保險條款下消防設計的若干特點

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.北京市消防總隊經濟技術開發區支隊建審法制科，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在中國內地投資建廠，其中大部分外資企業都進行消防投保，他們除要執行中國的工程建設程序和規范、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

1.1 是否設置噴淋系統及系統選型

根據GB要求，廠房內下列房間可不設置噴淋保護，如衛生間、空調機房、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。

GB規定系統處于準工作狀態時，嚴禁管道漏水的場所，如設備昂貴的生產區，應采用預作用系統。但保險商仍推薦采用自噴系統。

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，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、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、商業廚房和通風控制、A類高壓氧艙、固定運輸系統、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、航空發動機試驗設施、液態及固態氧化劑儲物、有機過氧化物倉庫、輕水核電站、高級輕水反應發電站等場所。

1.3 設計基本參數

受篇幅限制，GB對設計基本參數的規定在此不做贅述。

1.3.1 民用和工業廠房

NFPA13規定根據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的建筑物，而僅在易燃封閉空間設置自動噴水滅火系統，系統最小作用面積按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。

具體情況應根據物品分類、儲物高度、儲物方式、包裝材質、托盤材質等信息，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（普通溫度等級噴頭）

當采用高溫度等級的噴頭時，應根據物品等級，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中詳細規定了吊頂噴頭及貨架噴頭的噴水強度、作用面積等參數，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（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象時有發生，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，嚴寒地區優先采用雨淋系統;橫流冷卻塔應采用雨淋系統。

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.對于使用經認證的填料(除材質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的參數與潔凈房間相同。潔凈房間或潔凈區域的氣流向下，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。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，且消防水泵房內應設置濕式噴淋系統。

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之外，便于操作的區域。

2)報警閥組通常安裝在專門的報警閥組間內，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。

3)GB要求每個報警閥控制噴頭個數小于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生“飛車”現象，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FM認證的產品，控制柜有380/3/50及220/1/50兩種，根據消防泵功率大小進行選配。

4)穩壓泵。穩壓泵及其控制柜無需滿足FM認證的要求，但對穩壓泵的選型有以下要求:

穩壓泵流量要求: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，閥體上有開關狀態的顯示屏，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網上的分段閥門應采用PIV閥，并在室內噴淋系統的進戶管及上設置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網一側管道出現故障關閉檢修時，另外的一側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，管頂位于凍土深度以下1 ft(0.3 m)。

2)不會冰凍的地區，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，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、業主、保險商會有不同的要求，應結合具體項目與業主、保險商及當地消防主管部門充分協調、溝通，還要查閱有關NFPA，FM條款，同時結合中國規范，堅持原則性和靈活性相結合最終達成共識是關鍵。