劉其杰 侯春源 王 滿

(1.世源科技工程有限公司(原中國電子工程設(shè)計(jì)院)公用設(shè)備所，北京 100855;2.北京市消防總隊(duì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)支隊(duì)建審法制科，北京 100176)

隨著我國加入WTO和改革開放的不斷深入，越來越多的外資企業(yè)在中國內(nèi)地投資建廠，其中大部分外資企業(yè)都進(jìn)行消防投保，他們除要執(zhí)行中國的工程建設(shè)程序和規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱GB)外，還應(yīng)滿足保險(xiǎn)商的保險(xiǎn)條款，盡管不同保險(xiǎn)商的保險(xiǎn)條款不盡相同，但基本上都以NFPA(美國國家防火協(xié)會(huì)——National Fire Protection Association)標(biāo)準(zhǔn)和 FM(美國工廠相互保險(xiǎn)組織——Factory mutual Research Corporation)條款為基本要求。

1 自動(dòng)噴水系統(tǒng)

1.1 是否設(shè)置噴淋系統(tǒng)及系統(tǒng)選型

根據(jù)GB要求，廠房內(nèi)下列房間可不設(shè)置噴淋保護(hù)，如衛(wèi)生間、空調(diào)機(jī)房、消防控制室、純水站、廢水站、動(dòng)力站房、備品備件間、維修車間、消防水泵房、FMCS控制室等。但保險(xiǎn)條款通常要求，除GB明確禁止采用水消防的場所外，如變配電室、不間斷電源(UPS)室等，均要求設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

GB規(guī)定系統(tǒng)處于準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)，嚴(yán)禁管道漏水的場所，如設(shè)備昂貴的生產(chǎn)區(qū)，應(yīng)采用預(yù)作用系統(tǒng)。但保險(xiǎn)商仍推薦采用自噴系統(tǒng)。

1.2 設(shè)置場所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)

設(shè)計(jì)場所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)的確定是消防設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，GB和NFPA對(duì)其界定不盡相同，尤其是NFPA定義為特殊危險(xiǎn)的場所，應(yīng)按NFPA的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2.1 GB對(duì)設(shè)置場所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)的劃分

1)輕危險(xiǎn)級(jí)。2)中危險(xiǎn)級(jí)(包括Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí))。3)嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)(包括Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí))。4)倉庫危險(xiǎn)級(jí)(包括Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí))。

1.2.2 NFPA對(duì)設(shè)置場所火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)的劃分

1)輕危險(xiǎn)級(jí)。2)中危險(xiǎn)級(jí)(包括Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí))。3)嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)(包括Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí))。4)特殊危險(xiǎn)場所:包括易燃與可燃液體、氣霧劑產(chǎn)品、易燃可燃材料噴霧、溶劑萃取廠、硝酸鹽膠片、硝酸纖維素塑料儲(chǔ)存、使用化學(xué)品的實(shí)驗(yàn)室、氧燃料氣體系統(tǒng)、乙炔氣瓶充裝廠、壓縮和液化氣移動(dòng)瓶、石油液化氣處理和儲(chǔ)藏、液化天然氣、商業(yè)廚房和通風(fēng)控制、A類高壓氧艙、固定運(yùn)輸系統(tǒng)、賽場、冷卻塔、碼頭、潔凈室、飛機(jī)庫、機(jī)場候機(jī)樓、燃料供應(yīng)和裝貨通道、航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)施、液態(tài)及固態(tài)氧化劑儲(chǔ)物、有機(jī)過氧化物倉庫、輕水核電站、高級(jí)輕水反應(yīng)發(fā)電站等場所。

1.3 設(shè)計(jì)基本參數(shù)

受篇幅限制，GB對(duì)設(shè)計(jì)基本參數(shù)的規(guī)定在此不做贅述。

1.3.1 民用和工業(yè)廠房

NFPA13規(guī)定根據(jù)設(shè)置場所的危險(xiǎn)等級(jí)，選取圖1對(duì)應(yīng)曲線上的某一點(diǎn)來確定作用面積和噴水強(qiáng)度。

NFPA 13同時(shí)規(guī)定:

1)面積小于139 m2的輕、中危險(xiǎn)級(jí)，應(yīng)采用139 m2對(duì)應(yīng)的噴水強(qiáng)度。面積小于232 m2的嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)，應(yīng)采用232 m2作用面積對(duì)應(yīng)的噴水強(qiáng)度。

圖1 作用面積/噴水強(qiáng)度曲線

2)對(duì)于沒有設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的建筑物，而僅在易燃封閉空間設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，系統(tǒng)最小作用面積按279 m2計(jì)算。

3)圖1僅適用于灑水噴頭，不適用于大水滴和ESFR等噴頭。

1.3.2 儲(chǔ)物高度≤3.7 m的雜貨倉庫

包括儲(chǔ)物高度:≤3.7 m的Ⅰ類～Ⅳ類物品堆垛倉庫和貨架倉庫、≤3.7 m的A類塑料倉庫、≤3.7 m的雜貨輪胎倉庫、≤3.7 m的卷紙倉庫、＜3 m的衛(wèi)生紙倉庫、＜1.8 m的閑置木托盤倉庫、＜1.2 m的閑置塑料托盤倉庫。

具體情況應(yīng)根據(jù)物品分類、儲(chǔ)物高度、儲(chǔ)物方式、包裝材質(zhì)、托盤材質(zhì)等信息，確定倉庫的危險(xiǎn)等級(jí)，再通過圖1確定作用面積和噴水強(qiáng)度。

1.3.3 堆垛高度＞3.7 m的Ⅰ類～Ⅳ類物品堆垛倉庫

此處Ⅰ類～Ⅳ類物品應(yīng)符合下列要求:

1)堆垛高度≤9.1 m無包裝的實(shí)體、托盤或箱體堆垛。2)堆垛高度≤4.6 m無包裝的擱架堆垛。3)堆垛高度≤4.6 m帶包裝的實(shí)體、托盤、箱體或擱架堆垛。

當(dāng)采用普通溫度等級(jí)的噴頭時(shí)，應(yīng)根據(jù)物品等級(jí)，在圖2中相應(yīng)的曲線上選取一點(diǎn)確定作用面積和噴水強(qiáng)度。

圖2 堆垛高度6.1 m堆垛倉庫的參數(shù)（普通溫度等級(jí)噴頭）

當(dāng)采用高溫度等級(jí)的噴頭時(shí)，應(yīng)根據(jù)物品等級(jí)，在圖3中相應(yīng)的曲線上選取一點(diǎn)確定作用面積和噴水強(qiáng)度。

依據(jù)圖2或圖3確定噴水強(qiáng)度后，在作用面積不變的情況下，如圖4所示，根據(jù)堆垛高度對(duì)噴水強(qiáng)度進(jìn)行修正。

1.3.4 堆垛高度≤7.62 m的塑料和橡膠制品堆垛倉庫

依據(jù)圖5對(duì)應(yīng)NFPA中相應(yīng)表格確定設(shè)置場所的噴水強(qiáng)度和作用面積。

1.3.5 其他倉庫

1)3.7 m＜儲(chǔ)物高度≤7.6 m及＞7.6 m的Ⅰ類～Ⅳ類物品貨架倉庫。2)1.5 m＜儲(chǔ)物高度≤7.6 m及＞7.6 m的塑料貨架倉庫。3)閑置托盤、橡膠輪胎、棉包及卷筒紙倉庫。

NFPA13中詳細(xì)規(guī)定了吊頂噴頭及貨架噴頭的噴水強(qiáng)度、作用面積等參數(shù)，受篇幅限制，在此不做贅述。

1.3.6 典型特殊危險(xiǎn)場所

圖3 堆垛高度6.1 m堆垛倉庫的參數(shù)（普通溫度等級(jí)噴頭）

圖4 噴水強(qiáng)度/堆垛高度

圖5 決策樹

1)冷卻塔。冷卻塔在安裝及維護(hù)工作中由于操作不當(dāng)所引起的冷卻塔燃燒現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為避免損失保險(xiǎn)公司要求對(duì)冷卻塔進(jìn)行保護(hù)。

滿足以下三種方式之一，冷卻塔可不設(shè)置噴淋保護(hù):

a.選用FM認(rèn)證的冷卻塔。b.相鄰冷卻塔的間距大于12 m。c.當(dāng)冷卻塔的間距不能滿足12 m時(shí)，在每臺(tái)冷卻塔之間砌筑耐火時(shí)間≥1 h的防火墻，防火墻高度應(yīng)高于冷卻塔0.91 m，寬度應(yīng)寬于冷卻塔0.91 m。

逆流冷卻塔可采用濕式、干式、預(yù)作用或雨淋系統(tǒng)，嚴(yán)寒地區(qū)優(yōu)先采用雨淋系統(tǒng);橫流冷卻塔應(yīng)采用雨淋系統(tǒng)。

最小噴水強(qiáng)度:

a.對(duì)于使用易燃填料和風(fēng)扇甲板的逆流冷卻塔，應(yīng)在風(fēng)扇甲板下安裝噴頭，噴水強(qiáng)度≥20.4 L/(min·m2)。b.對(duì)于使用經(jīng)認(rèn)證的填料(除材質(zhì)為金屬或石棉水泥外)和易燃風(fēng)扇甲板的逆流冷卻塔，應(yīng)在風(fēng)扇甲板下安裝噴淋頭，噴水強(qiáng)度≥14.3 L/(min·m2)。c.對(duì)于使用金屬或石棉水泥材質(zhì)的填料和易燃風(fēng)扇甲板的逆流冷卻塔，應(yīng)在風(fēng)扇甲板下安裝噴淋頭，噴水強(qiáng)度≥6.1 L/(min·m2)。d.在橫流冷卻塔風(fēng)扇甲板下安裝的噴頭，其噴水強(qiáng)度≥13.5 L/(min·m2)。e.在橫流冷卻塔填料上部安裝的噴頭，其噴水強(qiáng)度應(yīng)為20 L/(min·m2)，末端壓力≥0.17 MPa。

2)潔凈室。保護(hù)潔凈室的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度為8.2 L/(m2·min)，作用面積≥278.8 m2;GB 要求噴水強(qiáng)度為8 L/(min·m2)，作用面積為 160 m2。

潔凈室上部封閉空間的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的參數(shù)與潔凈房間相同。潔凈房間或潔凈區(qū)域的氣流向下，應(yīng)采用快速響應(yīng)型噴頭。

1.4 其他事項(xiàng)

1.4.1 消防水池及消防泵房設(shè)計(jì)

消防水池和消防水泵房可采用地上或地下式，但保險(xiǎn)商推薦建地上式。如受條件限制必須采用地下泵房時(shí)，NFPA要求地下泵房應(yīng)有大于供水能力150%的重力排水能力，并設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。應(yīng)考慮地震對(duì)水池的影響，不采用頂端敞口的水池。

NFPA要求消防水池注水時(shí)間不得大于8 h，消防泵房必須單獨(dú)設(shè)置，并用2 h耐火時(shí)間的防火墻將消防主、備泵分開，且消防水泵房內(nèi)應(yīng)設(shè)置濕式噴淋系統(tǒng)。

1.4.2 報(bào)警閥組及報(bào)警閥組間

1)報(bào)警閥組應(yīng)安裝在該閥組控制的防火區(qū)之外，便于操作的區(qū)域。

2)報(bào)警閥組通常安裝在專門的報(bào)警閥組間內(nèi)，閥組間應(yīng)具有一定的耐火等級(jí)，閥組間應(yīng)直接通向室外，或通向有耐火等級(jí)的走廊。報(bào)警閥組也可安裝在有耐火等級(jí)要求的樓梯間內(nèi)。

3)GB要求每個(gè)報(bào)警閥控制噴頭個(gè)數(shù)小于800個(gè)。NFPA要求輕、中危險(xiǎn)等級(jí)每個(gè)報(bào)警閥保護(hù)面積≤4 831 m2，嚴(yán)重危險(xiǎn)等級(jí)每個(gè)報(bào)警閥保護(hù)面積≤3 716 m2。

1.4.3 消防泵

NFPA要求，如消防水池為地下式，應(yīng)采用立式軸流消防泵。

保險(xiǎn)公司要求在一級(jí)負(fù)荷供電的基礎(chǔ)上采用一臺(tái)電動(dòng)泵、一臺(tái)柴油泵的配置，通常以電泵為主泵，柴油泵為備用泵。若要求多臺(tái)消防水泵，至少1臺(tái)應(yīng)為柴油泵，柴油泵可采用人工加油。GB要求自噴泵如采用一級(jí)負(fù)荷供電，則無需采用柴油泵。

NFPA要求消防泵采用降壓方式啟動(dòng)，在消防干管加設(shè)電接點(diǎn)壓力傳感器。

消防水泵出水管上應(yīng)安裝試水閥，試水閥上安裝文丘里流量計(jì)，以便對(duì)消防泵進(jìn)行檢測和校核。流量計(jì)前、后直管段長度應(yīng)分別≥5倍和2倍管徑。

1)電動(dòng)消防泵。NFPA要求消防電泵，水泵Q—H特性曲線相對(duì)平滑，流量為額定流量的150%時(shí)，揚(yáng)程應(yīng)≥額定揚(yáng)程的65%，零流量時(shí)的揚(yáng)程≤額定揚(yáng)程的140%。

2)柴油消防泵。柴油消防泵以柴油為動(dòng)力，燃燒會(huì)發(fā)熱需用水冷卻，其冷卻水一般取消防泵出水管道的高壓消防水，冷卻腔最大承受壓力為0.42 MPa，需對(duì)冷卻水進(jìn)行減壓，且冷卻水排水須可見。

柴油消防泵由于靠柴油為動(dòng)力，其出力有可能超過額定功率即發(fā)生“飛車”現(xiàn)象，故需在出水管上安裝主泄壓閥，以降低泵體承受的壓力，泄壓管道上應(yīng)安裝可視鏡，以便觀察，或泄壓排水可見亦可。

柴油消防泵配套的油罐容積應(yīng)≥消防泵額定8 h的消耗量。

柴油消防泵應(yīng)配套提供:冷卻水減壓閥、主泄壓閥、視鏡、試水閥、文丘里流量計(jì)、日用油箱(附液位傳感器和液位計(jì))等。

3)消防泵控制柜?？刂乒褚笈c消防泵成套供應(yīng)，并應(yīng)采用經(jīng)FM認(rèn)證的產(chǎn)品，控制柜有380/3/50及220/1/50兩種，根據(jù)消防泵功率大小進(jìn)行選配。

4)穩(wěn)壓泵。穩(wěn)壓泵及其控制柜無需滿足FM認(rèn)證的要求，但對(duì)穩(wěn)壓泵的選型有以下要求:

穩(wěn)壓泵流量要求:1 gpm＜Q＜10 min make up(10 min補(bǔ)水量)。

補(bǔ)水量的確定:1.9 L/h每100個(gè)可拆卸埋地接頭。

2 室外消防管網(wǎng)的設(shè)計(jì)

2.1 PIV控制閥的設(shè)置

PIV——Post Indicator Valve示位閥，閥體上有開關(guān)狀態(tài)的顯示屏，閥體可直接埋地，閥桿高出地面0.9 m。

保險(xiǎn)商要求室外消防環(huán)網(wǎng)上的分段閥門應(yīng)采用PIV閥，并在室內(nèi)噴淋系統(tǒng)的進(jìn)戶管及上設(shè)置PIV閥，并在兩條進(jìn)戶管中間的室外消防干管上設(shè)置PIV閥，以保證在室外消防環(huán)網(wǎng)一側(cè)管道出現(xiàn)故障關(guān)閉檢修時(shí)，另外的一側(cè)仍能保證通過全部消防水量。

2.2 室外管道敷設(shè)

FM要求對(duì)埋地消防管道的彎頭、三通和堵頭等位置設(shè)置鋼筋混凝土支墩作為止推支座。具體做法如圖6所示。

圖6 消防埋地管道止推支座

埋地消防管道覆土深度應(yīng)滿足:

1)存在冰凍危險(xiǎn)的地區(qū)，管頂位于凍土深度以下1 ft(0.3 m)。

2)不會(huì)冰凍的地區(qū)，管道覆土深度不應(yīng)小于2.5 ft(0.8 m)，以避免機(jī)械損傷。

3)道路下管道覆土深度至少為3 ft(0.9 m)。

4)鐵軌下管道覆土深度至少為4 ft(1.2 m)。

3 結(jié)語

本文所述僅為筆者對(duì)于保險(xiǎn)商參與下的工程設(shè)計(jì)的點(diǎn)滴體會(huì)和總結(jié)，希望為各位同仁的消防設(shè)計(jì)提供一些參考，不妥之處望指教。

不同的項(xiàng)目、業(yè)主、保險(xiǎn)商會(huì)有不同的要求，應(yīng)結(jié)合具體項(xiàng)目與業(yè)主、保險(xiǎn)商及當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T充分協(xié)調(diào)、溝通，還要查閱有關(guān)NFPA，F(xiàn)M條款，同時(shí)結(jié)合中國規(guī)范，堅(jiān)持原則性和靈活性相結(jié)合最終達(dá)成共識(shí)是關(guān)鍵。