外资工厂的喷淋消防给水设计

胡金
(中国石化集团上海工程有限公司，上海 200120)

　　摘要：天津华立达改建项目为国外投保工程的喷淋消防设计。需要通过“工厂互助研究公司”(FM)审查，结合该项目的设计，介绍了FM要求与我国的有关国家标准在喷淋设计的给水水量、水压、泵房及水池、管路的设计计算以及喷头设计方面的异同。
　　关键词：高架仓库； 自动喷淋；消防；喷头
　　中图分类号：TU998.1　　 文献标识码：B　　 文章编号：1009—2455(2004)01—0062—03

　　国内的外资工厂往往投保于国外的保险公司，其要求工厂的消防设计要满足国外保险公司的要求，即要求工程需通过“工厂互助研究公司”(FM)的审查。这类工程设计有着一些特殊性。在此以天津某改建项目的消防设计为例，介绍国外投保工程消防设计中需注意的问题，以及与我国标准的不同之处。

1 消防设计的范围

　　该项目中有一座高7.5m、货架高4.5m的可燃物品仓库；一座高3.5m的冷库。根据《建筑设计防火规范》第8.7.1条“可燃、难燃物品的高架库房(货架高度超过7m的机械化操作或自动化控制的货架库房)和高层库房(冷库、高层卷烟成品库房除外)应设置闭式自动喷水灭火系统”，该仓库及冷库不在此范围内，是不需设喷淋的，但FM要求所有的可燃物品仓库设喷淋。为此在最终的施工图设计中，仓库及冷库中设置了湿式自动喷淋灭火系统。

2 喷淋消防水量

　　该项目中国标GB50084-2001及FM要求的系统设计参数见表1。

表1 国标GB50084-2001及FM要求的设计参数

　　仓库内货品最大堆积高度大于4.5m，在仓库喷淋设计时设货架内喷头，根据国标GB50084-2001，消防水量应根据表1计算水量外增加4个喷头的水量，而FM要求增加8个喷头的水量。
　　当仓库采用快速响应早期抑制喷头时的设计参数比较见表2。

表2 快速响应早期抑制喷头及FM参数比较

　　从以上的比较可看出，FM对喷淋设置场所的要求较高，而对喷淋强度及所需水量的要求比国际略低。当然此内容设计还是以国标为准，以满足国内的消防验收。

3 泵房及水池的设计

　　FM认为消防泵房及水池是整个消防系统的心脏，为了减少被淹的可能性，强烈建议泵房和水池设在地上，或采用立式涡轮消防泵放在地下水池上，或在门口处设置最小500mm高度的台阶以减少少泵房进水的可能性。
　　另外，FM对消防泵的流量及水池的大小也有要求，该项目中当设货架内喷头时，喷淋泵最小要求57L／s，水池最小有效容积为300m3；当采用快速响应早期抑制喷头时，喷淋泵最小要求76L/s水池最小有效容积430m。
　　FM对于喷淋消防泵及管路系统也有一些有别于国内的有关要求，主要有如下几点：
　　①要求提供检测水泵的试验装置。试验装置设在离开水泵出水管的旁通T型管路上，通过一个经FM认证的流量计回流至消防水池，放水管的位置应尽量远离泵的吸水管。流量计应能够检测相当于水泵额定容量175％的流量。
　　②喷淋消防泵要求设计成靠系统压降自动启动，但只能手动停止。目前国内设计的喷淋泵主要是通过报警阀启动。FM认为通过报警阀启动喷淋泵的启动方式是不可靠的。
　　③地下泵房的排水集水井内除设自动启闭的排污泵外，还需要设高水位报警器，报警信号需要送至控制中心或警卫室。

4 喷淋系统的设计

4.1 冷库的自动喷淋系统的设计
　　冷库内的自动喷淋灭火系统一般设计为干式系统。但干式系统有一个固有的缺陷，即系统开始喷水的时间将因排气充水过程而产生滞后，因此削弱了系统的灭火能力。该项目中，经FM技术人员推荐，将冷库的喷淋系统设计成湿式系统，并作为整个仓库湿式喷淋系统的一部分。喷淋管在进入冷库前设一个阀门，阀门后的管道内平时充满防冻液以避免管内充水结冰，管道及阀门布置见图1。

4.2 FM对喷淋管路的要求
　　①所有交叉平接的干管的端头上均应安装快接式管配件。管端头口径不得小于50mm。
　　②对于一只报警阀只控制一个防火分区的喷淋系统，FM认为在水流指示器前不应设控制阀(在国内设计中，一般在每个防火分区的喷淋干管上设一只水流指示器和一只信号阀)。FM认为许多火灾损失严重是由于喷淋系统阀门部分关闭所造成，且该阀门不易检查或维修。
　　③根据FM标准要求，在管路系统中应设计抗震活动支架。
　　④根据FM Global标准，喷淋系统水压试验应该在13.8 bar的压力条件下持续2h。(国标要求“当系统设计工作压力等于或小于1.0MPa时，试验压力应为设计工作压力的1.50倍，并不应低于1.4MPa。喷淋系统水压试验应该在达到试验压力条件下持续30min。”)

5 快速响应早期抑制喷头在工程中的应用

　　快速响应早期抑制喷头在 FM Global标准中称为压制型喷头。FM认证的压制型喷头的K系数范围从200到360，喷嘴的朝向有朝向上的也有朝向下的。K系数为200的下垂式喷头是最早出现的压制型喷头，也是应用范围最广的一种压制型喷头。
5.1 喷头的动作温度
　　FM认证的压制型喷头的动作温度范围是从普通级到中温级。普通温度型的压制型喷头用于环境温度不超过38cC的任何地方，如果环境温度持续或间歇超过38Y，那么应该选择中温型喷头(79-107℃)。压制型喷头不能用在环境温度会超过66Y的场所。
5.2 系统的类型
　　压制型喷头只能用于湿式喷淋系统。压制型喷头不能用于干式系统或预作用系统，因为干式系统或预作用系统均会迟滞喷头动作或喷水，并可能最终导致压制作用的失败。
5.3 喷头与顶板间距
　　喷头与顶板的相对位置是影响喷头动作速度的主要因素。如果易熔元件太靠近顶板，初始阶段火焰产生的热气会在喷头下流动，从而延误了喷头的动作。如果易熔元件离顶板太远，初始阶段火焰产生的热气会在头上流动，同样会延误喷头的动作。对压制型喷头的溅水盘与顶板的距离，FM要求不应小于127mm和不应大于356mm，国标要求直立型的不小于100mm和不大于150mm，对下垂型的不小于150mm和不大于360mm。
5.4 喷头与障碍物的距离
　　压制型喷头的有效动作要求能以大流量和高动能的水直接到达着火的货物。障碍物会干扰喷头的布水形状并显著地减低喷头出水向下的动能及穿透火焰卷流的能力，从而导致无法压制火势。为了达到这个要求，喷头的位置应使渐水盘到障碍物的垂直及水平距离应与图2一致。

　　对于屋顶处不能满足图2要求且宽度小于305mm的障碍物，可在保障物的两测各布置一个喷头，当建筑物高度小于9.75m时，喷头到障碍物的最近水平距离小于1.83m；当建筑物高度大于9.75 m小于13.71 m时，喷头到障碍物的最近水平距离小于1.52m。喷头到货物的顶部之间应保持最小914mm高的空间。
5.5 喷头下面的障碍物与喷头溅水盘距离
　　喷头下面的障碍物与喷头溅水盘间的距离要求如下：
　　①宽度大于19mm且小于51 mm时，喷头的溅水盘离障碍物的水平距离至少为305mm，或障碍物应低于溅水盘至少610mm。
　　②宽度大于51 mm且小于305mm时，喷头的溅水盘离障碍物的水平距离至少为305mm。由于压制型喷头流量大，喷淋管道干管直径必须大于51 mm，故在直立式压制型喷头系统中的喷头安装不能采用图3中的型式A，而必须采用型式B。

　　③宽度大于305 mm且小于610mm时，喷头的溅水盘离障碍物的水平距离至少为610mm。
　　④宽度大于610mm时，如果障碍物是连续的、扁平，则在障碍物下安装一排喷头；如果障碍物是连续的，但不是扁平的，则在障碍物下安装一层扁平的挡板，挡板宽度不小于障碍物宽度，再在挡板下安装一排喷头。
5.6 喷头间距
　　压制型喷头的间距不应小于2.4m。当建筑物高度小于9.75m时，喷头水平间距小于3.66m；当建筑物高度大于9.75m小于13.71m时，喷头水平间距小于3.05 m。喷头的保护面积最小为6m²，最大为9.3m²。

6 其他需要注意问题

6.1 设备认证问题
　　FM要求系统内的泵、控制阀、报警阀、喷淋头均是FM认证过的。目前国内消防泵都没有通过FM认证，通过FM认证的消防泵均为进口产品喷淋头、控制阀、报警阀的情况与泵类似，国内只有少数几家的某些系列的产品通过FM认证。
6.2 消防泵的扬程问题
　　由于FMGlobal标准对喷头及管路的安装有详细要求，这将影响到整个喷淋系统的的管路水头损失，特别是采用快速响应喷头的系统(FM对快速响应喷头的安装有自己的标准，本文不作详述），建议设计人员在设计水泵扬程时多考虑一些不利于素，最好在根据FM要求布置好管路、喷头的情况下进行水泵扬程计算，并考虑一定余量。对于采用快速响应喷头的系统，水泵的扬程最好不要小于0.80MPa。天津某改建项目中，在仓库中原采用快速响应喷头，管路系统按照国标《自动喷水灭水系统设计规范》的要求设计，并以此基础计算得水泵扬程50m，之后管道按FM要求调整，并重新计算水泵扬程，发现不够，不得已将快速响应喷头系统改为屋顶普通喷头加货架内喷头的系统。

作者简介：胡金(1970—)，男，上海人，大学本科，工学学士，电话(021)62807602。