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消防喷淋系统受特定规范和标准的约束,以确保正确安装和正常运行。主要规范包括:标准安装的 NFPA 13、住宅的 NFPA 13R 以及一般建筑要求的 IFC(国际消防规范)。

当被问及如何更好地推广自动喷水灭火系统时,在十项旨在提高其使用率的常见策略中,消防规范获得了最高的两项评分。“说服规范制定者要求特定场所安装喷水灭火系统”(7.3分,满分10分)。第二高的策略(7.0分)是“鼓励消防部门推广自动喷水灭火系统”,这项策略也可以通过修改法规来实现。

在这篇博文中,我们将深入探讨消防规范——具体来说,什么是规范以及自动喷水灭火系统发挥着什么作用?本文重点介绍国际消防协会 (IFSA) 出版的《推广自动喷水灭火系统指南:倡导路线图》第四章“消防规范和自动喷水灭火系统”的内容。

政府有义务提供防火保护

消防安全既是个人责任,也是集体责任。在工作场所、商业场所和多户住宅中,通常由实际负责人对消防安全负责。然而,当存在安全隐患时,政府有责任介入以保护公众。

这项干预属于政府的警察权范畴,这是一项旨在确保公共安全、健康和福祉的广泛权力。警察权允许政府采取行动,例如拆除不安全建筑物、强制接种疫苗、监管公共交通,或在消防方面禁止危险行为,例如在城市中使用消费级烟花或在城市中建造木质建筑。

然而,政府干预若要合理,必须符合公共利益,且确有必要,并且不得给个人造成过重负担。司法监督有助于确保此类权力不被滥用或以不公正的方式干涉合法活动。

建筑和消防规范简史

已知最早的建筑安全政府法规是公元前1754年巴比伦第六位国王汉谟拉比颁布的《法典》。该法典包含282条规则,确立了商业交往的标准,并规定了罚款和惩罚措施以满足司法公正的要求。它于1901年被发现,刻在一根巨大的指状石柱上。

公元871年,英格兰国王阿尔弗雷德大帝颁布了防火措施,包括夜间遮盖炊火。1189年,伦敦市长提议用石砌隔墙来减缓火势蔓延。使用不可燃材料防止火灾蔓延的理念传入美国。纽约和波士顿等早期美国城市规定,房屋必须用砖或石头建造,屋顶必须铺设石板或瓦片,以限制火势蔓延。

1896年,美国国家消防保险协会(NBFU)制定了第一部建筑规范范本,并游说纽约州采纳,但未能成功。这一努力促成了1905年NBFU建筑规范的出版,该规范被认为是第一部“建筑规范范本”,它完整地汇编了建筑施工的技术要求,其编写方式旨在促使政府将其纳入法律。这部NBFU规范范本后来以《国家建筑规范》之名出版,并定期更新,直至1967年。

该规范开创了建筑高度和面积要求、疏散通道、耐火结构、竖井围护结构、女儿墙、防火墙和门、防火封堵和灭火系统等基本规范原则的发展。

1905 年的 NBFU 示范规范包含了对建筑物部分区域(包括商业和制造业场所的地下区域)喷淋系统的要求。在美国,像纽约和芝加哥这样的大城市有能力制定和更新自己的建筑规范。而较小的城市和州则决定联合起来,组成区域性组织,制定并定期更新其他示范建筑规范,作为保险行业规范的替代方案。

NBFU国家建筑规范。其中包括:

  • 1927 年——国际建筑官员协会 (ICBO) 出版了《统一建筑规范》。
  • 1947 年——南方建筑规范大会 (SBCCI) 出版了《标准建筑规范》。
  • 1950 年——国际建筑官员和规范管理协会 (BOCA) 出版了《基本建筑规范》。

虽然这些规定在区域内被广泛采用,但各地区之间的要求差异以及州或地方层面的采用方式差异,常常造成冲突,阻碍了不同司法管辖区在建筑手段、方法和材料方面的进步。

ICC 和 NFPA 规范

为了解决这些问题,这三个规范组织于1972年成立了美国建筑官员委员会(CABO),并最终于1994年合并成立了国际规范理事会(ICC)。ICC现在制定一套统一的示范规范,包括国际建筑规范(IBC)、国际消防规范(IFC)以及针对给排水、机械系统和能源等领域的其他专业规范。

国际规范委员会(ICC)并非唯一制定可采纳示范规范的机构。美国国家消防协会(NFPA)也发布了示范消防规范(NFPA 1)、示范建筑规范(NFPA 5000)和“生命安全规范”(NFPA 101),这些规范在美国乃至世界各地都被广泛引用、采纳和执行。

大多数建筑规范中都包含一套占用分类系统,这是风险评估的基础。这些分类表明,火灾风险等级与建筑物或构筑物的用途密切相关,包括居住其中的人员以及建筑物内的物品。最低固有防火安全要求包括耐火性能、必要的疏散通道、允许使用的饰面材料的可燃性、报警和自动喷水灭火系统,以及其他防护措施,这些都取决于占用分类以及建筑物的面积和高度。

基于定期采用示范规范的建筑监管体系的优势之一在于,示范规范会定期更新,通常每隔几年更新一次。这使得规范能够涵盖新技术和新工艺,同时也允许公众,包括倡导团体,提出意见。

美国或许拥有最悠久的消防喷淋系统规范倡导历史。美国国家消防喷淋协会(NFSA)成立于1905年,早在20世纪60年代就制定了一项政策,旨在通过建筑规范推广消防喷淋系统的广泛应用。

与仅仅要求在规范中扩大消防喷淋系统的强制安装范围不同,喷淋系统的倡导者们通常致力于制定激励措施或“权衡方案”,通过降低其他建筑领域的成本来抵消安装喷淋系统的额外费用,这一点将在下文详细阐述。这种方法通常能较少受到开发商和致力于不增加建筑成本的政界人士的抵制。

自北美首次发布并采用建筑规范模型以来,几十年来,人们对自动喷水灭火系统作为关键生命安全设施的认识显著提高。与北美一样,世界其他地区的规范改进也往往是在火灾悲剧发生后进行的。然而,即使没有发生悲剧性的火灾,倡导组织也能推动规范的改进。尽管欧洲自动喷水灭火系统网络(EFSN)直到2002年才成立,但到2006年,该网络已报告称,许多欧洲国家开始认识到高层建筑安装自动喷水灭火系统的必要性。

主动防护与被动防护

建筑规范中通常包含防火要求的原因之一是,建筑材料的耐火性能历来在确定各种用途可接受的火灾风险水平方面发挥着重要作用。

被动防火依赖于建筑构件固有的耐火性能,例如防火门、窗、墙体和楼板/天花板组件。这些构件需经过标准化的时间-温度测试程序,以确定其在不发生故障的情况下能够承受火灾多长时间。由于这些构件是内置于建筑结构中且无需激活,因此被认为是“被动”的。历史上,具备此类功能的建筑物被称为“防火建筑”,但如今更常用的术语是“耐火建筑”,这表明建筑物内部的物品,而不仅仅是其结构本身,也构成重大的火灾风险。

“主动式”消防系统则与之相反,包括自动喷水灭火系统、火灾报警系统和排烟系统,它们能够主动应对火灾情况。其中,喷水灭火系统尤为有效,因为它可以主动控制或扑灭火灾,从而降低生命和财产损失的风险。这对于那些在火灾中可能无法疏散的人来说尤为重要。

经证实有效

被动式消防安全方法的支持者经常质疑主动式系统的可靠性,尤其是自动喷水灭火系统。但被动式系统也存在故障率,现场调查和火灾损失经验表明,防火屏障存在破损、防火封堵不足、防火门和风门无法关闭等缺陷。然而,目前鲜有研究能够直接比较被动式系统与自动喷水灭火系统历来优异的性能,从而评估其可靠性。

20 世纪 60 年代和 70 年代,当美国国家消防协会 (NFSA) 开始倡导提高美国对自动喷水灭火系统的认识时,NFSA 证明了喷水灭火系统在控制和扑灭两大主要来源火灾方面的有效性。

表 4.4.1-1:美国消防协会 (NFPA) 1897-1969 年喷淋系统性能总结

表现1897–1924年1897–1924 年百分比1925–1969年1925–1969 年百分比
令人满意31,38895.878,29196.2
不令人满意1,3904.23,1343.8
全部的32,778100.081,425100.0

就这些早期统计数据而言,“合格”的性能是指自动喷水灭火系统能够有效抑制和控制火势。相反,“不合格”的性能不仅包括运行中的自动喷水灭火系统灭火性能不佳的情况,还包括供水被切断或当时供水不足的情况,后者约占所有“不合格”事件的三分之一。

从 20 世纪 70 年代中期开始,美国消防管理局通过国家火灾事故报告系统 (NFIRS) 收集了更详细的事故数据。

确保有效性的4种方法

以下是确保自动喷水灭火系统有效性的四种方法:

  1. 系统设计和安装标准——传统上,建筑和消防规范规定了自动喷水灭火系统的安装位置,而相关标准则规定了安装方式。这些标准对于确保喷水灭火系统的有效性至关重要,涵盖了喷头间距、障碍物间隙、水压、流量、测试和文档记录等技术细节。虽然规范有时允许针对特定危险采用部分喷水灭火系统,但大多数规范都倾向于对建筑物进行全面喷水灭火。
  2. 喷淋产品认证——产品质量是消防系统可靠性的关键因素,而产品质量的最佳保障途径是产品标准和认证项目。这包括但不限于喷头、阀门、管道、管件和支架。政府监管机构应明确规定应采用哪些产品标准,以及哪些国内外认证实验室可以认可并用于验证产品是否符合这些标准。
  3. 系统技术员认证计划——为从事消防喷淋系统设计、布局和细化工作的人员提供的认证计划,有助于确保编制设计和安装计划的人员具备相应的资格。
  4. 检查和测试要求——喷淋系统必须定期进行检查、测试和维护,以确保其长期正常运行。消防泵和其他机械部件需要定期运行,以确保其功能完好。最重要的是,控制供水的阀门必须保持开启和就绪状态,这可以通过电子监控以及适当的报警系统与有人值守的监控站通信来最好地保证。

建筑规范中的消防喷淋系统激励措施

“在建筑规范中为喷淋系统提供经济激励”被评为提高喷淋系统使用率的第三大有效策略,得分为6.9分。传统上,这一策略是通过所谓的“喷淋系统权衡”来实现的。这指的是在建筑规范中允许设计方案的替代方案,使设计专业人员能够在建筑物内安装喷淋系统的情况下,减少其他消防措施,因为喷淋系统能够提供同等或更优的保护水平。这些激励措施也被称为“喷淋系统设计替代方案”,在某些情况下,根据当地术语,也被称为“喷淋系统升级方案”。

最常采用的喷淋系统权衡或激励措施是,允许增加建筑物或防火隔间的高度和/或面积,前提是该建筑物按照现行的国家标准安装了喷淋系统。

要阅读第四章的完整内容(包括更多关于系统有效性研究、系统设计和安装标准、认证以及两个关于消防喷淋激励措施的案例研究),请下载完整指南。

敬请关注本系列下一篇博文,主题为《推广自动喷水灭火系统指南:倡导路线图》 。该博文重点介绍第五章“在规范环境下寻求监管变革”的内容。