基于NFPA标准与国标的消火栓系统设计对比研究

陈正清

（中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司，福州 350003）

1 引言

在实施涉外工程的过程中，设计标准一直是困扰总包方和设计院的一个比较突出问题。美国国家防火协会（NFPA）标准在涉外工程中被广泛采用，通过国标与NFPA国内外标准比较研究，对掌握和应用国际标准，优化消防设计方案，提高国际市场竞争力和设计生产效率都是十分必要的。本文主要将NFPA 14 Standard for the Installation of Standpipe and Hose Systems、NFPA 1 Fire code与GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(2018年版)、GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》进行比较，分析并阐述中美标准中关于消火栓系统设计的异同点。

2 室内消火栓系统

NFPA 14标准将室内消火栓系统分为全自动干式系统、全自动湿式系统、半自动干式系统、手动干式系统、手动湿式系统及组合系统6类系统。GB 50974对消火栓系统仅划分为湿式消火栓系统和干式消火栓系统两种。

2.1 室内消火栓的类型

NFPA 14标准将室内消火栓系统分为3个类型。

I级系统：I级立管系统应提供DN65 mm栓口，供专职消防人员和经过大流量消防供水培训的人员使用。II级系统：II级立管系统应提供DN40 mm消火栓供经过培训过的人员使用或为消防部门提供初期火灾使用。经消防机构认可，在轻危险级可以用DN25 mm的消防软管卷盘替代。III级系统：可认为同时包含I级系统和II级系统的消火栓系统，如果建筑内设有自动水灭火系统，经消防机构认可，则可不安装DN40 mm栓口及消火栓箱，但每个DN65 mm栓口应配备带有栓帽的DN40 mm栓口。

NFPA消火栓规格：DN65 mm水带长L=30.5 m或45.7 m，水枪口径一般为28.6 mm。

2.2 室内消火栓的设置场所及设计流量

NFPA标准将消火栓系统分为I级系统、II级系统、III级系统，再根据建筑类型及规模，规定不同等级消火栓系统的适用场所及流量要求，详见表1。国标首先根据建筑类型及规模，按GB 50016要求设置室内消火栓，再根据GB 50974选择室内消火栓设计流量。

表1 室内消火栓设置场所及设计流量

2.3 室内消火栓的布置

NFPA 14标准和GB 50974都对室内消火栓的布置进行了规定，但侧重点不同。NFPA标准根据安全疏散的要求规定了室内消火栓的设置位置和布置间距。

1）I级系统：（1）主楼层的楼梯出口处；（2）相邻水平安全出口的墙两侧；（3）商场出入口；（4）通往屋顶的楼梯的最高平台，以及坡度小于33.3%的屋顶。

未设自喷系统的楼层，消火栓的最大间距应不超过45.7 m；设有自喷系统的楼层，消火栓的最大间距应不超过61 m。

2）II级系统：建筑物内每一楼层的任何部位到消火栓（DN40 mm）的距离不能超过39.7 m，到消防软管卷盘（DN25 mm）的距离不超过36.6 m。

3）III级系统：综合I级系统和II级系统的安装要求，安装间距不受II级系统限制。

国标规定了建筑物、消防电梯、屋顶停机坪等重要区域消火栓的设置要求。室内消火栓宜按直线距离计算其布置间距，消火栓按2支消防水枪的2股充实水柱布置的建筑物，消火栓的布置间距应不大于30 m；消火栓按1支消防水枪的1股充实水柱布置的建筑物，消火栓的布置间距应不大于50 m。

2.4 管材及连接方式

NFPA标准规定消防管道管材可采用铸铁管、焊接钢管、无缝钢管、铜管，管材标准采用AWWA和ANSI标准；国标规定了不同的压力标准下采用的管材，管材采用钢管和无缝钢管。

NFPA标准规定消防管道的连接方式在满足限制条件和安装说明的基础上，可采用法兰连接、焊接、沟槽连接。采用焊接或沟槽钢管当压力大于2.07 MPa时，DN150 mm钢管最小壁厚为3.40 mm，DN200 mm及DN250 mm钢管最小壁厚为4.78 mm。国标规定架空管道的连接方式采用沟槽连接、螺纹连接、法兰连接、卡压等方式，不宜采用焊接连接。

2.5 管道系统工作压力

NFPA标准和国标均要求系统工作压力不应超过2.4 MPa。NFPA标准同时对不同口径栓口压力做出规定，如表2所示。国标规定消火栓栓口动压应不大于0.50 MPa，当消火

表2 不同口径栓口压力汇总表

栓栓口处静压大于1.0 MPa时应进行分区供水。

2.6 水泵接合器

NFPA标准规定I级系统或III级系统的每个区域应安装一个或多个水泵接合器；高层建筑的每个区域应至少安装两个远端固定式水泵接合器。消防水泵接合器尺寸需满足立管系统要求，每个DN65 mm接口进水流量为946 L/min。水泵接合器与系统间不安装隔离阀，在每个水泵接合器处安装合格列表的止回阀，水泵接合器距最近消火栓距离不超过30.5 m。

GB 50974第5.4节规定了消防水泵接合器的设置场所，消防水泵接合器的给水流量为每个10～15 L/s，每种水灭火系统的消防水泵接合器设置的数量按系统设计流量经计算确定。

3 室外消火栓系统

NFPA 24标准将室外消火栓按有无冰冻风险分为干式消火栓和湿式消火栓两种，与国标相同。NFPA 24标准根据消火栓在栓口处余压为0.14 MPa下的额定流量，将室外消火栓共划分为4个等级，并建议消火栓栓口涂色以便于辨识，见表3。

表3 NFPA标准室外消火栓等级

1）室外消火栓的布置。NFPA24标准规定室外消火栓系统给水干管管径应不小于150 mm。室外消火栓距建筑物外墙距离应不小于12 m且宜靠近路边，但在装置较多的工厂内，距离要求可酌情放宽。室外消火栓距消防车道路边的距离应不大于3.7 m且规定室外消火栓应尽可能设置在方便使用的地方。对于建筑单体，消火栓距离被保护的建筑单体不应超过76 m，两个消火栓之前的最大间距应不超过152 m，并应配置室外消火栓箱及附件。

2）室外消火栓压力及流量要求。NFPA 24标准规定，单个室外消火栓栓口处的剩余压力应不低于0.14 MPa，以满足消防车取水要求。国标参照了国外标准，规定设有市政消火栓的给水管网平时运行工作压力不应小于0.14 MPa，且供水压力从地面算起应不小于0.10 MPa。

对于流量，NFPA 24标准规定单个消火栓用水量应大于946 L/min，消火栓总用水量应根据保护对象类型确定。国标规定每个室外消火栓的出流量宜按10～15 L/s计算，室外消防一次用水量根据建筑类型和建筑体积确定。

3）室外消火栓隔断阀。NFPA 24标准规定消防水管道应在适当位置设置隔断阀，两个隔断阀之间的消火栓数量应不超过6个。隔断阀应设在：主管道十字交汇处的每一个支管上；建筑基础外的主管或分区主管道上；每个室外消火栓均应配有独立的检修阀。GB 50974规定消防给水管道应采用阀门分成若干独立段，每段内室外消火栓的数量不宜超过5个，国标要求更为严格。

4）管材。NFPA标准规定埋地消防管道可采用球墨铸铁管、混凝土管、塑料聚乙烯管、铜管等，如果不符合AWWA标准的防腐要求，埋地消防管道不得采用钢管。国标规定埋地管道宜采用球墨铸铁管或钢丝网骨架塑料复合管，以及加强防腐的钢管等管材。同时对不同系统工作压力下，推荐采用的管材做出规定。

5）水压试验。NFPA 24规定所有的管道和附属物进行静水力试验，应采用1.38 MPa或超过系统工作压力0.35 MPa，取两者大值，这种压力维持在±35 kPa共2 h；GB 50974针对各种管材的试验压力有分类规定。

4 结语

NFPA标准作为涉外工程的通用标准，目前已被大部分国家消防监管部门接受。对于规范的全面理解认识需要广大工程技术人员结合实际仔细研读，努力学习国际通行的规范，加强与国外设计咨询企业的合作，不断提升行业水平和竞争力。