楊偉(嘉科工程（上海）有限公司上海 200122)

一、FM Global簡介

FM Global是全球最大的工、商業(yè)財產(chǎn)保險公司，對FM全球客戶提供財產(chǎn)保險保障和風(fēng)險管理解決方案，同時提供資產(chǎn)損失預(yù)防的技術(shù)服務(wù)及技術(shù)咨詢。FM Global經(jīng)過170多年的發(fā)展，在消防系統(tǒng)的研究、設(shè)計、安裝、驗收、檢查、維護(hù)以及產(chǎn)品開發(fā)等方面積累了大量的知識和經(jīng)驗。

二、消防系統(tǒng)設(shè)計概述

本項目為一外資化工項目，包括裝置區(qū)、廠房、倉庫及公用工程等。項目的消防采用室內(nèi)外合并的穩(wěn)高壓消防系統(tǒng)，由柴油機(jī)消防泵、穩(wěn)壓泵、管網(wǎng)、報警閥組、消防水罐、噴頭、室內(nèi)外消火栓等構(gòu)成。裝置區(qū)設(shè)置水噴霧系統(tǒng)；辦公樓、廠房、倉庫及公用工程間均設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，含可燃液體較多的倉庫設(shè)置泡沫滅火系統(tǒng)。UPS、機(jī)柜間等設(shè)置FM 200氣體消防系統(tǒng)。

三、主要消防系統(tǒng)設(shè)計

1.消防泵設(shè)計

按GB要求，消防泵宜采用柴油機(jī)消防泵作為備用泵，消防泵出水管設(shè)置不小于DN 65的試水閥。經(jīng)業(yè)主與FM及當(dāng)?shù)叵谰譁贤?，消防泵全部采用柴油機(jī)消防泵。按FM要求，消防泵設(shè)計要點：(1)柴油消防泵為消防主泵；(2)當(dāng)額定壓力超過8.6 barg，柴油機(jī)消防泵出口需安裝泄壓閥，泄壓閥安裝與泵出口與止回閥之間的管路上;(3)消防泵出水管設(shè)置測試管路及文丘里管型流量計，用于測試消防泵流量，流量計的額定流量不低于175%消防泵額定流量；(4)柴油機(jī)消防泵與控制柜內(nèi)壓力開關(guān)的連接采用DN 15/20銅管或不銹鋼，取壓管線上安裝2個止回閥，止回閥閥板開2mm小孔，且止回閥倒裝，止回閥間距不小于1.5m[1]；(5)柴油油箱四周設(shè)置圍堰，圍堰容積滿足油箱容積并考慮5cm的超高保護(hù)；(6)消防泵Q-H特性曲線：零流量時的揚程不超過140%額定揚程，150%額定流量的揚程不低于65%額定揚程；消防泵并聯(lián)運行工況及穩(wěn)壓泵啟動壓力設(shè)定：穩(wěn)壓泵啟動壓力為消防泵攪動壓力+最大靜壓+35kPa；穩(wěn)壓泵停泵壓力：啟動壓力+70kPa；消防主泵啟動壓力為穩(wěn)壓泵啟動壓力-70kPa，其他消防泵啟動壓力為消防主泵依次遞減70kPa[2];(8)消防泵房設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，噴淋強度不低于8L/m in·m2,作用面積230m2.

2.裝置區(qū)水噴霧系統(tǒng)

根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定，甲、乙類可燃?xì)怏w、可燃液體設(shè)備的高大構(gòu)架和設(shè)備群應(yīng)設(shè)置水炮保護(hù)；工藝裝置內(nèi)固定水炮不能有效保護(hù)的特殊危險設(shè)備及場所宜設(shè)水噴淋或水噴霧系統(tǒng)[3]。

根據(jù)FMDS 7-14及FM的要求，(1)位于室外的可燃液體設(shè)備，容積大于400gal的容器或獨立儲罐容積大于4000Gal，應(yīng)設(shè)置區(qū)域噴淋保護(hù)或水噴霧保護(hù)。(2)噴淋保護(hù)范圍，設(shè)備內(nèi)可燃液體正常液位以上3m或距地面以上9.2m，取二者較大值；(3)管廊噴淋保護(hù)，距離工藝裝置6.1m范圍內(nèi)的管廊需提供水噴霧保護(hù)；(4)裝置區(qū)主梁、主柱等主要承重結(jié)構(gòu)需設(shè)置噴淋保護(hù)；(5)工藝裝置內(nèi)設(shè)置完善的排水設(shè)施。

根據(jù)FM的要求，項目裝置區(qū)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)，并根據(jù)工藝設(shè)備布置，將系統(tǒng)分成6個單獨的雨淋閥組，管廊區(qū)域分別設(shè)置獨立的雨淋閥。裝置區(qū)內(nèi)的可燃液體設(shè)備、泵、主梁、柱設(shè)置全方位的保護(hù)。

水噴霧強度：可燃液體設(shè)備、梁、柱不低于10.2L/m in·m2，泵、壓縮機(jī)為不低于20.4L/m in·m2，電纜橋架不低于12.2 L/m in·m2[4].

水霧噴頭安裝，(1)立式設(shè)備，噴頭垂直間距不大于3700mm；水平間距依據(jù)設(shè)備直徑、噴頭特性、噴霧角度等決定，保證保護(hù)對象全覆蓋；噴頭距設(shè)備表面（保溫層外壁）距離450～600mm；(2)臥式設(shè)備：噴頭距設(shè)備表面450～600mm，水平方向噴頭布置原則同上，但最大不超過3000mm.

梁、柱噴頭：保護(hù)梁、柱等構(gòu)件采用ANGUS Thermocool梁、柱專用噴頭，該噴頭為矩形保護(hù)圖案。根據(jù)構(gòu)件的寬度，采用K 14噴頭。噴頭距構(gòu)件表面距離200-450mm，噴頭之間最大距離3000mm.

探測噴頭：雨淋閥組采用氣動啟動方式，氣體啟動裝置由閉式探測噴頭、啟動管路、壓力監(jiān)測、空氣維護(hù)裝置等構(gòu)成。探測噴頭為79℃直立型標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)噴頭，設(shè)備裙座內(nèi)采用141℃閉式噴頭。探測管路內(nèi)充壓縮空氣，接自廠區(qū)儀表空氣管網(wǎng)，壓力2～3barg.

雨淋閥組除了滿足規(guī)范要求的自動啟動、控制室遠(yuǎn)程控制、現(xiàn)場應(yīng)急啟動外，還在探測管路末端設(shè)置手動啟動閥門，整個水噴霧系統(tǒng)共設(shè)置四種啟動方式。

3.冷卻塔消防設(shè)計

近年來冷卻塔火災(zāi)也時有發(fā)生，冷卻塔在安裝、檢修及運行過程中都有火災(zāi)的危險，給企業(yè)帶來巨大損失。國內(nèi)規(guī)范對冷卻塔的消防、噴淋設(shè)計沒有作出明確的規(guī)定，在江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑水消防系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，設(shè)置冷卻塔的場所應(yīng)當(dāng)設(shè)置室內(nèi)消火栓[5]?！妒突て髽I(yè)設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定冷卻塔應(yīng)采用阻燃性的填料、收水器、風(fēng)筒，其氧指數(shù)不小于30.NFPA 214《冷卻塔標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，當(dāng)冷卻塔結(jié)構(gòu)，填料，風(fēng)筒等構(gòu)造材料為不燃材料時，可不考慮消防保護(hù)，當(dāng)以上構(gòu)件為可燃材料時，應(yīng)當(dāng)考慮消防保護(hù)[6]。FMDS1-6《冷卻塔》規(guī)定，當(dāng)冷卻塔采用FM認(rèn)證材料或不燃材料時，可以不設(shè)置噴淋保護(hù)，否則應(yīng)該設(shè)置噴淋。

本項目冷卻塔為逆流式機(jī)械通風(fēng)式，根據(jù)FM要求，冷卻塔設(shè)置雨淋系統(tǒng)，噴淋強度不小于20L/m in·m2，在冷卻塔風(fēng)機(jī)底盤底部設(shè)置開式噴頭，同時在底盤以上部位可燃部件包括風(fēng)筒，電機(jī)等均需噴頭保護(hù)。雨淋閥啟動的自動控制采用壓縮空氣傳動管，探測噴頭為79℃直立型噴頭。

4.FM 200潔凈氣體消防

針對機(jī)柜間、計算機(jī)房的FM 200氣體消防設(shè)計，GB50370《氣體消防設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，滅火設(shè)計濃度8%，滅火浸漬時間5m in.

FMDS4-9《潔凈氣體消防》，對電子設(shè)備的滅火設(shè)計濃度為7%，滅火浸漬時間10m in.對于含有可燃物或成組電纜的吊頂上方、地板下方，應(yīng)當(dāng)設(shè)置煙感探測器。另外一個顯著的不同就是，F(xiàn)M要求提供房間的氣密性檢測(Door Fan Test)合格報告，以確保房間能滿足10m in浸漬的要求。氣密性檢測的程序參見NFPA 2001附錄C.

氣密性檢測是采用安裝在密封門上的鼓風(fēng)機(jī)對檢測目標(biāo)房間進(jìn)行增壓（正壓檢測）或者減壓（負(fù)壓檢測），造成室內(nèi)外壓力差，通過測量鼓風(fēng)機(jī)對室內(nèi)壓力的改變量，可以衡量房屋密閉性能。

5.泡沫－水噴淋系統(tǒng)

《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，對于可燃液體較多的場所，宜采用泡沫－水聯(lián)用系統(tǒng)。泡沫混合液連續(xù)供給時間不少于10m in.濕式系統(tǒng)自噴水至噴泡沫的轉(zhuǎn)換時間，按4L/s流量計算，不應(yīng)大于3m in.而FM要求規(guī)定的混合比的泡沫混合液至系統(tǒng)最不利點噴頭的時間為2m in。由于本項目自噴噴水－泡沫系統(tǒng)較大，很難滿足2m in的要求，因此采用泡沫混合液預(yù)充裝系統(tǒng)(pre-primed system)[7]。泡沫混合液連續(xù)供給時間20m in.

噴淋系統(tǒng)水流指示器前的信號閥門，需要安裝在方便操作、檢修的位置。同時FM要求在自噴系統(tǒng)每個配水干管末端安裝DN65的沖洗閥及接口，便于系統(tǒng)沖洗。系統(tǒng)的末端試水裝置采用帶視窗的測試閥，排放口不得隱蔽安裝。

6.室外消火栓及水泵接合器

《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定室外消火栓保護(hù)半徑不超過120m，工藝裝置及罐區(qū)四周的消火栓間距不宜超過60m.室外管線的閥門國內(nèi)通常做法設(shè)置閥門井，實踐表明閥門井經(jīng)常積水導(dǎo)致閥門長期浸泡在水中。FM要求室外消火栓間距90m，室外埋地閥門采用PIV(Post Indicator Valve)，閥門直埋，且?guī)чy位開/關(guān)指示及閥位鎖定裝置。

國標(biāo)規(guī)定噴淋系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)設(shè)置水泵接合器，每個水泵接合器流量宜按10-15L/s，水泵接合器的設(shè)置數(shù)量，按系統(tǒng)的流量與水泵接合器的選型確定[8]。NFPA 13規(guī)定，水泵接合器的目的是增強系統(tǒng)的供水能力，而不必滿足整個噴淋系統(tǒng)的供水量[9]。

四、消防設(shè)備及消防產(chǎn)品

FM Approvals是全球廣泛認(rèn)可的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，是全球最高的檢測標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品性能可靠。項目中柴油機(jī)消防泵及成套控制柜、泡沫罐、泡沫液、FM 200氣體消防成套設(shè)備等，除了滿足GB規(guī)范要求外，還有FM認(rèn)證的要求。雨淋閥組、報警閥組、水霧噴頭、閉式噴頭、卡箍連接件、卡箍管件、末端試水裝置、水流指示器、OS&Y閥門、信號閥門、PIV閥門、消防泵泄壓閥、流量計等除滿足CCC認(rèn)證外，均要求FM認(rèn)證產(chǎn)品。在FM規(guī)定的地震區(qū)的管道支架，也需要安裝FM認(rèn)證的抗震支架。

五、消防測試及驗收

國標(biāo)對于自噴系統(tǒng)的水壓試驗規(guī)定：當(dāng)設(shè)計壓力小于或等于1.0MPa時，試驗壓力為設(shè)計壓力的1.5倍且不小于1.4M pa；當(dāng)設(shè)計壓力大于1.0MPa時，試驗壓力為設(shè)計壓力加0.4MPa。系統(tǒng)穩(wěn)壓時間30m in，管網(wǎng)無滲漏，且壓降不超過0.05MPa[10].FM要求噴淋系統(tǒng)試驗壓力不低于13.8 barg，穩(wěn)壓時間2h，管網(wǎng)壓力無下降。地下管道，試驗壓力不小于13.8 barg，或工作壓力加3.4barg，兩者取大值。穩(wěn)壓時間2h，壓降±0.34 barg。滲漏量應(yīng)滿足每100個連接處的滲漏量總和不大于1.89L/h。

六、維護(hù)及管理

除按照國標(biāo)規(guī)定的對自動噴水滅火系統(tǒng)的日常維護(hù)外，F(xiàn)M對消防系統(tǒng)也有一套系統(tǒng)的管理，包括熱工操作許可證、紅牌許可證系統(tǒng)、人為因素、職工應(yīng)急組織等。

結(jié)論

本項目的消防系統(tǒng)按照GB及FM要求進(jìn)行設(shè)計，特別是FM對消防泵、冷卻塔噴淋系統(tǒng)、氣體消防系統(tǒng)的氣密性檢測、鋼結(jié)構(gòu)的水噴霧保護(hù)的設(shè)計要求，對我們消防設(shè)計具有很大的參考價值，建議在以后的規(guī)范編制中參考類似的規(guī)定，以便更好地指導(dǎo)消防工程設(shè)計，提高消防系統(tǒng)的可靠性。

[1]NFPA 20,Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection,2013 Edition[S].

[2]FMDS3-7,Fire Protection Pumps,2011Edition[S].

[3]GB 50160-2008，石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范[S].

[4]NFPA 15,Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection,2012Edition[S].

[5]DGJ32/J92-2009,民用建筑水消防系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[6]NFPA 214,Standard on Water-Cooling Towers 2011 Edition[S].

[7]NFPA 16,Standard for the Installation of Foam-Water Sprin?klerand Foam-Water Spray Systems,2011 Edition[S].

[8]GB 50084-2001(2005年版)，自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[9]NFPA 13,Standard for the Installation of Sprinkler Systems,2013 Edition[S].

[10]GB 50261-2005，自動噴水滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范[S].