实验室消防系统应该怎么设计

有火灾及爆炸危险的实验室,应设置在独立的实验楼内,实验楼宜采用单层或底层建筑,并与周边建筑保持足够的防火间距。 实验楼内实验室的布置,应按照 “危险优于一般,有机优于无机 ”的原则进行布局,保证当某一实验室发生紧急事故时能够尽量减少或免除对四周与上、下层实验室的影响,实现人员的安全疏散与对事故范围的迅速而有效的控制。

实验室消防系统应采用给水系统与干冰系统相结合的方式。室内消防给水系统包括普通消防系统、自动喷洒消防给水系统和水幕消防给水系统等。实验楼、库房等建筑物在必要时应设立室外消防给水系统,由室外消防给水管道、室外消火栓、消防水泵等组成,应对距消火栓及消防水池最近处的消防泵进行试压试验。仪器室不能用喷水灭火,避免喷水损坏仪器,应采用干冰灭火。灭火器设于走廊内,每个消火栓的控制保护范围15m。

一、实验室的合理布局

(一)实验楼的建筑设计

有火灾及爆炸危险的实验室,应设置在独立的实验楼内,实验楼宜采用单层或底层建筑,并与周边建筑保持足够的防火间距。 实验楼内实验室的布置,应按照 “危险优于一般,有机优于无机 ”的原则进行布局,保证当某一实验室发生紧急事故时能够尽量减少或免除对四周与上、下层实验室的影响,实现人员的安全疏散与对事故范围的迅速而有效的控制。一些特别危险的高危实验室, 如氢化实验室和高压釜实验室,应设置在实验楼的底层靠外墙部分,并应设置独立的出入口。实验楼至少应设两个对外出入通道,每一层楼也至少应有两个出入口。每个实验室应设两个出口,面向走廊,间距应尽量远。 门的宽度不小于 90cm,由室内任一工作点至出口门的距离不超过 25m。面积不大的实验室(例如 6m×6m),一个出口可与邻接的实验室相通,但另一出口必需面向走廊。 面积较大的实验室,它的两个或两个以上出口均应面向走廊或靠近楼梯口。

(二)专用设施的配置

1. 电源

实验室的照明电源与实验设备电源必须分开,并配备总、分电源开关。电源开关应尽量远离水源,所有电器开关、插座必须采用防爆结构。 实验设备电源应有两孔和三孔的,且具有保护盖插座,安置在各需要处,并侧向安装,避免因液体的溅入而短路。

2. 通风设备

实验室要求新风必须全部来自室外,然后全部排出室外, 化学通风柜的排气不得在室内进行空气循环。 通风柜有上部排风式、下部排风式和上下同时排风式。 选择通风柜时可根据所排出物质的性质决定,如果排出物质较空气重时,可选择下部排风式;如排出物质较空气轻时,选择上部排风式;如排出物性质不稳定时,选择上下同时排风式,并根据实际情况调节上下排风量的比例。 另外,通风柜不能作为唯一的室内排风设施,局部可能产生危险物质的仪器上方还应该设置排气罩进行局部排风。通风柜的台面最好是用水泥的;如果采用木材柜,应该进行防水阻燃技术处理,使其能够耐一定的高温。

3. 实验桌

实验室内两实验桌间前后的净距离,双人单侧操作时,不应小于 60 cm;四人双侧操作时,不应小于 l30 cm;超过四人,双侧操作时,不应小于 150 cm。 实验室中间纵向走道的净距离:双人单侧操作时,小于 60 cm;四人双侧操作时,不应小于 90 cm。 实验室桌端部与墙面 (或突出墙面的内壁柱及设备管道)的净距离,不应小于 55 cm。

4.实验柜

实验室中应设置小型储藏柜,放置短时期内需使用的化学试剂。 储藏柜应有良好的耐火性能,通风确当,备有必要的安全色装,以保证试剂与危毒物的储藏安全可靠。实验室自存的危 毒物品数量应严格控制,非工作必需者不应储存,更不应久放不用。

5. 管线

根据实验需要,实验室需要敷设水、电、煤气、压缩空气等管道。 管道材料应具备一定的化学稳定性,管线之间应保持一定的间隔。煤气、过热蒸汽、压缩空气的阀门,应该漆成不同的颜色,或做成不同的形状,避免混淆。阀门的开关位置,应易识别,一看就可以辨出是开还是关。 控制电、煤气、压缩空气、过热蒸汽等线路或管道的安全总闸,应设在实验室的外面。

(三)化学药品的放置

化学药品应按性质分类存放,并采用科学的保管方法。药品存放主要遵循以下原则:(1)活泼金属与酸分开;(2)强氧化剂与还原剂分开;(3)固体与液体分开;(4)易挥发物质密封存放;(5)酸与碱分开;(6)特殊化学品特殊放置。 如:金属钠、钾应放在煤油中;金属锂保存在石蜡中;白磷放在水中;氯酸钾、硝酸铵不要与可燃物混放,要放在平稳的地方,以防爆炸;酒精等易燃物应密封且远离火源;见光易分解变质的物质(如浓硝酸、硝酸银等)装入棕色瓶中,并放置阴冷处;碘应用石蜡封口贮放在容器中;氢氟酸应放在塑料瓶中;碱放在带橡皮塞的试剂瓶中;溴用水封,等等。

(四)消防设施的配制

1. 灭火设备

实验楼应根据技术规范配备必要的灭火设备,包括消防水龙、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器、四氯化碳灭火器、“1211”灭火器、砂箱等。 每一个实验室均应配备小型灭火器,悬挂在室内。 具体配备哪种灭火器,应根据实验室的危险性质来决定。在走廊上应设较大型的灭火器以及消防水龙、砂箱等。 消防水龙应附可调喷雾头(如双级离心喷雾头),用以扑救油类和一些易燃有机溶剂等物质导致的火灾。每个实验室至少还应有一床灭火毯,当有人身上衣物着火时,可用灭火毯及时扑灭。有条件的还可设置防火衣,用以及时开展灭火与救人的工作。

2. 防毒用具

每一楼层应设若干过滤式防毒面具或隔离式防毒面具,以便及时开展灭火与救人的工作。 其容量应可供呼吸 30 分钟。

3.报警器

从事剧毒气体的实验室,应设报警器。遇有毒气外泄事故,可及时向附近的实验室发出警报。报警器可为电铃或汽笛。

4.事故照明

实验楼应配备紧急电源,一旦停电,可保证疏散通道与紧要场所的照明需要以及事故应急设施的用电要求。紧急电源分备用发电机与备用蓄电池两种。备用发电机应能远距离启动,或设自动启动装置。为了防止在实验过程中由于停电而引起的危险,应由备用发电机保证供电,且应在停电后45秒钟内保证照明需要,照度可为正常情况下1/8左右。疏散通道、安全出口和楼梯的事故照明和安全疏散指示灯,可用备用蓄电池供电,照度应不低于1勒克司。在可能产生事故的仪器设备附近,控制室、疏散通道两侧的墙面上,安全出口的上顶部,楼梯口和走道的拐角处,应重点设置事故照明灯,并涂上显目的颜色标志。在安全出口、疏散通道等处,还应设置安全疏散指示灯,使疏散的人员能在出现紧急事故的情况下得以迅速疏散。

二、事故预防与处理

(一)加强消防管理,提高消防意识

首先,要制定完善的事故应急预案,规范应急处置程序。根据预案进行实地演练,提高事故初期灭火抢险和疏散的技能。其次,对实验人员进行必要的消防安全宣传教育,使全体实验人员做到“三懂”(即懂自己岗位的危险性,懂预防措施,懂扑救方法)、“三会”(会报警,会使用灭火器,会逃生);第三,化学实验室的消防安全负责人要充分了解消防安全和灭火知识,熟悉应急疏散预案,具有一定的应急疏导和灭火指挥能力;第四,要加强对化学实验室的消防安全重视程度,要做到经常查,特殊时期特殊查,重点时期重点查,发现问题及时采取措施进行整改。

(二)选择正确的处理方法

1.预防爆炸

化学实验室,尤其是有机化学实验室常用的多是一些易燃、易爆的物质或其混合物。使用这些物质时,最重要的就是不能有的大量的易燃、易爆物质、压力和热的积累和突然释放。在实验中,可采取以下措施惊醒防备:

(1)尽量选用较为安全的试剂。

(2)使用爆炸性物质,单次用量要尽可能少,同时要有防备。

(3)易燃、易爆物品周围不能有可燃物质。易爆物品要注意防止突然震动和过热。

(4)有爆炸和着火危险反应的,要先惊醒多次小规模试验,然后逐步放大。

(5)对于放热反映,添加反应物要逐步进行,少量多次。

(6)有机溶剂的蒸馏和回流,要避免过热和爆沸现象的发生。

2.预防火灾

首先,要明确易燃物质的等级,分别制定预防事故的措施。易燃物体包括固、液、气三态。易燃固体如赤磷及其化合物、硝基化合物、某些氨基化合物、含硝化纤维的制品,易燃金属粉如镁、铝等。易燃液体主要有油类如石油及其制品、成品,有机溶剂如醇类、酯类、醚类、醛类等。易燃气体有煤气、氢气等,助燃气体有氧、氯等。实验过程中产生的化学物质有许多是具有可燃性的,尤其是有机溶剂,挥发性强,极端易燃。有可燃有机溶剂的操作,必须在通风厨内进行,要避免有机溶剂蒸气在实验室聚集。实验室内不能存放大量有机溶剂,要有专门通风良好的储藏室。有机化学实验室一般不得使用明火加热。比较安全的加热方式有水浴、蒸气浴、浸入式油浴、电热套、电热板等。电烘箱和马弗炉内不可烘烤可燃物质,如滤纸、棉花和布匹等。一次烘干的器皿不能过多,不要用铝箔等分隔烘箱,要保证烘箱内的空气对流,使温控器正常工作。使用过金属钠的容器要用异丙醇或乙醇处理2小时以上,然后倒入大量水中(不能向瓶内加水),最后用水冲洗干净。金属钠着火,不能使用二氧化碳或四氯化碳灭火器要使用砂或者干粉灭火器。金属氢化物遇水会发生强烈反应引起燃烧或爆炸,使用时要注意防水,空气必须干燥。过量的金属氢化物,可以使用乙酸乙酯或丙酮销毁。

通风管道经过防火分区的地方,无论是墙面还是结构楼层,都须配防火阀,防火阀启动后必须可以复位。

风量小于7m/s的空调机组、统一防火分区的空调机组以及布满喷淋的建筑无需设风管烟气探测。风管烟气探测为光电式,并与大楼火灾报警系统联动同时关闭空调机组。

每个实验室模块均有热感或烟感火灾探头,与中央火警系统连接,配声光报警,最好与当地消防机构联网,消防人员和可根据声光报警的信号及时找到火警的位置并马上做出反应,以保证安全。