浅析医药工业类洁净厂房电气消防设计与应用

 罗轩志

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：结合国家相关规范及多年药厂洁净车间的设计经验，就医药工业洁净厂房电气消防设计中的具体做法作了简要论述，指出只有在对规范理解的基础上，以人为本，更新设计观念，才能使电气设计更趋完善。

关键词：医药工业洁净厂房·电气消防·火灾报警·

0.引言

       近年来，随着我国人民生活水平的不断提高，健康已成为广大人民群众的基本需要，受到广大人民群众的日益重视，由此促进了医药保健品行业较快发展。目前，医药工业洁净厂房的设计与施工逐渐增多。洁净厂房由于其具有的密闭性等特殊要求，且医药工业生产工艺复杂，生产过程中使用多种化学危险物品，火灾危险性较大，有的药品价格昂贵，一旦发生火灾，损失严重。因此，洁净厂房的电气消防设计对于降低火灾危险性、发现及扑救早期火灾、减少火灾损失和安全疏散生产人员有着重要的作用。依据多年医药工业洁净厂房电气消防系统设计经验，现结合国家相关规范对医药工业洁净厂房的电气消防系统设计做一论述。

1.医药工业洁净厂房的火灾危险性 

       医药工业洁净厂房发生火灾的危险性具有如下特点: 

     （1）医药工业洁净厂房由于洁净无尘无菌及温度和湿度的要求，空间密闭，密封性好，发生火灾后烟量大，造成热量无处散发，甚至会使轰燃提前发生，大大缩短洁净室各部位达到燃点的时间，不利于疏散和扑救。 

     （2）进入洁净区经过换鞋、脱外衣、洗手及穿洁净衣等流程，平面布置复杂，分割多，增加了疏散线路上的阻碍，延长了安全疏散的距离和时间。 

     （3) 洁净区内许多房间都通过洁净空调风管彼此连通，当发生火灾时，风管成为烟、火迅速外窜的重要通道，殃及其他房间。 

     （4) 产品、原料的外包装材料多选用纸板等易燃材料，增加了建筑物的火灾荷载。 

     （5) 洁净室的电气设备较多，部分线路暗敷在彩钢板竖板内，且照明开关、插座与彩钢板墙之间均采用密封胶密封，检修比较困难，有了故障不易被发现。 

     （6) 许多医药工业洁净厂房内部分工序采用易燃易爆的化学危险品(如乙醇、丙酮及环氧乙烷等)作为辅料，其危险性不容忽视。 

     （7) 洁净厂房对工艺加工设备精度和自动化程度要求很高，因而建筑以及生产设备投资十分昂贵，一旦发生火灾，会造成严重的经济损失。 

2.电气消防设计应注意的问题 

2.1消防负荷电源 

      根据《建筑设计防火规范》及《火灾自动报警系统设计规范》的要求，医药工业洁净厂房的消防负荷(消防应急照明、防排烟风机、火灾自动报警系统、防火卷帘门及消防电梯等)一般按二级负荷设计。消防负荷通常由双电源或者双回路供电，并在末一级配电箱处设置自动切换装置。末级切换就是为提高线路可靠性而采取的保护措施。另外，对于火灾自动报警系统的供电，《火灾自动报警系统设计规范》提出了更高、更明确的要求: 火灾自动报警系统应设有主电源和直流备用浅谈医药工业洁净厂房电气消防设计电源。其主电源采用消防电源，直流备用电源宜采用火灾报警控制器专用的蓄电池或者集中设置的蓄电池。火灾自动报警系统的主电源的保护开关不应采用漏电保护开关。 

2.2 消防用电设备配电线路及配电装置 

     《建筑设计防火规范》要求: “消防用电设备应采用专用的供电回路”，是指从低压总配电室或分配电室至消防设备末级配电箱的配电线路，均应与其他配电线路分开，不能与其他动力设备照明设备等共用回路。其配电线路应穿管保护，暗敷时应敷设在不燃烧体结构内，保护层厚度不小于30mm。明敷时(包括敷设在吊顶内)需穿金属管或封闭式金属线槽，并在表面涂防火涂料或采用隔热材料覆盖，导线应选用耐火型。消防用电设备配电系统的分支线路不应跨越防火分区，分支干线不宜跨越防火分区。末级消防配电箱至其配电消防设备之间的距离不宜大于30m。消防用电设备的配电设备应有明显标志，盘面加注“消防”字样标志。 

2.3消防应急照明 

       医药工业洁净厂房是密闭厂房，内部分隔多，室内人员流动路线复杂，出入通道迂回。为方便发生火灾情况下人员的疏散和及时救灾灭火，洁净厂房应设置供人员疏散用的应急照明。洁净厂房应急照明系统主要包括事故应急照明灯、应急出口标志及疏散指示灯，在设计时应注意以下几点: 

      （1)沿疏散走道设置的疏散指示灯，应设置在疏散走道及拐角处距地面高度1.0m 以下的墙面上，且疏散指示灯间距不应大于20m，疏散指示灯自带可充电、免维护的镉镍电池组。另外，应注意由于特殊的工艺要求，医药工业洁净厂房内常出现袋型走廊，袋型走廊内设置的疏散指示灯间距不应大于10m。 

      （2)洁净厂房在专用消防口处应设置红色应急照明灯，以便于消防人员及时进入厂房进行灭火。 

      （3)在主要生产车间、洁净区走廊、人流通道、配电室及控制室等处设置备用照明，采用正常、应急两用的荧光灯，这种荧光灯与普通荧光灯相比加装了应急电源装置。正常供电时与其他没有装应急电源装置的灯具毫无区别，停电时加装了应急电源装置的灯具能在断电后0.1 s 内自动 起动应急电源，并维持1h以上的应急照明时间(应急供电时间视配用电池的容量而定)，应急电源装置采用可充电、免维护的镉镍电池组。值得注意的是，应急灯的接线要采用四线制，其中火线要接在该回路照明开关前，这样才能保证应急电源装置一直处于充电待发的应急状态。

2.4火灾自动报警系统 

       探测器选择与设置由于医药工业生产工艺较为复杂，其相应洁净厂房内环境也有区别。火灾探测器的选择，对于是否能及时报警和减少误报警有着重要的作用。在通常的区域内一般选择感烟探测器;在粉尘量比较大的区域(例如: 固体制剂类厂房内的粉碎过筛、称量、制粒、总混及压片等工序区域，前处理提取类厂房内的切制、粉碎等工序区域)应选择感温探测器;在湿度比较大或有蒸汽的区域(例如口服液类厂房内的蒸煮工序区域，针剂、输液类厂房内的水浴灭菌工序区域等)应选择感 温探测器; 在电气防爆区域生产工艺使用介质为有机溶媒( 例如甲醇、乙醇、丙酮、环氧乙烷及 氢气等)应选用防爆型可燃气体探测器; 对于大空间的附属仓储区域，因其层高已经超过普通感烟或感温探测器的有效探测高度，故宜选择红外光束感烟火灾探测器或通过管路采样的吸气式感烟火灾探测器。探测器的安装位置及安装方式应注意以下几个方面: 

      （1)探测器至墙壁、梁边的水平距离，不应小于0.5m。 

      （2)探测器周围水平距离0.5m内，不应有遮挡物。由于A级洁净区需设风机过滤机组，风机过滤机组及挂帘会影响探测器的探测距离，设计时应考虑。 

      （3)医药工业洁净厂房内的空调送风口上部设有过滤器，根据其送风形式及风速的特点，探测器至其近边的水平距离不应小于 0.5m。

      （4)在宽度小于3m的内走道顶棚上安装探测器时，宜居中安装。点型感温火灾探测器的安装间距，不应超过10m;点型感烟火灾探测器的安装间距，不应超过15m。探测器至端墙的距离，不应大于安装间距的一半。 

      （5)可燃气体探测器的安装位置应根据被探测的气体密度确定。若其密度小于空气密度，探测器应位于释放源的上方0.5～2 m 和该区域厂房内高点气体易于积聚处设置;若其密度大于或等于空气密度，探测器应位于距地坪(或楼板)0.3～0.6m处设置。 

       ( 6)消防通信设施由于洁净厂房室内大量使用金属板材，一般屏蔽效果很强，所以在洁净厂房内应设置一套完善的消防通信设施。这套设施不仅提供给内部职工在发生火灾后报警和通信使用，更应提供给参与灭火的消防官兵使用，以确保火场通信的畅通，减少不必要的通信中断和通信故障，确保灭火人员的生命安全。 

       ( 7)消防联动控制当火灾自动报警系统收到火灾信号并确认后，通过联动控制设备和输出模块发出指令关闭空调系统及防火阀，起动消防泵。火灾发生后，打开排烟风口、排烟阀 (因洁净厂房的密闭性及洁净度要求，洁净厂房的排烟阀通常为常闭状态)同时起动排烟风机。当火灾温度上升到280℃时，排烟阀关闭，同时停止排烟风机运行。当可燃气体发生泄漏且其浓度达到爆炸下限值的20%时，在电气防爆区内的可燃气体探测器发出报警信号;当可燃气体浓度达到爆炸下限值的50%时，发出报警信号，起动事故排风系统，并显示返回信号。《火灾自动报警系统设计规范》第 6.3.1.8条要求: “消防控制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源”。很多地区消防部门要求自动切断非消防电源，但《医药工业洁净厂房设计规范》对此有明确要求:“应手动切断有关部位的非消防电源”。对此，针对洁净厂房这种特殊的建筑，设计人员应积极与工程项目当地消防部门沟通，并严格按照 《医药工业洁净厂房设计规范》的要求设计。 

3.安科瑞在医药工业的解决方案

3.1平台概述

       AcrelEMS-BP能效管理系统，集电力监控、能源管理、设备运维于一体。平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理，监测企业电、水、气、冷热量及压缩空气等各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助企业针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、工艺、车间、产线、班组、重大能耗设备等的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、碳排分析，为企业加强能源管理，提高能源利用效率、挖掘节能潜力、节能评估提供基础数据和支持。

       安科瑞生物制药能效管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成35KV/10KV 的10KV/O.4KV电力监控系统、智能马达监控系统、能耗管理系统、电气火灾监控系统、防火门监控系统、消防设备电源系统、消防应急照明和疏散指示系统，充电桩管理系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可对制药厂区全局的用电和用电安全进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足用户用电可靠、安全、稳定、有序的要求。

3.2平台拓扑图

3.3平台子系统

      （1）电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录。

（2）能耗管理系统

       建立的能耗监测管理系统，对生物制药各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便生物制药用户能够实时的监测各个点位的运作情况，同时能更快速的掌握点位的报警，并为生物制药削峰填谷、调整负载等技改措施提供数据支撑。

 （3）马达监控

       马达监控实现对管廊电机的保护、遥测、遥信、遥控功能，实现对电机过载、短路、缺相、漏电等异常情况的保护、监测和报警。在需要的情况下可以设置联动控制。

（4）智慧消防

       智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”需求。从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。

（5）充电桩管理平台

     充电桩在“源、网、荷、储、充”信息能源结构中是必不可缺的。充电桩应用管理同样是校园生活服务中必不可缺的一部分。

3.4相关平台部署硬件选型清单

3.4.1电力监控及马达保护系统

4.结束语 

       综上所述，在医药工业洁净厂房的电气消防设计中，一定要把握规范要求，合理地设置电气消防设施，使消防系统能可靠运行，不断地提高电气消防设计的质量，及早发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人民群众的生命财产安全，将火灾的危害降到低程度。 

 参考文献：

       [1]于公祥,张伟,袁丰欣.浅谈医药工业洁净厂房电气消防设计[J].电气应用,2012,31(06):76-78.

       [2]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版