基于NFPA標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)標(biāo)的消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)比研究

陳正清

（中國(guó)電建集團(tuán)福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，福州 350003）

1 引言

在實(shí)施涉外工程的過(guò)程中，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一直是困擾總包方和設(shè)計(jì)院的一個(gè)比較突出問(wèn)題。美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)（NFPA）標(biāo)準(zhǔn)在涉外工程中被廣泛采用，通過(guò)國(guó)標(biāo)與NFPA國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)比較研究，對(duì)掌握和應(yīng)用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化消防設(shè)計(jì)方案，提高國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率都是十分必要的。本文主要將NFPA 14 Standard for the Installation of Standpipe and Hose Systems、NFPA 1 Fire code與GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2018年版)、GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行比較，分析并闡述中美標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的異同點(diǎn)。

2 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

NFPA 14標(biāo)準(zhǔn)將室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分為全自動(dòng)干式系統(tǒng)、全自動(dòng)濕式系統(tǒng)、半自動(dòng)干式系統(tǒng)、手動(dòng)干式系統(tǒng)、手動(dòng)濕式系統(tǒng)及組合系統(tǒng)6類系統(tǒng)。GB 50974對(duì)消火栓系統(tǒng)僅劃分為濕式消火栓系統(tǒng)和干式消火栓系統(tǒng)兩種。

2.1 室內(nèi)消火栓的類型

NFPA 14標(biāo)準(zhǔn)將室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分為3個(gè)類型。

I級(jí)系統(tǒng)：I級(jí)立管系統(tǒng)應(yīng)提供DN65 mm栓口，供專職消防人員和經(jīng)過(guò)大流量消防供水培訓(xùn)的人員使用。II級(jí)系統(tǒng)：II級(jí)立管系統(tǒng)應(yīng)提供DN40 mm消火栓供經(jīng)過(guò)培訓(xùn)過(guò)的人員使用或?yàn)橄啦块T提供初期火災(zāi)使用。經(jīng)消防機(jī)構(gòu)認(rèn)可，在輕危險(xiǎn)級(jí)可以用DN25 mm的消防軟管卷盤替代。III級(jí)系統(tǒng)：可認(rèn)為同時(shí)包含I級(jí)系統(tǒng)和II級(jí)系統(tǒng)的消火栓系統(tǒng)，如果建筑內(nèi)設(shè)有自動(dòng)水滅火系統(tǒng)，經(jīng)消防機(jī)構(gòu)認(rèn)可，則可不安裝DN40 mm栓口及消火栓箱，但每個(gè)DN65 mm栓口應(yīng)配備帶有栓帽的DN40 mm栓口。

NFPA消火栓規(guī)格：DN65 mm水帶長(zhǎng)L=30.5 m或45.7 m，水槍口徑一般為28.6 mm。

2.2 室內(nèi)消火栓的設(shè)置場(chǎng)所及設(shè)計(jì)流量

NFPA標(biāo)準(zhǔn)將消火栓系統(tǒng)分為I級(jí)系統(tǒng)、II級(jí)系統(tǒng)、III級(jí)系統(tǒng)，再根據(jù)建筑類型及規(guī)模，規(guī)定不同等級(jí)消火栓系統(tǒng)的適用場(chǎng)所及流量要求，詳見表1。國(guó)標(biāo)首先根據(jù)建筑類型及規(guī)模，按GB 50016要求設(shè)置室內(nèi)消火栓，再根據(jù)GB 50974選擇室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量。

表1 室內(nèi)消火栓設(shè)置場(chǎng)所及設(shè)計(jì)流量

2.3 室內(nèi)消火栓的布置

NFPA 14標(biāo)準(zhǔn)和GB 50974都對(duì)室內(nèi)消火栓的布置進(jìn)行了規(guī)定，但側(cè)重點(diǎn)不同。NFPA標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)安全疏散的要求規(guī)定了室內(nèi)消火栓的設(shè)置位置和布置間距。

1）I級(jí)系統(tǒng)：（1）主樓層的樓梯出口處；（2）相鄰水平安全出口的墻兩側(cè)；（3）商場(chǎng)出入口；（4）通往屋頂?shù)臉翘莸淖罡咂脚_(tái)，以及坡度小于33.3%的屋頂。

未設(shè)自噴系統(tǒng)的樓層，消火栓的最大間距應(yīng)不超過(guò)45.7 m；設(shè)有自噴系統(tǒng)的樓層，消火栓的最大間距應(yīng)不超過(guò)61 m。

2）II級(jí)系統(tǒng)：建筑物內(nèi)每一樓層的任何部位到消火栓（DN40 mm）的距離不能超過(guò)39.7 m，到消防軟管卷盤（DN25 mm）的距離不超過(guò)36.6 m。

3）III級(jí)系統(tǒng)：綜合I級(jí)系統(tǒng)和II級(jí)系統(tǒng)的安裝要求，安裝間距不受II級(jí)系統(tǒng)限制。

國(guó)標(biāo)規(guī)定了建筑物、消防電梯、屋頂停機(jī)坪等重要區(qū)域消火栓的設(shè)置要求。室內(nèi)消火栓宜按直線距離計(jì)算其布置間距，消火栓按2支消防水槍的2股充實(shí)水柱布置的建筑物，消火栓的布置間距應(yīng)不大于30 m；消火栓按1支消防水槍的1股充實(shí)水柱布置的建筑物，消火栓的布置間距應(yīng)不大于50 m。

2.4 管材及連接方式

NFPA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定消防管道管材可采用鑄鐵管、焊接鋼管、無(wú)縫鋼管、銅管，管材標(biāo)準(zhǔn)采用AWWA和ANSI標(biāo)準(zhǔn)；國(guó)標(biāo)規(guī)定了不同的壓力標(biāo)準(zhǔn)下采用的管材，管材采用鋼管和無(wú)縫鋼管。

NFPA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定消防管道的連接方式在滿足限制條件和安裝說(shuō)明的基礎(chǔ)上，可采用法蘭連接、焊接、溝槽連接。采用焊接或溝槽鋼管當(dāng)壓力大于2.07 MPa時(shí)，DN150 mm鋼管最小壁厚為3.40 mm，DN200 mm及DN250 mm鋼管最小壁厚為4.78 mm。國(guó)標(biāo)規(guī)定架空管道的連接方式采用溝槽連接、螺紋連接、法蘭連接、卡壓等方式，不宜采用焊接連接。

2.5 管道系統(tǒng)工作壓力

NFPA標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)均要求系統(tǒng)工作壓力不應(yīng)超過(guò)2.4 MPa。NFPA標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)對(duì)不同口徑栓口壓力做出規(guī)定，如表2所示。國(guó)標(biāo)規(guī)定消火栓栓口動(dòng)壓應(yīng)不大于0.50 MPa，當(dāng)消火

表2 不同口徑栓口壓力匯總表

栓栓口處?kù)o壓大于1.0 MPa時(shí)應(yīng)進(jìn)行分區(qū)供水。

2.6 水泵接合器

NFPA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定I級(jí)系統(tǒng)或III級(jí)系統(tǒng)的每個(gè)區(qū)域應(yīng)安裝一個(gè)或多個(gè)水泵接合器；高層建筑的每個(gè)區(qū)域應(yīng)至少安裝兩個(gè)遠(yuǎn)端固定式水泵接合器。消防水泵接合器尺寸需滿足立管系統(tǒng)要求，每個(gè)DN65 mm接口進(jìn)水流量為946 L/min。水泵接合器與系統(tǒng)間不安裝隔離閥，在每個(gè)水泵接合器處安裝合格列表的止回閥，水泵接合器距最近消火栓距離不超過(guò)30.5 m。

GB 50974第5.4節(jié)規(guī)定了消防水泵接合器的設(shè)置場(chǎng)所，消防水泵接合器的給水流量為每個(gè)10～15 L/s，每種水滅火系統(tǒng)的消防水泵接合器設(shè)置的數(shù)量按系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量經(jīng)計(jì)算確定。

3 室外消火栓系統(tǒng)

NFPA 24標(biāo)準(zhǔn)將室外消火栓按有無(wú)冰凍風(fēng)險(xiǎn)分為干式消火栓和濕式消火栓兩種，與國(guó)標(biāo)相同。NFPA 24標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)消火栓在栓口處余壓為0.14 MPa下的額定流量，將室外消火栓共劃分為4個(gè)等級(jí)，并建議消火栓栓口涂色以便于辨識(shí)，見表3。

表3 NFPA標(biāo)準(zhǔn)室外消火栓等級(jí)

1）室外消火栓的布置。NFPA24標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定室外消火栓系統(tǒng)給水干管管徑應(yīng)不小于150 mm。室外消火栓距建筑物外墻距離應(yīng)不小于12 m且宜靠近路邊，但在裝置較多的工廠內(nèi)，距離要求可酌情放寬。室外消火栓距消防車道路邊的距離應(yīng)不大于3.7 m且規(guī)定室外消火栓應(yīng)盡可能設(shè)置在方便使用的地方。對(duì)于建筑單體，消火栓距離被保護(hù)的建筑單體不應(yīng)超過(guò)76 m，兩個(gè)消火栓之前的最大間距應(yīng)不超過(guò)152 m，并應(yīng)配置室外消火栓箱及附件。

2）室外消火栓壓力及流量要求。NFPA 24標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，單個(gè)室外消火栓栓口處的剩余壓力應(yīng)不低于0.14 MPa，以滿足消防車取水要求。國(guó)標(biāo)參照了國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定設(shè)有市政消火栓的給水管網(wǎng)平時(shí)運(yùn)行工作壓力不應(yīng)小于0.14 MPa，且供水壓力從地面算起應(yīng)不小于0.10 MPa。

對(duì)于流量，NFPA 24標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定單個(gè)消火栓用水量應(yīng)大于946 L/min，消火栓總用水量應(yīng)根據(jù)保護(hù)對(duì)象類型確定。國(guó)標(biāo)規(guī)定每個(gè)室外消火栓的出流量宜按10～15 L/s計(jì)算，室外消防一次用水量根據(jù)建筑類型和建筑體積確定。

3）室外消火栓隔斷閥。NFPA 24標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定消防水管道應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)置隔斷閥，兩個(gè)隔斷閥之間的消火栓數(shù)量應(yīng)不超過(guò)6個(gè)。隔斷閥應(yīng)設(shè)在：主管道十字交匯處的每一個(gè)支管上；建筑基礎(chǔ)外的主管或分區(qū)主管道上；每個(gè)室外消火栓均應(yīng)配有獨(dú)立的檢修閥。GB 50974規(guī)定消防給水管道應(yīng)采用閥門分成若干獨(dú)立段，每段內(nèi)室外消火栓的數(shù)量不宜超過(guò)5個(gè)，國(guó)標(biāo)要求更為嚴(yán)格。

4）管材。NFPA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定埋地消防管道可采用球墨鑄鐵管、混凝土管、塑料聚乙烯管、銅管等，如果不符合AWWA標(biāo)準(zhǔn)的防腐要求，埋地消防管道不得采用鋼管。國(guó)標(biāo)規(guī)定埋地管道宜采用球墨鑄鐵管或鋼絲網(wǎng)骨架塑料復(fù)合管，以及加強(qiáng)防腐的鋼管等管材。同時(shí)對(duì)不同系統(tǒng)工作壓力下，推薦采用的管材做出規(guī)定。

5）水壓試驗(yàn)。NFPA 24規(guī)定所有的管道和附屬物進(jìn)行靜水力試驗(yàn)，應(yīng)采用1.38 MPa或超過(guò)系統(tǒng)工作壓力0.35 MPa，取兩者大值，這種壓力維持在±35 kPa共2 h；GB 50974針對(duì)各種管材的試驗(yàn)壓力有分類規(guī)定。

4 結(jié)語(yǔ)

NFPA標(biāo)準(zhǔn)作為涉外工程的通用標(biāo)準(zhǔn)，目前已被大部分國(guó)家消防監(jiān)管部門接受。對(duì)于規(guī)范的全面理解認(rèn)識(shí)需要廣大工程技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際仔細(xì)研讀，努力學(xué)習(xí)國(guó)際通行的規(guī)范，加強(qiáng)與國(guó)外設(shè)計(jì)咨詢企業(yè)的合作，不斷提升行業(yè)水平和競(jìng)爭(zhēng)力。