随着中国经济的发展及一带一路战略的实施, 由中国援建、优买、优贷、EPC+F (工程总承包+融资) 等境外民用建筑工程项目越来越多, 在设计中除了要满足当地的法律法规、建筑风格外, 一般需根据业主要求采用相应的标准进行设计, 虽然个别项目在合同中已明确采用中国标准, 但受限于中国标准规范的英文版认证问题, 国外咨询工程师对中国规范的不熟悉, 业主要求进行中外规范对比分析等诸多问题的困扰, 在境外项目设计中, 有必要对国际上比较常用的英国标准及美国标准进行研究及掌握, 提前做好应对措施。

　　 消防规范的制订是根据实际消防扑救能力、消防人员成熟度、消防装备配置等一系列实际状况进行确定。目前, 英美标准在民用建筑消防工程上和我国现行消防规范差别较大, 笔者对近年从事的海外民用建筑工程实践进行了总结, 主要从消防设计流量、室外消火栓设置、自动喷水灭火系统、室内消火栓设置、气体灭火系统设计及灭火器配置6个方面进行论述。

　　 消防设计流量的选择跟国家的消防法律、消防车配置、消防人员的配置等相关, 笔者就英国标准、美国标准及中国标准的消防设计流量具体要求分述如下:

　　 (1) 英国标准:主要依托英国国家消防指导文件^[1]以建筑物的不同类型来划分消防流量的高低, 具体为:①对于住宅, 当建筑不超过2层时, 消防设计流量按8 L/s, 对于超过2层的多层住宅, 消防设计流量为20～35 L/s, 具体流量可根据建筑高度进行选择确定;②对于交通运输, 货车、客车停车场、多层停车库, 消防设计流量为20 L/s;③对于工业用地, 占地面积S<1 hm², 消防设计流量按20 L/s; 占地面积1 hm²≤S<2 hm², 消防设计流量按35 L/s;占地面积2 h²≤S<3 hm², 消防设计流量按50 L/s;占地面积S≥3 hm², 消防设计流量按75 L/s;④对于商店, 办公楼, 娱乐场所及旅游场所等商业发展区域, 消防设计流量可取20～75 L/s;⑤对于教育、医疗及社区服务设施, 消防设计流量取15～35 L/s。火灾延续时间应不小于45 min。

　　 (2) 美国标准:对于建筑物, 根据NFPA220^[2]规范将耐火等级按照室外承重墙耐火时间 (h) ;梁、柱、桁架等耐火时间 (h) 、楼板结构耐火时间 (h) 三个参数进行界定, 共划分为5类, 分别为Type Ⅰ (442, 332) 、Type Ⅱ (222, 111, 000) ;Type Ⅲ (211, 200) ;Type Ⅳ (2HH) (H代表重型木结构) ;Type Ⅴ (111, 000) , 建筑物消防设计流量根据NFPA 1^[3], 依托建筑类型、建筑面积进行了详细的划分, 建筑消防设计流量范围为94.6～504.67 L/s, 火灾延续时间为2～4 h。

　　 (3) 中国标准:主要根据建筑物的类型及相关参数 (如高度、层数、体积、座位数等) 来确定消防设计流量, 建筑消防设计流量范围为5～40 L/s, 火灾延续时间为2～3 h。

　　 对比分析:美国标准要求的设计流量比英国标准及中国标准明显高出一个数量级, 在设计要求采用美国标准时应尤其关注设计流量、消防泵的选型、消防水池容积、消防车配置等参数, 避免出现消防无法验收的情况发生。

　　 设计建议:如采用美国标准, 尤其需关注材料的UL/FM认证问题、消防泵控制等问题。

　　 对于室外消火栓系统, 不同国家均有相关的规定, 在设计前期阶段应尽可能拿到相应的工程所在地的消防要求, 如无法拿到相关资料, 在投标或前期阶段, 可通过工程总体要求采用英标或美标进行设计。针对于英国标准、美国标准和中国标准, 室外消火栓的间距规定分别如下:

　　 (1) 对于英国标准^[1]而言, 室外消火栓的间距是根据项目所在地的属性进行划分的, 具体规定如下:居民区200 m;工业区 (操作区) 150 m;城镇中心区90 m;商业区 (包括办公楼及商场) 100 m。英标室外消火栓栓体均为红色。

　　 (2) 对于美国标准而言, 根据NFPA1^[3]消防总体规定, 消火栓的间距是根据流量来划分的, 详见表1。

　　 对于满足美国标准NFPA1^[3]的室外公用消火栓, 单个消火栓的最大流量为1 000 gpm (3 785 L/min) , 所有栓体推荐标示为铬黄色, 栓体标示颜色按照NFPA291^[5]规定, 根据流量主要分为4种, 所有颜色均为反光材料, 以便夜间寻找, 具体要求如下:①AA级:流量Q≥1 500 gpm (5 680 L/min) , 栓帽标识颜色:浅蓝色;②A级:流量1 499 gpm≥Q≥1 000 gpm (3 785～5 675 L/min) , 栓帽标识颜色:绿色;③B级:流量999 gpm≥Q≥500 gpm (1 900～3 780 L/min) , 栓帽标识颜色:橘黄色;④C级:流量Q<500 gpm (1 900 L/min) , 栓帽标识颜色:红色。

　　 (3) 对于中国标准而言, 根据《建筑设计防火规范》 (GB 50016—2014) 的规定:室外消火栓的间距不应大于120 m。消火栓栓体颜色均为红色。

　　 对比分析:美国标准的室外消火栓栓体根据流量标识有不同的颜色, 这同英国标准及中国标准差别较大, 在设计中应予以关注, 另外美国标准室外消火栓的布置间距根据消防流量的差异而变化, 具有很大的灵活性。英国标准是根据项目所在地属性来对室外消火栓布置间距进行界定。

　　 设计建议:室外消火栓的设置应符合当地消防部门的规定, 即便满足英标或美标的要求, 也需要同当地消防部分沟通协调, 明确消防车的接口形式, 避免无法使用情况发生。

　　 自动喷水灭火系统 (以下简称喷淋系统) 在扑灭初期火灾具有极强的优势, 在全世界广泛应用, 但不同的国家对喷淋系统的设置理念及要求差异较大, 对于英国标准^[4]而言, 喷淋系统危险等级的定义是根据建筑的易燃物情况、储物的结构及高度等进行综合考虑进行确定的, 喷淋系统的主要设置参数详见表2。

　　 (1) 对于美国标准^[5]而言, 喷淋系统危险等级的划分为5类, 分别为轻危险级、中危险级 (Group 1) 、中危险级 (Group 2) 、严重危险级 (Group 1) 及严重危险级 (Group 2) , 喷淋系统的主要设置参数详见图1。美国标准规定的喷淋系统设计密度及作用面积更具有灵活性, 可以根据具体的建筑物情况进行灵活选择。

　　 (2) 根据中国《自动喷水灭火系统设计规范》 (GB 5008—2017) 的规定, 设置场所火灾危险等级的划分、喷水强度及作用面积主要设置参数详见表3。

　　 (3) 对于喷淋系统火灾延续时间, 英标、美标及中标差异较大, 其中中标要求更为严格。

　　 英国标准对室内消防及喷淋系统提出了相关的要求, 具体规范及火灾延续时间详见表4。

　　 美国标准NFPA规定, 室内消防及喷淋系统要求主要见表5。

　　 中国标准民用建筑划分为公共建筑及住宅建筑两类, 自动喷水灭火系统根据建筑物的性质及类别, 对于局部应用系统, 火灾延续时间不少于30 min, 具体的室内火灾延续时间要求详见表6。

　　 对比分析:相对国内喷淋系统而言, 英标及美标对喷淋系统的危险等级及系统参数做了更加详尽的要求及规定, 适用性更加明确, 便于设计参数选择, 消防安全得到进一步保障。英标根据建筑物类型划分火灾危险等级更加细化, 美标根据设计密度/作用面积两个参数联合进行参数选取更加灵活。对于火灾延续时间, 中国标准相比英国标准要求更为严格。

　　 设计建议:对于自动喷水灭火系统计算, 英标、美标同中国标准差异较大, 计算逻辑思路不同, 尤其在设计方案或投标阶段, 不能根据中国规范的经验进行估算, 应严格按照规范进行计算。

　　 根据英标BS5306^[6]要求, 建筑物内室内消火栓及消防软管卷盘属于各自独立的消防系统, 室内消火栓不用储存消防水带, 消防水龙带由消防人员带至现场。消防软管卷盘可供未经训练的人员使用, 在火灾初期阶段, 可方便普通人员使用消防软管卷盘快速灭火。

　　 同时英标规定, 对于建筑高度小于18 m的建筑物, 不需采用室内消火栓, 仅需采用消防软管卷盘。可见在BS规范中非常重视消防软管卷盘, 被认为是最有效的灭火措施之一。主要基于它比手提式灭火器高效, 较室内消火栓操作容易, 能在火灾初期提供连续的喷水, 便于一般工作人员操作。

　　 美国标准^[7]主要根据使用对象的差异, 将消防立管系统分为3个级别, 具体为:

　　 Ⅰ类:设置65 mm的水龙带接口, 主要服务对象为消防员或训练有素的执勤人员;Ⅱ类:设置38 mm的消防软管卷盘及水枪, 主要服务对象为非专业人员火灾初期救火;Ⅲ类:设置38 mm消防软管卷盘及65 mm水龙带接口, 主要服务对象为非专业人员、训练有素的执勤人员及消防员。具体采用何种立管系统, 需要结合建筑物的类型、自动喷水灭火系统等综合考虑。

　　 中国标准强调室内消火栓及消防水带的布置, 在消防软管卷盘上没有强制规定, 消防软管卷盘不计入消防用水量, 同英标及美标有所差异。

　　 对比分析:从英标及美标规定来看, 消防软管卷盘用水量均列入消防总用水量, 并被视为最常用、最高效的消防灭火设施, 因为比灭火器有效, 比消防栓喷射破坏力小, 能在火灾初期为普通人员使用, 并能提供持续不断的灭火水源, 是扑灭早期火灾的有力措施, 所以在海外建筑物中广泛使用。英标及美标体系中室内消火栓仅在大型民用建筑中使用, 小型建筑中一般仅考虑消防软管卷盘。

　　 设计建议:很多海外民用建筑工程如果遵循英标及美标体系, 不需要考虑室内消火栓, 仅需设置消防软管卷盘, 设计之初应做好研究, 避免浪费。

　　 目前, 世界各国相继停止使用哈龙灭火剂, 并研发哈龙替代产品, 主要的替代产品有:七氟丙烷气体灭火、IG541混合气体灭火等, 其中使用最多的替代产品是七氟丙烷灭火剂。

　　 根据英标BS ISO 14520-9^[8], 将火灾类型分为3类:超A类 (除A类以外的等) ;A类 (木材、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、苯乙烯火灾等) ;B类 (烷烃类火灾) 。七氟丙烷的设计浓度规定为:超A类8.5%, A类7.9%, B类9%。到达灭火浓度的气体喷放时间:设计喷放时间不应大于10 s。

　　 根据美标NFPA2001^[9], 将火灾类型分为3类:A类 (木材、橡胶、塑料火灾等) ;B类 (液体、气体、油类火灾) ;C类 (带电火灾) 。各类火灾七氟丙烷的设计浓度:A类6.7%, B类8.7%, C类7%。到达95%灭火浓度的气体喷放时间:设计喷放时间不应大于10 s。

　　 根据中标规定, 七氟丙烷的设计浓度要求为:固体表面火灾的灭火浓度为5.8%, 图书、档案、票据和文物资料库等防护区, 灭火设计浓度宜采用10%。油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房等防护区, 灭火设计浓度宜采用9%。通讯机房和电子计算机房等防护区, 灭火设计浓度宜采用8%。达到灭火浓度的气体喷放时间要求为:在通讯机房和电子计算机房等防护区, 设计喷放时间不应大于8 s;在其他防护区, 设计喷放时间不应大于10 s。同时为了不造成灭火剂的浪费, 保证灭火动作时的人身安全和设备安全, 防护区实际应用的浓度不应大于灭火设计浓度的1.1倍。

　　 对比分析:根据对比3个国家规范, 七氟丙烷气体灭火系统设计时, 中国标准除固体表面火灾外, 其他类型火灾灭火浓度均大于英国和美国标准。喷放时间基本一致在10 s左右。

　　 设计建议:气体灭火设计时需要根据不同规范的要求, 对不同场所选取对应的设计参数进行计算及设计, 合理设计气瓶的容量及安排气瓶间的位置。

　　 灭火器配置要求及计算:根据英国标准要求, 灭火器分为A类、B类、C类、D类、电气火灾及F类 (厨房油火灾) , 不划分危险等级, 对于A类配置场所, 要求灭火器的保护距离应小于30 m。其中针对A类火灾详细的设计要求如下:

　　 根据英标BS 5306^[6]要求, 对于可燃固体A类火灾, 每个楼层需要考虑至少2个灭火器, 最小的灭火等级不能小于0.065 ×楼层面积 (m²) A, 且不得小于26 A, 26 A是相对于楼层面积约400 m², 然而, 对于单层建筑物且楼层面积小于100 m²的住宅, 最小灭火等级可取13 A。A类火灾最小配置见表7。

　　 以单层建筑面积1 600 m²进行A类火灾灭火器配置计算:0.065×1 600=104 A。

　　 灭火器配置可采取单具或多具的方式:8×13 A (灭火器) =104 A, 选取4 kg的干粉灭火器或9 kg的水基灭火器8具;2×27 A+7×8 A (灭火器) =110 A, 选取9 kg干粉灭火器2具, 2 kg干粉灭火器或6 L水基灭火器7具;4×27 A (灭火器) =108 A, 选取9 kg干粉灭火器4具。

　　 根据美国标准^[10]规范要求, 划分为A类、B类、C类、D类、E类和K类火灾场所, 对所有的场所划分为轻、中、严重危险级。对于常见A类配置场所灭火器的配置要求见表8。

　　 根据中国标准规范要求, 划分为A类、B类、C类、D类、E类火灾场所, 对所有的场所划分为轻、中、严重危险级。对于常见A类配置场所灭火器的配置要求详见表9。

　　 对比分析:美标灭火器配置方法及计算公式同中标差异较大, 尤其英标及美标体系中有厨房火灾的定义及灭火器配置要求, 英标对应Code F等级, 美标对应Code K等级, 中国标准对此无相关要求。

　　 设计建议:英标及美标体系下, 厨房火灾应关注消防灭火器配置, 避免漏项。

　　 本文是笔者根据近些年经历过的境外民用建筑工程采用英国或美国标准的消防工程的做法总结, 现小结如下:

　　 (1) 针对消防设计流量, 英国标准相对较低, 美国标准要求高, 对于海外工程投标项目, 应尤其关注不同标准对应的消防设计流量, 进而明确消防泵站、管道的规模及造价, 回避投标风险。

　　 (2) 室外消火栓布置间距:中国标准较英国标准及美国标准差异较大, 其中美国标准主要是基于消防流量来确定布置间距, 室外消火栓栓体的颜色也依据流量的差异而不同。

　　 (3) 火灾延续时间对应于消防储水量的容积, 英标, 美标及中标对应的火灾延续时间有所差异, 应首先根据相应规范识别建筑物的火灾等级。

　　 (4) 民用建筑自动喷水灭火系统设计中, 英标、美标及中标差异较大, 英标根据建筑物类型划分火灾危险等级更加细化, 美标根据设计密度/作用面积两个参数联合进行参数选取更加灵活。

　　 (5) 英标对于小于18 m的建筑物不需设置室内消火栓, 仅需设置消防软管卷盘, 同中国标准差异较大。美标消防立管设有3个等级, 需结合规范明确火灾等级进行选择。

　　 (6) 七氟丙烷气体灭火系统设计时, 美标、英标的七氟丙烷设计浓度较中标偏小, 设计时应按标准要求合理设计气瓶的容量, 并根据建筑实际情况合理设置气瓶间位置。

　　 (7) 英标、美标灭火器配置方法及计算公式同中标差异较大, 尤其英标及美标体系中有厨房火灾的定义及灭火器配置要求, 英标对应Code F等级, 美标对应Code K等级, 中国标准对此无相关要求, 海外工程中应予以关注。