摘要：快速响应早期抑制喷头esfr系统简介
关键词：喷头 自喷
随着社会经济的发展，我国将步入一个高科技、强信息的时代，各种建筑领域发生了巨大变化。建筑的多功能使用替代了过去的单一使用功能；建筑风格的变化，替代了过去的单调划一；建筑内部的布置格局多变代替了过去固定布局设计。总之，现代建筑的不断涌现，常规的的应用就受到一定局限。如：建筑高度超过8.0m的现代大型展馆、会展中心、剧场、博物馆等；高度超过8.0m的大型现代生产厂房和现代仓储物流库房工程；以及大型高级宾馆、写字楼的地下商场、停车库、娱乐设施等对的应用提出更高和不断更新的要求。尤其随着我国经济建设的发展、扩大对外交流的需要，大型仓储物流和高架库房工程日益增多（主要是沿海港口城市）而我国目前尚无关于大型仓储物流工程建筑防火设计的有关规范、规定或规程。
笔者参照美国fm标准、美国通用防火规范（ufc）、及美国nfra－231c有关章节以及对照我国现行（自喷规范）2001年版的有关规定，对快速响应早期抑制系统的设计、安装要求作科技介绍，供同行们参考。wwW.11665.cOM
由于仓库火灾蔓延迅速，不易扑救，易造成重大财产损失，尤其扑救高堆垛高货架仓库火灾，难度更大。为此，美国花巨资试验研究．成功地开发了“快速响应早期抑制”、“大水滴”等用于扑救高堆垛、高货架仓库火灾。同时美国工厂联合保险系统，还研究制订了快速响应早期抑制型（主要为fsfr）系统的设计、安装fm全球操作标准，简称fm标准。按美国fm标准生产的fsfr，主要是针对高堆垛、高货架之大型仓库的灭火系统要求而研制开发的一种，具有以下的特点和功能：
1、esfr构造特点：
esfr有一个快速响应热敏元件，此元件使该比普通传统型反应快得多，这对于保证能及时开放喷水灭火至关重要。同时，esfr中心有一个小孔，在高压作用下、在扑灭货架上部火灾的同时，中心这股水柱可直达货架底部扑灭货架下部的火灾。因此，在高架仓库里设置了esfr就可以取消各层货架的分层，不仅简化了系统也节约了投资，但货架和堆垛应符合本文第6点的要求。构造见图7－1。
2、特性及设计要求：
2-1，esfr特性：
q=k(10p)0.5 （l／min）
式中：k——特性
p——处最小工作压力为50psi（0．345mpa）～98psi
（0.68mpa）
每只出流量（以k=14为例）：按美国fm标准有关规定，当库房净空高度为12.2m，堆垛高度10.7m的条件下（见设计参数表），此时处最小工作压力应不小于0．52mpa，则每只出流量q＝20（10×0.52)0.5=7．6l/s，余下类推。此流量远大于普通传统的出流量。
2－2，布置及设计要求：
按fm标准要求,表一是设计的几个主要参数：
库房最大建筑高度（m）
最大货物存放高度（m)
末端设计压力（mpa）
最大间距（m）
最小间距（m）
单一覆盖面积（m2）
同时动作数（个）
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
表一的规定和我国现行《自喷规范》2001年版的要求是一致的。但我国《自喷规范》5.0.6表注明：仅适用于k＝200的快速响应早期抑制性。美国已生产的esfr有k=14（公制201）、k=16．8（公制241）、k=（公制316）。美国工厂联合保险系统研究机构对于库房净空高度超过12.2m（不超过13.7m）的高架库房还成功地开发研制了k＝25.2（公制361）的早期抑制型，进一步扩展了esfr的应用场所。
3、esfr的安装要求：
8-1，与顶板的间距：
与顶板的相对位置是影响动作速度的主要因素。有研究表明如果感温元件太靠近顶板，会使初期火灾产生的热气流在下流动，从而延误了的动作；如果离顶板太远，则初期火灾产生的热气流会在上方流动，同样会延误动作。
正确的安装应使感温元件的中线处在顶板下102mm-330mm，或的溅水盘处在顶板下127m—356mm之间。
美国fm标准推荐溅水盘距天花板下的距离为14in（358mm）和6in（152mm）之间，我国＜自圆规范＞第7．1．4条规定；下垂型溅水盘与顶板的距离不应小于150mm，不应大于360mm。
fm研究机构的试验表明k=25.2（公制361）的下垂式压制型溅水盘应处在顶板下457mm效果最佳。
说明：目前使用的esfr主要为下垂型，直立型极少使用。
3－2，与墙的距离为间距的一半。
3－3，溅水盘与下部被保护堆垛的距离至少应保持36in（914m）。
3－4，与梁的距离（m）见表二
表二
溅水盘与梁底面的最大垂直距离（mm）
溅水盘与梁边水平距离（mm）
12.5
150
25
220
40
300
60
400
80
500
100
600
3－5；与其下方障碍物的距离；
处于下方的障碍物虽不会对的布水形状形成干扰，但会造成“阴影区”并减小那个区域出水的动量，导致那个区域的火既无法被控制也无法被压制。
对于下方障碍物宽度＞19mm，＜51mm，溅水盘离障碍物最近的边缘的水平距离至少为305mm或障碍物应处在低于溅水盘至少610mm的距离。
宽度＞51mm，＜305mm的连续障碍物，则溅水盘离障碍物最近的边缘的水平距离至少为305mm。
宽度＞305mm，且小于610mm的连续障碍物，则溅水盘离障碍物最近的边缘的水平距离至少为610mm。
宽度＞610mm的下面障碍物如是连续扁平，水平的实体应在障碍物下安装一排，的感温元件离障碍物最大距离为330mm，间距最大为2.43m（指所补与上方正常布置之间水平距离）。
当障碍物是连续的但不是扁平（如圆形风管）或不是实体（如一组电缆），应在障碍物下方安装一个档板，挡板定不小于障碍物宽度，然后在挡板下增设。
当屋面板下结构实体部件高度小于305mm时，可直接布置在这些实体底部。例如：高度小于305mm的“z”型檩条钢屋面及高度小于305的t型梁。
当库房上方有屋顶排烟口或通风器时，不应直接布置在排烟口或通风器下方，应在其下加设挡板，把安装在挡板下，挡板的位置及尺寸应能保证处空气流速不超过1．52m/s。
4、系统设计：
esfr系统的工作压力应满足最不利处的最小工作压力要求，的最小工作压力应符合表一的规定，此规定与我国现行＜自喷规范＞第5．0．6条的规定是一致的。系统水力计算：按美国fm标准要求及我国现行＜自喷规范＞2001年版的规定：系统的设计应按最不利区域内三根支管上各四只同时动作进行水力计算，当每根支管上的数不足四只时，则支管上所有都考虑为动作并考虑相邻支管上的为动作，以便使动作总数达到12只。
当动作区域内有补偿性（如风管、电缆、桥架下补设的）时，应增加设计动作区域内补偿性同时开启的流量。
单个系统允许最大保护面积为3716m2（4d，000尺2）。
5．esfr系统的适用条件：
5－1，esfr系统适用于净空高度大于8.0m，小于13．7m的仓储库房和高架库房；5—2，esfr仅适用于湿式喷水灭火系统，不适用于于式系统和预作用系统；
5－3，保护场所室内温度不应高于66℃；如室内温度短时或长期高于38℃者，应选用中温式（79℃或107℃温度级），通常选用68℃或71℃温度级。
5－4，按fm标准要求抑制型不得安装在坡度大于9．5°的天棚下，天棚坡度大于9．5°，可在天棚下安装一层合适坡度的天棚，再将布置在天棚下；如果夹层内有可燃物或夹层本身为可燃物，则应在夹层内增设（但未指明夹层内净空高度的限值——笔者）。
5－5，保护区为钢结构屋面同时抑制型的安装符合上述要求时，不需要再对钢屋面和钢柱采用其他防火措施。
6、关于货架的设置问题：
fm标准要求：以托盘货物为主的堆货方式中，货堆间的垂直通透空间是抑制型能否成功灭火的主要关键因素，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（即缝隙），缝隙宽度不应小于75mm。
高度大于7．60m的货堆则横向通透空间（即与货堆长度方向平行、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）都是必需的。
在用货架并排储存货物方式中，如果货物间在一个方向上，边靠边紧贴排列形成一排，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、每排货架之间通透空间）也不会对洒水形成不利影响。见图7－2。
如果货架下部几层中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，因上部喷水无法到达底部着火区。
7、关于防排烟：
按美国通用防火设计规范（ufc）要求：面积大于12000尺2（1115m2）以上的大型食储物流及高架库房应设置防排烟系统。
库房由于堆放货物较多，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es-fr系统的场所设置了防排烟系统是弊大于利，即其负面影响大于正面影响，理由是初期火灾烟热气流过早被抽走就会影响动作速度。排烟系统直在动作后启动，即灭火后将烟排掉，故防排烟系统宜采用手动控制。
若消防主管部门有要求应采用自动启动时，也可采用温度不低于180℃的感温电缆进行控制。
关于挡烟垂壁的设置问题：当防护区内需要设置挡烟垂壁时，挡烟垂壁应设置在与或支管与支管的中线上，如果无法设置在中线上，应该加设，使其两侧的到挡烟垂壁的距离不大于该建筑高度条件下，相应间距的一半。挡烟垂壁有时可用作由抑制型保护区和由普通保护区之间分隔。一旦火灾发生在普通保护区，但靠近抑制型保护区的边界，会造成不在火区上的抑制型动作。由于抑制型用水量较大，会夺走普通型水量。这一点应予以注意。
大型仓储物流和高架库房工程目前在国内沿海城市兴建较多，每座库房面积大至5万多平方米，库房净空高度均在80m以上，厦门特区作为沿海开放城市，对外交流需要，已兴建多座此类库房，其设计大多依据美国上述有关标准和规定：
1、管网布置大多采用每一支管安装4只（按规定每支管安装数不应超过6只）；
2、间距大于2.4m，小于3.05m（库房高度超过9．0m）或3.70m（库房高度小于等于9.0m）：
3、安装方式见图7－3，此安装方法不同于其他普通安装方式。其一为了保持周边300mm范围内没有任何障碍物；其二保证在管网冲洗过程中，杂物不致堵塞。
4、库区内划分若干段，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，不同防火分区应分别设置水流指示器和信号阀。设旁通管的目的是为了分流，分流目的是为了降低各管段流速，降低系统压力。图7-4是厦门某库房sfr系统设计实例摘录。该仓库为二层库房、贮存物品为丙类（2项）、钢筋混凝土框架结构、井字梁楼盖。所摘录为一层局部esfr系统，层高（净空高度）为12.30m，货物最大堆积高度小于10.0m。依据我国现行（自喷规范）要求，采用k=14（公制200），最不利处工作压力采用0．52mpa。布置间距不小于2.4m，不大于3.0m。按最不利作用面积内同时开放12只确定系统计算流量。采用下垂型，安装参照美国fm标准，距天花板内底为350mm。距下部被保护货物的垂直高度最小为1.95m，下方遇有宽度大于610mm的排烟管道时．在排烟管道下方加设一排。所补溅水盘距下部货物最小垂直距离大于0.914m。
