本项目甲类仓库存放物料为水性涂料，该物质易燃，易爆且溶于水。发生火灾时，如果不能有效的控制火灾，将会引发大型火灾甚至爆炸，对工厂造成巨大的经济，甚至人员伤亡，周围环境也会遭到严重破坏。因此，有效的、合理的、灭初期火灾的喷淋系统的选择尤为重要。

该甲类仓库占地面积1492m2，建筑面积1492m2，单层门刚结构，储存物品的火灾危险类别为甲1,2,5,6项，储存主要物料为丙烯酸漆、聚氨酯固化剂、聚氨酯漆、汽车漆用腻子、水性漆、稀释剂，建筑耐火等级二级。该甲类仓库分为3个防火分区，每个防火分区面积均为490.56m2。

由于仓库的占地面积1492m2和防火分区面积490.56m2均超出《建筑设计防火规范》GB 50016-2014(2018年版）[1]（以下简称“建规”）3.3.2条甲类1、2、5、6项中每座仓库占地面积750m2及单个防火分区250m2的规定，故应根据建规3.3.3条的要求，仓库内应设置自动灭火系统。这样仓库的最大占地面积和每个防火分区的最大允许建筑面积可增加1倍。

根据《泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-2010[2]（以下简称“泡沫规”），灭液体火灾的有效灭火系统为泡沫灭火系统。

(1）储存物品的火灾危险类别为甲1、2、5、6项，储存主要物料为丙烯酸漆、聚氨酯固化剂、聚氨酯漆、汽车漆用腻子、水性漆、稀释剂。物料采用铁桶存储，最大铁桶容积不超过230L，不允许采用塑料桶存放物料。

(2）该仓库最大净空高度为10.13 m，檐口高度为9.615m，梁顶标高为9.10m，货物储存形式为单、双排货架，货架共计五层，货物最高处标高为7.47m。

FM报告要求仓库选用预充泡沫混合液的闭式泡沫-水喷淋系统，危险等级为仓库二级。FM报告要求：屋面喷头选用K=160、动作温度141℃的直立型洒水喷头，开放喷头数为30个，工作压力不应低于0.05MPa，喷头最大间距3m，最大保护面积不大于9m2；货架喷头选用K=115、流量为q=170L/min、动作温度70℃的直立型洒水喷头，开放喷头数为18个，每层货架开放喷头数为6个，喷头的最小保护面积为7.5m2，最大保护面积为9m2；面喷淋选用K=115、流量为q=170L/min、动作温度70℃的直立型洒水喷头，面喷淋仅在第二层货架安装（不计入消防用水量）。泡沫混合液的供给时间20min，火灾延续时间按照1h考虑，选用3%的抗醇泡沫原液。为了确保最不利处4个喷头动作后2分钟内泡沫混合液能充满整个泡沫-水喷淋系统，预充泡沫混合液的泡沫-水喷淋系统是最好的选择。

通过对《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017[3]（以下简称“喷规”）及泡沫规的分析，在确定方案时存在以下分歧：

(1）最大净空为10.13m，储物高度为7.47m，按照喷规表5.0.4-2的要求火灾延续时间应选用2h，喷规表5.0.6规定对于K160喷头的最低工作压力为0.2MPa。

(2）采用顶喷+货架喷淋的形式，顶喷必须采用ESFR喷头，采用顶面开放12个ESFR喷头+18个货架喷淋，火灾延续时间按1h考虑。

(3)FM工程师认为如果顶喷采用ESFR喷头，考虑液体火灾为流淌火灾，能够快速燃烧，整个库房内的温度会快速上升，FM工程师认为由68℃升到141℃是一个很短的过程，在火场中，如果喷头动作温度选的越低，爆的喷头数越多，因此FM工程师要求防火分区内所有的喷头必须开启。如果按照顶喷ESFR+货架喷淋的形式现有消防系统水池和泵房不能满足要求，需要改造，增加了投资和工期；并且根据泡沫规7.3.7条要求，当喷头设置在屋顶时，其公称动作温度应为121～149℃，屋面选用ESFR喷头也不符合规范要求。

经过与业主、FM工程师多次讨论以及与当地消防部门的沟通，本项目采用的是预充泡沫混合液的闭式泡沫-水喷淋系统，应以泡沫规作为主规范，泡沫混合液与水的连续供给时间按1h设计；，根据喷规5.0.8条该布采用顶喷ESFR+货架喷淋的形式是不允许的。考虑到自喷规范K160喷头的最低工作压力为0.2MPa，在不影响现有消防系统的情况下，业主同意采用此压力进行设计。各方案设计流量及用水量如表1所示。最终，设计采用方案如下：

屋面喷头选用K=160、动作温度141℃的直立型洒水喷头，开放喷头数为30个，工作压力不应低于0.2MPa；货架喷头选用K=115，流量为q=170L/min、动作温度70℃的直立型洒水喷头，开放喷头数为18个，每层货架开放喷头数为6个；面喷淋选用K=115，流量为q=170L/min、动作温度70℃的直立型洒水喷头，面喷淋仅在第二层货架安装（不计入消防用水量）。泡沫混合液的供给时间20min，火灾延续时间按照1h考虑，选用3%的抗醇水成膜泡沫原液。

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本项目屋面喷淋采用环状管网布置方式，货架喷淋交错式布置（货架喷淋布置方式如图1所示）。

图1 货架喷淋平面布置图  下载原图

该布置方式经过专业软件计算后，计算入口处的流量为175L/s，入口处压力为43.84m，算至消防泵房出口压力约为96.5m。

本项目在消防泵房内已设有喷淋泵2台（一台柴油泵，一台电泵）Q=3500GPM(220L/s),H=130PSI(90m），消防泵经过现场测试后，根据泵的性能曲线，当消防泵达到泵额定流量的80%时（约为176L/s），此时消防泵出口压力为140PSI（约为97m）。通过喷淋泵的性能曲线观察和计算，仓库需求的流量及扬程恰好落在泵的性能曲线上，现有的消防泵能满足本项目的需求。

本项目泡沫混合液的供给时间20min，泡沫原液选用3%的抗醇水成膜泡沫液，一次灭火需要的泡沫原液量为：

本项目为预充泡沫混合液系统，经计算其管道需要的充装量为0.5m3。

综合考虑后，选用了8～220L/s宽流量泡沫比例混合器（混合比为3%）和3%的抗醇泡沫液、7m3的囊式泡沫罐。

本项目仓库最大净空高度为10.13m，属于全球第一个有FM要求的净空高度超过9m的甲类水溶性液体仓库，无案例参考，FM保险公司根据项目的需求，做了灭火实验，在原来顶面喷淋+货架喷淋设计的基础上增加了面喷淋，确保了闭式泡沫-水喷淋湿式系统的有效性。

此外，设计团队对于国内规范的解读在确定闭式泡沫-水喷淋湿式系统具体的设计参数方面存在重大分歧，使整个项目设计陷入胶着状态，后经过与FM工程师及当地消防部门的沟通以及对规范的解读，最终得以确定设计参数。

FM产品认证属于系统认证，如本项目的闭式泡沫-水喷淋湿式系统，要求泡沫罐、宽流量泡沫比例混合器及泡沫液为同一家产品；湿式报警阀、OS&Y闸阀、信号蝶阀、卡箍件及喷头为同一家产品。通过对市场上产品的调研，既满足3CF认证又满足FM认证的消防产品，最终与FM保险公司达成一致，泡沫罐及阀组选用同一家产品、泡沫比例混合器及泡沫液选用同一家产品、卡箍件及喷头选用同一家产品。

预充泡沫混合液的闭式泡沫-水喷淋湿式系统相较于国内常规的充水的闭式泡沫-水喷淋系统，无需先将管道内的水喷完后再喷泡沫，此系统对于扑灭水溶性液体流淌火灾更安全可靠，灭火效率更高。但该系统对于管道及管件的腐蚀更加严重，本项目选用厚壁内外热浸镀锌钢管；并且需要定期（约半年）对管道内的泡沫混合液进行检测，确保管道内的泡沫混合液能够有效的控火灭火。