崔芬
（中國石化集團上海醫藥工業設計院，上海 200120）

　　摘要：ESFR（Early Suppression Fast Response，早期抑制、快速響應）自動噴水滅火系統具有噴水強度高、反應速度快、水損害小等特點。主要用于保護高堆垛與高貨架倉庫，顯著提高了倉庫運作的靈活性。結合實際工程的消防給水設計和國內外相關技術，對ESFR系統的選擇、措施、投資等進行了分析探討。
　　關鍵詞：消防；噴頭；自噴系統；高架倉庫
　　中圖分類號：TU998J 　文獻標識碼：B 　文章編號：1009－2455（2003）06－0071－03

　　快速響應早期抑制滅火型噴頭（ESFR）可對付高度危險火災尤其是高價貨品的火災，迅速有效，大大減少了火災、水漬、煙霧等造成的損害。現以ESFR（K14）噴頭為例，對ESFR自噴系統設計中需考慮的問題進行分析探討：

1 工程概況

　　某藥廠技改項目投資約9千萬元。其中固體制劑車間、綜合樓設有中央空調系統，且藥廠人員不易疏散、可燃物較多，按中危險級 Ⅱ級布置 K＝80的標準噴頭，潔凈區設置隱蔽型玻璃球灑水噴頭。高架倉庫長 72m，寬 32m，最大凈空高度12.0 m，鋼制柵條貨架最大堆貨高度 10.5 m，屋頂沿寬度方向有 4個坡面，坡度為 2％；倉庫存儲物：價格昂貴的粉劑原料、片劑及膠囊以及可燃的包裝材料，屬 A 類火災，建筑物類別為丙類，根據“噴規”[1]強制性條文第4.2.6.1 條，在高架倉庫頂設置ESFR（K14）噴頭并按倉庫危險級 Ⅱ級啡發泡類）進行噴淋設計。

　　以固體制劑車間、綜合樓為主體的普通自噴系統和高架倉庫為主體的ESFR自噴系統各自獨立，噴頭及壓力均不同，需分設濕式報警閥；為節約投資，共用一套消防泵及穩壓裝置，并在普通自噴系統濕式報警閥前設置比例式減壓閥以滿足普通噴頭的壓力要求。廠區自噴系統流程見圖1。

2 噴頭及噴頭布置

2.1 ESFR 噴頭
　　ESFR 噴頭是早期響應和抑制火災的關鍵配件。目前國內已有熱敏元件為φ2.5 mm玻璃球的ESFR（K14）閉式下垂型噴頭，雖然價格較低，但未經國際權威機構（如：FM，UL等）認可。如資金允許，建議用進口的ESFR（K14）易熔合金閉式下垂型噴頭。設計不僅要參照國內規范，還要參照產品生產廠家的有關技術參數。
2.2 進口 ESFR（K14）噴頭設計基本參數
　　進口 ESFR（K14）噴頭設計基本參數^［2］見表 1和表2。

2.3 進口 ESFR（K14）噴頭布置要求
　　噴頭保護面積、噴頭間距及濺水盤與天花板、 貨物頂距離見表3、表4：

　　ESFR 噴頭離鄰近衍架、輕質擱架的頂弦及其他障得初的最小水平距離為 305 mm，噴頭布置還受行架寬度及構件所構成最大空間面積的限制。通風管道等障礙物的寬度大于0.6m（“噴規”為1.2m）時：應在障礙物下增設補償噴頭，排管下需設集熱板。
2.4 高架倉庫噴頭布置
　　高架倉庫采用ESFR（K14）易熔合金閉式下垂型噴頭，每個噴頭保護面積7.5m²，噴頭最低工作壓力 0.52 MPa，作用面積內開放的噴頭數為 12只，屋頂總噴頭數288只。噴頭長方形布置，間距為 2.5 m×3.0 m，ESFR 自噴系統配水干管從配水管中間位置接人，同時配水管兩側配水支管上噴頭均勻布置，可保持布水均勻，以避免噴頭壓差過大及不必要地增大消防水泵揚程，造成浪費。

3 系統設備配置

3.1 噴淋專用消防泵
　　本工程室內噴淋用水量 100 L／8，因地處上海市區，水源可靠，自噴系統采用平坦曲線的消防泵從管網直接吸水。
3.2 隔膜式氣壓罐
　　本工程采用穩壓泵和穩壓罐組成的穩高壓消防給水系統，設隔膜式氣壓罐 1臺，V有效 ≥l.2 m³ ，以滿足高架倉庫內 5個噴頭同時作用 30 s 所需水量。由于消防水泵一般能保證在火警后5 min內開始工作^[2]，氣壓罐最大有效容積應按噴頭同時作用5 min而不是 10 min設計。
3.3 穩壓泵
　　原則上講穩壓泵流量應不少于系統正常情況下的滲漏量，根據《給水排水管道工程施工及驗收規范》第10.2.13規定，經計算本工程滲水量僅為0.lL／min，隨著時間推移管道滲漏量會有所增加，但以此考慮穩壓泵流量顯然太小，難以穩壓；同時穩壓泵流量不宜大于系統最小用水點流量，以避免主泵啟動時間延長。本工程自噴系統除有ESFR（K14）噴頭外還有標準噴頭，故采用電動消防穩壓泵兩臺，l用 1備，流量Q=1.IL／s，揚程H=90m。若系統中只有ESFR（K14）噴頭時穩壓泵流量建議取4—7I／s。
3.4 輔助設施
　　系統設計壓力為 1.10 MPa，為提高噴淋管網安全性，穩高壓管網需設自動排氣閥、泄壓閥、泄水閥等裝置，消防控制拉震帶款又改裝置及老橋自動巡檢功能。泄壓閥設定壓力按系統設計壓力的l.05倍考慮，本工程采用DN 150泄壓閥，設定壓力 1.15 MPa。

4 ESFR自噴系統設計的若干問題

4.1 系統選擇
　　ESFR自噴系統只用于濕式系統。原因在于ESFR 噴頭為快速反應噴頭，若在干式或預作用系統中使用，排氣過程需 l min左右，導致噴水延遲，滅火失敗。
4.2 屋面板或天花板坡度要求
　　屋面板或天花板最大坡度為15.8％，可防止熱氣流由火源中心向屋面坡頂冒升而遠離火源上方噴頭，影響滅火。
4.3 貨架的選擇
　　貨架應采用通透性強的柵條貨架，不可采用實層隔板貨架，以便 ESFR 噴頭的噴水能直接到達著火材料；應避免貨架內設置噴頭，提高倉庫運作靈活性。
4.4 跨度要求
　　配水管兩側每根配水支管控制噴頭數最多6只，特別是鋼屋架坡屋面梁之間的跨度建議最好不要超過21m，否則會給管道設計安裝帶來不必要的麻煩，跨度越小，管徑越小，水力分布越均勻。
4.5 通風問題
　　倉庫宜采用機械通風而不是采用動作溫度超過180℃的易熔元件機械操作自動通風窗，當發生火災時，防火間和機械通風系統會自動關閉，這樣更安全。
4.6 最小作用面積問題
　　ESFR噴頭最小設計作用面積為 89 m²，但當屋頂有分布距離小于2.44m 的次梁時，由于噴頭與次梁的水平距離隨著次梁梁高增加而增加，設計作用面積會小于89m²，此時次梁起擋水板作用，故是可行的。
4.7 屋架防火要求
　　鋼構件在火災中很容易達到最大溫度限制454℃，對鋼屋架無任何防護措施是不符合防火要求的。防火涂料耐火極限可達到 30 min至 3 h，但沒有控火和滅火作用；另一措施是用溫級為79℃，K=80的標準直立型閉式噴頭來保護鋼屋架頂，不可用溫級為68℃的標準噴頭，原因在于火災時越靠近屋頂溫度越高，保護鋼屋架頂的噴頭溫級必
須超過保護貨架及貨堆的噴頭溫級，否則會延誤ESFR噴頭開放從而影響滅火效果，但采用普通閉式噴頭保護鋼屋架在設計施工中存在較大難度。本工程高架倉庫鋼屋架頂采用防火涂料保護以減少屋架荷載，方便施工。
4.8 屋架荷載要求
　　鋼屋架頂除有主鋼梁外還有比主鋼梁強度小很多用于固定屋面的檁條，為承受管道荷載而使植條過大會影響噴頭布置，設計不宜采納，因此建議防晃支架受力盡量分散在主要鋼構件上，可加鋼管固定，在結構設計中應特別注意。

5 結語

　　由于ESFR噴頭的顯著特點，使其具有明顯的優勢。鑒于現代火災其可燃物數量大，房間密閉性好，易使熱量積聚，轟燃時間縮短至 5 min，另外由于城市交通擁擠使得消防人員有時難以及時到達現場，通過ESFR系統的實際應用能更有效地控制火災，減少損失。

參考文獻：
　　[1] GBJ50084－2001，自動噴水滅火系統設計規范（2001年版）[S].
　　[2] GBJ16－87，建筑設計防火規范（2001年版）[S].

作者簡介：崔芬（1969－），女，浙江湖州人，工程師，電話（021）58366600-2081，cuifen＠ssec.com.cn。