劉其杰 侯春源 王 滿

(1.世源科技工程有限公司(原中國電子工程設計院)公用設備所，北京 100855;2.北京市消防總隊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)支隊建審法制科，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)都進行消防投保，他們除要執(zhí)行中國的工程建設程序和規(guī)范、標準(以下簡稱GB)外，還應滿足保險商的保險條款，盡管不同保險商的保險條款不盡相同，但基本上都以NFPA(美國國家防火協(xié)會——National Fire Protection Association)標準和 FM(美國工廠相互保險組織——Factory mutual Research Corporation)條款為基本要求。

1 自動噴水系統(tǒng)

1.1 是否設置噴淋系統(tǒng)及系統(tǒng)選型

根據(jù)GB要求，廠房內(nèi)下列房間可不設置噴淋保護，如衛(wèi)生間、空調(diào)機房、消防控制室、純水站、廢水站、動力站房、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，均要求設置自動噴水滅火系統(tǒng)。

GB規(guī)定系統(tǒng)處于準工作狀態(tài)時，嚴禁管道漏水的場所，如設備昂貴的生產(chǎn)區(qū)，應采用預作用系統(tǒng)。但保險商仍推薦采用自噴系統(tǒng)。

1.2 設置場所火災危險等級

設計場所火災危險等級的確定是消防設計的基礎(chǔ)，GB和NFPA對其界定不盡相同，尤其是NFPA定義為特殊危險的場所，應按NFPA的要求進行設計。

1.2.1 GB對設置場所火災危險等級的劃分

1)輕危險級。2)中危險級(包括Ⅰ級和Ⅱ級)。3)嚴重危險級(包括Ⅰ級Ⅱ級)。4)倉庫危險級(包括Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級)。

1.2.2 NFPA對設置場所火災危險等級的劃分

1)輕危險級。2)中危險級(包括Ⅰ級和Ⅱ級)。3)嚴重危險級(包括Ⅰ級和Ⅱ級)。4)特殊危險場所: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、硝酸纖維素塑料儲存、使用化學品的實驗室、氧燃料氣體系統(tǒng)、乙炔氣瓶充裝廠、壓縮和液化氣移動瓶、石油液化氣處理和儲藏、液化天然氣、商業(yè)廚房和通風控制、A類高壓氧艙、固定運輸系統(tǒng)、賽場、冷卻塔、碼頭、潔凈室、飛機庫、機場候機樓、燃料供應和裝貨通道、航空發(fā)動機試驗設施、液態(tài)及固態(tài)氧化劑儲物、有機過氧化物倉庫、輕水核電站、高級輕水反應發(fā)電站等場所。

1.3 設計基本參數(shù)

受篇幅限制，GB對設計基本參數(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)設置場所的危險等級，選取圖1對應曲線上的某一點來確定作用面積和噴水強度。

NFPA 13同時規(guī)定:

1)面積小于139 m2的輕、中危險級，應采用139 m2對應的噴水強度。面積小于232 m2的嚴重危險級，應采用232 m2作用面積對應的噴水強度。

圖1 作用面積/噴水強度曲線

2)對于沒有設置自動噴水滅火系統(tǒng)的建筑物，而僅在易燃封閉空間設置自動噴水滅火系統(tǒng)，系統(tǒng)最小作用面積按279 m2計算。

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 儲物高度≤3.7 m的雜貨倉庫

包括儲物高度:≤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。

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

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類物品應符合下列要求:

1)堆垛高度≤9.1 m無包裝的實體、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帶包裝的實體、托盤、箱體或擱架堆垛。

當采用普通溫度等級的噴頭時，應根據(jù)物品等級，在圖2中相應的曲線上選取一點確定作用面積和噴水強度。

圖2 堆垛高度6.1 m堆垛倉庫的參數(shù)（普通溫度等級噴頭）

當采用高溫度等級的噴頭時，應根據(jù)物品等級，在圖3中相應的曲線上選取一點確定作用面積和噴水強度。

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

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對應NFPA中相應表格確定設置場所的噴水強度和作用面積。

1.3.5 其他倉庫

1)3.7 m＜儲物高度≤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中詳細規(guī)定了吊頂噴頭及貨架噴頭的噴水強度、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)（普通溫度等級噴頭）

圖4 噴水強度/堆垛高度

圖5 決策樹

1)冷卻塔。冷卻塔在安裝及維護工作中由于操作不當所引起的冷卻塔燃燒現(xiàn)象時有發(fā)生，為避免損失保險公司要求對冷卻塔進行保護。

滿足以下三種方式之一，冷卻塔可不設置噴淋保護:

a.選用FM認證的冷卻塔。b.相鄰冷卻塔的間距大于12 m。c.當冷卻塔的間距不能滿足12 m時，在每臺冷卻塔之間砌筑耐火時間≥1 h的防火墻，防火墻高度應高于冷卻塔0.91 m，寬度應寬于冷卻塔0.91 m。

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

最小噴水強度:

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

2)潔凈室。保護潔凈室的自動噴水滅火系統(tǒng)的噴水強度為8.2 L/(m2·min)，作用面積≥278.8 m2;GB 要求噴水強度為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，應采用快速響應型噴頭。

1.4 其他事項

1.4.1 消防水池及消防泵房設計

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

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

1.4.2 報警閥組及報警閥組間

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

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

3)GB要求每個報警閥控制噴頭個數(shù)小于800個。NFPA要求輕、中危險等級每個報警閥保護面積≤4 831 m2，嚴重危險等級每個報警閥保護面積≤3 716 m2。

1.4.3 消防泵

NFPA要求，如消防水池為地下式，應采用立式軸流消防泵。

保險公司要求在一級負荷供電的基礎(chǔ)上采用一臺電動泵、一臺柴油泵的配置，通常以電泵為主泵，柴油泵為備用泵。若要求多臺消防水泵，至少1臺應為柴油泵，柴油泵可采用人工加油。GB要求自噴泵如采用一級負荷供電，則無需采用柴油泵。

NFPA要求消防泵采用降壓方式啟動，在消防干管加設電接點壓力傳感器。

消防水泵出水管上應安裝試水閥，試水閥上安裝文丘里流量計，以便對消防泵進行檢測和校核。流量計前、后直管段長度應分別≥5倍和2倍管徑。

1)電動消防泵。NFPA要求消防電泵，水泵Q—H特性曲線相對平滑，流量為額定流量的150%時，揚程應≥額定揚程的65%，零流量時的揚程≤額定揚程的140%。

2)柴油消防泵。柴油消防泵以柴油為動力，燃燒會發(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，需對冷卻水進行減壓，且冷卻水排水須可見。

柴油消防泵由于靠柴油為動力，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≥消防泵額定8 h的消耗量。

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

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

4)穩(wěn)壓泵。穩(wěn)壓泵及其控制柜無需滿足FM認證的要求，但對穩(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補水量)。

補水量的確定:1.9 L/h每100個可拆卸埋地接頭。

2 室外消防管網(wǎng)的設計

2.1 PIV控制閥的設置

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。

保險商要求室外消防環(huán)網(wǎng)上的分段閥門應采用PIV閥，并在室內(nèi)噴淋系統(tǒng)的進戶管及上設置PIV閥，并在兩條進戶管中間的室外消防干管上設置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，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

FM要求對埋地消防管道的彎頭、三通和堵頭等位置設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滿足:

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

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

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于保險商參與下的工程設計的點滴體會和總結(jié)，希望為各位同仁的消防設計提供一些參考，不妥之處望指教。

不同的項目、業(yè)主、保險商會有不同的要求，應結(jié)合具體項目與業(yè)主、保險商及當?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，同時結(jié)合中國規(guī)范，堅持原則性和靈活性相結(jié)合最終達成共識是關(guān)鍵。