簡介：外商投資國內(nèi)工程項目的自噴系統(tǒng)設計，除應滿足國內(nèi)規(guī)范外，還應兼顧投保公司對工程項目的要求。文中所述工程設計時采用了NFPA等國外標準，以平均噴水強度為計算出發(fā)點進行水力計算，同時增加一些新措施，滿足了工程的要求。關鍵字：消防設計自噴系統(tǒng)水力計算

中圖分類號：TU998.1　　文獻標識碼：B　　文章編號：1009－2455（2003）01－0060－03

　　近幾年外商在華投資項目日益增多，工程設計中對消防系統(tǒng)的要求也越來越高，尤其是當外商將在華投資項目投保于境外的保險公司時，消防設計要求更加嚴格，往往國內(nèi)的項目也采用國外相應的標準和規(guī)范來設計，例如采用美國消防協(xié)會規(guī)范（NFPA）、工廠互惠組織的規(guī)定（FM）及英國的消防法規(guī)（BS）等。在此以一個實際工程為例，淺談一下外商投資項目的設計。

1工程簡介

　　施維雅（天津）制藥工程為一小型制藥企業(yè)，占地38000m^{2，整個廠區(qū)主要包括生產(chǎn)區(qū)、包裝區(qū)、倉庫區(qū)、綜合辦公樓及消防泵房。其中，倉庫區(qū)是全廠火災危險性最大場所。倉庫為貨架倉庫，庫區(qū)面積40m×27m，貨架的貨物堆高為6.8m，倉庫梁底高度為8.5。藥片采用膠囊封裝成一板后用紙盒外包裝分層放置于帶有塑料托盤的貨架上。根據(jù)業(yè)主提供的資料，藥品本身并非易燃品，但大量的外包裝物及放置于倉庫貨架上的塑料托盤、紙制宣傳品屬易燃品。藥品的塑料（PVC）外包裝雖不易燃燒，但一燃燒反而不如紙張、木材容易撲救。根據(jù)以上的分析及參照NFPA13[1]中的相關規(guī)定，將倉庫區(qū)的防護等級定為Ⅲ級（NFPA13中將帶貨架倉庫內(nèi)火災等級分為Ⅰ至Ⅳ級），相當于GB50084－2001[2]中規(guī)定的倉Ⅰ級。}

2自噴系統(tǒng)設計

2.l設計參數(shù)及消防水量的確定　　系統(tǒng)分頂噴和貨架噴淋系統(tǒng)兩個部分，消防水量按頂噴系統(tǒng)中選定作用面積內(nèi)平均噴水強度下用水量（Q_{1）與貨架噴淋系統(tǒng)中上下兩排各7只噴頭同時動作時的水量（Q2）之和，確定倉庫區(qū)最終自噴系統(tǒng)用水量Q（Q=Q1＋Q2）。NFPA13中提供的作用面積與噴水強度關系曲線圖中，圖7－4.2.2.1.1（f）（圖1所示）符合本工程實際情況，現(xiàn)摘錄如下：}

　　圖中曲線C與系統(tǒng)的選型和實際情況最符合，故系統(tǒng)的設計參數(shù)如下：　　頂噴的平均噴水強度：　　q=0.35gpmft^{2=14.262L(min·m2)　　作用面積：　　S=2000ft2=185.8m2　　而且GB50084-2001中，倉Ⅰ級設計參數(shù)為：　　q=12L(min·m2)　　S=200m2}

2.2水力計算　　自動噴水滅火系統(tǒng)中管網(wǎng)水力計算是系統(tǒng)設計的核心。NFPA13規(guī)定，采用海曾-威廉公式（Hazen－Williamsformula）計算管路的沿程損失，而局部阻力損失由NFPA13的表8－4.3.1中將不同管件折算成等量長度的鋼管上的沿程損失。GB50084－200中9.1.3條規(guī)定：系統(tǒng)的設計流量應按最不利點處作用面積內(nèi)噴頭的總流量確定，即。GB50084－2001中的計算方法基本上采用了NFPA的方法，但在計算過程中出發(fā)點略有不同。2.2.1國內(nèi)水力計算方法　　國內(nèi)設計自動噴水滅火系統(tǒng)時，水力計算是按最不利點處噴頭最小壓力不得低于規(guī)范規(guī)定數(shù)值（GB50084－2001）0.05MPa為出發(fā)點計算出相應流量后，一步步反算得出最終結果。以下面水力計算簡圖（圖2）為例，假設火災危險等級為中1危險級，進行計算并加以說明。

　　當A_{1處壓力按p1=0.05MPa確定計算，反算Q1=57L／min。依次類推，A2，B1，B2節(jié)點處壓力和流量值分別為：　　A2（61.2kPa，63L／min）　　B1（59.2kPa，62L／min）　　B2（72.3kPa，69L／min）　　則A1，A2，B1，B24個點組成的保護面積內(nèi)平均噴水強度為：q平均=［（57＋63＋63＋69）／4］／3.6×32）＝5.47＞6.0L／（min·m^{2）×0.85＝5.1L／（min·m2）以上結果滿足GB50084－2001中9.1.4條規(guī)定。若噴頭間距和支管間距均取3.6m，則q平均＝4.84L／min·m2）＜6.0×0.85＝5.1，顯然此時噴頭間距已不滿足規(guī)范對噴水強度的要求?？梢?，在系統(tǒng)選擇了最小壓力進行水力計算后噴頭按正方形布置間距應小于3.6m。2.2.2國外水力計算方法　　按每只噴頭在自身作用面積內(nèi)的噴水強度不小于平均噴水強度為出發(fā)點計算：　　上述例子中1只噴頭保護面積為：　　S1＝3.6m×3.2m＝11.52m2　　則：　　Q1＝q×S1＝6L／（min·m2）×1l.52m2＝69.12L／min　　則反算：p1=（Q1／K)2=（69.12／81）2＝72.82kPa（單位換算成kPa值）　　故4點合圍保護面積內(nèi)的平均噴水強度q平均為：　　q平均=［（65＋75＋74＋80）／4］／（3.6×32）＝6.38＞6.0L／（min·m2）　　從以上計算中可以看出，國內(nèi)計算方法得出的平均噴水強度和國外計算方法得出的平均噴水強度是有差異的。后者（按NFPA13）計算結果，整個系統(tǒng)的要求及消防泵能力高于前者（按GB50084－2001）。以本項目的“統(tǒng)計”數(shù)據(jù)來比較，這種偏差表現(xiàn)在消防泵的能力L，后者揚程大于前者10－15m，流量相差50－70L／min，消防泵能力偏差在20％左右，這將影響消防系統(tǒng)的投資?！　】梢?，按國內(nèi)規(guī)范（GB50084－2001）最不利點噴頭工作壓力0.05MPa進行計算，在滿足規(guī)范要求的前提下，就必須縮小噴頭的水平距離，從而導致作用面積內(nèi)動作噴頭數(shù)增加，以滿足噴水強度的要求。計算結果水泵的能力比用NFPA計算結果小一些。火災初期一般只開放1只或數(shù)只噴頭時，每只噴頭的實際水壓和流量必然超過設計值較多，噴水強度較大，有利于滅火。當作用面積內(nèi)噴頭均動作時，噴頭數(shù)量增加，實際滅火效果不一定能夠達到最佳效果。較大的噴水強度是有效滅火的保證。因此，在自動噴水滅火系統(tǒng)的水力計算中采用最不利點噴頭的噴水強度不應小于作用面積內(nèi)的系統(tǒng)平均噴水強度為計算出發(fā)點，更符合系統(tǒng)運行對噴水強度的要求，實際效果更好。}}

3國內(nèi)外設計的差異

3.1國內(nèi)外規(guī)范在噴水強度上的差　　由于本工程在進行施工圖設計時，國內(nèi)最新版本的規(guī)范為帕動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》（GBJ84－85）[3]，但考慮到新版規(guī)范已經(jīng)頒布實施，故以下敘述均針對GB50084－2001與NFPA13（200版）的比較。　　國外NFPA13中明確規(guī)定作用面積內(nèi)任意1只噴頭的噴水強度不得低于規(guī)范規(guī)定相應系統(tǒng)的平均噴水強度，而國內(nèi)GB50084－2001對輕、中危險級場所設置自動噴水滅火系統(tǒng)時，沒有上述的強制規(guī)定（嚴重危險級與NFPA13一致），其中，第9.1.4條規(guī)定：“最不利點處作用面積內(nèi)任意4只噴頭合圍范圍內(nèi)的平均噴水強度，輕、中危險級不應低于本規(guī)范規(guī)定的85％”，顯然，國內(nèi)規(guī)范允許在一定場合下作用面積內(nèi)平均噴水強度在規(guī)定值下浮15％以內(nèi)，這導致消防系統(tǒng)投資和滅火效果產(chǎn)生差異。

3.2其它規(guī)定及技術上的差異3.2.1管道的防震　　設計中遵循保險公司的要求，采用FM[4]中相關規(guī)定增加了對整個消防系統(tǒng)管道的防震設計。具體包括整個系統(tǒng)的主配水于管（CrossMain）上的管件采用撓性連接管件以及在主配水干管上增加三相和四相管道支撐系統(tǒng)以防止地震時消防管道的縱。橫向位移而導致的消防管道破壞。3.2.2噴頭的選擇　　依據(jù)NFPA13中規(guī)定，頂噴采用高溫噴頭（14℃），使整個系統(tǒng)的噴水強度降下來，相對來說節(jié)省了投資。而未采用早期快速抑制噴頭（ESFR）是考慮到該系統(tǒng)要求的水量較大，使消防系統(tǒng)投資增大。3.2.3壓力監(jiān)測系統(tǒng)　　根據(jù)NFPA20[5]的規(guī)定，消防泵系統(tǒng)的壓力監(jiān)測系統(tǒng)（壓力開關）安裝在泵出口止回間和閘閥之間的管路上，該監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)在壓力開關前先安裝2個上回閥，每個止回網(wǎng)相應的有1個排水管，設置于該系統(tǒng)上的二個止回閥在其閥瓣上開3／32in.（238mm）的小孔后倒裝。具體情況見圖3。但英國的相應規(guī)范中也有以下圖示（圖4）的接法。主測壓管路先安裝1個球閥，再接壓力開關直至排水管路部分，旁路安裝1個止回閥。該系統(tǒng)的最大優(yōu)點是省去了壓力開關儀表的根部球閥，檢修時只要關閉閥a即可，若檢修完畢后忘記了打開閥a，測壓管路內(nèi)的壓力仍能與主系統(tǒng)保持一致，使壓力開關復位。但此時壓力開關已經(jīng)不起作用，與NFPA13中若檢修完畢后忘記打開壓力開關根部球閥的錯誤是一樣致命的。經(jīng)過思考，認為NFPA20中的接法更合理，這里不再敘述。

　　綜上所述，自動噴水滅火系統(tǒng)的設計計算和系統(tǒng)中采取的措施，國內(nèi)外規(guī)范有一定差異，在外資投資項目中，應注意這些差異，使設計合理完善。

參考文獻：

　　[1]NFPA13（2001版）.水噴淋系統(tǒng)安裝規(guī)范［S］.　　[2]GB50084－2001自動噴水火火系統(tǒng)設計規(guī)范［S］　　[3]GBJ84－85自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范[S］.　　[4]FM手冊（1998版）.水消防系統(tǒng)防震設計現(xiàn)程［S］.　　[5]NFPA20（1999版）.固定式消防泵安裝規(guī)范［S］.

　　作者簡介：王峰（1976－），男，安徽巢湖人，工程師，美國福陸工程公司，電話（021）62351066－750。