潘振欽

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)將步入一個(gè)高科技、強(qiáng)信息的時(shí)代，各種建筑領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化。建筑的多功能使用替代了過(guò)去的單一使用功能；建筑風(fēng)格的變化，替代了過(guò)去的單調(diào)劃一；建筑內(nèi)部的布置格局多變代替了過(guò)去固定布局設(shè)計(jì)。總之，現(xiàn)代建筑的不斷涌現(xiàn)，常規(guī)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的應(yīng)用就受到一定局限。如：建筑高度超過(guò)8.0m的現(xiàn)代大型展館、會(huì)展中心、劇場(chǎng)、博物館等；高度超過(guò)8.0m的大型現(xiàn)代生產(chǎn)廠房和現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)物流庫(kù)房工程；以及大型高級(jí)賓館、寫(xiě)字樓的地下商場(chǎng)、停車庫(kù)、娛樂(lè)設(shè)施等對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的應(yīng)用提出更高和不斷更新的要求。尤其隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展、擴(kuò)大對(duì)外交流的需要，大型倉(cāng)儲(chǔ)物流和高架庫(kù)房工程日益增多（主要是沿海港口城市）而我國(guó)目前尚無(wú)關(guān)于大型倉(cāng)儲(chǔ)物流工程建筑防火設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)范、規(guī)定或規(guī)程。
　　筆者參照美國(guó)FM標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)通用防火規(guī)范（UFC）、及美國(guó)NFRA－231c有關(guān)章節(jié)以及對(duì)照我國(guó)現(xiàn)行（自噴規(guī)范）2001年版的有關(guān)規(guī)定，對(duì)快速響應(yīng)早期抑制噴頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝要求作科技介紹，供同行們參考。
　　由于倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)蔓延迅速，不易撲救，易造成重大財(cái)產(chǎn)損失，尤其撲救高堆垛高貨架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)，難度更大。為此，美國(guó)花巨資試驗(yàn)研究．成功地開(kāi)發(fā)了“快速響應(yīng)早期抑制噴頭”、“大水滴”噴頭等用于撲救高堆垛、高貨架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)。同時(shí)美國(guó)工廠聯(lián)合保險(xiǎn)系統(tǒng)，還研究制訂了快速響應(yīng)早期抑制型噴頭（主要為FSFR噴頭）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝FM全球操作標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)稱FM標(biāo)準(zhǔn)。按美國(guó)FM標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的FSFR噴頭，主要是針對(duì)高堆垛、高貨架之大型倉(cāng)庫(kù)的滅火系統(tǒng)要求而研制開(kāi)發(fā)的一種噴頭，具有以下的特點(diǎn)和功能：

1、ESFR噴頭構(gòu)造特點(diǎn)：

　　ESFR噴頭有一個(gè)快速響應(yīng)熱敏元件，此元件使該噴頭比普通傳統(tǒng)型噴頭反應(yīng)快得多，這對(duì)于保證噴頭能及時(shí)開(kāi)放噴水滅火至關(guān)重要。同時(shí)，ESFR噴頭中心有一個(gè)小孔，在高壓作用下、在撲滅貨架上部火災(zāi)的同時(shí)，中心這股水柱可直達(dá)貨架底部撲滅貨架下部的火災(zāi)。因此，在高架倉(cāng)庫(kù)里設(shè)置了ESFR噴頭就可以取消各層貨架的分層噴頭，不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)也節(jié)約了投資，但貨架和堆垛應(yīng)符合本文第6點(diǎn)的要求。噴頭構(gòu)造見(jiàn)圖7－1。

2、噴頭特性及設(shè)計(jì)要求：

　　2-1，ESFR噴頭特性：
　　q=k(10p)0.5 （l／min）
式中：k——噴頭特性
　　　p——噴頭處最小工作壓力為50psi（0．345MPa）～98psi
　　（0.68MPa）
　　每只噴頭出流量（以k=14噴頭為例）：按美國(guó)FM標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定，當(dāng)庫(kù)房?jī)艨崭叨葹?2.2m，堆垛高度10.7m的條件下（見(jiàn)噴頭設(shè)計(jì)參數(shù)表），此時(shí)噴頭處最小工作壓力應(yīng)不小于0．52MPa，則每只噴頭出流量q＝20（10×0.52)0.5=7．6l/s，余下類推。此噴頭流量遠(yuǎn)大于普通傳統(tǒng)噴頭的出流量。
　　2－2，噴頭布置及設(shè)計(jì)要求：
　　按FM標(biāo)準(zhǔn)要求,表一是噴頭設(shè)計(jì)的幾個(gè)主要參數(shù)：

庫(kù)房最大建筑高度（m） 最大貨物存放高度（m) 末端噴頭設(shè)計(jì)壓力（Mpa） 最大噴頭間距（m） 最小噴頭間距（m） 單一噴頭覆蓋面積（m2） 同時(shí)動(dòng)作噴頭數(shù)（個(gè)） 最大 最小 9.10 7.60 0.345 3.10 2.40 9.30 7.40 12 12.20 10.70 0.517 3.10 2.40 9.30 7.40 12 13.70 10.70 0.610 3.10 2.40 9.30 7.40 12

　　 表一的規(guī)定和我國(guó)現(xiàn)行《自噴規(guī)范》2001年版的要求是一致的。但我國(guó)《自噴規(guī)范》5.0.6表注明：僅適用于k＝200的快速響應(yīng)早期抑制性噴頭。美國(guó)已生產(chǎn)的ESFR噴頭有k=14（公制201）、k=16．8（公制241）、k=（公制316）。美國(guó)工廠聯(lián)合保險(xiǎn)系統(tǒng)研究機(jī)構(gòu)對(duì)于庫(kù)房?jī)艨崭叨瘸^(guò)12.2m（不超過(guò)13.7m）的高架庫(kù)房還成功地開(kāi)發(fā)研制了k＝25.2（公制361）的早期抑制型噴頭，進(jìn)一步擴(kuò)展了ESFR噴頭的應(yīng)用場(chǎng)所。

3、ESFR噴頭的安裝要求：

　　8-1，噴頭與頂板的間距：
　　噴頭與頂板的相對(duì)位置是影響噴頭動(dòng)作速度的主要因素。有研究表明如果噴頭感溫元件太靠近頂板，會(huì)使初期火災(zāi)產(chǎn)生的熱氣流在噴頭下流動(dòng)，從而延誤了噴頭的動(dòng)作；如果離頂板太遠(yuǎn)，則初期火災(zāi)產(chǎn)生的熱氣流會(huì)在噴頭上方流動(dòng)，同樣會(huì)延誤噴頭動(dòng)作。
　　正確的安裝應(yīng)使感溫元件的中線處在頂板下102mm-330mm，或噴頭的濺水盤(pán)處在頂板下127m—356mm之間。
　　美國(guó)FM標(biāo)準(zhǔn)推薦噴頭濺水盤(pán)距天花板下的距離為14in（358mm）和6in（152mm）之間，我國(guó)＜自圓規(guī)范＞第7．1．4條規(guī)定；下垂型噴頭濺水盤(pán)與頂板的距離不應(yīng)小于150mm，不應(yīng)大于360mm。
　　FM研究機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)表明k=25.2（公制361）的下垂式壓制型噴頭濺水盤(pán)應(yīng)處在頂板下457mm效果最佳。
　　說(shuō)明：目前使用的ESFR噴頭主要為下垂型，直立型極少使用。
　　3－2，噴頭與墻的距離為噴頭間距的一半。
　　3－3，噴頭濺水盤(pán)與下部被保護(hù)堆垛的距離至少應(yīng)保持36in（914m）。
　　3－4，噴頭與梁的距離（m）見(jiàn)表二

表二

噴頭濺水盤(pán)與梁底面的最大垂直距離（mm） 噴頭濺水盤(pán)與梁邊水平距離（mm） 12.5 150 25 220 40 300 60 400 80 500 100 600

　　3－5；噴頭與其下方障礙物的距離；
　　處于噴頭下方的障礙物雖不會(huì)對(duì)噴頭的布水形狀形成干擾，但會(huì)造成“陰影區(qū)”并減小那個(gè)區(qū)域噴頭出水的動(dòng)量，導(dǎo)致那個(gè)區(qū)域的火既無(wú)法被控制也無(wú)法被壓制。
　　對(duì)于噴頭下方障礙物寬度＞19mm，＜51mm，濺水盤(pán)離障礙物最近的邊緣的水平距離至少為305mm或障礙物應(yīng)處在低于濺水盤(pán)至少610mm的距離。
　　寬度＞51mm，＜305mm的連續(xù)障礙物，則濺水盤(pán)離障礙物最近的邊緣的水平距離至少為305mm。
　　寬度＞305mm，且小于610mm的連續(xù)障礙物，則濺水盤(pán)離障礙物最近的邊緣的水平距離至少為610mm。
　　寬度＞610mm的噴頭下面障礙物如是連續(xù)扁平，水平的實(shí)體應(yīng)在障礙物下安裝一排噴頭，噴頭的感溫元件離障礙物最大距離為330mm，噴頭間距最大為2.43m（指所補(bǔ)噴頭與上方正常布置噴頭之間水平距離）。
　　當(dāng)障礙物是連續(xù)的但不是扁平（如圓形風(fēng)管）或不是實(shí)體（如一組電纜），應(yīng)在障礙物下方安裝一個(gè)檔板，擋板定不小于障礙物寬度，然后在擋板下增設(shè)噴頭。
　　當(dāng)屋面板下結(jié)構(gòu)實(shí)體部件高度小于305mm時(shí)，噴頭可直接布置在這些實(shí)體底部。例如：高度小于305mm的“Z”型檁條鋼屋面及高度小于305的T型梁。
　　當(dāng)庫(kù)房上方有屋頂排煙口或通風(fēng)器時(shí)，噴頭不應(yīng)直接布置在排煙口或通風(fēng)器下方，應(yīng)在其下加設(shè)擋板，把噴頭安裝在擋板下，擋板的位置及尺寸應(yīng)能保證噴頭處空氣流速不超過(guò)1．52m/s。

4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

　　ESFR噴頭系統(tǒng)的工作壓力應(yīng)滿足最不利處噴頭的最小工作壓力要求，噴頭的最小工作壓力應(yīng)符合表一的規(guī)定，此規(guī)定與我國(guó)現(xiàn)行＜自噴規(guī)范＞第5．0．6條的規(guī)定是一致的。系統(tǒng)水力計(jì)算：按美國(guó)FM標(biāo)準(zhǔn)要求及我國(guó)現(xiàn)行＜自噴規(guī)范＞2001年版的規(guī)定：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)按最不利區(qū)域內(nèi)三根支管上各四只噴頭同時(shí)動(dòng)作進(jìn)行水力計(jì)算，當(dāng)每根支管上的噴頭數(shù)不足四只時(shí)，則支管上所有噴頭都考慮為動(dòng)作噴頭并考慮相鄰支管上的噴頭為動(dòng)作噴頭，以便使動(dòng)作噴頭總數(shù)達(dá)到12只。
　　當(dāng)動(dòng)作噴頭區(qū)域內(nèi)有補(bǔ)償性噴頭（如風(fēng)管、電纜、橋架下補(bǔ)設(shè)的噴頭）時(shí)，應(yīng)增加設(shè)計(jì)動(dòng)作區(qū)域內(nèi)補(bǔ)償性噴頭同時(shí)開(kāi)啟的流量。
單個(gè)系統(tǒng)允許最大保護(hù)面積為3716m²（4D，000尺²）。

5．ESFR噴頭系統(tǒng)的適用條件：

　　5－1，ESFR噴頭系統(tǒng)適用于凈空高度大于8.0m，小于13．7m的倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房和高架庫(kù)房；5—2，ESFR噴頭僅適用于濕式噴水滅火系統(tǒng)，不適用于于式系統(tǒng)和預(yù)作用系統(tǒng)；
　　5－3，保護(hù)場(chǎng)所室內(nèi)溫度不應(yīng)高于66℃；如室內(nèi)溫度短時(shí)或長(zhǎng)期高于38℃者，應(yīng)選用中溫式噴頭（79℃或107℃溫度級(jí)噴頭），通常選用68℃或71℃溫度級(jí)噴頭。
　　5－4，按FM標(biāo)準(zhǔn)要求抑制型噴頭不得安裝在坡度大于9．5°的天棚下，天棚坡度大于9．5°，可在天棚下安裝一層合適坡度的天棚，再將噴頭布置在天棚下；如果夾層內(nèi)有可燃物或夾層本身為可燃物，則應(yīng)在夾層內(nèi)增設(shè)噴頭（但未指明夾層內(nèi)凈空高度的限值——筆者）。
　　5－5，保護(hù)區(qū)為鋼結(jié)構(gòu)屋面同時(shí)抑制型噴頭的安裝符合上述要求時(shí)，不需要再對(duì)鋼屋面和鋼柱采用其他防火措施。

6、關(guān)于貨架的設(shè)置問(wèn)題：

　　FM標(biāo)準(zhǔn)要求：以托盤(pán)貨物為主的堆貨方式中，貨堆間的垂直通透空間是抑制型噴頭能否成功滅火的主要關(guān)鍵因素，因此，無(wú)論建筑物或堆貨高度有多高都必須保持垂直通透空間（即縫隙），縫隙寬度不應(yīng)小于75mm。
　　高度大于7．60m的貨堆則橫向通透空間（即與貨堆長(zhǎng)度方向平行、貨物與貨物之間的縫隙）以及縱向通透空間（即與貨堆長(zhǎng)度方向平行、每排貨堆之間的縫隙）都是必需的。
　　在用貨架并排儲(chǔ)存貨物方式中，如果貨物間在一個(gè)方向上，邊靠邊緊貼排列形成一排，排與排間保持通透空間，即使沒(méi)有縱向通透空間（即與貨架長(zhǎng)度方向平行、每排貨架之間通透空間）也不會(huì)對(duì)噴頭灑水形成不利影響。見(jiàn)圖7－2。

　　如果貨架下部幾層中存在通透空間而上部幾層被阻擋封閉了，這種情況會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)隱患，因上部噴水無(wú)法到達(dá)底部著火區(qū)。

7、關(guān)于防排煙：

　　按美國(guó)通用防火設(shè)計(jì)規(guī)范（UFC）要求：面積大于12000尺2（1115m2）以上的大型食儲(chǔ)物流及高架庫(kù)房應(yīng)設(shè)置防排煙系統(tǒng)。
庫(kù)房由于堆放貨物較多，一旦有火警，濃煙難免且難于擴(kuò)散，通常應(yīng)設(shè)防排煙系統(tǒng)，但FM研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，采用ES-FR噴頭系統(tǒng)的場(chǎng)所設(shè)置了防排煙系統(tǒng)是弊大于利，即其負(fù)面影響大于正面影響，理由是初期火災(zāi)煙熱氣流過(guò)早被抽走就會(huì)影響噴頭動(dòng)作速度。排煙系統(tǒng)直在噴頭動(dòng)作后啟動(dòng)，即滅火后將煙排掉，故防排煙系統(tǒng)宜采用手動(dòng)控制。
　　若消防主管部門(mén)有要求應(yīng)采用自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，也可采用溫度不低于180℃的感溫電纜進(jìn)行控制。
　　關(guān)于擋煙垂壁的設(shè)置問(wèn)題：當(dāng)防護(hù)區(qū)內(nèi)需要設(shè)置擋煙垂壁時(shí)，擋煙垂壁應(yīng)設(shè)置在噴頭與噴頭或支管與支管的中線上，如果無(wú)法設(shè)置在中線上，應(yīng)該加設(shè)噴頭，使其兩側(cè)的噴頭到擋煙垂壁的距離不大于該建筑高度條件下，相應(yīng)噴頭間距的一半。擋煙垂壁有時(shí)可用作由抑制型噴頭保護(hù)區(qū)和由普通噴頭保護(hù)區(qū)之間分隔。一旦火災(zāi)發(fā)生在普通噴頭保護(hù)區(qū)，但靠近抑制型噴頭保護(hù)區(qū)的邊界，會(huì)造成不在火區(qū)上的抑制型噴頭動(dòng)作。由于抑制型噴頭用水量較大，會(huì)奪走普通型噴頭水量。這一點(diǎn)應(yīng)予以注意。
　　大型倉(cāng)儲(chǔ)物流和高架庫(kù)房工程目前在國(guó)內(nèi)沿海城市興建較多，每座庫(kù)房面積大至5萬(wàn)多平方米，庫(kù)房?jī)艨崭叨染?0m以上，廈門(mén)特區(qū)作為沿海開(kāi)放城市，對(duì)外交流需要，已興建多座此類庫(kù)房，其設(shè)計(jì)大多依據(jù)美國(guó)上述有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定：
　　1、管網(wǎng)布置大多采用每一支管安裝4只噴頭（按規(guī)定每支管安裝噴頭數(shù)不應(yīng)超過(guò)6只）；
　　2、噴頭間距大于2.4m，小于3.05m（庫(kù)房高度超過(guò)9．0m）或3.70m（庫(kù)房高度小于等于9.0m）：

　　3、噴頭安裝方式見(jiàn)圖7－3，此安裝方法不同于其他普通噴頭安裝方式。其一為了保持噴頭周邊300mm范圍內(nèi)沒(méi)有任何障礙物；其二保證在管網(wǎng)沖洗過(guò)程中，雜物不致堵塞噴頭。
　　4、庫(kù)區(qū)內(nèi)劃分若干段，每段設(shè)旁通管、泄水管。在較大庫(kù)房區(qū)內(nèi)為了分段檢修需要應(yīng)適當(dāng)設(shè)置信號(hào)控制閥，不同防火分區(qū)應(yīng)分別設(shè)置水流指示器和信號(hào)閥。設(shè)旁通管的目的是為了分流，分流目的是為了降低各管段流速，降低系統(tǒng)壓力。圖7-4是廈門(mén)某庫(kù)房SFR噴頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例摘錄。該倉(cāng)庫(kù)為二層庫(kù)房、貯存物品為丙類（2項(xiàng)）、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、井字梁樓蓋。所摘錄為一層局部ESFR噴頭系統(tǒng)，層高（凈空高度）為12.30m，貨物最大堆積高度小于10.0m。依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行（自噴規(guī)范）要求，噴頭采用K=14（公制200），噴頭最不利處工作壓力采用0．52MPa。噴頭布置間距不小于2.4m，不大于3.0m。按最不利作用面積內(nèi)同時(shí)開(kāi)放12只噴頭確定系統(tǒng)計(jì)算流量。采用下垂型噴頭，噴頭安裝參照美國(guó)FM標(biāo)準(zhǔn)，噴頭距天花板內(nèi)底為350mm。噴頭距下部被保護(hù)貨物的垂直高度最小為1.95m，噴頭下方遇有寬度大于610mm的排煙管道時(shí)．在排煙管道下方加設(shè)一排噴頭。所補(bǔ)噴頭濺水盤(pán)距下部貨物最小垂直距離大于0.914m。