秦江江，王洲亞

1 工程概述

近年來(lái)，我公司在阿聯(lián)酋、阿曼、敘利亞、土耳其、安哥拉、津巴布韋、阿根廷等國(guó)家承建的水泥生產(chǎn)線和水泥粉磨站項(xiàng)目，業(yè)主一般會(huì)聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的咨詢公司對(duì)項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)進(jìn)行審查，除少數(shù)業(yè)主同意按中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)廠區(qū)的消防系統(tǒng)外，大部分業(yè)主在招標(biāo)文件中均明確要求按照美國(guó)消防協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“NFPA 標(biāo)準(zhǔn)”）進(jìn)行消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。NFPA 標(biāo)準(zhǔn)得到了很多國(guó)家的認(rèn)可，我國(guó)在制訂相關(guān)的消防規(guī)范時(shí)也將NFPA 標(biāo)準(zhǔn)列為重要的參考資料。

消火栓系統(tǒng)作為水泥廠消防系統(tǒng)的組成部分，是重要的滅火工具。本文以我公司承建的阿根廷某水泥廠5 800t/d水泥熟料生產(chǎn)線二線的消防設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)比較國(guó)內(nèi)外水泥廠消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)差異。該項(xiàng)目位于阿根廷布宜諾斯艾利斯省，由當(dāng)?shù)爻邪特?fù)責(zé)消防圖紙的本土化轉(zhuǎn)換及消防系統(tǒng)的施工工作。

2 消火栓系統(tǒng)選擇

2.1 NFPA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

根 據(jù) NFPA 14-2019Standard for the Installation of Standpipe and Hose Systems（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“NFPA 14-2019”）第 3.3.20 條、第 5.4.1 條、第 5.4.2條中的規(guī)定，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分為全自動(dòng)干式系統(tǒng)、全自動(dòng)濕式系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓和自噴組合系統(tǒng)、手動(dòng)干式系統(tǒng)、手動(dòng)濕式系統(tǒng)、半自動(dòng)干式系統(tǒng)和濕式系統(tǒng)。濕式消火栓系統(tǒng)與干式消火栓系統(tǒng)相比，省去了充水時(shí)間，能夠迅速出水，有利于撲滅火災(zāi)，非寒冷地區(qū)的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)應(yīng)采用全自動(dòng)濕式系統(tǒng)[1]。另根據(jù)NFPA 24-2019Standard for the Installation of Private Fire Service Mains and Their Appurtenances（以 下簡(jiǎn)稱(chēng)“NFPA 24-2019”）第3.3.13條、第A.3.3.13條中的規(guī)定，室外消火栓系統(tǒng)采用高壓消防給水系統(tǒng)或穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)供水[2]。

2.2 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

根據(jù)GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018 版）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“建規(guī)”）第8.1.2 條、第8.2.1條、第8.2.2 條及GB 50295-2016《水泥工廠設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“水泥規(guī)”）第10.5.7 條中的規(guī)定，水泥廠廠區(qū)應(yīng)設(shè)置室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)[3-4]。另根據(jù)GB 50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“消水規(guī)”）第6.1.4條第2款、第6.1.6條、第6.1.7條、第6.1.9條中的規(guī)定，由于煤預(yù)均化堆場(chǎng)規(guī)模較大，廠區(qū)室外消防給水系統(tǒng)應(yīng)采用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)，且室內(nèi)外合用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)，并宜采用穩(wěn)壓泵維持系統(tǒng)的充水和壓強(qiáng)[5]。

2.3 項(xiàng)目情況

根據(jù)業(yè)主招標(biāo)文件的要求，本工程消防系統(tǒng)應(yīng)按NFPA 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)施工。根據(jù)NFPA 標(biāo)準(zhǔn)，該項(xiàng)目的消火栓系統(tǒng)采用室內(nèi)外消火栓合用的濕式穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，根據(jù)NFPA標(biāo)準(zhǔn)確定設(shè)計(jì)參數(shù)并進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。本文主要從室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、消防水泵和消防穩(wěn)壓泵3個(gè)方面對(duì)NFPA標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)消防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)差異對(duì)比。

3 設(shè)計(jì)差異分析

3.1 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)比

3.1.1 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的類(lèi)型

“NFPA 14-2019”第3.3.20條中規(guī)定，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分為全自動(dòng)干式系統(tǒng)、全自動(dòng)濕式系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓和自噴組合系統(tǒng)、手動(dòng)干式系統(tǒng)、手動(dòng)濕式系統(tǒng)、半自動(dòng)干式系統(tǒng)和濕式系統(tǒng)。

“消水規(guī)”第7.1.2條、第7.1.3條中規(guī)定，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分為濕式系統(tǒng)和干式系統(tǒng)。

對(duì)比可知，“NFPA 14-2019”在室內(nèi)消火栓系統(tǒng)類(lèi)型上的劃分比“消水規(guī)”更細(xì)致，且“消水規(guī)”中無(wú)室內(nèi)消火栓和自噴組合系統(tǒng)，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)與自噴系統(tǒng)可以合用消防泵，但供水管網(wǎng)沿水流方向應(yīng)在濕式報(bào)警閥前分開(kāi)設(shè)置。

3.1.2 室內(nèi)消火栓的等級(jí)

“NFPA 14-2019”第3.3.22條、第5.3條中規(guī)定，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的等級(jí)分為I 級(jí)系統(tǒng)、II 級(jí)系統(tǒng)和III級(jí)系統(tǒng)，具體詳見(jiàn)表1。結(jié)合阿根廷工程項(xiàng)目可知，對(duì)于火災(zāi)危險(xiǎn)性大的高層建筑，發(fā)生火災(zāi)時(shí)室外消火栓的撲救能力受建筑高度影響，建議室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用I 級(jí)系統(tǒng)或III 級(jí)系統(tǒng)以保證撲滅火災(zāi)的出水量；對(duì)于單多層建筑，火災(zāi)發(fā)生時(shí)室外消火栓撲滅火災(zāi)相對(duì)容易，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)可采用II級(jí)系統(tǒng)。

表1 NFPA標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于室內(nèi)消火栓的分級(jí)

“消水規(guī)”第7.4.2 條中規(guī)定，室內(nèi)消火栓分為DN65 消火栓箱、消防軟管卷盤(pán)箱和輕便水龍箱。國(guó)內(nèi)水泥工程項(xiàng)目的煤粉制備車(chē)間、煤預(yù)均化堆場(chǎng)、包裝紙袋庫(kù)、中央控制室設(shè)置DN65 室內(nèi)消火栓，丁、戊類(lèi)廠房（倉(cāng)庫(kù)）設(shè)置室內(nèi)消防軟管卷盤(pán)。廠前區(qū)的辦公、生活等輔助建筑，根據(jù)建筑規(guī)模，按規(guī)范考慮是否設(shè)置室內(nèi)消火栓。

對(duì)比可知，“NFPA 14-2019”與“消水規(guī)”在室內(nèi)消火栓的選型上均是根據(jù)使用者、火災(zāi)危險(xiǎn)性、火災(zāi)類(lèi)型和不同滅火功能等因素綜合確定的，但“消水規(guī)”中的室內(nèi)消火栓沒(méi)有40mm消火栓，僅有DN65 消火栓和DN25 的消防軟管卷盤(pán)、輕便水龍。阿根廷項(xiàng)目的煤粉制備車(chē)間的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用I級(jí)系統(tǒng)，煤預(yù)均化堆場(chǎng)、包裝紙袋庫(kù)、中央控制室的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用II級(jí)系統(tǒng)。

3.1.3 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量

由于煤預(yù)均化堆場(chǎng)、煤粉制備車(chē)間是廠區(qū)內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性比較高的建筑單體，消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)按上述兩個(gè)單體分別選取。其中，阿根廷項(xiàng)目的煤預(yù)均化堆場(chǎng)的平面尺寸為225m×55m，堆場(chǎng)中的最高處約32m；煤粉制備車(chē)間的平面尺寸為32.2m×14m，建筑高度為44.2m。

“NFPA 14-2019”第 7.10.1.1 條、第 7.10.1.2 條中規(guī)定，消火栓I級(jí)系統(tǒng)或III級(jí)系統(tǒng)中最不利消火栓立管的最小流量為1 893L/min（31.55L/s），單層面積＜7 432m2的建筑單體的附加立管的最小流量為946L/min（15.77L/s），未設(shè)自噴系統(tǒng)保護(hù)的建筑單體的消火栓系統(tǒng)的總流量應(yīng)≯4 731L/min（78.85L/s）；在保證系統(tǒng)中最不利兩個(gè)消火栓栓口的流量各為946L/min（15.77L/s）和其他各立管的消火栓栓口最小動(dòng)壓強(qiáng)滿足相應(yīng)要求的前提下，進(jìn)行系統(tǒng)水力計(jì)算和管徑確定。另“NFPA 14-2019”第7.10.2.1 條、第 7.10.2.2 條中規(guī)定，消火栓 II 級(jí)系統(tǒng)中最不利消火栓立管的最小流量為379L/min（6.32L/s），當(dāng)栓口多于一個(gè)時(shí)，不需要附加額外流量；在保證系統(tǒng)中最不利消火栓栓口最小動(dòng)壓強(qiáng)滿足相應(yīng)要求時(shí)的流量為379L/min（6.32L/s）的前提下，進(jìn)行系統(tǒng)水力計(jì)算和管徑確定。

“消水規(guī)”第3.5.2 條中規(guī)定，煤預(yù)均化堆場(chǎng)的室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量為40L/s，煤粉制備車(chē)間的室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量為30L/s；每根消火栓豎管的最小流量為15L/s。

對(duì)比可知，“NFPA 14-2019”中的消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量遠(yuǎn)高于“消水規(guī)”，國(guó)外水泥廠項(xiàng)目的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況按“NFPA 14-2019”中的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)流量的選取。阿根廷項(xiàng)目的煤粉制備車(chē)間采用I 級(jí)系統(tǒng)，共設(shè)兩根消火栓立管，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為47.32L/s。

3.1.4 室內(nèi)消火栓的栓口壓強(qiáng)及系統(tǒng)分區(qū)

“NFPA 14-2019”中規(guī)定，室內(nèi)最不利點(diǎn)處的65mm 消火栓、40mm 消火栓栓口動(dòng)壓強(qiáng)及靜壓強(qiáng)應(yīng)滿足“NFPA 14-2019”第7.2.3.1 條、第 7.2.3.2 條、第7.8.1 條中規(guī)定，具體詳見(jiàn)表2。另“NFPA 14-2019”第7.2.1 條中規(guī)定，當(dāng)系統(tǒng)工作壓強(qiáng)＞2.80 MPa時(shí)，消防系統(tǒng)應(yīng)分區(qū)。

表2 NFPA標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于室內(nèi)消火栓栓口壓強(qiáng)要求

“消水規(guī)”規(guī)定，消火栓栓口動(dòng)壓強(qiáng)應(yīng)符合第7.4.12 條中規(guī)定，具體詳見(jiàn)表3。另“消水規(guī)”第6.2.1條中規(guī)定，當(dāng)系統(tǒng)工作壓強(qiáng)＞2.40MPa或消火栓栓口處?kù)o壓強(qiáng)＞1.0MPa時(shí)，消防系統(tǒng)應(yīng)分區(qū)。

表3 “消水規(guī)”中關(guān)于室內(nèi)消火栓栓口壓強(qiáng)要求

對(duì)比可知，“NFPA 14-2019”對(duì)消火栓栓口動(dòng)壓強(qiáng)要求高于“消水規(guī)”中的規(guī)定，所以國(guó)外水泥工程項(xiàng)目的消防水泵的揚(yáng)程應(yīng)按“NFPA 14-2019”中的規(guī)定計(jì)算。由于阿根廷項(xiàng)目的煤粉制備車(chē)間消火栓采用I 級(jí)系統(tǒng)，栓口動(dòng)壓強(qiáng)應(yīng)≮0.69MPa，在選擇消防水泵揚(yáng)程時(shí)應(yīng)滿足其最不利室內(nèi)消火栓栓口壓強(qiáng)要求。

3.2 消防水泵設(shè)計(jì)對(duì)比

根據(jù)NFPA 20-2016Standard for the Installa?tion of Stationary Pumps for Fire Protection（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“NFPA 20-2016”）第 6.2.1 條、第 6.2.2 條、第7.1.2.1 條、第 7.1.2.2 條及“消水規(guī)”第 5.1.6 條中規(guī)定可知，當(dāng)消防水泵出口流量為設(shè)計(jì)流量的150%時(shí)，其出口壓強(qiáng)不應(yīng)低于設(shè)計(jì)工作壓強(qiáng)的65%，且消防水泵零流量時(shí)的壓強(qiáng)不應(yīng)大于設(shè)計(jì)工作壓強(qiáng)的140%[5-6]。另“NFPA 20-2016”第4.21.2.2條中規(guī)定，消防水泵的出水管上應(yīng)設(shè)置測(cè)試能力不小于水泵額定流量175%的流量計(jì)及直徑為89mm的壓強(qiáng)表用于測(cè)試水泵的性能，以確定其是否滿足設(shè)計(jì)要求；“消水規(guī)”第5.1.11 條中規(guī)定，消防泵組宜設(shè)置泵組流量和壓強(qiáng)測(cè)試裝置，流量檢測(cè)裝置最大量程的75%應(yīng)大于最大一臺(tái)消防水泵設(shè)計(jì)流量值的175%，壓強(qiáng)檢測(cè)裝置最大量程的75%應(yīng)大于最大一臺(tái)消防水泵設(shè)計(jì)壓強(qiáng)值的165%。

對(duì)比可知，“NFPA 20-2016”在消防水泵的選型及性能監(jiān)測(cè)方面與“消水規(guī)”一致。阿根廷項(xiàng)目采用室內(nèi)外消火栓合用系統(tǒng)，消防水泵的流量為340m3/h，揚(yáng)程為10bar（1.0MPa）。

3.3 消防穩(wěn)壓泵設(shè)計(jì)對(duì)比

“NFPA 20-2016”第4.26.2.1 條中規(guī)定，消防穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量是在維持消防系統(tǒng)所需壓強(qiáng)的前提下，不小于系統(tǒng)正常情況下10min 或3.8L/min 的泄漏量（以量大者為準(zhǔn)）；另“NFPA 20-2016”Annex A 第A.14.2.6 條中規(guī)定，當(dāng)消防泵采用系統(tǒng)壓降啟泵時(shí)，穩(wěn)壓泵的停泵壓強(qiáng)應(yīng)為消防水泵零流量時(shí)的壓強(qiáng)加上其最小靜吸水壓強(qiáng)，穩(wěn)壓泵的啟泵壓強(qiáng)應(yīng)比停泵壓強(qiáng)至少低0.68bar（0.068MPa），消防水泵的啟泵壓強(qiáng)比穩(wěn)壓泵的啟泵壓強(qiáng)低0.34bar（0.034MPa），其他消防水泵的啟泵壓強(qiáng)依次遞減0.68bar（0.068MPa）。

“消水規(guī)”第5.3.2 條中規(guī)定，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量不應(yīng)小于消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)的正常泄漏量和系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)流量，當(dāng)沒(méi)有管網(wǎng)泄漏量數(shù)據(jù)時(shí)，宜按消防給水設(shè)計(jì)流量的1%~3%計(jì)，且不宜＜1L/s；另“消水規(guī)”第5.3.3條、第8.2.3條中規(guī)定，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓強(qiáng)應(yīng)滿足系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)和管網(wǎng)充滿水的要求，穩(wěn)壓泵的啟泵壓強(qiáng)宜比消防水泵的啟泵壓強(qiáng)高0.07~0.10MPa，且穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓強(qiáng)應(yīng)保證系統(tǒng)最不利點(diǎn)處滅火設(shè)施的靜水壓強(qiáng)＞0.15MPa。

對(duì)比可知，“NFPA 20-2016”與“消水規(guī)”在穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量及設(shè)計(jì)壓強(qiáng)的選取規(guī)則方面基本一致，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量均按消防系統(tǒng)的泄漏量為基準(zhǔn)確定，且穩(wěn)壓泵的啟泵壓強(qiáng)均與消防水泵的啟泵壓強(qiáng)相關(guān)聯(lián)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)比較NFPA 標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)可知，二者雖在消防水泵與穩(wěn)壓泵的選型規(guī)則方面比較相近，但仍存在以下不同點(diǎn)：

（1）NFPA 標(biāo)準(zhǔn)的消防系統(tǒng)通常采用穩(wěn)高壓消防系統(tǒng)。

（2）“NFPA 14-2019”在室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的類(lèi)型及等級(jí)方面均多于“消水規(guī)”。

（3）“NFPA 14-2019”室內(nèi)消火栓的 I 級(jí)系統(tǒng)或III級(jí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量高于“消水規(guī)”，II級(jí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量低于“消水規(guī)”。

（4）“NFPA 14-2019”在室內(nèi)消火栓栓口壓強(qiáng)要求高于“消水規(guī)”。

在進(jìn)行國(guó)外水泥廠設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)閱讀招標(biāo)文件，注意招標(biāo)文件中對(duì)消防設(shè)備的特殊要求，很多消防設(shè)備需經(jīng)UL/FM 認(rèn)證和項(xiàng)目所在國(guó)認(rèn)證，如阿根廷項(xiàng)目的消火栓部件就需得到阿根廷IRAM 認(rèn)證。隨著國(guó)家“一帶一路”發(fā)展規(guī)劃的持續(xù)推進(jìn)，我公司將繼續(xù)開(kāi)拓海外市場(chǎng)，參與不同國(guó)家的水泥EPC 工程的招投標(biāo)及工程建設(shè)，設(shè)計(jì)人員需努力學(xué)習(xí)國(guó)際通行標(biāo)準(zhǔn)，采用國(guó)際通行標(biāo)準(zhǔn)參與國(guó)外項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng)，提高公司競(jìng)爭(zhēng)力。