王威 陈文涛
北京102604 2.42010419870701**** 北京102604
摘要 为了解决极寒天气条件下，环境温度超低，导致建筑内消防水系统管道冻损的问题。从环境温度、系统类别、冻损部位等角度对冻损原因进行分析，按照“本质安全、源头治理、圈层防护”的安全管理策略，提出具有针对性的解决方案以及预防再次出现冻损的建议措施，保证建筑消防设施的可靠性。
关键词 环境温度，消防水系统，冻损，圈层防护
中图分类号：X932；文献标识码：A
1 引言
建筑消防水系统是以水为灭火介质的，但是水在低温条件下有结冰的可能性，根据《消防给水及消火栓系统技术规范》以及《自动喷水灭火系统设计规范》的规定，室内环境温度低于4℃的场所，建议采用干式消火栓系统和干式自动喷水灭火系统。主要是因为室内环境温度经常低于4℃的场所会使水管道内出现冰冻的危险，会降低管道的供水能力，导致灭火能力的降低或消失。
从2020年12月24日至2021年1月26日共计34天里，日最低温均为0℃以下，日平均气温均低于4℃，日平均气温低于0℃共31天，其中1月6日最低温度达到-19℃。在连续低温的情况下，部分消防水系统由于各种原因均出现了管道及组件冻损的现场，导致系统一度暂停使用。
本文将对某机场多处出现的消防水系统冻损情况进行分析，找到冻损的具体原因，并按照“本质安全、源头治理、圈层防护”的安全管理策略，提出解决方案及预防措施。
2 冻损情况
受极端低温天气影响，航站楼行李后厅、机房及其他区域，停车楼，飞行区车库的消防水系统均出现了不同程度的冻损现象。
（1）航站楼行李后厅、机房及其他区域
航站楼室内区域消火栓和喷淋采用湿式系统，准工作状态时管网内充有压力水，受低温天气影响，共发生XX处冻损，其中消火栓系统X处，喷淋系统XX处。
（2）停车楼
停车楼消火栓系统采用干式系统，喷淋系统采用预作用系统，准工作状态下系统管道内无水，受低温天气影响，共发生XX处冻损，其中消火栓系统XX处，喷淋系统X处。
（3）飞行区车库
飞行区车库区消防栓系统采用湿式系统，准工作状态下系统管道充有压力水；喷淋系统采用预作用系统，准工作状态下系统管道内无水，受低温天气影响，共发生XX处冻损，其中消火栓系统X处，喷淋系统XX处。
3 冻损原因分析
3.1 电伴热覆盖范围不足
航站楼行李后厅为室内空间，设计湿式消火栓系统及湿式自动喷水灭火系统，由于行李后厅的门需要经常通行行李车辆，因此门口处卷帘处于长期开启状态，设计时考虑到门洞附近的区域有受低温影响的可能性，在离门洞约20米的范围设置了电伴热系统。
在长期极低温的情况下，从实际冻损的部位来看，现有电伴热覆盖范围不能满足管道保温的需求，冻坏部位最远距离门洞约80米。
3.2 洞口或缝隙处封堵不严或未设置供暖设备
航站楼部分房间和通道区域存在洞口或缝隙处封堵不严，导致冷空气倒灌造成消防管道冻损，另外一部分靠外墙的房间或区域未设置供暖设备，环境气温低于了0℃，导致消防管道冻损。
3.3 电磁阀失效
干式消火栓系统平时消火栓管道内无水，火灾时通过开启电磁阀，向管道内进行充水。由于电磁阀失效，导致管道内进水，受到低温天气影响，管道内的水结冰造成管道冻裂。造成电磁阀失效原因主要为供电电压不足。
3.4 消防系统测试带水后没有及时泄水或无法泄水
消防水系统在进行消防设施检测时，需要进行带水测试，导致干式消火栓系统和预作用自动喷水灭火系统内进水，但是由于泄水不及时，在天气降温情况下导致管道及组件冻损。
另外，由于局部管道在施工时形成U字形的布置，即两端高中部低，由于中部管道位于较低处，且未预留泄水口或阀门，造成部分管道无法泄水，从而也导致了冻损。
4 防冻解决方案
4.1 解决思路
按照“本质安全、源头治理、圈层防护”的安全管理策略，提出建议措施原则：
（1）从水和温度两方面着手，确保不同时满足结冰条件；
（2）确保消防设施完好且使用环境符合设计要求；
（3）确保消防设施至少具备两层防护措施，不单点失效。
4.2 建议措施
4.2.1 航站楼建议措施
航站楼室内设置湿式自动喷水灭火系统，平时管道内有水，解决冻损问题需要控制环境温度。设施设备正常，且室内温度达标时，不会发生冻损。针对不同区域采取不同的防冻措施：
（1）一层行李后厅
1）建议增加电伴热覆盖范围，电伴热系统对于管道保温具有较好的效果。后续，按照国家建筑标准设计图集16S401《管道和设备保温、防结露及电伴热》的要求进行设计、施工和安装，图集对保温结构的燃烧性能提出了要求，保温结构中的绝热层及保护层材料燃烧性能均不应低于B1级。
2）由于行李后厅出入口无法常闭，大量冷空气进入导致冻损，为提高环境温度，减少冷空气进入，建议对运行方式进行优化，在不影响运行情况下，减少开门数量，关闭易引发穿堂风的门，适当降低卷帘门高度。
（2）机房及其他区域
1）对机房、通道外墙洞口进行封堵
针对封堵不严，导致冷空气倒灌造成消防管道冻损的问题，采取对墙体上洞口进行封堵的办法，解决环境温度过低的问题。
2）在机房、管廊区域设置采暖设施
针对未设置采暖设施区域，建议增加室内供暖系统。
4.2.2 停车楼建议措施
停车楼内设置干式消火栓系统、预作用自动喷水灭火系统。冻损部分集中在室外，室外控制温度成本较高，设施设备正常时，内部不会存水，也不会发生冻损，主要从控制水的角度解决问题：
（1）尽快维修或更换损坏的组件，恢复系统正常使用功能。
（2）对于消火栓局部管道无泄水口无法排水的问题，应尽快增加泄水口。
（3）建议对电磁阀供电系统进行改造，确保电压满足使用要求。
4.2.3飞行区建议措施
飞行区车库内设置湿式消火栓系统、预作用喷淋系统。湿式消火栓系统平时管道内有水，室内温度达标时，不会发生冻损，主要通过控制环境温度解决问题。预作用喷淋系统平时管网内无水，设施设备正常时，内部不会存水，也不会发生冻损，从控制水和温度两方面解决问题：
（1）针对车库卷帘门下部留有较大缝隙的问题，建议对车库卷帘门的下降高度进行维修调整，确保关闭严密；
（2）建议冬季定期对暖气温度进行测量，并适当增加车库的供暖温度。
5 管理方面建议
（1）预警机制
建议设置环境温度智能监测系统，定制采购带物联网传输的温度监测装置，全面监测环境温度最不利点温度变化情况，系统监测端应可实现低温报警功能，及时采取临时措施。
（2）制定低温预案和应急机制
根据冻损后影响严重程度和温度情况，划定不同等级，确定巡查频次、放水频次、临时措施以及冻损后通报流程、处置措施等。
（3）加强消防设施设备管理
1）全面排查未冻损区域消火栓及自动喷水灭火系统的冻损隐患，及时解决。
2）对于干式系统，冬季加大管道末端泄水频次，防止冻损发生。
3）建立抢修机制，做好消防水管道检查工作，一旦发现冻坏情况及时维修。
参考文献
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