控制器(以下簡稱控制器)是火災自動報警系統中的主要設備,它除了具有控制、記憶、識別和報警功能外,還具有自動檢測、聯動控制、打印輸出、圖形顯示、通信廣播等功能。當然,控制器功能的多少也反映出火災自動報警系統的技術構成、可靠性、穩定性和性能價格比等因素,是評價火災自動報警系統先進與否的一項重要指標?;馂膱缶刂破靼雌溆猛静煌煞譃閰^域火災報警控制器、集中火災報警控制器和通用火災報警控制器三種基本類型。
3.火災自動報警系統的適用范圍
火災自動報警系統是一種用來保護生命與財產安全的技術設施。理論上講,除某些特殊場所如生產和儲存火藥、炸藥、彈藥、火工品等場所外,其余場所應該都能適用。由于建筑,特別是工業與民用建筑,是人類的主要生產和生活場所,因而也就成為火災自動報警系統的基本保護對象。從實際情況看,國內外有關標準規范都對建筑中安裝的火災自動報警系統作了規定,我國現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》明確規定:“本規定適用于工業與民用建筑和場所內設置的火災自動報警系統,不適用于生產和儲存火藥、炸藥、彈藥、火工品等場所設置的火災自動報警系統。”
(二)自動滅火系統
1.水滅火系統
水滅火系統包括室內外消火栓系統、自動噴水滅火系統、水幕和水噴霧滅火系統。
2.氣體自動滅火系統
以氣體作為滅火介質的滅火系統稱為氣體滅火系統。氣體滅火系統的使用范圍是由氣體滅火劑的滅火性質決定的。滅火劑應當具有的特性是:化學穩定性好、耐儲存、腐蝕性小、不導電、毒性低、蒸發后不留痕跡、適用于撲救多種類型火災。
3.泡沫滅火系統
泡沫滅火系統指空氣機械泡沫系統。按發泡倍數泡沫系統可分為低倍數泡沫滅火系統、中倍數泡沫滅火系統和高倍數泡沫滅火系統。發泡倍數在20倍以下的稱低倍數,發泡倍數21-200倍之間的稱中倍數泡沫,發泡倍數在201~1000倍之間的稱高倍數泡沫。
(三)防排煙與通風空調系統
火災產生的煙氣是十分有害的?;饒龅臒煔猓熿F、有毒氣體和熱氣,不但影響到消防人員的撲救,而且會直接威脅人身安全?;馂臅r,水平和垂直分布的各種空調系統、通風管道及豎井、樓梯間、電梯井等是煙氣蔓延的主要途徑。要把煙氣排出建筑物外,就要設置防排煙系統,機械排煙系統可以減少著火層煙氣及其向其他部位的擴散,利用加壓進風有可能建立無煙區空間并可防止煙氣越過擋煙屏障進入壓力較高的空間。因此,防排煙系統能改善著火地點的環境,使建筑內的人員能安全撤離現場,使消防人員能迅速靠近火源,用最短的時間搶救瀕危的生命,用最少的滅火劑在損失最小的情況下將火撲滅。此外,它還能將未燃燒的可燃性氣體在尚未形成易燃燒混合物之前被驅散,避免轟燃或煙氣爆炸的產生;將火災現場的煙和熱及時排去,減弱火勢的蔓延,排除滅火的障礙,是滅火的配套措施。
排煙有自然排煙和機械排煙兩種形式。排煙窗、排煙井是建筑物中常見的自然排煙形式,它們主要適用于煙氣具有足夠大的浮力、可能克服其他阻礙煙氣流動的驅動力的區域。機械排煙可克服自然排煙的局限,有效地排出煙氣。
(四)火災應急廣播與警報裝置
火災警報裝置(包括警鈴、警笛、警燈等);是發生火災時向人們發出警告的裝置,即告訴人們著火了,或者有什么意外事故。火災應急廣播,是火災時 (或意外事故時)指揮現場人員進行疏散的設備。為了及時向人們通報火災,指導人們安全、迅速地疏散?;馂氖鹿蕪V播和警報裝置按要求設置是非常必要的。
二、消防器材
消防器材主要包括滅火器、火災探測器等。
(一)滅火器
1.滅火劑
滅火劑是能夠有效地破壞燃燒條件,中止燃燒的物質。一切滅火措施都是為了破壞已經產生的燃燒條件,并使燃燒的連鎖反應中止。滅火劑被噴射到燃燒物和燃燒區域后,通過一系列的物理、化學作用,可使燃燒物冷卻、燃燒物與氧氣隔絕、燃燒區內氧的濃度降低、燃燒的連鎖反應中斷,最終導致維持燃燒的必要條件受到破壞,停止燃燒反應,從而起到滅火作用。
(1)水和水系滅火劑。水是最常用的滅火劑,它既可以單獨用來滅火,也可以在其中添加化學物質配制成混合液使用,從而提高滅火效率,減少用水量。這種在水中加入化學物質的滅火劑稱為水系滅火劑。
?、偎軓娜紵镏形蘸芏酂崃?,使燃燒物的溫度迅速下降,使燃燒中止。
?、谒谑軣崞瘯r,體積增大1700多倍,當大量的水蒸氣籠罩于燃燒物的周圍時,可以阻止空氣進入燃燒區。從而大大減少氧的含量,使燃燒因缺氧而窒息熄滅。
③在用水滅火時,加壓水能噴射到較遠的地方,具有較大的沖擊作用,能沖過燃燒表面而進入內部,從而使未著火的部分與燃燒區隔離開來,防止燃燒物繼續分解燃燒;
?、芩芟♂尰驔_淡某些液體或氣體,降低燃燒強度;
⑤能澆濕未燃燒的物質,使之難以燃燒;
?、捱€能吸收某些氣體、蒸氣和煙霧,有助于滅火。
不能用水撲滅的火災主要包括:
1)密度小于水和不溶于水的易燃液體的火災,如汽油、煤油、柴油等。苯類、醇類、醚類、酮類、酯類及丙烯腈等大容量儲罐,如用水撲救,則水會沉在液體下層,被加熱后會引起爆沸,形成可燃液體的飛濺和溢流,使火勢擴大。
2)遇水產生燃燒物的火災,如金屬鉀、鈉、碳化鈣等,不能用水,而應用砂土滅火。
3)硫酸、鹽酸和硝酸引發的火災,不能用水流沖擊,因為強大的水流能使酸飛濺,流出后遇可燃物質,有引起爆炸的危險。酸濺在人身上,能灼傷人。
4)電氣火災未切斷電源前不能用水撲救,因為水是良導體,容易造成觸電。
5)高溫狀態下化工設備的火災不能用水撲救,以防高溫設備遇冷水后驟冷,引起形變或爆裂。
(2)氣體滅火劑。氣體滅火劑的使用始于19世紀末期。由于氣體滅火劑具有釋放后對保護設備無污染、無損害等優點,其防護對象逐步向各種不同領域擴充。由于二氧化碳的來源較廣,利用隔絕空氣后的窒息作用可成功抑制火災,因此早期的氣體滅火劑主要采用二氧化碳。由于二氧化碳不含水、不導電、無腐蝕性,對絕大多數物質無破壞作用,所以可以用來撲滅精密儀器和一般電氣火災。它還適于撲救可燃液體和固體火災,特別是那些不能用水滅火以及受到水、泡沫、干粉等滅火劑的玷污容易損壞的固體物質火災。但是二氧化碳不宜用來撲滅金屬鉀、鎂、鈉、鋁等及金屬過氧化物(如過氧化鉀、過氧化鈉)、有機過氧化物、氯酸鹽、硝酸鹽、高錳酸鹽、亞硝酸鹽、重鉻酸鹽等氧化劑的火災。因為二氧化碳從滅火器中噴射出時,溫度降低,使環境空氣中的水蒸氣凝聚成小水滴,上述物質遇水即發生反應,釋放大量的熱量,同時釋放出氧氣,使二氧化碳的窒息作用受到影響。因此,上述物質用二氧化碳滅火效果不佳。
在研究二氧化碳滅火系統的同時,國際社會及一些西方發達國家不斷地開發新型氣體滅火劑,鹵代烷1211、1301滅火劑具有優良的滅火性能,因此在一段時間內鹵代烷滅火劑基本統治了整個氣體滅火領域。后來,人們逐漸發現釋放后的鹵代烷滅火劑與大氣層的臭氧發生反應,致使臭氧層出現空洞,使生存環境惡化。因此,國家環保局于1994年專門發出《關于非必要場所停止再配置鹵代烷滅火器的通知》。
淘汰鹵代烷滅火劑,促使人們尋求新的環保氣體替代。被列為國際標準草案IS014520的替代物有14種。綜合各種替代物的環保性能及經濟分析,七氟丙烷滅火劑最具推廣價值。該滅火劑屬于含氫氟烴類滅火劑,國外稱為FM―200,具有滅火濃度低、;滅火效率高、對大氣無污染的優點。另外,混合氣體IC―541滅火劑同樣對大氣層具有無污染的特點,現已逐步開始使用。由于其是由氮氣、氬氣、二氧化碳自然組合的一種混合物,平時以氣態形式儲存,所以噴放時,不會形成濃霧或造成視野不清,使人員在火災時能清楚地分辨逃生方向,且它對人體基本無害。
(3)泡沫滅火劑。泡沫滅火劑有兩大類型,即化學泡沫滅火劑和空氣泡沫滅火劑?;瘜W泡沫是通過硫酸鋁和碳酸氫鈉的水溶液發生化學反應,產生二氧化碳,而形成泡沫。空氣泡沫是由含有表面活性劑的水溶液在泡沫發生器中通過機械作用而產生的,泡沫中所含的氣體為空氣。空氣泡沫也稱為機械泡沫。
空氣泡沫滅火劑種類繁多,根據發泡倍數的不同可分為低倍數泡沫、中倍數泡沫和高倍數泡沫滅火劑。高倍數泡沫滅火系統替代低倍數泡沫滅火系統是當今的發展趨勢。高倍數泡沫的應用范圍遠比低倍數泡沫廣泛得多。高倍數泡沫滅火劑的發泡倍數高(201-l000倍),能在短時間內迅速充滿著火空間,特別適用于大空間火災,并具有滅火速度快的優點;而低倍數泡沫則與此不同,它主要靠泡沫覆蓋著火對象表面,將空氣隔絕而滅火,且伴有水漬損失,所以它對液化烴的流淌火災和地下工程、船舶、貴重儀器設備及物品的滅火無能為力。高倍數泡沫滅火技術已被各工業發達國家應用到石油化工、冶金、地下工程、大型倉庫和貴重儀器庫房等場所,尤其在近10年來,高倍數泡沫滅火技術多次在油罐區、液化烴罐區、地下油庫、汽車庫;油輪、冷庫等場所撲救失控性大火起到決定性作用。
(4)干粉滅火劑。干粉滅火劑由一種或多種具有滅火能力的細微無機粉末組成,主要包括活性滅火組分、疏水成分、惰性填料,粉末的粒輕大小及其分布對滅火效果有很大的影響。窒息、冷卻、輻射及對有焰燃燒的化學抑制作用是干粉滅火效能的集中體現,其中化學抑制作用是滅火的基本原理,起主要滅火作用。干粉滅火劑中的滅火組分是燃燒反應的非活性物質,當進入燃燒區域火焰中時,捕捉并終止燃燒反應產生的自由基,降低燃燒反應的速率,當火焰中干粉濃度足夠高,與火焰的接觸面積足夠大,自由基中止速率大于燃燒反應生成的速率,鏈式燃燒友應被終止,從而火焰熄滅。
干粉滅火劑與水、泡沫、二氧化碳等相比,在滅火速率、滅火面積、等效單位滅火成本效果三個方面有―定優越性,因其滅火速率快,制作工藝過程不復雜,使用溫度范圍寬廣,對環境無特殊要求,以及使用方便,不需外界動力、水源,無毒、無污染、安全等特點,目前在手提式滅火器和固定式滅火系統上得到廣泛的應用,是替代哈龍滅火劑的理想環保滅火產品。
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