保险条款下消防设计的若干特点

刘其杰 侯春源 王 满

(1.世源科技工程有限公司(原中国电子工程设计院)公用设备所，北京 100855;2.北京市消防总队经济技术开发区支队建审法制科，北京 100176)

随着我国加入WTO和改革开放的不断深入，越来越多的外资企业在中国内地投资建厂，其中大部分外资企业都进行消防投保，他们除要执行中国的工程建设程序和规范、标准(以下简称GB)外，还应满足保险商的保险条款，尽管不同保险商的保险条款不尽相同，但基本上都以NFPA(美国国家防火协会——National Fire Protection Association)标准和 FM(美国工厂相互保险组织——Factory mutual Research Corporation)条款为基本要求。

1 自动喷水系统

1.1 是否设置喷淋系统及系统选型

根据GB要求，厂房内下列房间可不设置喷淋保护，如卫生间、空调机房、消防控制室、纯水站、废水站、动力站房、备品备件间、维修车间、消防水泵房、FMCS控制室等。但保险条款通常要求，除GB明确禁止采用水消防的场所外，如变配电室、不间断电源(UPS)室等，均要求设置自动喷水灭火系统。

GB规定系统处于准工作状态时，严禁管道漏水的场所，如设备昂贵的生产区，应采用预作用系统。但保险商仍推荐采用自喷系统。

1.2 设置场所火灾危险等级

设计场所火灾危险等级的确定是消防设计的基础，GB和NFPA对其界定不尽相同，尤其是NFPA定义为特殊危险的场所，应按NFPA的要求进行设计。

1.2.1 GB对设置场所火灾危险等级的划分

1)轻危险级。2)中危险级(包括Ⅰ级和Ⅱ级)。3)严重危险级(包括Ⅰ级Ⅱ级)。4)仓库危险级(包括Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级)。

1.2.2 NFPA对设置场所火灾危险等级的划分

1)轻危险级。2)中危险级(包括Ⅰ级和Ⅱ级)。3)严重危险级(包括Ⅰ级和Ⅱ级)。4)特殊危险场所:包括易燃与可燃液体、气雾剂产品、易燃可燃材料喷雾、溶剂萃取厂、硝酸盐胶片、硝酸纤维素塑料储存、使用化学品的实验室、氧燃料气体系统、乙炔气瓶充装厂、压缩和液化气移动瓶、石油液化气处理和储藏、液化天然气、商业厨房和通风控制、A类高压氧舱、固定运输系统、赛场、冷却塔、码头、洁净室、飞机库、机场候机楼、燃料供应和装货通道、航空发动机试验设施、液态及固态氧化剂储物、有机过氧化物仓库、轻水核电站、高级轻水反应发电站等场所。

1.3 设计基本参数

受篇幅限制，GB对设计基本参数的规定在此不做赘述。

1.3.1 民用和工业厂房

NFPA13规定根据设置场所的危险等级，选取图1对应曲线上的某一点来确定作用面积和喷水强度。

NFPA 13同时规定:

1)面积小于139 m2的轻、中危险级，应采用139 m2对应的喷水强度。面积小于232 m2的严重危险级，应采用232 m2作用面积对应的喷水强度。

图1 作用面积/喷水强度曲线

2)对于没有设置自动喷水灭火系统的建筑物，而仅在易燃封闭空间设置自动喷水灭火系统，系统最小作用面积按279 m2计算。

3)图1仅适用于洒水喷头，不适用于大水滴和ESFR等喷头。

1.3.2 储物高度≤3.7 m的杂货仓库

包括储物高度:≤3.7 m的Ⅰ类～Ⅳ类物品堆垛仓库和货架仓库、≤3.7 m的A类塑料仓库、≤3.7 m的杂货轮胎仓库、≤3.7 m的卷纸仓库、＜3 m的卫生纸仓库、＜1.8 m的闲置木托盘仓库、＜1.2 m的闲置塑料托盘仓库。

具体情况应根据物品分类、储物高度、储物方式、包装材质、托盘材质等信息，确定仓库的危险等级，再通过图1确定作用面积和喷水强度。

1.3.3 堆垛高度＞3.7 m的Ⅰ类～Ⅳ类物品堆垛仓库

此处Ⅰ类～Ⅳ类物品应符合下列要求:

1)堆垛高度≤9.1 m无包装的实体、托盘或箱体堆垛。2)堆垛高度≤4.6 m无包装的搁架堆垛。3)堆垛高度≤4.6 m带包装的实体、托盘、箱体或搁架堆垛。

当采用普通温度等级的喷头时，应根据物品等级，在图2中相应的曲线上选取一点确定作用面积和喷水强度。

图2 堆垛高度6.1 m堆垛仓库的参数（普通温度等级喷头）

当采用高温度等级的喷头时，应根据物品等级，在图3中相应的曲线上选取一点确定作用面积和喷水强度。

依据图2或图3确定喷水强度后，在作用面积不变的情况下，如图4所示，根据堆垛高度对喷水强度进行修正。

1.3.4 堆垛高度≤7.62 m的塑料和橡胶制品堆垛仓库

依据图5对应NFPA中相应表格确定设置场所的喷水强度和作用面积。

1.3.5 其他仓库

1)3.7 m＜储物高度≤7.6 m及＞7.6 m的Ⅰ类～Ⅳ类物品货架仓库。2)1.5 m＜储物高度≤7.6 m及＞7.6 m的塑料货架仓库。3)闲置托盘、橡胶轮胎、棉包及卷筒纸仓库。

NFPA13中详细规定了吊顶喷头及货架喷头的喷水强度、作用面积等参数，受篇幅限制，在此不做赘述。

1.3.6 典型特殊危险场所

图3 堆垛高度6.1 m堆垛仓库的参数（普通温度等级喷头）

图4 喷水强度/堆垛高度

图5 决策树

1)冷却塔。冷却塔在安装及维护工作中由于操作不当所引起的冷却塔燃烧现象时有发生，为避免损失保险公司要求对冷却塔进行保护。

满足以下三种方式之一，冷却塔可不设置喷淋保护:

a.选用FM认证的冷却塔。b.相邻冷却塔的间距大于12 m。c.当冷却塔的间距不能满足12 m时，在每台冷却塔之间砌筑耐火时间≥1 h的防火墙，防火墙高度应高于冷却塔0.91 m，宽度应宽于冷却塔0.91 m。

逆流冷却塔可采用湿式、干式、预作用或雨淋系统，严寒地区优先采用雨淋系统;横流冷却塔应采用雨淋系统。

最小喷水强度:

a.对于使用易燃填料和风扇甲板的逆流冷却塔，应在风扇甲板下安装喷头，喷水强度≥20.4 L/(min·m2)。b.对于使用经认证的填料(除材质为金属或石棉水泥外)和易燃风扇甲板的逆流冷却塔，应在风扇甲板下安装喷淋头，喷水强度≥14.3 L/(min·m2)。c.对于使用金属或石棉水泥材质的填料和易燃风扇甲板的逆流冷却塔，应在风扇甲板下安装喷淋头，喷水强度≥6.1 L/(min·m2)。d.在横流冷却塔风扇甲板下安装的喷头，其喷水强度≥13.5 L/(min·m2)。e.在横流冷却塔填料上部安装的喷头，其喷水强度应为20 L/(min·m2)，末端压力≥0.17 MPa。

2)洁净室。保护洁净室的自动喷水灭火系统的喷水强度为8.2 L/(m2·min)，作用面积≥278.8 m2;GB 要求喷水强度为8 L/(min·m2)，作用面积为 160 m2。

洁净室上部封闭空间的自动喷水灭火系统的参数与洁净房间相同。洁净房间或洁净区域的气流向下，应采用快速响应型喷头。

1.4 其他事项

1.4.1 消防水池及消防泵房设计

消防水池和消防水泵房可采用地上或地下式，但保险商推荐建地上式。如受条件限制必须采用地下泵房时，NFPA要求地下泵房应有大于供水能力150%的重力排水能力，并设置机械通风系统。应考虑地震对水池的影响，不采用顶端敞口的水池。

NFPA要求消防水池注水时间不得大于8 h，消防泵房必须单独设置，并用2 h耐火时间的防火墙将消防主、备泵分开，且消防水泵房内应设置湿式喷淋系统。

1.4.2 报警阀组及报警阀组间

1)报警阀组应安装在该阀组控制的防火区之外，便于操作的区域。

2)报警阀组通常安装在专门的报警阀组间内，阀组间应具有一定的耐火等级，阀组间应直接通向室外，或通向有耐火等级的走廊。报警阀组也可安装在有耐火等级要求的楼梯间内。

3)GB要求每个报警阀控制喷头个数小于800个。NFPA要求轻、中危险等级每个报警阀保护面积≤4 831 m2，严重危险等级每个报警阀保护面积≤3 716 m2。

1.4.3 消防泵

NFPA要求，如消防水池为地下式，应采用立式轴流消防泵。

保险公司要求在一级负荷供电的基础上采用一台电动泵、一台柴油泵的配置，通常以电泵为主泵，柴油泵为备用泵。若要求多台消防水泵，至少1台应为柴油泵，柴油泵可采用人工加油。GB要求自喷泵如采用一级负荷供电，则无需采用柴油泵。

NFPA要求消防泵采用降压方式启动，在消防干管加设电接点压力传感器。

消防水泵出水管上应安装试水阀，试水阀上安装文丘里流量计，以便对消防泵进行检测和校核。流量计前、后直管段长度应分别≥5倍和2倍管径。

1)电动消防泵。NFPA要求消防电泵，水泵Q—H特性曲线相对平滑，流量为额定流量的150%时，扬程应≥额定扬程的65%，零流量时的扬程≤额定扬程的140%。

2)柴油消防泵。柴油消防泵以柴油为动力，燃烧会发热需用水冷却，其冷却水一般取消防泵出水管道的高压消防水，冷却腔最大承受压力为0.42 MPa，需对冷却水进行减压，且冷却水排水须可见。

柴油消防泵由于靠柴油为动力，其出力有可能超过额定功率即发生“飞车”现象，故需在出水管上安装主泄压阀，以降低泵体承受的压力，泄压管道上应安装可视镜，以便观察，或泄压排水可见亦可。

柴油消防泵配套的油罐容积应≥消防泵额定8 h的消耗量。

柴油消防泵应配套提供:冷却水减压阀、主泄压阀、视镜、试水阀、文丘里流量计、日用油箱(附液位传感器和液位计)等。

3)消防泵控制柜。控制柜要求与消防泵成套供应，并应采用经FM认证的产品，控制柜有380/3/50及220/1/50两种，根据消防泵功率大小进行选配。

4)稳压泵。稳压泵及其控制柜无需满足FM认证的要求，但对稳压泵的选型有以下要求:

稳压泵流量要求:1 gpm＜Q＜10 min make up(10 min补水量)。

补水量的确定:1.9 L/h每100个可拆卸埋地接头。

2 室外消防管网的设计

2.1 PIV控制阀的设置

PIV——Post Indicator Valve示位阀，阀体上有开关状态的显示屏，阀体可直接埋地，阀杆高出地面0.9 m。

保险商要求室外消防环网上的分段阀门应采用PIV阀，并在室内喷淋系统的进户管及上设置PIV阀，并在两条进户管中间的室外消防干管上设置PIV阀，以保证在室外消防环网一侧管道出现故障关闭检修时，另外的一侧仍能保证通过全部消防水量。

2.2 室外管道敷设

FM要求对埋地消防管道的弯头、三通和堵头等位置设置钢筋混凝土支墩作为止推支座。具体做法如图6所示。

图6 消防埋地管道止推支座

埋地消防管道覆土深度应满足:

1)存在冰冻危险的地区，管顶位于冻土深度以下1 ft(0.3 m)。

2)不会冰冻的地区，管道覆土深度不应小于2.5 ft(0.8 m)，以避免机械损伤。

3)道路下管道覆土深度至少为3 ft(0.9 m)。

4)铁轨下管道覆土深度至少为4 ft(1.2 m)。

3 结语

本文所述仅为笔者对于保险商参与下的工程设计的点滴体会和总结，希望为各位同仁的消防设计提供一些参考，不妥之处望指教。

不同的项目、业主、保险商会有不同的要求，应结合具体项目与业主、保险商及当地消防主管部门充分协调、沟通，还要查阅有关NFPA，FM条款，同时结合中国规范，坚持原则性和灵活性相结合最终达成共识是关键。