医院的消防给水系统是向消火栓、自动喷水等水灭火系统供水的给水系统,一般室外消防给水系由市政给水系统直接供水比较经济,而室内消火栓系统和自动喷水系统等采用独立、联合或区域消防给水系统。灭火系统包括水灭火系统和气体灭火系统,水灭火系统在医院主要体现是消火栓系统和自动喷水灭火系统等采用水作为灭火剂的灭火系统,气体灭火系统是CO2、七氟丙烷、IG541、气溶胶等灭火剂的灭火系统,主要保护医院内的贵重设备,如CT、核磁共振和直线加速器等。
一、消防给水系统
医院在改扩建中应一次统一规划,分批分期实施,医院内的消防给水系统也应一次规划分期实施。不应造成一栋建筑一套消防给水系统现象出现,致使投资重复,管理复杂。
(一)基本概念和系统选择
消防给水系统按压力可分为常高压系统、临时高压系统和低压系统。常高压系统是系统任何时间不需要消防专用泵就能满足系统所需的压力和流量,通常是城市供水压力较高,或在有高地高位消水池而形成常高压消防给水系统。临时高压系统是由消防专用泵和高位消防水箱组成,平时系统维持一定的压力,但不能满足消防流量,消防时启动消防泵满足系统所需的流量和压力,该系统是大多数建筑物采用的消防给水系统。低压系统是指系统维持不低于0.1MPa,通常为室外消火栓系统所采用的系统,能提供满足消防车吸水所需要的压力。
消防给水系统按供水范围可分为独立消防给水系统、联合消防给水系统和区域消防给水系统。仅给一种水灭火系统供水的消防给水系统称为独立消防给水系统,如仅给室内消火栓系统或自动喷水灭火系统等。一般当给一栋建筑物服务时可采用,如消火栓和自动喷水各自采用独立的消防给水泵,但这样造成水泵房的占地面积大,水泵要2套,目前这种方式常用,但比较浪费,采用联合消防给水系统可以节省占地面积和设备投资。为两种及以上水灭火系统供水的消防给水系统称为联合消防给水系统,如一个消防给水泵给室内消火栓和自动喷水灭火系统供水。目前国内采用较少,是国际上较为流行的一种消防供水系统。其优点是占地面积小,设备投资少,便于维护和管理,因此是国际工程设计的首选,目前国内正在推广应用。
给同一区域内2栋及以上建筑物的一种或几种水灭火系统供水的消防给水系统称为区域消防给水系统,如一座医院内有5幢独立的建筑物,消防给水系统有一水池水泵房内的一组消防泵向室内消火栓和自动喷水灭火系统供水。目前这种消防给水系统在国内少数医院中应用,但大多是室内消火栓系统一组加压水泵,而自动喷水系统一组消防泵,这种供水方式造成室外管道多,投资大,为减少投资应采用多合一的区域消防给水系统。区域联合集中消防给水系统是给区域内各建筑和各水系统消防供水,依据我国目前的消防技术法规,应有一组消防水池,一套消防给水泵,有一个满足室内10min水量的屋顶消防水箱,以及室外一环状给水管网,室内各水消防系统分开,满足室内消防供水的消防水泵接合器。
独立消防给水系统每种消防给水系统一套消防水泵,泵房占地面积大,设备多,不符合四节一环保政策的要求,但独立性强,系统相互补影响。当医院有多栋建筑时,此时一般采用区域联合消防给水系统,一则消防泵可以降低为一套,二则可以使室外消防管道的数量减少为1条,节省管材和占地面积,因此目前在工程中大量采用。联合消防给水系统和区域联合集中消防给水系统、自动喷水灭火系统和室内消火栓给水系统应在报警阀前分开。
区域联合集中消防给水系统的优势是减少消防水泵房、消防水池、水泵以及相关的控制设备,因不同的项目具体情况不同,经济差异较大,而且还与消防水量有着密切的关系,区域联合集中消防给水系统最大的优点是工程规划区域内的各种建筑和各类消防给水系统合并为一个给水系统。一般而言区域联合集中消防给水系统是经济的,其比较对象是与联合消防给水系统相对应的独立消防给水系统,以及与区域集中消防给水系统相对应的单体消防给水系统。
对于一家医院,如果区域内有n种水消防灭火系统,m栋建筑,面水消防灭火系统有消火栓系统、自动喷水灭火系统和水喷雾灭火系统,则有n=3;区域内有5栋建筑,即5个主要灭火对象,且各种消防设施的消防设计水量相等,则有m=5。如果在工程设计中采用每栋单体均采用独立消防给水系统,则每栋建筑要有一个消防水池,多套消防泵,则该区域的消防设施如下:消防水池和消防泵房的个数为mx1=5个,消防水泵和控制设施的数量为nxm=3x5=15套。显然在工程实施中,如果这样设计就是显而易见的高出好多信,明显不合理,因此一般工程设计中采用单体消防给水系统和独立消防给水系统是不经济的。
对于上述的工程如果采用区域集中消防给水系统,但每种灭火系统采用一种消防给水系统,即有一套消防泵和管网,这样的消防给水系统也可能是不经济的,其原因是尽管仅有一个消防水池和水泵房,但有三套消防泵和三套室外管网,因室外管网的造价比室内的高,并且三套室外管网的占地面积比较大采用一套管网费用会大为节省。
(二)消防分区原则和选择
低压系统通常用于室外消防给水,常高压或临时高压系统用于建筑物的室内外消防给水系统。消防给水系统因设备的承压能力不同,以及考虑系统的可靠性和经济性,往往对消防给水系统进行分区供水。
我国现行规范规定消火栓系统分区值为1MPa。以前我国规范规定消火栓给水系统的消火栓栓口静压最大不应超过0.8MPa,2006年版CB50016(建筑设计防火规范》,把该值提升到1MPa,国际上一般该值为1.2MPa,这是消火栓系统分区的压力值。
我国自动喷水灭火系统规范规定自动喷水系统配水管的工作压力不应大于1.2MPa系统分区的规定值。在工程实践中自动喷水系统喷头处的动静压力不应超过1.2MPa,当超过该值时应采用分区给水系统
消防给水系统压力在任何时间和地点的压力不能大于2.4MPa是消防给水系统必须串联分区的规定值,主要是因为系统压力太高,管道和相应阀门等附件的投资比较大,同时因压力较高对于设备安全也会造成一定的风险,因此规定该值不能过高。当系统压力超过该值时应采用消防泵串联供水系统。
消防给水系统的分区有4种方式,即减压阀减压分区、水箱减压分区、水泵串联分区和并联分区。当系统大于2.4MPa时应采用水泵串联分区。实际工程也可以是上述4种方式的组合。高层医院消防给水系统采用何种方式进行分区给水,应根据建筑物的内部结构形式和高度等技术经济比较综合确定。当建筑物有设备层时宜采用水泵串联分区或减压水箱加压分区,当无设备层时,应考虑采用水泵并联或减压阀减压分区。
(三)消防水池和水泵
消防水池应根据消防水源的情况计算确定,医院的消防水源应采用市政自来水作为消防水源,并根据规范的要求计算确定消防水池的容积。消防水池应与生活用水水池分开设置,如无法分开时也可合并,必须有消防水量不被动用的技术措施,同时保证水质的措施,如消毒或过滤消毒等。
消防水泵的选择应根据系统设计计算的流量和压力作为额定值来选择消防水泵,而且当所选消防水泵零流量时,其扬程不应大于额定扬程的140%;当所选消防水泵的流量为额定流量的150%时,其扬程不应小于额定扬程的65%。
临时高压系统屋顶消防水箱应储存火灾初期的消防水量,并满足规范所要求的12m、18m的有效蓄水容积。
(四)消防给水系统改造
医院建设经过不同的时代,其消防给水系统受当时条件限制,可能与现行规范要求不一致。在改造时,应根据我国的现行规范进行改造,同时考虑系统的可靠性和经济合理性,尽量采用区域消防给水系统,以便减少投资,且可靠性不降低。
如一家医院在20世纪80年代末建有12层的病房楼,近年要整体改建门急诊楼和新建病房楼20层远期还要建设一栋保健楼,在消防给水系统规划时应一并考虑,首先是在现有的病房楼内消防水池和水泵作为医院院区统一的消防泵站,改造消防水池和更换消防泵,使其满足医院水消防灭火设施的要求。
二、消火栓系统
消火栓系统是重要的消防设施。任何成灾的大火扑灭离不开消火栓系统,室内消火栓既可在火灾初期供医院医务人员使用,也可供专业消防队员使用。室外消火栓一则通过消防车向室内消防设施供水.补充室内水消防供水设施的供水不足;另外还在火灾发展为大火时,用于火灾的冷却,防止火灾引燃周围建筑物,使火灾进一步扩大。
(一)消火栓系统设计用水量
根据《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的有关规定,我国目前医院建筑都是钢筋混凝土建筑,属于一、二级耐火等级。医院室内外消火栓系统设计用水量见表2-7-7。
(二)室外消火栓系统
室外消火栓系统宜采用低压消防给水系统,根据《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的有关规定,医院室外消防给水系统应是双水源系统,即从市政不同给水干管引两条给水管在医院区内形成环状管网,一般环状管网的直径为DN150或DN200,并在环状设置室外消火栓和阀门,在北方地区消火栓采用地下式室外消火栓,在南方地区消火栓应采用地上式室外消火栓,消火栓的布置间距为120m,距路边不应大于1.5m,距建筑物外墙不应小于5m,消防水泵接合器40m以内应有消火栓。当城市不能满足2个进水口时,应设置室外消防水池,并设有消防车取水口,当取水口150m范围内能覆盖医院所有建筑时,可不设置室外消防水泵,若不能完全覆盖应设置室外专用消防泵,或与室内消防系统合并,采用区域联合给水系统。
(三)室内消火栓系统
室内消火栓系统应采用湿式自动消火栓系统,北方寒冷地区非采暖建筑应采用干式消火栓系统。室内消火栓系统应采用常高压系统和临时高压系统,且与生活给水系统分开。当系统静压超过 1MPa水柱时,应采用分区给水系统,当消火栓栓口的动压超过0.5MPa时,应设置减压设施。
室内消防给水管道应采用环状管网,并至少应有两条进水管与消防水源连接,当环状管网的一条进水管发生事故时,其余的进水管应仍能供应全部用水量。当室内消火栓数量小于10个,且消防水量不大于15L/s时可采用枝状管网。室内消防给水管道应用阀门分成若干独立段,当某段损坏时,停止使用的消火栓在一层中不应超过5个,且应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过1根;当竖管超过4根时,可关闭不相邻的2根,并保证立管检修时每个防火分区至少有一个消火栓能用。
(四)室内消火栓的布置
消火栓布置在楼梯间休息平台和楼梯间附近,便于消防队员扑救有效利用。为便于医院内部护士和医生扑灭火灾,根据医院建筑和管理的特点,应在护士站和分诊台附近设置消火栓,为方便护士使用,应在消火栓处设置一个消防软管卷盘,便于护士就近取用灭火设施及时扑救护理单元内的初期火灾。
(五)消火栓系统改造
消火栓系统改造应依据现行规范,消火栓的布置合理,便于院内职工应用和消防队扑救应用。
(六)其他
根据CB50333-2013《医院洁净手术部建筑技术规范》的有关规定,洁净手术室内不宜布置洒水喷头。当洁净手术部需设置消火栓系统时,洁净手术室不应设置室内消火栓,但设置在手术室外的火栓应能保证2支水枪的充实水柱同时到达手术室内的任何部位。当洁净手术部不需要设施室内消火栓时,应设置消防软管卷盘等灭火设施。洁净手术部应按现行国家标准CB-50140《建筑灭火器配置设计规范》的规定配置气体灭火器。
三、自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统是迄今为止人类发现的最佳的全天候自动灭火系统,而且造价低、系统可靠、运行管理简便,灭火成功率在96%以上,目前已经广泛应用于工业和民用建筑。
(一)自动喷水系统可靠性
自动喷水灭火系统是随着19世纪工业化革命,特别是棉纺织工业的发展而发展,它首先在英国以穿孔管的形式诞生,应用在剧院,其后在美国应用于棉纺织工业,并逐渐发展成为系统完整、组件齐全的高效全天候的自动灭火系统,现已广泛应用于工业和民用建筑中,以及居住建筑。有该系统的建筑物火灾中死亡人数可以减少1/3到2/3,财产损失可以减少1/2到2/3。灭火成功率大于96%,几乎接近100%,是目前人类发现的最佳灭火系统。
据国外统计,医院发生火灾的概率为3%,但医院患者多,是人员密集和不宜疏散的场所,采用自动喷水灭火系统是比较合理的,在设计时病房和其他部位应全部设计,因防火是一个整体,不可分割。自动喷水灭火系统的设计应符合GB-50084《自动喷水灭火系统设计规范》的有关规定。
(二)自动喷水灭火系统设计参数
医院的危险等级为中1危险等级,而其地下车库的危险等级为中Ⅱ,中I、ⅡI危险等级的作用面积为160m,设计喷水强度分别为6I/(min·m)、8I/(min.m)。自动喷水灭火系统的设计流量和压力应根据管网水力计算确定,可用作用面积x喷水强度粗略确定设计流量,再根据最不利点作用面积内开放喷头进行水力计算。
(三)自动喷水系统的分类和管网
自动喷水灭火系统可分为湿式系统、干式系统、预作用系统、雨淋、水幕系统、冷却防护系统和自动喷水泡沫联用系统等系统。通常在温度大于4℃和温度低于70℃的场所我们采用湿式系统;当温度小于4℃和温度高于70℃的场所,如地下车库不采暖等,可采用干式或预作用系统;雨淋系统用于保护燃烧速度快的场所,如舞台幕布,演播室等,以及室内层高大于12m的场所;水幕用于替代防火墙;冷却防护系统用于冷却不测背火面温度为判定条件的防火卷帘门;自动喷水--泡沫联用系统用于保护设置场所有少量可燃液体的场所,如地下汽车库等。预作用系统还可用于计算机房、贵重药品库等场所。
(四)喷头选择和布置
1812年有记载的世界第一套简易自动喷水灭火系统在英国皇家剧院安装,到目前已发展了近200年的历史。它由穿孔管发展为一个独立的原部件,由喷头本体、热媒元件和布水元件等组成。这些部件的作用是及时吸收火场中的热量,尽快打开喷头,以及把水均匀地分布在可燃物的表面和周围。尽管各种文献对于喷头的分类不尽相同,但大体上可分为6类:
(1)根据喷头是否封堵,可把喷头分为开式喷头和闭式喷头。所有闭式喷头去掉热媒元件和封堵元件就是开式喷头,但水幕喷头是开式喷头的特例。
(2)根据喷头的安装方式可分为直立、下垂和侧墙式。既能直立又能下垂安装的喷头称为普通型喷头。
(3)根据喷头的洒水水滴大小可分为传统型(老型)和洒水型喷头。洒水型喷头因溅水盘直径较大,有着更大的布水面积,和传统型喷头相比很少淋湿天花板,喷头的间距可适当加大。洒水型喷头的另一个显著特点是水滴直径大,水滴重值粒径为0.8mm,频率为1.05;而传统型喷头,重值粒径为0.35mm,频率为0.58。设计规范》的规定配置气体灭火器。
(4)按照布水曲线即喷头的最大保护面积可分为标准喷头和扩展覆盖面喷头。对于中1危险等级,标准喷头的最大保护面积为12.5m,而扩展覆盖面喷头的最大保护面积可达37.1m。
(5)按照喷头热媒元件反应快慢可把喷头分为快速反应喷头、特殊喷头和标准喷头。快速反应喷头首先于20世纪70年代应用于住宅,进入20世纪80年代又用于仓库,继而开发了ESFR早期抑制快速反应喷头。快速反应喷头的RTI小于50m/s,特殊喷头的RTI为50m/s~80m/s,标准喷头的 RTI为80 m/s~350 m/s。
(6)根据喷头出水流量系数或出水口径分为小口径喷头、标准喷头(K=80,12.5mm)和大口径喷头,流量系数K高达 360。
为节省投资,医院整体可采用标准流量和标准覆盖面的普通反应喷头,但当病房或门急诊室采用侧喷喷头时,应根据保护面积采用扩展覆盖面大流量或标准覆盖面标准流量的快速反应喷头。另外还应根据医院的特点,考虑采用喷头保护支架及隐蔽型喷头。
除设有气体灭火系统的房间以及手术室等有创伤面的房间外,均应设置喷头,根据辽源中心医院火灾案例的教训,电缆竖井和配电间应设置喷头。
四、气体灭火系统
医院气体灭火系统主要用于保护贵重设备,如CT、核磁共振、直线加速器和肠胃造影等贵重设备室和医院的病案室等。
(一)气体灭火系统灭火药剂的发展
最早的气体灭火系统是CO,以及哈龙104,于20世纪初开发出来,但因CO,在 17%的浓度就能使人窒息死亡而受到限制,哈龙104毒性更大。为解决毒性问题,1960年国际上开发出来1301等低毒性气体灭火剂,这些灭火剂受到用户的欢迎。
国际社会为保护人类赖以生存的地球,于1987年在加拿大蒙特利尔制定了《蒙特利尔协议》,于1991年4月制定了《蒙特利尔协议修正案》,联合国限制对地球臭氧层有破坏性哈龙系列产品的应用。中国作为发展中国家,由原总理李鹏于1991年6月代表中国在此协议上签字。该协议主要是限制对大气臭氧层有副作用的产品,涉及消防常用的气体灭火剂是哈龙系列药剂,如1211和1301等。国际社会为限制地球变暖,于1997年12月在日本东京签署了《东京协议草案》,主要是限制有关使大气变暖的产品,涉及面很广,如工业排放二氧化碳、汽车尾气等。对于气体灭火系统主要是针对一些新的哈龙替代物。但该协议还没有生效。我国于2005年彻底淘汰1211,2010年将彻底淘汰1301,但进入上个世纪末已经开始限制其使用,最近上海、北京等地开始制定地方规范,以便以更加环保的形象进人国际大都市。我国哈龙替代设计规范已列人计划,估计1~2年将推出。这些都为哈龙替代物的大面积推广起着积极的推动作用。我国目前是建设高峰期,特别是2008年奥运会提出了绿色奥运、科技奥运、人文奥运的新理念,这样大量与奥运有关的建筑都会采用绿色气体灭火剂,即哈龙替代物。
(二)设计规范
目前医院气体灭火系统常用的有惰性气体IG-541、七氟丙烷HFC227ea和一碘三氟甲烷FE13等,在无人场所可采用CO2,但严禁用于有人的场所。气体灭火系统的设计计算可见国家、地方有关规范及美国NFPA2001规范和国际标准ISO1452。当保护面积不大于100m时,可采用柜式灭火装置;当建筑面积大于100m,小于或等于500m或体积不大于1600m时采用预制灭火系统,当建筑面积大于500m,小于800m或小于和体积大于1600m,小于或等于13600m时采用工程管网灭火系统。
柜式灭火装置是灭火剂储瓶和控制等组件在一个柜子内,喷头伸向保护区,柜子在防护区内,药剂储量满足防护区设计浓度的要求,喷嘴的位置满足其保护距离和面积的要求。预制灭火系统按一定的应用条件设计。将灭火剂储存装置和喷嘴等部件预先组装起来的成套灭火装置。一般应有管道,嘴在防护区的最高处,喷头多余2个,且均匀布置,其管道管经和长度,以及喷嘴面积和布置等基根据实验确定。工程管网灭火系统是工程技术人员根据规范进行计算储药量、管道直径和长度,喷嘴的数量、喷嘴面积和压力等。
气体灭火系统的选择应从生命安全性、环境安全性、储瓶间的面积、投资等综合确定。
(三)系统选择
1.生命安全灭火剂毒性 NOAEL、LOAEL、LC:无毒性反应的最高浓度NOAEL在人体生理或毒性反应上观察到不利影响的灭火剂的最高体积百分比浓度。有毒性反应的最低浓度LOAEL在人体生理或毒作应上可观察到不利影响的灭火剂的最低体积百分比浓度。LC。为实验动物有一半致死的灭火剂的最气体积百分比浓度。据不完全统计,近几年北京就发生气体灭火系统误动作2次,大连1次C0:误动e致2人死亡,昆明某项目CO:系统误动作所幸对人员没有伤害。因此对于灭火剂应考虑其安全性。名种灭火剂的安全性见表2-7-8。目前国际上一般CO,系统不允许应用于有人的场所。
2.环境安全
灭火剂的ODP是灭火剂对大气臭氧层破坏值,GWP是灭火剂对大气温度潜在贡献值。蒙特利尔协议要求 ODP值是零,但不要求GWP值。东京协议要求GWP值限制,目前发达国家要求2035年停止在新的项目中应用有GWP值的哈龙替代物,发展中国家没有相应的期限。LIFETIME为药剂在大气的停留时间。各种灭火剂的环保性能见表2-7-9。
3.占地面积
灭火剂的最小灭火浓度是灭火剂的性能的最佳体现,根据灭火剂最小灭火浓度比较确定同一时区内灭火剂的用量,推及钢瓶用量,从而确定瓶站的占地面积,比较以1301位基准,其他灭火剂间替代1301 的最佳灭火剂。
决定占地面积的另一个原因是灭火剂输送距离的长短,根据权威报告,各类灭火剂的输送距离见表2-7-11,比较可以看出备压式七氟丙烷的输送距离最大,对于大空间因其瓶站的数量减少而减少占地面积。而对于多个防护区的远距离输送,备压式七氟丙烷可减少瓶站和药剂量,从而体现节约。
4.管道投资
1301、七氟丙烷以及低压CO2是以液态输送,因此管道直径相对小;而高压CO2和IC541是以气态输送,管道直径相对要大,因此就管道投资来讲七氟丙烷比较合理。通过上述的分析,我们认为七氟丙烷是最佳替代灭火剂,而备压式七氟丙烷更具有优越性,符合建设部提出的节能、节地、节水和节材环保政策。
(四)系统改造
医院应设置气体灭火系统保护的区域应根据现行规范改造,如果以前采用1301气体保护,投资相对宽松,建议改为哈龙替代物。对于以前没有设置气体灭火系统的场所应根据规范补充。
五、其他
(一)灭火器
我国《建筑灭火器配置设计规范》中医院为轻危险等级场所,通常选用磷酸盐干粉灭火剂扑救医院A、B、C类火灾,手提灭火器的最大保护半径为15m,推车式灭火器的保护半径为30m。具体设计计算见规范CB50140-2006《建筑灭火器配置设计规范》。
贵重设备房或计算机房采用洁净气体手提灭火器,如七氟丙烷HFC227ea和一碘三氟甲烷FE13手提灭火器。
(二)厨房烹饪设备专用灭火装置
1.厨房火灾危险性分析
文献[14]提供的5例火灾,其中有4例是厨房火灾,文献【15]美国统计家庭厨房火灾占家庭火灾的15%,文献【16]【17]总结提供了厨房火灾的案例,宾馆、饭店、快餐店50%的火灾来自厨房。美国50年代开始重视厨房火灾。
厨房火灾发生有三种可能的情况,①油锅内的食用油因温度升高达到自燃温度而燃烧,引发火灾;②厨房灶台燃料泄漏而引发火灾;③排烟罩或者排烟道内累积的油污着火。
文献[18]提出了厨房的动植物油火灾为K类火灾,其火灾有自身的特点,灭火应采用专用灭火剂,灭火机理应是化学灭火为主,并随后伴有冷却功能,通常采用灭火剂是湿式或干式化学灭火剂,水冷却动植物油的主要成分是甘油三酯,植物油称为油,而动物油通常称作脂肪。其密度小于1g/mL-般为0.95g/mL-0.98g/mL之间,不溶于水,火灾时遇水易产生喷溅。
食用油火灾特点如下:
(1)食用油自燃温度较高,一般自燃温度为350℃-380℃,在烹饪过程中一旦温度控制失控就会产生火灾;
(2)食用油火灾易复燃,食用油一旦发生火灾,燃烧速度较其他可燃液体燃烧更快,2min发生后油面温度可达400℃。食用油在温度超过350℃后会发生化学反应,生成自燃温度为65℃的可燃物,大量的试验证明只有温度降低到33℃以下时,食用油才不会发生复燃。因此高温食用油的火灾危险性更大,所以厨房火灾的灭火工艺应采用先灭火后防止复燃冷却。
因食用油的火灾特性,导致厨房火灾的特殊性,致使厨房火灾发生几率较高,为有效地防止厨房火灾的损失,减少厨房的直接火灾损失,特别是厨房的间断营业造成的间接损失,在一定规模的商业厨房设置厨房专用灭火装置是极有必要的。
2.厨房专用灭火剂的灭火机理
厨房食用油火灾是K类火灾,应采用专有灭火剂,无论是湿式还是干式一般都含有能与食用油起皂化反应的物质,国际上较早的开发出厨房专用灭火装置的是美国公司,其专利产品也含有能起皂化反应的碱金属物质。我国从上世纪80年代随着高级宾馆饭店的兴起而引进,上世纪90年代末开始自发研制厨房专用灭火设备,目前国内开发的产品有细水雾灭火系统、清水泡沫灭火系统和皂化反应泡沫专用灭火系统三种灭火剂,三种灭火剂都能灭火,细水雾的灭火机理是冷却和局部窒息,清水泡沫是隔离灭火。本文着重介绍能起皂化反应的厨房专用灭火剂的灭火机理。
食用油一般有加氢反应和水解反应。而水解反应又可分为碱性水解反应和酸性水解反应,碱性水解又称为皂化反应。加氢反应要高温高压加催化剂才能进行,而水解反应在100℃左右就能进行,最低70℃能起化学反应,因此火灾时食用油可进行水解皂化反应。
皂化反应的产物脂酸钠在常温是白色粉末状固体,微溶于水,能迅速溶于热水。皂化反应产生的硬脂酸碱金属化合物为2极性物质,一极与油相溶,另一极与水相溶,且该物质能产生泡沫,致使油的表面形成一层可靠的泡沫隔离层,隔绝空气与高温食用油,起到灭火的作用。灭火后随之而来的冷却水进一步冷却食用油,锅内的高温食用油通过牢固皂化泡沫层加热泡沫层上的水,使水蒸发从而起到冷却锅内食用油的作用,防止油复燃。
厨房专用灭火装置应符合食用油火灾特性,一是燃点温度高;二是火灾时产生自燃温度很低的化学物,装置应具有冷却功能,防止复燃。
3.工程应用
因厨房火灾形势的严峻和对生命财产安全的影响,GB50016-2006《建筑设计防火规范》第8.5.8条规定,公共建筑中营业面积大于500m的餐饮场所,其烹饪操作间的排油烟罩及烹饪部位宜设置自动灭火装置,且应在燃气或燃油管道上设置紧急事故自动切断装置。
高层建筑内营业性餐厅的营业面积为200m或多层建筑内营业性餐厅的营业面积为500m 应设置厨房专用灭火装置等。
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