巴西工程消防設(shè)計(jì)中消火栓參數(shù)設(shè)置初析

秦江江，王洲亞，董衛(wèi)紅

1 工程概述

巴西某風(fēng)電葉片廠（簡(jiǎn)稱“巴西項(xiàng)目”）主要火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所包括生產(chǎn)車間和生活配套用房，其中，主生產(chǎn)車間、后處理車間、材料倉庫、危險(xiǎn)品庫、物料切割分揀車間及葉根生產(chǎn)車間、葉片零部件生產(chǎn)車間等的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類為I類；食堂和辦公樓等生活配套用房的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類為F類、D類。該項(xiàng)目已取得當(dāng)?shù)卣鼍叩南繟VCDB合格證。

本文以該項(xiàng)目的消防設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)比較巴西消防標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)消防標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于工業(yè)項(xiàng)目消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)差異，并從室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、室外消火栓系統(tǒng)、消防水池、消防水泵和消防穩(wěn)壓泵等五個(gè)方面對(duì)巴西消防標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)消防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。

2 消火栓系統(tǒng)選擇

2.1 巴西消防標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

根 據(jù)ABNT NBR 13714:2000《Hydrants and hose reels systems to fire extinguishment》（簡(jiǎn) 稱“NBR 13714：2000”）第4條規(guī)定，消火栓系統(tǒng)分為消防軟管卷盤系統(tǒng)（1型）、消火栓系統(tǒng)（2型、3型）。巴西消防標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于消火栓系統(tǒng)的類型規(guī)定見表1，建筑物分類和消火栓系統(tǒng)適用性見表2?！癗BR 13714：2000”附錄D第D.1條規(guī)定，建筑面積>750m2和/或高度>12m的建筑物，應(yīng)按表2中規(guī)定的消防軟管卷盤系統(tǒng)或消火栓系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。按表2中的分類，巴西項(xiàng)目的后處理車間、材料倉庫屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性大的I-3類工業(yè)建筑，應(yīng)采用3型消火栓系統(tǒng)；食堂、辦公樓分別屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性小的F-5類餐飲建筑、D類專業(yè)服務(wù)場(chǎng)所，結(jié)合附錄D第D.3條規(guī)定可知，應(yīng)采用2型消火栓系統(tǒng)[1]。另，“NBR 13714：2000”附錄B第B.1.13條規(guī)定，為了維持消火栓系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定，應(yīng)設(shè)置穩(wěn)壓泵，因此，巴西項(xiàng)目消火栓系統(tǒng)采用穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)。

表2 建筑物分類和消火栓系統(tǒng)適用性（巴西標(biāo)準(zhǔn)）

2.2 中國(guó)消防標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

根據(jù)GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018版）第8.1.2條、第8.2.1條、第8.2.2條規(guī)定，巴西項(xiàng)目應(yīng)設(shè)置室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)[2-3]。另，根據(jù)GB 50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱“消水規(guī)”）第6.1.6條、第6.1.7條、第6.1.9條規(guī)定，廠區(qū)室外消防給水系統(tǒng)應(yīng)采用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)，且室內(nèi)外合用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)，并宜采用穩(wěn)壓泵維持系統(tǒng)的充水和壓力[3-4]。

本工程的消防系統(tǒng)按巴西消防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。該項(xiàng)目的消火栓系統(tǒng)依據(jù)“NBR 13714：2000”中的規(guī)定設(shè)置，食堂、辦公樓采用2型消火栓系統(tǒng)的穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，主生產(chǎn)車間、后處理車間及材料倉庫等其他建筑單體采用3型消火栓系統(tǒng)的穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，分別確定設(shè)計(jì)參數(shù)并進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。

3 設(shè)計(jì)差異分析

3.1 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)比

3.1.1 室內(nèi)消火栓的等級(jí)

“消水規(guī)”第7.4.2條中規(guī)定，室內(nèi)消火栓分為DN65消火栓箱、消防軟管卷盤箱和輕便水龍箱[3]。巴西項(xiàng)目的主生產(chǎn)車間、后處理車間及材料倉庫室內(nèi)設(shè)置DN65室內(nèi)消火栓，丁、戊類廠房（倉庫）室內(nèi)可設(shè)置消防軟管卷盤。

通過對(duì)比可知，“NBR 13714:2000”在消火栓的選型上與“消水規(guī)”均是根據(jù)使用者、火災(zāi)危險(xiǎn)性、火災(zāi)類型和不同滅火功能等因素綜合確定的，但“消水規(guī)”中沒有提及40mm室內(nèi)消火栓，僅有DN65消火栓和DN25消防軟管卷盤、輕便水龍[3]。巴西項(xiàng)目的食堂、辦公樓的消火栓系統(tǒng)采用2型系統(tǒng)，配置1個(gè)DN40單閥單栓及1個(gè)0.60m×0.90m×0.17m的消防水帶箱，內(nèi)含1支?16mm消防水槍、2條?40mm×15m的襯膠消防水帶；主生產(chǎn)車間、后處理車間及材料倉庫等其他建筑單體的消火栓系統(tǒng)均采用3型系統(tǒng)，配置1個(gè)DN65雙閥雙栓及1個(gè)1.20m×0.90m×0.17m的消防水帶箱，內(nèi)含2支?25mm消防水槍、4條?65mm×15m襯膠消防水帶。3.1.2 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量

巴西項(xiàng)目后處理車間、材料倉庫是廠區(qū)內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的兩個(gè)單體建筑，消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)按上述兩個(gè)單體進(jìn)行選取。其中，巴西項(xiàng)目的后處理車間的平面尺寸為220m×46m，建筑高度為18.65m；材料倉庫的平面尺寸為80m×46.2m，建筑高度為15.6m。

“NBR 13714：2000”第4條中規(guī)定，1型消火栓系統(tǒng)的栓口流量為80L/min或100L/min，同時(shí)使用1支消防水槍；2型消火栓系統(tǒng)的栓口流量為300L/min，3型消火栓系統(tǒng)的栓口流量為900L/min，同時(shí)使用2支消防水槍?！癗BR 13714：2000”第5.3.3條中規(guī)定，當(dāng)消火栓達(dá)到最佳保護(hù)效果時(shí)，栓口流量可以不滿足第4條中的規(guī)定；另，根據(jù)表1、表2相關(guān)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，可以確定消火栓系統(tǒng)中最不利點(diǎn)處的消火栓栓口流量。

根據(jù)“消水規(guī)”第3.5.2條中規(guī)定，巴西項(xiàng)目后處理車間的室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量為20L/s，同時(shí)使用4支消防水槍；材料倉庫的室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量為25L/s，同時(shí)使用5支消防水槍；每根消火栓豎管的最小流量為15L/s。

通過對(duì)比可知，“NBR 13714：2000”對(duì)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的要求與“消水規(guī)”不同，巴西項(xiàng)目的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，按“NBR 13714：2000”中的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)流量的選取。巴西項(xiàng)目的食堂、辦公樓采用2型消火栓系統(tǒng)，最不利點(diǎn)處的兩個(gè)室內(nèi)消火栓的栓口流量分別為204.74L/min和200.02L/min；主生產(chǎn)車間、后處理車間及材料倉庫等其他建筑單體采用3型消火栓系統(tǒng)，最不利點(diǎn)處的兩個(gè)室內(nèi)消火栓的栓口流量分別為605.82L/min和609.59L/min。

隨著現(xiàn)代教育信息化的推進(jìn)，翻轉(zhuǎn)課堂這種新型的教學(xué)模式越來越多地應(yīng)用在教學(xué)中，翻轉(zhuǎn)課堂以視頻教學(xué)的形式給學(xué)生帶來了新的學(xué)習(xí)模式，這種模式讓學(xué)生逐漸形成了自己的學(xué)習(xí)模式，學(xué)生成為自己學(xué)習(xí)的主人，并能夠自己構(gòu)建自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

3.1.3 室內(nèi)消火栓的栓口壓力及系統(tǒng)分區(qū)

“NBR 13714：2000”第4.4.1條中規(guī)定，消防水槍充實(shí)水柱≮8m；“NBR 13714：2000”第5.3.7條中規(guī)定，消火栓系統(tǒng)中任何一點(diǎn)的最大工作壓力≯1 000kPa。由于巴西項(xiàng)目的廠區(qū)占地面積較大，經(jīng)計(jì)算，將整個(gè)廠區(qū)的消火栓系統(tǒng)分為兩個(gè)系統(tǒng)，以保證每個(gè)消火栓系統(tǒng)的最大工作壓力≯1 000kPa。其中，食堂、辦公樓共用一個(gè)消火栓系統(tǒng)，最不利點(diǎn)處的兩個(gè)室內(nèi)消火栓的栓口動(dòng)壓分別為558.4kPa和557.5kPa；主生產(chǎn)車間、后處理車間及材料倉庫等其他建筑單體共用一個(gè)消火栓系統(tǒng)，最不利點(diǎn)處的兩個(gè)室內(nèi)消火栓的栓口動(dòng)壓分別為870.2kPa和867.4kPa。

消火栓栓口動(dòng)壓應(yīng)符合“消水規(guī)”第7.4.12條中規(guī)定，“消水規(guī)”室內(nèi)消火栓栓口壓力要求見表3。另，“消水規(guī)”第6.2.1條中規(guī)定，當(dāng)系統(tǒng)工作壓力＞2.40MPa或消火栓栓口處靜壓＞1.0MPa時(shí)，消防系統(tǒng)應(yīng)予以分區(qū)[3]。

通過對(duì)比可知，“NBR 13714：2000”對(duì)消火栓栓口壓力及系統(tǒng)分區(qū)的要求與“消水規(guī)”較為相近，巴西項(xiàng)目的消防水泵的揚(yáng)程應(yīng)按“NBR 13714：2000”中規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。

3.1.4 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)

“NBR 13714：2000”中未明確要求室內(nèi)消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)為環(huán)網(wǎng)；而根據(jù)“消水規(guī)”第8.1.5條中規(guī)定，巴西項(xiàng)目的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)應(yīng)采用環(huán)狀管網(wǎng)。

通過對(duì)比可知，“NBR 13714：2000”對(duì)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)置要求比“消水規(guī)”低。在巴西項(xiàng)目中，其主生產(chǎn)車間、后處理車間及材料倉庫的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用了環(huán)狀管網(wǎng)，增加了系統(tǒng)供水安全性。

3.2 室外消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)比

3.2.1 室外消火栓設(shè)置要求

“NBR 13714：2000”對(duì)室外消火栓未作具體要求。“消水規(guī)”第7.2.6條、第7.2.8條及第7.3.2條、第7.3.3條中規(guī)定，室外消火栓距建筑外墻或外墻邊緣≮5.0m，且宜沿建筑周圍均勻布置；室外消火栓保護(hù)半徑≯150.0m，每個(gè)室外消火栓的出口流量宜按10~15L/s計(jì)算；室外消火栓的供水壓力≮0.10MPa（從地面算起）。根據(jù)巴西項(xiàng)目材料倉庫計(jì)算，其室外消火栓設(shè)計(jì)流量為45L/s。

通過對(duì)比可知，遇火災(zāi)時(shí)，執(zhí)行“NBR 13714：2000”規(guī)定所設(shè)置的外部消防設(shè)施，對(duì)建筑單體的保護(hù)程度不如“消水規(guī)”。

3.2.2 室外消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)

“NBR 13714：2000”中對(duì)室外消火栓未作具體要求，且室外消防管道為枝狀管網(wǎng)；根據(jù)“消水規(guī)”第8.1.1條、第8.1.2條中規(guī)定，巴西項(xiàng)目的室外消防給水應(yīng)采用兩路消防供水，且室外消火栓系統(tǒng)應(yīng)采用環(huán)狀管網(wǎng)。

通過對(duì)比可知，“NBR 13714：2000”對(duì)室外消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)置要求比“消水規(guī)”低，且巴西項(xiàng)目的室外消火栓管網(wǎng)采用一路消防供水的枝狀管網(wǎng)，消防供水的安全性較低。

3.3 消防水池設(shè)計(jì)對(duì)比

“NBR 13714：2000”第5.4.2條規(guī)定，當(dāng)采用2型消火栓系統(tǒng)時(shí)，消防水池儲(chǔ)存60min的消防用水量；當(dāng)采用3型消火栓系統(tǒng)時(shí)，消防水池儲(chǔ)存30min的消防用水量。巴西項(xiàng)目食堂、辦公樓共用的消火栓系統(tǒng)，消防水池貯水量應(yīng)為24.3m3；主生產(chǎn)車間、后處理車間及材料倉庫等其他建筑單體共用的消火栓系統(tǒng)，消防水池貯水量應(yīng)為36.5m3。

根據(jù)“消水規(guī)”第3.6.2條中規(guī)定，巴西項(xiàng)目的材料倉庫為丙類倉庫，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按3h計(jì)算，室內(nèi)外消火栓設(shè)計(jì)流量總和為70L/s，消防水池儲(chǔ)存的消火栓系統(tǒng)總用水量為756m3。

表3“消水規(guī)”室內(nèi)消火栓栓口壓力要求

對(duì)比可知，“NBR 13714：2000”中的消防水池貯水量及火災(zāi)延續(xù)時(shí)間均小于“消水規(guī)”中的規(guī)定。

3.4 消防水泵設(shè)計(jì)對(duì)比

“NBR 13714：2000”附錄B第B.1.1條、第B.1.6條中規(guī)定，消火栓系統(tǒng)的消防水泵應(yīng)至少為1臺(tái)電動(dòng)消防水泵或1臺(tái)柴油機(jī)消防水泵，且不與其他系統(tǒng)共用；當(dāng)消防主泵啟動(dòng)后，僅允許在泵房?jī)?nèi)的消防水泵控制柜處手動(dòng)停泵。

“消水規(guī)”第5.1.1條、第5.1.2條及第5.1.10條中規(guī)定，消防水泵驅(qū)動(dòng)器宜采用電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī)直接傳動(dòng)，且消防水泵應(yīng)設(shè)置備用泵；另，“消水規(guī)”第11.0.1條、第11.0.2條、第11.0.5條、第11.0.7條及第11.0.12條中規(guī)定，消防水泵在平時(shí)應(yīng)處于自動(dòng)啟動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)能手動(dòng)啟停和自動(dòng)啟動(dòng)，不應(yīng)設(shè)置自動(dòng)停泵的控制功能，在消防控制柜處應(yīng)設(shè)置機(jī)械應(yīng)急啟泵功能，且停泵及機(jī)械應(yīng)急啟泵應(yīng)由具有管理權(quán)限的工作人員操作。

對(duì)比可知，“NBR 13714:2000”在消防水泵的控制方面與“消水規(guī)”有相同點(diǎn)，即，水泵啟動(dòng)后，只允許手動(dòng)停泵，但“NBR 13714：2000”中未要求設(shè)置消防水泵備用泵。巴西項(xiàng)目食堂、辦公樓共用的消火栓系統(tǒng)采用1臺(tái)電動(dòng)消防水泵，其流量為24.3m3/h，揚(yáng)程為80m；主生產(chǎn)車間、后處理車間及材料倉庫等其他建筑單體共用的消火栓系統(tǒng)采用1臺(tái)電動(dòng)消防水泵，其流量為73m3/h，揚(yáng)程為101m。

3.5 消防穩(wěn)壓泵設(shè)計(jì)對(duì)比[3]

“NBR 13714：2000”附錄B第B.1.13條中規(guī)定，穩(wěn)壓泵的最大流量應(yīng)為20L/min，穩(wěn)壓泵的啟泵壓力宜比停泵壓力低100kPa，消防水泵的啟泵壓力宜比穩(wěn)壓泵的啟泵壓力低100kPa。

“消水規(guī)”第5.3.2條中規(guī)定，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量不應(yīng)小于消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)的正常泄漏量和系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)流量，當(dāng)沒有管網(wǎng)泄漏量數(shù)據(jù)時(shí)，宜按消防給水設(shè)計(jì)流量的1%~3%計(jì)，且≮1L/s；另，“消水規(guī)”第5.3.3條、第8.2.3條中規(guī)定，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)滿足系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)和管網(wǎng)充滿水的要求，穩(wěn)壓泵的啟泵壓力宜比消防水泵的啟泵壓力高0.07~0.10MPa，且穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)保證系統(tǒng)最不利點(diǎn)處滅火設(shè)施的靜水壓力＞0.15MPa。

通過對(duì)比可知，“NBR 13714:2000”在穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力的選取規(guī)則方面與“消水規(guī)”基本一致，穩(wěn)壓泵的啟泵壓力均與消防水泵的啟泵壓力相關(guān)聯(lián)，但“NBR 13714：2000”僅規(guī)定了穩(wěn)壓泵的最大流量應(yīng)為20L/min，且小于“消水規(guī)”的1L/s。巴西項(xiàng)目食堂、辦公樓共用的消火栓系統(tǒng)采用1臺(tái)電動(dòng)消防穩(wěn)壓泵，其流量為1.2m3/h，揚(yáng)程為90m；主生產(chǎn)車間、后處理車間及材料倉庫等其他建筑單體共用的消火栓系統(tǒng)采用1臺(tái)電動(dòng)消防穩(wěn)壓泵，其流量為1.2m3/h，揚(yáng)程為111m。

4 結(jié)語

通過對(duì)比巴西消防標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)消防標(biāo)準(zhǔn)可知，兩者雖在消防水泵與穩(wěn)壓泵的選型規(guī)則、消火栓栓口壓力及系統(tǒng)分區(qū)方面的要求比較相近，但仍存在以下不同點(diǎn)：

（1）“NBR 13714:2000”的消防系統(tǒng)通常采用穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)。

（2）“NBR 13714:2000”對(duì)室內(nèi)消火栓等級(jí)的分類多于“消水規(guī)”。

（3）“NBR 13714:2000”中的1型消火栓系統(tǒng)與2型消火栓系統(tǒng)的栓口流量低于“消水規(guī)”，3型消火栓系統(tǒng)的栓口流量高于“消水規(guī)”，且消火栓系統(tǒng)同時(shí)使用消防水槍數(shù)少于“消水規(guī)”。

（4）“NBR 13714:2000”對(duì)室外消火栓未作具體要求，且室外消防管道為枝狀管網(wǎng)。

（5）“NBR 13714:2000”中的消防水池貯水量及火災(zāi)延續(xù)時(shí)間均小于“消水規(guī)”。

（6）“NBR 13714:2000”中未要求設(shè)置消防水泵與穩(wěn)壓泵備用泵。