第1章緒論近年來，全國各地的印刷廠的火災事故頻發(fā)2014年4月，在天津市北辰區(qū)東馬路的一家印刷廠發(fā)生了一起火災事故，由于真空度膜車間生產(chǎn)溫度過高引燃紙張導致起火，最終導致5人死亡、2人受傷，1000m2的廠房被燒毀。[1]。2019年9月19日傍晚左右，位于福建廈門市同安區(qū)西柯鎮(zhèn)埭頭村美溪道工業(yè)園的一家紙品印刷廠發(fā)生火災，兩臺高寶印刷機盡毀，直接經(jīng)濟損失達幾千萬[2]。2020年五月短短十幾天內(nèi)，接連發(fā)生六起印刷廠火災事故。印刷廠內(nèi)存有大量的紙張、油墨、洗滌劑等原輔材料，均屬于易燃物，一旦發(fā)生火情，儲存的大量易燃物會被迅速引燃，若不及時控制火勢的蔓延可能會導致人員的傷亡和巨大的財產(chǎn)損失。近年來國家對于安全生產(chǎn)的重視程度越來越高，安全生產(chǎn)專項整治行動也在如火如荼的實行，針對消防隱患的整治更是其中的重點。本文對大連H印刷車間進行消防設計，分析印刷車間生產(chǎn)過程中危險有害因素。并且通過對印刷車間消防系統(tǒng)的設計和分析，也對印刷車間的安全管理規(guī)范、安全流程和制度的提出制定提出建議，從而減少火災事故發(fā)生的可能性并將事故發(fā)生的損失降至最小。為保障人民的生命和財產(chǎn)安全提供理論支持，也會對印刷車間日后安全管理規(guī)范、人員的安全技術(shù)培訓有著重要的意義。近些年來，隨著越來越多消防設計的國家標準出臺，我國的消防設計也應越來越趨向完善，但時常發(fā)生的火災給國家和人民帶來了巨大的損失。主要原因是雖建筑施工和驗收時都對消防設施有一定的規(guī)范要求，但是在設計的過程中往往存在設施安置不合理、設備不匹配、設計存在缺陷等諸多問題。國內(nèi)外有很多學者都致力于優(yōu)化消防設計的研究。張浩認為目前我國建筑防火設計水平不高，其主要原因是防火措施太過單一，消防設計者對于消防設計的理解不透徹，認為只是按照國家標準安放消防設備便能達到防火效果。這些原因?qū)е铝宋覈涝O計過于片面、缺少多樣化。也是在之后設計過程中要重點注意的[3]。邱斌對自動報警系統(tǒng)的改進提出了建議，據(jù)統(tǒng)計約80%的建筑火災死亡是高溫煙氣所導致的?，F(xiàn)階段感煙探測器常常隨意的設置在走道、樓梯等部位，由于靈敏度不高、干擾因素多等原因使得效果并不理想。對于探測器的設計也要加強[4]。孫宏存認為印刷車間內(nèi)生產(chǎn)車間內(nèi)存在大量的紙張和油墨等易燃物，存在極大隱患，一旦發(fā)生火情會迅速燃燒后果嚴重，所以選擇空氣采樣煙霧探測器，其高靈敏度可以盡可能快的發(fā)現(xiàn)火情。對于報警器的布置也有一些研究[5]。白旭宏通過事故樹分析法得出結(jié)論，建筑消防設施未能有效發(fā)揮作用,為結(jié)構(gòu)重要度最大的基本事件，也印證了消防設計的重要性。之后對印刷生產(chǎn)過程防火的措施做了詳盡的建議[6]。顧偉芳認為目前的安全疏散設計存在缺陷，大部分情況下無法保證全部人員在可用疏散時間內(nèi)完成疏散，之后利用路徑網(wǎng)路模型的方法來分析火災發(fā)生的位置對疏散時間和人員擁擠程度的影響。一般來說,人員的擁擠程度與所需的疏散時間成正相關(guān)。由于各種原因，建筑物內(nèi)的多個安全出口所用的疏散時間差距往往很大，而建筑物的疏散時間取決于所用時間最長的出口。所以在設計時為了減少整個建筑物的疏散時間就要確保所有安全出口疏散時間都符合要求。HocineBenseghir團隊創(chuàng)新性的把社會力模型引入了逃生疏散模型之中，也為最后的疏散設計提供了新的思路[7]。AlexandraBystr?m通過對現(xiàn)場火災的建模與軟件模擬結(jié)果的對比，在一定程度上確定了軟件模擬火災的局限性以及與現(xiàn)場火災的差異[8]。MilkeJA在火災定性和定量分析的基礎上增加了不確定性分析，想通過此種分析方式將火災防控做到詳盡[9]。國內(nèi)外的學者們從分析方法、燃燒機理、逃生人員心理等諸多層面對消防設計和消防疏散進行了詳盡具體的研究，在實驗或分析中取得了十分出色的結(jié)果。但在實際應用時卻受限于施工情況、場所使用情況等諸多不確定因素的影響，無法將研究成果應用到實際場景中來保證消防安全。1.3.1設計內(nèi)容本設計主要通過對大連H印刷車間進行現(xiàn)場調(diào)查，收集車間基礎資料，以優(yōu)化消防設計為目標，查閱相關(guān)論文，從危險源辨識、火災自動報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、滅火器的配置及消防疏散幾個方面進行設計，具體內(nèi)容如下：（1）對大連H印刷的建筑結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的消防設施及分布進行研究，通過參考國家標準和規(guī)定及各學者的研究對車間的消防系統(tǒng)進行重新設計；（2）用事故樹分析法和安全檢查表法對大連H印刷車間進行火災危險源辨別和火災危險性分析；（3）對車間現(xiàn)有的消防設施、消防報警系統(tǒng)、滅火器的配置進行評估，并重新設計消防系統(tǒng)，從而減少火災事故發(fā)生的可能性將事故發(fā)生的損失降至最?。唬?）通過Pathfinder軟件模擬車間人員安全疏散所需要的時間并通過對比得出現(xiàn)有涉及安全情況并提出改進措施；（5）根據(jù)設計提出日常生產(chǎn)中的消防管理，有效保障場內(nèi)員工的生命財產(chǎn)安全。1.3.2設計方法（1）資料收集根據(jù)實習收集印刷車間相關(guān)資料以及相關(guān)條例、法規(guī)、標準。（2）實地調(diào)查通過在大連H印刷公司進行實習，收集印刷車間的工藝流程以及車間現(xiàn)有的滅火器、探測器等設施的資料。（3）軟件模擬通過Pathfinder軟件對印刷車間的消防疏散過程進行模擬，并檢驗是否能夠安全疏散。1.3.3技術(shù)路線H印刷車間的消防設計路線圖見圖1-1：圖1-1技術(shù)路線第2章印刷車間概況2.1.1地理位置大連H印刷有限公司成立于2001年，經(jīng)營范圍包括印刷、包裝、制版、裝訂(許可范圍內(nèi))等。位于大連市高新園區(qū)龍頭工業(yè)園區(qū)，周圍有四家企業(yè)工廠，其地理位置示意圖和外部圖片分別為如圖2-1、2-2所示。圖2-1印刷車間地理位置示意圖圖2-2印刷車間外部圖2.1.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)大連H印刷車間為一棟獨立建筑，共三層。與辦公樓通過2層廊橋連接，其中第一層和第二層層高為6m，占地約4000m2，分別為一樓印刷車間、二樓裝訂車間，整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈“工”字型；三層為包裝車間，占地面積約為2300m2。主要經(jīng)營印前制版、彩色印刷、彩色包裝盒、包裝紙箱、包裝紙盒產(chǎn)品加工等業(yè)務。建筑內(nèi)部設有吸煙室，除吸煙室外嚴禁明火和吸煙。具體的車間示意圖2-3、2-4、2-5所示。圖2-3車間一樓示意圖圖2-4車間二樓示意圖圖2-5車間三樓示意圖印刷車間內(nèi)管理人員和工人共約320人，均為青年和中年，無行動不便者；男女比例較為平衡，一樓印刷車間和三樓包裝車間工人分別為60人和50人，以男性工人為主，二樓裝訂車間由于自動化設備少，需要大量人力進行手工作業(yè)人員分布較為集中，約200人左右，大多數(shù)為女工。人員集中時間為早上8~12點，下午13~17點的工作時間。2.3.1火災危險性分類工業(yè)建筑通常以單、多層建筑為為主，且功能相對單一?？筛鶕?jù)生產(chǎn)或儲存物質(zhì)的火災危險性對工業(yè)建筑（廠房和倉庫）進行火災危險性分類，并作出定性或定量的規(guī)定。根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016-2014）中關(guān)于工業(yè)建筑火災危險性分類（見附錄1），大連H印刷車間的火災危險性分類為丙類[10]。2.3.2建筑物耐火等級耐火等級主要用于衡量建筑物耐火性能。主要有構(gòu)件的燃燒性與耐火極限來確定。是防火措施中最基本的一種，可以在設計時從根源上保證建筑物的消防安全?！督ㄖO計防火規(guī)范》（GB50016-2014）中，規(guī)定丙類廠房的耐火等級至少應為三級（耐火等級共四級，一級耐火性最好），可見印刷車間的耐火等級要求并不高，但是《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)定印刷車間建筑發(fā)熱火災危險等級為嚴重危險I級[11]（見附錄2），考慮到印刷車間內(nèi)可燃物多，安全隱患多，消防設計是要留有一定的冗余性，選擇建筑的耐火等級為一級。具體耐火要求見附錄3。2.3.3印刷車間防火車間設計防火分區(qū)是將建筑物的內(nèi)部劃分成多個區(qū)域，由于各防火分區(qū)的消防設施發(fā)揮作用，火勢和煙氣在各防火分區(qū)之間的蔓延被阻斷或減緩。防火分區(qū)可延長火災對建筑造成破壞的時間，從而提高人員安全逃生和財產(chǎn)成功轉(zhuǎn)移的可能性，同時也為消防隊撲滅火災爭取了寶貴的時間。由防火設計規(guī)范要求可知（見附錄4），印刷車間的耐火等級為一級且是多層的工業(yè)建筑，所以車間的防火分區(qū)面積不能超過6000m2，所以可以把建筑結(jié)構(gòu)把一層印刷車間、二層裝訂區(qū)分為3個防火分區(qū)；三層包裝車間分為2個防火分區(qū)，樓梯間和貨梯作為單獨的防火分區(qū)，以此使整個建筑劃分成為16個防火分區(qū)。防火分區(qū)示意圖如2-6所示。圖2-6防火分區(qū)示意圖第3章印刷車間火災危險性分析經(jīng)過實地調(diào)查和詢問，發(fā)現(xiàn)主要的火災危險源都集中在一樓印刷車間，車間內(nèi)存放著大量的紙制品、塑料薄膜等。制造過程中使用的油墨、潤滑油等均為易燃品，部分化學制品在發(fā)生火災時煙霧濃且毒性較強[12]。在生產(chǎn)過程中使用的塑料薄膜導電性很差，在使用過程中與機器的軸摩擦產(chǎn)生靜電，在表面大量聚集，會導致及其故障和起火。[13]。印刷車間由于存放易燃物極多極，可能會因為各種細小不易發(fā)現(xiàn)的隱患發(fā)生火災，如某企業(yè)印刷機的傳動軸承損壞未及時發(fā)現(xiàn)，導致發(fā)熱引起了油墨起火，發(fā)生火災后果嚴重；某企業(yè)溶劑桶無蓋，致使溶劑揮發(fā)進入電氣箱，最終被電火花引燃造成火災；如某企業(yè)油墨桶接地部分被污染，產(chǎn)生了靜電火花最終導致了油墨起火發(fā)生火災[14]。類似案例數(shù)不勝數(shù)，大多數(shù)的火災事故起火的原因都是日常生產(chǎn)中無法注意到的隱患。因此，要做好安全防火工作，就要做到將每一個細小的隱患和風險都被控制，所以需要通過一些系統(tǒng)安全工程的方法來進行分析。事故樹是由圖論理論發(fā)展而來，事故樹分析法指利用事故樹對事故進行預測的方法，可為分析者提直觀的供導致災害事故的發(fā)生的各種原因及邏輯關(guān)系，以便對發(fā)生的事故進行調(diào)查和分析，事故樹分析法也能為安全設計、制定預防事故措施和采取管理對策提供依據(jù)。[15]對印刷車間進行分析，事故樹如圖3-1所示。圖3-1大連印刷車間事故樹表3-1事件及編號編號事件全稱編號事件全稱T印刷車間火災事故X5清洗墨輥用煤油、汽油等易燃清洗溶劑閃點低起火M1車間內(nèi)有明火X6處理中用到的油墨、清洗劑等起火M2生產(chǎn)中化學試劑起火X7墨輥與金屬版間高壓放電引起起火M3生產(chǎn)中機器起火X8膠印機在高速運轉(zhuǎn)中會產(chǎn)生高壓靜電導致空氣放電導致起火M4人員操作不當起火X9機械設備如電動機等在使用中易摩擦高溫發(fā)熱起火X1建筑消防措施未發(fā)揮作用X10用電線路故障起火X2油墨與潤版劑發(fā)生化學反應起火X11明火使用不慎等管理失效因素X3強氧化劑與有機易燃物發(fā)生反應起火X12人員在禁火區(qū)域抽煙X4干燥油墨時使用熱源導致油墨溫度過高起火3.2.2最小徑集和結(jié)構(gòu)重要度對事故樹的分析和計算后最終得到9個最小割集和2個最小徑集，故采用最小徑集分析。最小徑集為：各基本事件按結(jié)構(gòu)重要度次序排序如下：3.2.3結(jié)果分析經(jīng)過分析計算，事故樹只有2個最小徑集，最小徑集表明火災控制路徑只有兩條路，一條是做好消防設計，充分發(fā)揮建筑物內(nèi)消防措施的作用，使火情發(fā)生時可以快速警報使人員快速撤離并迅速控制火勢蔓延；另一條路是做好生產(chǎn)過程中的消防安全管理，保證不出現(xiàn)失去控制的火源。我國消防安全生產(chǎn)方針是“預防為主，防消結(jié)合”，由此可見第二條路才是保證車間消防安全的根本措施，但是車間內(nèi)可燃物、易燃物眾多，生產(chǎn)機器也會產(chǎn)生熱源和靜電。很多印刷車是因為日常生活中無法辨識出的隱患和風險失去控制而導致的起火，此事故樹也只是列舉了常見的一些可能引起火災的原因，想要完全消除車間內(nèi)所有的火災隱患難度極大，所以做好車間內(nèi)的消防設計，充分發(fā)揮建筑物內(nèi)消防措施的作用，使得即使有火情出現(xiàn)也能迅速警報、疏散、抑制火情、滅火就顯示十分關(guān)鍵。由結(jié)構(gòu)重要度的排序中可看出X1大于其他的基本事件，這也證明了上述觀點，也顯示了做好車間消防設計對于保證車間消防安全的重要意義。安全檢查表法是把檢查項目編制成表以提問的方式逐項檢查的一種安全評價方式，具有簡單明了、便于使用的優(yōu)點，基本適用于所有車間情況的安全評價。是系統(tǒng)風險評估的方法中最簡單、最方便、使用最廣泛的方法之一。制作大連H印刷車間消防安全檢查表如表3-2所示。表3-2H印刷車間消防安全檢查表序號檢查項目檢查要點回答（是/否）備注1構(gòu)建消防安全體系的檢查是否按規(guī)范設置符合國家規(guī)定的消防安全疏散指示標志和應急照明設施是是否對義務消防員進行詳細培訓是是否每日檢查消防設施的使用狀況以及定期保養(yǎng)否2車間機器安全是否用電線路無老化否膠印機電路外殼破損是否電線無橫穿過道情況是安全通道的寬度是否充足是是否墨輥與金屬版間無高壓放電現(xiàn)象是是否膠印機在高速運轉(zhuǎn)中不產(chǎn)生高壓靜電是機械設備如電動機等是否在使用不會摩擦產(chǎn)生火花是續(xù)表3-23消防設施安全消防設施、器材和消防安全標志是否完整是常閉式防火門是否處于關(guān)閉狀態(tài)是各樓層滅火器材配置種類、數(shù)量是否符合規(guī)范是是否在防火卷簾外堆放物品影響其使用是堆放有生產(chǎn)物料滅火器是否可以正常使用是報警系統(tǒng)是否完好是其他消防設施是否完好否4化學試劑安全煤油、汽油等易燃溶劑是否在安全位置是干燥型油墨、清洗劑容易潑灑否化學試劑是否易揮發(fā)是5人員疏散及行為安全安全出口、疏散通道是否暢通是人員是否不集中分布易疏散是室內(nèi)是否不存在明火是是否會正確使用消防設施否部分人員不會用滅火器檢查人楊志強檢查時間2021年3月20日檢查地點大連H印刷車間安全檢查表共23項，合格18項，不合格5項，18/23=0.78，屬于安全檢查合格，但應存在一些問題，有一定的火災危險性，比如：雖然有每日巡檢制度但落實不到位；人員安全培訓不夠，部分人員不會使用滅火器；部分電線裸露等情況第4章火災自動報警系統(tǒng)聯(lián)動設計火災自動報警系統(tǒng)應設置在有人常駐、滯留、工作或其他重要地點發(fā)生火情后果嚴重需要迅速報警，主要的組成部分有各類觸發(fā)裝置、報警裝置、聯(lián)動裝置及輔助功能裝置?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)可以在火情發(fā)生時探測到火災信息并轉(zhuǎn)化為電信號，進而報警通知人員疏散，從而保證印刷車間的消防安全。能迅速發(fā)現(xiàn)并迅速發(fā)出警報，盡可能的縮減人員的反應時間，保障安全疏散的安全；自動報警系統(tǒng)又需要與其他消防設備聯(lián)動采取有效措施，從而抑制火情蔓延，為人員逃生創(chuàng)造條件，在某些情況下可以直接消除火源，撲滅較小的火情。做好火災自動報警系統(tǒng)聯(lián)動設計保證了其在火情發(fā)生時能充分發(fā)揮功能從而保證印刷車間的消防安全，從而盡可能的保障人民的生命和財產(chǎn)的免受火災侵害。火災探測器能發(fā)揮作用首先要保證報警區(qū)域劃分的合理，合理的報警區(qū)域可以迅速火災的位置并發(fā)出警報。當有火情發(fā)生時，可以借助劃分好的報警區(qū)域迅速啟動火災位置分及鄰近防火分區(qū)的消防設備并使各種設施協(xié)調(diào)工作。根據(jù)《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116-2013中的規(guī)定，報警區(qū)域應根據(jù)防火分區(qū)或樓層劃分[16]，所以將大連H印刷車間劃分為16個防火分區(qū)即16個報警區(qū)域。由于探測器的探測范圍較小而一個報警區(qū)域往往很大，報警區(qū)域所以不能滿足探測器迅速準確地探測出發(fā)生火災位置的工作條件，所以就要進行探測區(qū)域的劃分。根據(jù)《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116-2013中的規(guī)定，一個探測器的探測區(qū)域應小于500㎡，可為一個獨立的房間或樓梯間。若一個房間的面積大于500㎡但小于1000㎡且可以從入口處看到整個房間是，也可以劃分為一個探測器區(qū)域。故根據(jù)以上規(guī)定將車間劃分為51個探測區(qū)域?；馂奶綔y器類型的選擇適宜與否決定了火災自動報警系統(tǒng)能夠成功。一般認為火災有早期、陰燃、火焰放熱和衰減四個階段[17]，如圖4-1。只有了解了火災的發(fā)展過程及各階段的特點才能選擇適宜的探測器類型。圖4-1火災階段探測器選擇4.2.1生產(chǎn)車間和成品、半成品儲存區(qū)的探測器的選擇印刷車間內(nèi)生產(chǎn)車間內(nèi)存在大量的紙張和油墨等易燃物，一旦發(fā)生火情會迅速燃燒后果嚴重，可以選擇選取空氣采樣煙霧探測器[18]?？諝獠蓸邮綗熿F探測報警系統(tǒng)靈敏度很高，屬于感煙探測器。將空氣通過抽氣泵抽取到探測器內(nèi)置的采樣器中，用激光器照射采樣氣體，煙霧粒子散射激光，光敏元件接收到煙霧例子的散射光計算得出散煙霧的濃度大小，從而實現(xiàn)早期火災的報警。再與煙霧濃度的臨界值相比較，若超過臨界值，則進行報警[19]。煙霧濃度的臨界值可以提前設定為警覺、行動、火警1和火警2四級報警輸出，各級報警的煙霧臨界值可任意設定，其靈敏度相較于傳統(tǒng)的點式感煙探測器約高出1000倍，非常適合用于必須及早發(fā)現(xiàn)火情的場所。但印刷廠的生產(chǎn)車間內(nèi)由于有大量的紙張運動產(chǎn)生粉塵，所以需要過濾掉空氣中的粉塵，所以要配有過濾網(wǎng)和管路自清洗功能。4.2.2吸煙室的探測器的選擇印刷車間配有吸煙室，是印刷車間內(nèi)唯一允許使用明火的場所，應選用點型感溫探測器。感溫探測器可以通過熱敏元件檢測熱量，判斷周圍環(huán)境的熱量是否超過規(guī)定的火災臨界值。因為其有工作穩(wěn)定，不受非火災性煙塵霧氣等干擾，可靠性高等特點，所以特別適用于吸煙室等有煙霧干擾的場所[20]。4.2.3電井的探測器的選擇印刷車間內(nèi)用電設備數(shù)目極多，需要大量的電纜供電，當趕工時需要設備持續(xù)運轉(zhuǎn)，電力負載高，電纜升溫，當溫度過高時可能與發(fā)生起火，所以為了能及時發(fā)現(xiàn)及處理火災隱患就需要在火災發(fā)生前就能探測到異常的高溫并發(fā)出警報，因此可以選擇選擇纜式線型感溫火災探測器。當溫度升高到一定值時，探測器絕緣層發(fā)生變化，導線間產(chǎn)生短路，從而將異常溫度轉(zhuǎn)化為電信號進而發(fā)出警報[21]。探測器配置場所所需探測器數(shù)量計算應按下計算：（式4-1）式中：——所需探測器的個數(shù)；——探測區(qū)域的面積（㎡）；——人數(shù)大于10000時取取0.7～0.8；人數(shù)2000～10000時取0.8～0.9，人數(shù)為500～2000時取0.9～1.0，其余情況取可取1.0；——探測器的保護面積（㎡）。將數(shù)據(jù)帶入上式，其中S=4000，K=1.0，R=5.8，A=60(見附錄5)得N≥67，故1、2層至少布置67個感煙探測器；將S=2300帶入上式得N≥33，故3層應布置至少33個感煙探測器。車間內(nèi)存放的大量單面銅板紙等紙張，見水后即變形作廢損失，且平模切機、全息燙金及壓凹凸機等進口機器屬于精密設備且價格昂貴，若選擇噴水滅火系統(tǒng)可能會造成嚴重損失，所以選擇CO2作為滅火劑，不會導電也不會沾污設備。CO2的滅火機理是通過噴頭短時間內(nèi)向封閉空間噴入大量的CO2，使空氣中的氧氣含量迅速下降，失去氧氣助燃而熄滅[6]。聯(lián)動設計應該能保證在接收到報警信號后探測區(qū)域內(nèi)的所有門窗、閥門、排氣扇迅速關(guān)閉，從而形成一個密閉的環(huán)境，并在信號發(fā)出的30s內(nèi)開啟氣體滅火系統(tǒng)。火災警報系統(tǒng)要保證發(fā)生火災時將情況迅速準確的通知到建筑物內(nèi)的每一個人。設計應該滿足以下要求：建筑物內(nèi)應設置聲光報警器，并保證所有的聲光報警器在接收到確認火災的信號后能迅速啟動。

（2）建筑內(nèi)所有的火災聲警報器必須保證能同時啟動和停止。（3）聲光報警器在接收信號后應能發(fā)出特殊報警聲，且必須區(qū)別于日常使用的鈴聲。當存在多個報警區(qū)域時輔以語音提示。（4）火災聲光警報器應與消防應急廣播交替循環(huán)直至火情結(jié)束，火災聲警報器單詞警報時間為為8s～20s。根據(jù)上述要求，為了保證車間內(nèi)所有人都能通道應急廣播和警鈴，在一、二層個設置4個應急廣播喇叭，和8個聲光報警器；再三樓設置兩個應急廣播喇叭和3個聲光報警器。第5章滅火器選擇與配置計算滅火器按移動方式可分為手提式滅火器和推車式滅火器，其中一般推車式滅火器的保護距離可考慮為手提式滅火器的兩倍，適用于空間大的場所，如工業(yè)建筑場所的大車間和古建筑場所的大殿內(nèi)。按驅(qū)動滅火器的動力來源分，可分為儲氣瓶式滅火器、儲壓式滅火器和化學反應式滅火器。按滅火劑種類可分為泡沫滅火器、干粉滅火器、鹵代烷滅火器、二氧化碳滅火器、潔凈氣體滅火器和水型滅火器[22]。滅火器的選擇不僅要考慮考慮配置場所的火災種類和危險等級也要考慮到滅火器的效果和適用性。建筑滅火器配置設計規(guī)范GB50140-2005中將火災分為六類（詳見附錄6），印刷車間內(nèi)可能發(fā)生的類型較為復雜，可能發(fā)生A類可燃固體的火災（紙張）、B類可燃液體的火災（油墨）以及E類電氣火災。同時規(guī)范中將印刷廠車間危險等級劃分為中度危險[23]。所以要盡量選擇能撲滅車間內(nèi)可能發(fā)生的所有火災類型的滅火器。各類滅火器的適用性具體見附錄7，CO2滅火器同時適用于B類火災和E類火災（需要注意600V以上的電壓可擊穿二氧化碳，致使使用人員觸電，所以當電壓超過600V時，需斷電使用[24]），但是CO2滅火器對A類火災基本沒有效果，所以必須配置兩種滅火器來滿足車間內(nèi)的情況。兩種滅火器的滅火劑必須相容，且由于車間內(nèi)有價格昂貴的設備，所以兩種滅火器不能對設備造成破壞，所以不得不選擇鹵代烴滅火器。5.3.1滅火器的最大保護距離表5-1、5-2為關(guān)于滅火器最大保護距離。表5-1不同類型的滅火器在A類火災場所中的最大保護距離（m）危險等級輕度中度嚴重手提式滅火器252015推車式滅火器504030表5-2不同類型的滅火器在B、C類火災場所中的最大保護距離（m）危險等級輕度中度嚴重手提式滅火器15129推車式滅火器302418E類火災場所的滅火器，其最大保護距離不應低于該場所內(nèi)A類或B類火災的規(guī)定。推車式滅火器可按手提式滅火器保護距離的兩倍計算，適用于工業(yè)車間等空間大的場所,所以滅火器選擇推車式滅火器。又因為印刷車間內(nèi)同時可能發(fā)生A類、B類、E類火災，考慮到計算應留有一定的冗余量，所以應選取最大保護距離的最小值進行計算，故選取最大保護距離為24m。5.3.2滅火器的最低配置基準規(guī)范中關(guān)于滅火器最大保護距離的規(guī)定如表5-3、5-4所示。表5-3滅火器在A類火災場所中的最低配置基準危險等級嚴重危險級中危險級輕危險級單具滅火器最小配置滅火級別3A2A1A單位滅火級別最大保護面積（m2/A）5075100表5-4滅火器在B、C類火災場所中的最低配置基準危險等級嚴重危險級中危險級輕危險級單具滅火器最小配置滅火級別89B55B21B單位滅火級別最大保護面積（m2/B）0.51.01.5E類火災場所可按A類的規(guī)定當作最小值計算。最小配置級別為2A的滅火器不是推車式滅火器，不適用于車間，所以選取最小配置滅火級別為55B的滅火器（10KG的MTT10二氧化碳滅火器）。帶入計算得最大保護面積為55×1.0=55m2。（滅火器配置類型、規(guī)格和滅火級別基本參數(shù)見附錄8）5.3.3滅火器的配置計算將三層車間的防火分區(qū)作為個計算單元。計算單元不能跨越樓層，所以將整個樓梯間分為每層的樓梯平臺，每層面積不超過上述10KG的MTT10二氧化碳滅火器的最大保護面積55m2，所以每一層的樓梯平臺配置10KG的MTT10二氧化碳滅火器兩個。將剩下的區(qū)域分為一層、二層各3個計算單元；三層2個計算單元。如圖5-1所示。圖5-1滅火器計算單元示意圖一般情況下，每個計算單元所需滅火器級別：(5-1)式中：——所需的最小需配滅火級別；——保護面積（m2）；——不同消防設施情況對應的系數(shù)；——滅火器單位滅火級別的最大保護面積（m2/A或m2/B）。修正系數(shù)應按表5-5的規(guī)定取值表5-5在滅火器級別計算中選擇的系數(shù)計算單元K液體及可燃氣體儲罐區(qū)、露天堆放可燃物的場所0.30室內(nèi)設有滅火系統(tǒng)和消火栓0.50設有滅火系統(tǒng)0.70室內(nèi)設有消火栓0.90室內(nèi)未設滅火系統(tǒng)和消防栓1.00由前述可知，印刷車間危險級別為中度危險，U=1.0m2/B；K=0.5；將數(shù)據(jù)帶入公式(5-1)，得Q0.5×1700÷1.0=850B，所以計算單元1-5所需的滅火器級別為850B；同理可得計算單元6-8所需滅火器級別為300B。再帶入公式5-2中計算。(5-2)由上述可知，最小配置級別為55B，在每個配置點至少配置兩個滅火器。帶入公式5-2中計算。得N=850÷（55×2）=7.72，故計算單元1-5需要分別需要8個滅火器配置點，每個配置點有2個10KG的MTT10二氧化碳滅火器，同理可得計算單元6-8分別需滅要3個滅火器配置點，每個配置點配置亮給10KG的MTT10二氧化碳滅火器即可以滿足需要。第6章印刷車間火災疏散情景模擬Pathfinder是利用動畫來描述火災人員行為和疏散過程的軟件，通過人員疏散和移動模擬的仿真器來為用戶提供透明化功能顯示密集人群在樓層中的疏散情況、仿真模擬設計和運行的圖形的軟件，其不僅可以可提供3D的可視化的高性能時間歷程模擬。還可提供用于顯示建筑物內(nèi)的人員數(shù)量隨時間的變化的2D時間關(guān)系圖。[25]除了本身具備的出色的模擬功能外，還能綜合分析人員的在火場內(nèi)的狀態(tài)，對建筑物內(nèi)人員是否能安全逃生有一個全面的分析。建立H印刷車間的人員疏散模型首先應新建樓層，之后在樓層上添加各個車間以及其他生產(chǎn)區(qū)域；然后添加出入門（圖中黃色部分）和安全出口（圖中綠色部分）；再最后添加樓梯連接各個樓層完成建模。車間的整體結(jié)構(gòu)如圖5-1所示，各層平面模型見圖5-2、5-3、5-4所示；最后根據(jù)實習現(xiàn)場調(diào)查得到的信息添加各個區(qū)域存在的人員，如圖5-5所示。圖6-1H印刷車間建筑模型圖6-2H印刷車間一層平面圖圖6-3H印刷車間二層平面圖圖6-4H印刷車間三層平面圖圖6-5H印刷車間人員分布圖（1）人員數(shù)量與年齡和性別分布印刷車間的管理人員和工人共約320人，均為青年和中年，無行動不便者；男女比例較為平衡，一樓印刷車間和三樓包裝車間工人分別約為60人和50人，以男性工人為主，二樓裝訂車間由于自動化設備少，需要大量人力進行手工作業(yè)人員分布較為集中，約200人左右，大多數(shù)為女工。無老人和小孩。（2）人員步行速度本設計采用李旭的疏散實驗計算結(jié)果，分別選取了各25名男女員工來保證獲取不同性別人員在車間內(nèi)的平均疏散速度，為他們指定了長度為50.5m的疏散路線，測量他們在該路線上的疏散時間，經(jīng)過計算得出男性逃生的平均速度為1.21m／s，女性逃生的平均速度為0.94m／s。[26]經(jīng)過Pathfinder的模擬分析可得人員疏散的路線，和疏散過程中的人員聚集情況如圖5-6、圖5-7所示；圖5-8展示了時間與建筑物內(nèi)剩余人數(shù)的關(guān)系。從模擬的疏散過程來看，距離更近和日常使用更頻繁的安全門是逃生者更傾向于選擇的，只有兩個樓梯承載了大量的人流，而其他樓梯在逃生中基本閑置，雖然這些樓梯也可以直接通向安全出口，但由于不在人員聚集區(qū)域，人員更傾向于從更近的樓梯逃生。在80s時三樓已無人員，一樓人員以基本撤離而二樓卻有大量的人員擁擠在一個樓梯間而不選擇其他樓梯逃生。160s時建筑物內(nèi)全部人員完成疏散。0s1層2層3層80s1層2層3層160s1層2層3層圖6-6H印刷車間疏散路徑-時間圖0s1層2層3層80s1層2層3層160s1層2層3層圖6-7H印刷車間疏散過程-時間圖6-8剩余人數(shù)-時間人員能否及時的從建筑物內(nèi)疏散至安全區(qū)域，主要取決于兩個特征時間（可用安全疏散時間（ASET）和所需安全疏散時間（RSET））和三個主要影響因素（人員特征、建筑環(huán)境、火災動力學），火災發(fā)展的時間與疏散安全的關(guān)系如圖6-9所示。[27]圖6-9人員安全疏散判據(jù) （6-1）式中，—報警器響應時間（s）；—人員預動作時間（s）；—人員疏散所需時間（s）?；馂膱缶瘯r間取決于探測器類型、報警系統(tǒng)種類以及火勢大小，具體見附錄9。H印刷車間的火災報警時間取60s；根據(jù)不同場所可取不同的人員疏散預動作時間，詳見附錄10，H印刷車間人員疏散時間取預動作時間tpre=60s。通過Pathfinder疏散模型模擬得到疏散運動時間為160s，將上述數(shù)據(jù)帶入公式6-1中，得ASET=300s＜RSET=60+60+160=280s，剛好滿足國家標準的要求，處于相對安全狀態(tài)。在模擬過程中我們可以看出，逃生者大都選擇了位置最近或者日常使用的安全門，因此導致靠近生產(chǎn)車間的兩個樓梯承載了大量的人流，造成了擁堵耽誤了逃生時間，而其他樓梯在逃生中基本閑置。這些樓梯可以直接通向安全出口，且離生產(chǎn)區(qū)域較遠，附近存放的可燃物也較少，所以即使人員選擇較遠的逃生出口，也能在保證安全的前提下逃生。車間應該保證所有安全門都處于可以開啟的狀態(tài)；設計好逃生路線示意圖，粘貼在醒目位置，并定期組織逃生演習保證所有車間人員清楚自己的逃生路線，從而使人員逃生的效率提高保證人員的安全。為車間重新繪制消防疏散示意圖，如6-10所示。圖6-10消防疏散示意圖具體消防建議如下：由于車間沒有配備專門的安全部門，所以應建立義務消防員制度，有車間生產(chǎn)人員輪班擔任。義務消防員要經(jīng)過詳細的培訓，具備辨識車間火災危險性、使用防火設施和各類消防器材撲滅較小火情的能力。同時義務消防員還應會判斷火情大小，當失去控制迅速報警。車間應對現(xiàn)有隱患進行整改。針對事故樹法和安全檢查表法分析出的安全隱患應立即整改，可從物料的消防安全、電氣消防安全、人員的消防安全行為三個方面入手，進行專項安全檢查，將每一個方面的隱患逐一細致排查整改。（3）定期對消防設施進行檢查，具體參照《消防產(chǎn)品現(xiàn)場檢查判定規(guī)則》XF588-2012中關(guān)于設施標準的要求進行檢查，若檢查中發(fā)現(xiàn)任意一項按規(guī)則判為的不合格，則為不合格。[28]（4）定期舉行消防演習除了在消防管理上、工作上、人員意識上的培養(yǎng)，企業(yè)還應當定時的進行一些消防防火演習，增強工作人員的防火意識，也為意外發(fā)生時人員的生命安全做出一些保障，因為意外的發(fā)生總會與講述的不同，它會打破人們的理性思考。因此，企業(yè)應當制定切實可行的應急預案，定期進行消防事故模擬演習，演習意外發(fā)生時消防人員的正確做法，演習意外發(fā)生時其他工作人員的正確撤離，將企業(yè)損失縮減到最小。[29]第7章結(jié)論及展望本設計對于大連H印刷車間的消防設計和消防疏散進行了分析與討論。過程中參考各種國家標準、條例以及國內(nèi)外學者的論文，分析了印刷車間的火災危險性并對印刷車間的火災自動報警系統(tǒng)、滅火器的配置進行了重新設計，最后使用Pathfinder模擬了車間發(fā)生火災時的人員疏散過程。最終得出以下結(jié)論：對車間的火災自動報警系統(tǒng)和聯(lián)動以及滅火器的配置進行了重新的設計，將整個車間重新劃分16個報警區(qū)域和51個探測區(qū)域并選擇選取高靈敏度的空氣采樣煙霧探測器，能保證在印刷車間的環(huán)境下能迅速發(fā)現(xiàn)火情并報警，使人員能做出迅速反應。對車間的滅火器配置進行重新計算故計算，將整個車間分為8個單元，每個單元需要8個滅火器配置點，每個配置點有2個10KG的MTT10二氧化碳滅火器，可通過培訓過的義務消防員使用適宜的滅火器將火災控制在早期階段。使用疏散模擬軟件Pathfinder對印刷車間進行火災時的安全疏散模擬研究得到了人員疏散所需的時間，通過計算比較發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段的安全疏散相對安全，但也通過分析發(fā)現(xiàn)人員疏散存在的問題，并以此為根據(jù)提出相應的改進措施。本設計對大連H印刷車間消防設計進行了優(yōu)化以及對安全疏散進行分析，盡管本人盡自己最大的努力想要完成一篇盡善盡美的畢業(yè)設計，但由于時間、精力以及水平的限制，最終完成的設計仍存在許多不足，若今后有機會定會加以完善。本設計的不足主要有：（1）本設計對于印刷車間消防系統(tǒng)的設計主要依據(jù)國家標準和各位學者的論文，由于本人的能力有限以及實地調(diào)查的時間有限，設計過程中并沒有過多的考慮優(yōu)化后的消防系統(tǒng)與車間的適配性。（2）在進行消防系統(tǒng)優(yōu)化時，只對火災報警系統(tǒng)的聯(lián)動進行了優(yōu)化設計，對于防火卷簾、自動滅火系統(tǒng)等部分由于精力的有限并沒有納入設計的優(yōu)化。（3）在使用軟件Pathfinder進行建筑防火疏散模擬時，本人對于軟件使用水平的局限，沒有使用Pyrosim對火災的過程進行分析，若對火災過程進行分析就可以得到不同位置的火災對人員疏散的影響、火災發(fā)展過程和煙氣蔓延情況對人員疏散的影響等，便可更好的確定人員疏散過程中可能存在的各種問題。參考文獻[1]王夢霞.天津正大同創(chuàng)印刷4·4火災事故調(diào)查報告.[N].慧聰消防網(wǎng),2015-03-10.[2]張寧.北京通州一印刷廠發(fā)生火災過火面積千平米.[N].新京報,2011-07-18.[3]張浩.建筑防火設計在建筑設計中的具體應用[J].工程技術(shù)研究，2019（14）：200-201.[4]邱斌.論建筑消防設計中應注意的幾個問題[J].中國公共安全（學術(shù)版），2018（01）：66-69.[5]孫宏存，魏穎.印刷廠的火災探測器配置設計[C]//裝備技術(shù).[6]白旭宏.印刷車間性能化防火設計及方案優(yōu)選[A].廣西民族大學學報(自然科學版)，2006（09）：158-163.[7]HocineBenseghir，AbdullahBinIbrahim.Md，NurulIslamSiddique，MuhammadNomaniKabir.Alginahi.M