化学检测实验室消防设计与建设实践

■ 陈建国 叶家华 李亚萍 徐令 宁波检验检疫科学技术研究院

一、现状与问题

消防安全，人命关天。化学检测实验室分布于几乎所有的理工院校、研究所、化矿金相关企业和检验检测机构，由于工作人员相对密集、存放易燃易爆试剂和样品多、高温加热设备使用多、仪器设备电路复杂，存在较大的消防安全风险隐患。尽管大多数化学检测实验室消防事故的主要原因来自于人为因素，但与实验室的消防设施设计和建设还是密切相关。严格规范的设计安装和认真严肃的安全教育相结合无疑可大大降低消防事故风险。

国内化学检测实验室的装修设计单位大部分由实验室通风或家具生产企业的设计团队转变而来，与专门从事建筑设计的公司不同，基本不具备消防设计或安装资质。因此，实验室建设方在前期设计和安装建设过程中了解一些必要的消防要求，吸取经验教训，有利于防患于未然，确保实验室的消防安全。

二、经验与建议

（一）防火分区与消防隔断

防火分区是指用防火墙、楼板、防火门或防火卷帘等分隔的区域，可以在一定时间内将火灾限制在局部区域，同时隔断烟气的扩散。《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）对不同耐火等级和楼层的防火分区面积有具体规定。化学检测实验室存在比一般的民用建筑或工业厂房更多的消防隐患，需要更加严格的防火分区和消防隔断。

1.防火分区的完全隔断。国内新建的化学检测实验室建设大多使用大面积厂房，开间大，楼层高，便于安装暖通管道和平面分隔布置，在房间平面分隔设计时尤其要注意在原有房屋防火分区的基础上提高要求。首先确保各防火分区间的完全有效隔离。化学检测实验室的每个房间均须有效隔离，即用防火材料把隔断做到房顶，这样即使有个别实验室出现火情，实验室间的有效隔离也能盈得一定的扑灭或处理时间，而不导致火情的扩散蔓延，确保实验室的整体安全。

2.消防通道的完全畅通。实验室为节约空间，常常会无意识地挤占必需的消防通道区域，如上下楼道的消防前室、强排风口空间、电梯进出通道、楼层走廊等区域，其实这些区域都是建筑设计中重要的防火分区。一旦出现火情，这些通道是楼道强排烟的风口、消防人员出入和楼内人员逃生的必经之路，实验室设计施工时应特别关注且不得随意占为别用。

3.玻璃门窗的防火要求。实验室为了整体美观，仿效大的写字楼或商场，采用大面积落地玻璃分隔实验室，或为了房间采光使用大玻璃作为房间的分隔门窗，这种方式都有一定的消防安全风险。建议设计施工前请消防部门的专业人员进行图纸确认，尽量做到既安全又美观。房间隔断设计尽量采用耐火极限不低于1.00h的防火材料，同时，走廊两边或房间隔断间的透光玻璃也一定要选用耐火完整性不低于1.00h的防火玻璃。通常，电梯间出口或公共区域进入到实验室区域时都必须使用防火门隔断，但普通防火门为内衬防火材料的木质门，往往不透光，且式样和颜色都与现代化学检测实验室不协调，因此，设计时可选择使用具有资质厂家生产的透明玻璃防火门。一般情况下，均采用常闭式防火门。对于人员进出频繁的通道处可采用常开式防火门，但一旦出现火警应具有信号反馈功能，做到自动关闭。采用门禁出入的实验室应确保出现火警时，门禁能自动开启。防火门的具体要求可依据国家标准GB12955《防火门》。

（二）烟感报警与灭火装备

化学实验室内的消防设备通常由烟雾报警器、水喷淋灭火系统、气体灭火系统等组成。烟雾报警器又称烟雾传感器、烟雾感应器等，由总线供电，与火灾报警控制器联网组成报警系统。水喷淋灭火系统由喷头、传动装置、喷水管网、湿式报警阀等组成。发生火灾时，系统管道上的水喷头遇高温自爆（一般是摄氏68℃～70℃），通过安装在支管管路上的水流指示器动作并反馈给火灾报警控制系统来控制。气体灭火系统是指以液体、液化气体或气体状态存贮于压力容器内，灭火时以气体包括蒸汽、气雾）状态喷射作为灭火介质的灭火系统。系统包括贮存容器、容器阀、选择阀、液体单向阀、喷嘴和阀驱动装置组成。国内常用气体有七氟丙烷（HFC-227ea）、三氟甲烷、IG-541（又名烟烙尽，含52%氮气+40%氩气+8%二氧化碳）、IG55（氮气和氩气各50%）、IG01（纯氩气）、IG-100（纯氮气）等。

对于大型精密仪器设备间是否需要安装气体灭火系统，一般认为，设备机房或文献资料室均应安装气体灭火系统，以确保设备或资料不受水浸泡的再次损害。气体灭火喷射动作的起动指令源自房顶或吊顶的传感器温度达到摄氏68℃～70℃，传感器达到此温度时，可以想象实验室内一般的仪器设备基本已烧成报废。气体灭火系统需要占据空间摆放贮气罐和连接传感器，初期建设和维护成本会大大提高。除非实验室安装有特别贵重的大型精密仪器，对于普通的实验室仪器设备来讲，笔者以为没有必要安装气体灭火系统。

烟感报警系统安装完成验收后，需确保信号传递的准确，即烟雾传感器所在位置与楼道或消防总控室显示的统一，避免信息差错。烟雾传感器易老化或线路失效，导致误报火情或一旦有火情而漏报。实验室应定期进行实际检查，确保烟感报警系统正常运行。同样，对于安装于走廊的消防水阀门、水带和水枪等应定期检查，所有员工都应知道如何正确使用。

（三）实验区域与样品流转

化学前处理区域涉及到大量易燃易爆化学试剂的消耗、高温加热设备的使用，容易引发的消防事故往往起因于不可预见的剧烈化学反应、试剂泄漏或反应溢出引起爆燃、长时间加热消化或处理无人看管导致过热等。为此，该区域除常规的消防设施外还应配置一定数量的手提式灭火器、沙袋、石棉毯等应急消防器具。对于易燃易爆样品或试剂较多的石油化工实验室，除必须做好必要的通风设备外，还应在实验室入口处增加人体除静电装置、室内安装防爆灯具、开关和插座等。一些地区条件允许，有毒有害试剂、易燃易爆废液存放区域均需要与公安消防部门联机，装修设计时须预埋好通讯和监控设备的线路。

化学检测实验室流程其实就是围绕样品的传递而展开，流程中开始和最终的环节都涉及样品存贮。为此，应根据需要存贮样品的分类性质，单独设计，尽量选择在通风条件好、阴凉避光、方便样品报废处理及运输的区域，重点做好防火、防爆、防潮等方面的考虑。尤其是易燃易爆易泄漏的石油化工产品、化妆品等的样品存贮，更应关注消防安全。

另外，随着实验室仪器设备的增多，电源容量不足、线路老化容易造成线路发热甚至短路起火。因此，设计施工时须考虑一定的电源容量预留，以防因电源问题引发消防事故。

（四）集中供气系统

现代化学检测实验室设计中，集中供气系统的使用已成常态。各类化学检测仪器设备加起来会涉及到多种气体的使用，有易燃易爆、又有阻燃或助燃，但贮存压力都在10MPa～15MPa之间。建筑和消防对放置高压气瓶的房间有特殊要求，诸如混凝土墙、防爆门、泄爆窗口、气体泄漏报警等，实验室设计时应予充分考虑，尽量将贮气库房建于离仪器设备区域距离较近、阴凉避光、自然墙体牢固、靠近窗户、钢瓶进出搬运方便的区域。通过集中供气房间输送到各实验室仪器设备的气体管路需请专业公司单独设计，充分考虑管路的质量与安全。

三、结语

化学检测实验室的消防设计和施工直接关系到实验室建设工程的顺利开展和实验室人员的健康安全，初步设计时应充分考虑各实验区域房屋结构和实验室使用功能，有针对性地设计消防设施和装备，确保实验室使用的长期安全。