论文部分内容阅读
摘要以三种大空间早期抑制快速响应自动喷水系统（以下简称“ESFR喷头系统”）的特点为基础，结合现行的规范的规定，探讨了早期抑制快速响应自动喷水系统设计中的几个问题，对涉及到现行规范的局限性及规范执行中的模糊问题进行了剖析。
关键词危险等级高架仓库作用面积净空高度设计流量
With three large space early suppression fast response sprinkler system ( hereinafter referred to as the " ESFR sprinkler systems " ) based on the characteristic, according to the current norms, explores the early suppression fast response sprinkler system design of several problems, to present normative limitations and standardize the implementation of the fuzzy this paper analyzes the problems.
Key words: risk grade high rack warehouse function area clearance height design flow
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
“ESFR喷头系统”作为在高架仓库建筑中的一种自动喷水系統，发挥了重要作用。随着高架仓库在工业项目中的普及，该系统也得到广泛使用，有关的技术设备也逐渐成熟，相应的规范规程也在逐步实施，目前与“ESFR喷头系统”有关的规范规程有《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084-2001,2005年版,以下简称“喷规”）已经实施，但是相应的国家专项规范仍未出台，现阶段相关的工程主要以“喷规”为基础，结合《全国民用建筑工程设计技术措施》（2009年版）（以下简称“技术措施”）的相关规定进行设计，在设计中面临“喷规”和“技术措施”针对高架仓库灭火系统的个别问题的局限性和界定不够清晰的问题。本文不对该系统的作用原理及喷头的特点加以赘述，仅对系统设计中的几个关键问题予以探讨。
1“ESFR喷头系统”介绍
针对仓库火灾蔓延迅速、难扑救，易造成重大财产损失，而扑救高堆垛、高架仓库火灾又一直是自动喷水灭火系统的技术难点，由美国试验研究成功开发出“大水滴喷头”、“快速响应早早期抑制喷头”可有效扑救高堆垛、高货架仓库火灾的新技术。“喷规”在参考美国《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA-12(2002年版)、《一般储物仓库标准》NFPA-231(1995年版)和《货架储物仓库标准》NFPA-231C（1995年版）的数据的基础上，针对我国现状，并经归纳简化后提出了采用早期抑制快速响应喷头仓库的系统设计参数，并对喷水强度、作用面积、响应时间指数做了相应的规定。“ESFR喷头系统”有别于其他自动喷水灭火系统，具有喷水强度大、持续喷水时间长、响应时间短、最低工作压力高等显著特点，目前在仓库自动喷水灭火中应用比较广泛。
2问题的提出
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，,2005年版，以下简称“高规”）中7.6.1-7.6.4条明确了高层建筑内需设置自动喷水灭火系统的部位；《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（以下简称“建规”）中8.5.1/3-7条明确了什么性质的建筑需设置自动喷头灭火系统。但现行的“喷规”却没有大于12m的净空高度场所的设计参数，也没有对“ESFR喷头系统”的具体设计安装作相应的规定，这个问题一直以来困惑着设计人员。参照美国FM标准、美国通用防火规范（UFC）、美国NFRA-231和NFRA-231C相关规定，以下就对这些问题提出笔者的观点，供同行们参考和批评。
3“ESFR喷头系统”的适用条件
（1）EFSR喷头仅适用于湿式喷水灭火系统，不适用于干式系统和预作用系统。
（2）“ESFR喷头系统”适用于净空高度大于8m，小于13.5m的仓储性质的仓库。
（3）保护场所室内温度不应高于66℃；若室内温度短时或长期高于38℃时应选用中温式喷头（79℃或107℃温度级喷头），通常选用68℃或71℃温度级喷头。
（4）按FM标准要求ESFR喷头不得安装在坡度大于9.5°的屋面板下。（当大于9.5°时，可在屋面板下安装一层合适坡度的面板，再将喷头布置在面板下。如果夹层内有可燃物可参照“喷规”7.1.8条的规定增设喷头，但未对夹层内喷头类型做相应规定，笔者认为增设一层标准喷头即可）。
4关于货架设置的问题
对于采用“ESFR喷头系统”的高架仓库里的货架，“喷规”里仅提到：在保护最大高度范围内，如有货架应为通透性层板（“喷规”表5.0.6）。并未对货架的摆放和具体的设置作出规定。
笔者认为以托盘货物为主的堆货方式中，堆货间的垂直通透空间是抑制型喷头能否成功灭火的关键因素，因此无论建筑物或堆货高度有多高都必须保持垂直通透空间。根据美国FM的规定，缝隙宽度不应小于75mm。高度大于7.6m的货堆则横向堆货空间（与货物长度方向平行，货物与货物之间的缝隙）以及纵向通透空间（即与货堆长度方向平行、每排货堆之间的缝隙）都是必须的。
在用货架并排储存货物方式中，如果货物间在一个方向上，变靠边紧贴排成一排，排与排间保持通透空间，即使没有纵向通透空间（即与货架长度方向平行、每排货架之间的通透空间）也不会对喷头洒水产生不利影响。
如果货架下部几层存在通透空间而上部几层被阻挡封闭了，这种情况会产生火灾隐患。
5关于库内防排烟的设置
按照“建规”9.1.3.2条：占地面积大于1000㎡的丙类仓库应设置排烟设施。仓库由于堆放货物较多，一旦有火警，浓烟难免且难于扩散，通常应设防排烟系统。但FM研究机构认为采用ESFR喷头系统的场所设置了防排烟是弊大于利，因为初期火灾的烟热气流过早被抽走就会影响喷头动作速度，排烟系统应在喷头动作后启动，故防排烟系统应设置成手动系统。
若消防主管部门要求设置成自动启动时，也可采用温度不低于180℃的感温电缆进行控制。
当防护区内需要设置挡烟垂壁时，应设置在喷头与喷头或支管与支管的中心线上，如果无法设置在中心线上，应该加设喷头，使其两侧的喷头到挡烟垂壁的距离不大于该建筑高度条件下相应喷头间距的一半。挡烟垂壁有时可用作由抑制性喷头保护区和由普通喷头保护区之间的分割。一旦火灾发生在普通喷头保护区，但靠近抑制性喷头保护去的边界，会造成不在火区的抑制性喷头的动作。由于抑制性喷头的用水量较大，会夺走普通区喷头水量，这点需要注意。
6关于ESFR喷头的布置
由于大型仓储物流和高架仓库在国内沿海城市兴建较多，工程的规模越来越大，高度越来越高。厦门特区作为沿海开放城市，应对外交流的需要，已兴建多座此类工程，通过调研和实地走访，其设计大都依据美国上述有关标准和规定，参照国家现行的规范的规定及笔者自己的理解，对目前常用的布置方式谈谈自己的看法（格栅型布置不做讨论）
（1）管网布置大多采用每个支管安装四只喷头（按“喷规”8.0.6条不超过6个）。
（2）喷头间距大于2.4m，小于3.05m（库房高度超过9m）或3.70m（库房高度小于等于9m）
（3）喷头安装方式不同于其他普通喷头的安装。其一为了保持喷头周边300mm范围内没有障碍物；其二保持在管道冲洗过程中，杂物不至于堵塞喷头。
（4）库区划分若干段，每段设旁通管、泄水管，在较大库房区内为了分段检修需要应适当设置信号控制阀，不同防火分区应设置水流指示器和信号阀。设旁通管的目的是为了分流，分流的目的是为了降低各段的流速，降低系统压力。
7结论
在有关“ESFR喷头系统”的国家规范没出台之前，“喷规”是主要的依据，“喷规”为作出明确规定的地方，设计人员应多多参照美国FM的有关规定和相关规范，并要结合我国的现实情况，进行有效的设计。尤其要对“ESFR喷头系统”有个系统的了解，对设计流量、作用面积、管道布置、系统适用范围、库内的货架布置及影响该系统发挥的作用的影响因素加以分析和掌握。
关键词危险等级高架仓库作用面积净空高度设计流量
With three large space early suppression fast response sprinkler system ( hereinafter referred to as the " ESFR sprinkler systems " ) based on the characteristic, according to the current norms, explores the early suppression fast response sprinkler system design of several problems, to present normative limitations and standardize the implementation of the fuzzy this paper analyzes the problems.
Key words: risk grade high rack warehouse function area clearance height design flow
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
“ESFR喷头系统”作为在高架仓库建筑中的一种自动喷水系統，发挥了重要作用。随着高架仓库在工业项目中的普及，该系统也得到广泛使用，有关的技术设备也逐渐成熟，相应的规范规程也在逐步实施，目前与“ESFR喷头系统”有关的规范规程有《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084-2001,2005年版,以下简称“喷规”）已经实施，但是相应的国家专项规范仍未出台，现阶段相关的工程主要以“喷规”为基础，结合《全国民用建筑工程设计技术措施》（2009年版）（以下简称“技术措施”）的相关规定进行设计，在设计中面临“喷规”和“技术措施”针对高架仓库灭火系统的个别问题的局限性和界定不够清晰的问题。本文不对该系统的作用原理及喷头的特点加以赘述，仅对系统设计中的几个关键问题予以探讨。
1“ESFR喷头系统”介绍
针对仓库火灾蔓延迅速、难扑救，易造成重大财产损失，而扑救高堆垛、高架仓库火灾又一直是自动喷水灭火系统的技术难点，由美国试验研究成功开发出“大水滴喷头”、“快速响应早早期抑制喷头”可有效扑救高堆垛、高货架仓库火灾的新技术。“喷规”在参考美国《自动喷水灭火系统安装标准》NFPA-12(2002年版)、《一般储物仓库标准》NFPA-231(1995年版)和《货架储物仓库标准》NFPA-231C（1995年版）的数据的基础上，针对我国现状，并经归纳简化后提出了采用早期抑制快速响应喷头仓库的系统设计参数，并对喷水强度、作用面积、响应时间指数做了相应的规定。“ESFR喷头系统”有别于其他自动喷水灭火系统，具有喷水强度大、持续喷水时间长、响应时间短、最低工作压力高等显著特点，目前在仓库自动喷水灭火中应用比较广泛。
2问题的提出
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，,2005年版，以下简称“高规”）中7.6.1-7.6.4条明确了高层建筑内需设置自动喷水灭火系统的部位；《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（以下简称“建规”）中8.5.1/3-7条明确了什么性质的建筑需设置自动喷头灭火系统。但现行的“喷规”却没有大于12m的净空高度场所的设计参数，也没有对“ESFR喷头系统”的具体设计安装作相应的规定，这个问题一直以来困惑着设计人员。参照美国FM标准、美国通用防火规范（UFC）、美国NFRA-231和NFRA-231C相关规定，以下就对这些问题提出笔者的观点，供同行们参考和批评。
3“ESFR喷头系统”的适用条件
（1）EFSR喷头仅适用于湿式喷水灭火系统，不适用于干式系统和预作用系统。
（2）“ESFR喷头系统”适用于净空高度大于8m，小于13.5m的仓储性质的仓库。
（3）保护场所室内温度不应高于66℃；若室内温度短时或长期高于38℃时应选用中温式喷头（79℃或107℃温度级喷头），通常选用68℃或71℃温度级喷头。
（4）按FM标准要求ESFR喷头不得安装在坡度大于9.5°的屋面板下。（当大于9.5°时，可在屋面板下安装一层合适坡度的面板，再将喷头布置在面板下。如果夹层内有可燃物可参照“喷规”7.1.8条的规定增设喷头，但未对夹层内喷头类型做相应规定，笔者认为增设一层标准喷头即可）。
4关于货架设置的问题
对于采用“ESFR喷头系统”的高架仓库里的货架，“喷规”里仅提到：在保护最大高度范围内，如有货架应为通透性层板（“喷规”表5.0.6）。并未对货架的摆放和具体的设置作出规定。
笔者认为以托盘货物为主的堆货方式中，堆货间的垂直通透空间是抑制型喷头能否成功灭火的关键因素，因此无论建筑物或堆货高度有多高都必须保持垂直通透空间。根据美国FM的规定，缝隙宽度不应小于75mm。高度大于7.6m的货堆则横向堆货空间（与货物长度方向平行，货物与货物之间的缝隙）以及纵向通透空间（即与货堆长度方向平行、每排货堆之间的缝隙）都是必须的。
在用货架并排储存货物方式中，如果货物间在一个方向上，变靠边紧贴排成一排，排与排间保持通透空间，即使没有纵向通透空间（即与货架长度方向平行、每排货架之间的通透空间）也不会对喷头洒水产生不利影响。
如果货架下部几层存在通透空间而上部几层被阻挡封闭了，这种情况会产生火灾隐患。
5关于库内防排烟的设置
按照“建规”9.1.3.2条：占地面积大于1000㎡的丙类仓库应设置排烟设施。仓库由于堆放货物较多，一旦有火警，浓烟难免且难于扩散，通常应设防排烟系统。但FM研究机构认为采用ESFR喷头系统的场所设置了防排烟是弊大于利，因为初期火灾的烟热气流过早被抽走就会影响喷头动作速度，排烟系统应在喷头动作后启动，故防排烟系统应设置成手动系统。
若消防主管部门要求设置成自动启动时，也可采用温度不低于180℃的感温电缆进行控制。
当防护区内需要设置挡烟垂壁时，应设置在喷头与喷头或支管与支管的中心线上，如果无法设置在中心线上，应该加设喷头，使其两侧的喷头到挡烟垂壁的距离不大于该建筑高度条件下相应喷头间距的一半。挡烟垂壁有时可用作由抑制性喷头保护区和由普通喷头保护区之间的分割。一旦火灾发生在普通喷头保护区，但靠近抑制性喷头保护去的边界，会造成不在火区的抑制性喷头的动作。由于抑制性喷头的用水量较大，会夺走普通区喷头水量，这点需要注意。
6关于ESFR喷头的布置
由于大型仓储物流和高架仓库在国内沿海城市兴建较多，工程的规模越来越大，高度越来越高。厦门特区作为沿海开放城市，应对外交流的需要，已兴建多座此类工程，通过调研和实地走访，其设计大都依据美国上述有关标准和规定，参照国家现行的规范的规定及笔者自己的理解，对目前常用的布置方式谈谈自己的看法（格栅型布置不做讨论）
（1）管网布置大多采用每个支管安装四只喷头（按“喷规”8.0.6条不超过6个）。
（2）喷头间距大于2.4m，小于3.05m（库房高度超过9m）或3.70m（库房高度小于等于9m）
（3）喷头安装方式不同于其他普通喷头的安装。其一为了保持喷头周边300mm范围内没有障碍物；其二保持在管道冲洗过程中，杂物不至于堵塞喷头。
（4）库区划分若干段，每段设旁通管、泄水管，在较大库房区内为了分段检修需要应适当设置信号控制阀，不同防火分区应设置水流指示器和信号阀。设旁通管的目的是为了分流，分流的目的是为了降低各段的流速，降低系统压力。
7结论
在有关“ESFR喷头系统”的国家规范没出台之前，“喷规”是主要的依据，“喷规”为作出明确规定的地方，设计人员应多多参照美国FM的有关规定和相关规范，并要结合我国的现实情况，进行有效的设计。尤其要对“ESFR喷头系统”有个系统的了解，对设计流量、作用面积、管道布置、系统适用范围、库内的货架布置及影响该系统发挥的作用的影响因素加以分析和掌握。