外資工廠的噴淋消防給水設計方案
作者：胡金 (中國石化集團上海工程有限公司，上海 200120)
供稿單位：北京文儀通科技發展有限公司
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發布時間：2008-7-24
應用領域：
摘要：天津華立達改建項目為國外投保工程的噴淋消防設計。需要通過“工廠互助研究公司”(FM)審查，結合該項目的設計，介紹了FM要求與我國的有關國家標準在噴淋設計的給水水量、水壓、泵房及水池、管路的設計計算以及噴頭設計方面的異同。
關鍵詞：高架倉庫； 自動噴淋；消防；噴頭
中圖分類號：TU998.1 文獻標識碼：B 文章編號：1009—2455(2004)01—0062—03
國內的外資工廠往往投保于國外的保險公司，其要求工廠的消防設計要滿足國外保險公司的要求，即要求工程需通過“工廠互助研究公司”(FM)的審查。這類工程設計有著一些特殊性。在此以天津某改建項目的消防設計為例，介紹國外投保工程消防設計中需注意的問題，以及與我國標準的不同之處。
1 消防設計的范圍
該項目中有一座高7.5m、貨架高4.5m的可燃物品倉庫；一座高3.5m的冷庫。根據《建筑設計防火規范》第8.7.1條“可燃、難燃物品的高架庫房(貨架高度超過7m的機械化操作或自動化控制的貨架庫房)和高層庫房(冷庫、高層卷煙成品庫房除外)應設置閉式自動噴水滅火系統”，該倉庫及冷庫不在此范圍內，是不需設噴淋的，但FM要求所有的可燃物品倉庫設噴淋。為此在最終的施工圖設計中，倉庫及冷庫中設置了濕式自動噴淋滅火系統。
2 噴淋消防水量
該項目中國標GB50084-2001及FM要求的系統設計參數見表1。
從以上的比較可看出，FM對噴淋設置場所的要求較高，而對噴淋強度及所需水量的要求比國際略低。當然此內容設計還是以國標為準，以滿足國內的消防驗收。
3 泵房及水池的設計
FM認為消防泵房及水池是整個消防系統的心臟，為了減少被淹的可能性，強烈建議泵房和水池設在地上，或采用立式渦輪消防泵放在地下水池上，或在門口處設置最小500mm高度的臺階以減少少泵房進水的可能性。
另外，FM對消防泵的流量及水池的大小也有要求，該項目中當設貨架內噴頭時，噴淋泵最小要求57L／s，水池最小有效容積為300m3；當采用快速響應早期抑制噴頭時，噴淋泵最小要求76L/s水池最小有效容積430m。
FM對于噴淋消防泵及管路系統也有一些有別于國內的有關要求，主要有如下幾點：
①要求提供檢測水泵的試驗裝置。試驗裝置設在離開水泵出水管的旁通T型管路上，通過一個經FM認證的流量計回流至消防水池，放水管的位置應盡量遠離泵的吸水管。流量計應能夠檢測相當于水泵額定容量175％的流量。
②噴淋消防泵要求設計成靠系統壓降自動啟動，但只能手動停止。目前國內設計的噴淋泵主要是通過報警閥啟動。FM認為通過報警閥啟動噴淋泵的啟動方式是不可靠的。
③地下泵房的排水集水井內除設自動啟閉的排污泵外，還需要設高水位報警器，報警信號需要送至控制中心或警衛室。
4 噴淋系統的設計
4.1 冷庫的自動噴淋系統的設計
冷庫內的自動噴淋滅火系統一般設計為干式系統。但干式系統有一個固有的缺陷，即系統開始噴水的時間將因排氣充水過程而產生滯后，因此削弱了系統的滅火能力。該項目中，經FM技術人員推薦，將冷庫的噴淋系統設計成濕式系統，并作為整個倉庫濕式噴淋系統的一部分。噴淋管在進入冷庫前設一個閥門，閥門后的管道內平時充滿防凍液以避免管內充水結冰，管道及閥門布置見圖1。
4.2 FM對噴淋管路的要求
①所有交叉平接的干管的端頭上均應安裝快接式管配件。管端頭口徑不得小于50mm。
②對于一只報警閥只控制一個防火分區的噴淋系統，FM認為在水流指示器前不應設控制閥(在國內設計中，一般在每個防火分區的噴淋干管上設一只水流指示器和一只信號閥)。FM認為許多火災損失嚴重是由于噴淋系統閥門部分關閉所造成，且該閥門不易檢查或維修。
③根據FM標準要求，在管路系統中應設計抗震活動支架。
④根據FM Global標準，噴淋系統水壓試驗應該在13.8 bar的壓力條件下持續2h。(國標要求“當系統設計工作壓力等于或小于1.0MPa時，試驗壓力應為設計工作壓力的1.50倍，并不應低于1.4MPa。噴淋系統水壓試驗應該在達到試驗壓力條件下持續30min。”)
5 快速響應早期抑制噴頭在工程中的應用
快速響應早期抑制噴頭在 FM Global標準中稱為壓制型噴頭。FM認證的壓制型噴頭的K系數范圍從200到360，噴嘴的朝向有朝向上的也有朝向下的。K系數為200的下垂式噴頭是最早出現的壓制型噴頭，也是應用范圍最廣的一種壓制型噴頭。
5.1 噴頭的動作溫度
FM認證的壓制型噴頭的動作溫度范圍是從普通級到中溫級。普通溫度型的壓制型噴頭用于環境溫度不超過38cC的任何地方，如果環境溫度持續或間歇超過38Y，那么應該選擇中溫型噴頭(79-107℃)。壓制型噴頭不能用在環境溫度會超過66Y的場所。
5.2 系統的類型
壓制型噴頭只能用于濕式噴淋系統。壓制型噴頭不能用于干式系統或預作用系統，因為干式系統或預作用系統均會遲滯噴頭動作或噴水，并可能最終導致壓制作用的失敗。
5.3 噴頭與頂板間距
噴頭與頂板的相對位置是影響噴頭動作速度的主要因素。如果易熔元件太靠近頂板，初始階段火焰產生的熱氣會在噴頭下流動，從而延誤了噴頭的動作。如果易熔元件離頂板太遠，初始階段火焰產生的熱氣會在頭上流動，同樣會延誤噴頭的動作。對壓制型噴頭的濺水盤與頂板的距離，FM要求不應小于127mm和不應大于356mm，國標要求直立型的不小于100mm和不大于150mm，對下垂型的不小于150mm和不大于360mm。
5.4 噴頭與障礙物的距離
壓制型噴頭的有效動作要求能以大流量和高動能的水直接到達著火的貨物。障礙物會干擾噴頭的布水形狀并顯著地減低噴頭出水向下的動能及穿透火焰卷流的能力，從而導致無法壓制火勢。為了達到這個要求，噴頭的位置應使漸水盤到障礙物的垂直及水平距離應與圖2一致。
對于屋頂處不能滿足圖2要求且寬度小于305mm的障礙物，可在保障物的兩測各布置一個噴頭，當建筑物高度小于9.75m時，噴頭到障礙物的最近水平距離小于1.83m；當建筑物高度大于9.75 m小于13.71 m時，噴頭到障礙物的最近水平距離小于1.52m。噴頭到貨物的頂部之間應保持最小914mm高的空間。
5.5 噴頭下面的障礙物與噴頭濺水盤距離
噴頭下面的障礙物與噴頭濺水盤間的距離要求如下：
①寬度大于19mm且小于51 mm時，噴頭的濺水盤離障礙物的水平距離至少為305mm，或障礙物應低于濺水盤至少610mm。
②寬度大于51 mm且小于305mm時，噴頭的濺水盤離障礙物的水平距離至少為305mm。由于壓制型噴頭流量大，噴淋管道干管直徑必須大于51 mm，故在直立式壓制型噴頭系統中的噴頭安裝不能采用圖3中的型式A，而必須采用型式B。
③寬度大于305 mm且小于610mm時，噴頭的濺水盤離障礙物的水平距離至少為610mm。
④寬度大于610mm時，如果障礙物是連續的、扁平，則在障礙物下安裝一排噴頭；如果障礙物是連續的，但不是扁平的，則在障礙物下安裝一層扁平的擋板，擋板寬度不小于障礙物寬度，再在擋板下安裝一排噴頭。
5.6 噴頭間距
壓制型噴頭的間距不應小于2.4m。當建筑物高度小于9.75m時，噴頭水平間距小于3.66m；當建筑物高度大于9.75m小于13.71m時，噴頭水平間距小于3.05 m。噴頭的保護面積最小為6m2，最大為9.3m2。
6 其他需要注意問題
6.1 設備認證問題
FM要求系統內的泵、控制閥、報警閥、噴淋頭均是FM認證過的。目前國內消防泵都沒有通過FM認證，通過FM認證的消防泵均為進口產品噴淋頭、控制閥、報警閥的情況與泵類似，國內只有少數幾家的某些系列的產品通過FM認證。
6.2 消防泵的揚程問題
由于FMGlobal標準對噴頭及管路的安裝有詳細要求，這將影響到整個噴淋系統的的管路水頭損失，特別是采用快速響應噴頭的系統(FM對快速響應噴頭的安裝有自己的標準，本文不作詳述），建議設計人員在設計水泵揚程時多考慮一些不利于素，最好在根據FM要求布置好管路、噴頭的情況下進行水泵揚程計算，并考慮一定余量。對于采用快速響應噴頭的系統，水泵的揚程最好不要小于0.80MPa。天津某改建項目中，在倉庫中原采用快速響應噴頭，管路系統按照國標《自動噴水滅水系統設計規范》的要求設計，并以此基礎計算得水泵揚程50m，之后管道按FM要求調整，并重新計算水泵揚程，發現不夠，不得已將快速響應噴頭系統改為屋頂普通噴頭加貨架內噴頭的系統。
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作者簡介：胡金(1970—)，男，上海人，大學本科，工學學士，電話(021)62807602。
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