（环境工程专业论文）典型纺织品厂房高架仓库消防设计与施工研究.pdf

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f r a m ew a r e h o u s ed e v e l o p si n n a t u r a la n ds h o w si m m i n e n t l ym o r ea n dm o r e ，b e c a u s eo ft h ec o u r s ee x p e d i t ei n t h e m o d e r n i z a t i o ni n d u s t r ya n dt h er a p i d n e s sd e v e l o p m e n ti ng o o d sc u r r e n ti n d u s t r y t h eh i g h - f r a m ew a r e h o u s eg a i n sf a v o ri nv a s ti n v e s t o r , i ta l s os h o wt r e m e n d o u s b e n e f i ti nt h es o c i e t ya n de c o n o m yb yi t sp a r t i c u l a ra d v a n t a g e i tp u t sf o r w a r dan e wt a s ki nt h es e t t i n go ff i r ep r o t e c t i o ns y s t e mb yt h e d e v e l o p m e n t o ft h e s t o r a g ei nh i g h f r a m ew a r e h o u s e t h ef o r e i g nr e g a r d s u f f i c i e n t l yi nt h ef i r ep r o t e c t i o nt e c h n o l o g yo ft h eh i i g h - f r a m ew a r e h o u s e ，t h e y i s s u es o m eh ep r o t e c t i o nc o d e si nd e v e l o p e dc o u n t r y ，0 1 1 1 c o u n t r ya l s oc e a s e l e s s d i s c u s s e sa n du p d a t e st h ec o d eo fd e s i g no nf i r ep r o t e c t i o ne n g i n e e r i n ga b o u tt h e h i g h - f r a m ew a r e h o u s e i nr e c e n ty e a r s t h ep a p e rs t a g e ss y s t e m i cc o m p a r ea n da r g u m e n t a t i o n , i ti n c l u d et h ea c t u a l i t y o fc h a l l e n g et e x t i l ew o r k s h o pi ns h a n g h a ia n dt h ec o n t e n to fe n g i n e e r i n gd e s i g n a n dt h ec h o i c eo fp a r a m e t e rn u m b e ra n dt h ed i s p o s eo fp i p e o p t i m i z ea n dt h e e s t i m a t eo ff a c t o rd e s i g na n dt h ec o m p u t eo ff i r ei n v e s t ，t h ep a p e rd e m o n s t r a t e si t s f e a s i b i l i t y a n ds e c u r i t ya n dr e l i a b i l i t y f o r t h es c i e n t i f i ca n dc a n o n i c a l d e c i s i o n - m a k i n go fd e s i g n t h ep a r a m e t e rn u m b e ro fs p r i n k l e rs y s t e m si ss t r a i g h tat h e m eo fr e s o l v e d i f f i c u l t l y o nt 1 1 eh i g h - f r a m ew a r e h o u s eo fc h a l l e n g et e x t i l ew o r k s h o pi n s h a n g h a i ，b e c a u s et h ec o d eo fd e s i g nf o rs p r i n k l e rs y s t e m sg b 5 0 0 8 4 2 0 01 ( 2 0 0 5 ) i s p u b l i s h e d s h o r t l y ，w ec o m p r e h e n d t h ei t e m o fc o d ed i f f e r e n t l y ，t h es a m e o c c u p m i o nl a c kt h ee x p e r i e n c ea c c u m u l a t e t h eh e i g h to ft w o s e c t i o nw a t e rc o l u m n o nh y d r a n tw a t e rs u p p l ys y s t e md i f f i c u l ts a t i s f yt h ed e m a n do fc o d e ，w ea d o p ts o m e m e a s u r ea c c o r d i n gt ot h er e q u e s to ff i r ep r o t e c t i o nb u r e a ui ns h a n g h a i w ec l e a r a b o u tt h em o s t l ye x t i n g u i s he f f e c to ft h es p r i n k l e rs y s t e mo nt h es t o r a g eo ft h e h i g h - f r a m ew a r e h o u s e ，t h eh y d r a n tw a t e rs u p p l ys y s t e mi s t h es u p p l e m e n t a r y e s t a b l i s h m e n ti nf i r ep r o t e c t i o na n dp r e v e n t i o n t h ep i v o t a la p p u r t e n a n c ei ss p r a yi n s p r i n k l e rs y s t e m s ，t h en e wp r e s c r i b eo ff l u xa n dp r e s so ne s f r - - k 2 5s p r a y ，t h e d i s p o s a l d e m a n dh a s b i gd i f f e r e n c ef r o mt h ec o m m o ns p r a y ，t h i sa r o u s e u s i i r e c o g n i t i o nh i e 蛐y t h ee n g i n e e r i n gi sh e l dm a n yc o u n c i l si nd e s i g n i n g ，w eu n d e r s t a n dt h ec u r r e n t c o d eh i g hc r i t e r i o na n ds t r i c td e m a n dg r a d u a l l yb yd i s c u s s i n gt h e a p p l i c a b l e c o n d i t i o no ft h e e n g i n e e r i n gi np r o j e c ta n dn e wc o d e t h ee n g i n e e r i n gh a s r e f e r e n c e dv a l u ei nac e r t a i ne x t e n tf o ra c c u m u l a t i n gv a l u a b l ee x p e r i e n c eo ft h e s a m ee n g i n e e r i n gd e s i g nb e c a u s et h ee n g i n e e r i n gi ss u c c e e d e di na p p l i c a t i o no ft h e d e s i g n t h ep r o b l e ma r er e p r e s e n t a t i v ed u r i n gc o n s t r u c t i o no ft h ee n g i n e e r i n g w e 晰n gf o r w a r di d i o g r a p h i cm e a s u r ea n dg u a r a n t e et h ec o n s t r u c t i o nt oc o m p l e t e s u c c e s s f u l l yb ye x a m i n i n gt h es c e n e s t h ee n g i n e e r i n gd e s i g ni sf e a s i b l ea n dr e a s o n a b l ei nt e c h n o l o g y , i tw i l lr e d u c e t h ee n g i n e e r i n gi n v e s t m e n t ，a l s ot h eo p e r a t i o n a le n e r g yi ss a v e d t h et h e m ei nt h i s p a p e ri sa c c o r d 、析t l lt h er e q u i r e m e n t s o fc o n s t r u c t i n ge c o n o m i c a ls o c i a l i t y i nt h ef i n a l i t y , t h ep r o b l e m sr e q u i r i n gf u r t h e rs t u d i e sa r ed i s c u s s e d k e yw o r d s ：h i g h - f r a m e ，t h ep a r a m e t e rn u m b e rf i r ed e s i g n ，f i r ed e s i g n ，t h e d i s p o s eo fp i p e ，c o s ta n a l y s i s i i i 目录 目录 第1 章综述1 1 1 国内外消防设计规范发展综述1 1 2 仓库消防设计参数的取值8 1 3高架仓库消防的灭火机理和安全可靠性能1 4 1 4 课题研究产生的背景2 0 1 5 高架仓库消防设计研究的作用和意义2 2 1 6 高架仓库火灾的特点和消防设计主要内容2 2 第2 章嘉麟杰高架仓库消防设计现状和存在问题2 7 2 1 嘉麟杰纺织品厂房的内外环境2 7 2 2 嘉麟杰纺织品厂房的消防供水2 7 2 3 嘉麟杰纺织品厂房的一期与二期消防设施设计2 8 2 4 嘉麟杰纺织品厂房的消防设施存在的问题2 9 第3 章嘉麟杰高架仓库消防设计方案的论证3 l 3 1消防设计方案比较论述3 l 3 2 消防设计论证3 6 3 3高架仓库消防管网优化布置论证4 7 第4 章嘉麟杰高架仓库消防设计推荐方案5 0 4 1 消防设计思路5 0 4 2 消防设计内容5 0 4 3 消防管网布置5 0 4 4 工程方案比较5 0 4 5 工程方案的可靠性5 1 第5 章嘉麟杰高架仓库消防设计的影响因素5 2 5 1 环境影响评价5 2 5 2 节能、节水措施5 3 5 3 职业安全和卫生防护5 5 5 4 风险分析和社会评价5 6 i v 目录 第6 章嘉麟杰高架仓库消防投资和成本分析6 0 6 1 消防投资6 0 6 2 成本分析7 2 第7 章嘉麟杰高架仓库消防施工问题以及解决措施7 4 7 1 施工问题7 4 7 2 解决措施和相关论证7 4 7 3 其它要求7 6 第8 章结论和建议7 9 8 1 结论7 9 8 2 建议8 0 致谢8 1 参考文献8 2 附录8 4 个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果8 5 v 成立于1 8 9 6 年的美国消防协会( n f p a ) 长期以来一直致力于减少生活中的 火灾事故，普及消防和有关生命安全的知识，开展消防调查、消防教育，制定 和修改消防标准规范。 n f p a l ，u n i f o r mf i r ec o d e w ( 简称n f p a l ) 是美国消 防协会和美国西部消防局长协会( w e s t e r nf i r ec h i e f sa s s o c i a t i o n ) 两者大 力合作的产物，他们整合了在美国最广泛使用的两部防火规范，即美国消防协 会的 n f p a l 防火规范和w f c a 的通用消防规范，这是一部综合的、覆盖面 广泛的消防规范，其中有很多值得我们借鉴的地方。n f p a 规范、标准的修订一 般要用两年的时间，所以，每隔二至五年就会出现新修订的版本，而贯穿整个 修订周期的是逐步推进的以性能为基础的评判标准。 美国在防火方面的标准主要同国家防火协会( n f p a ) 、美国材料测试协会 ( a s t m ) 、保险商试验室有限公司( u l ) 等制定的标准为主，工厂联合保险商协会 ( f m ) 、全国电气制造商协会( n e m a ) 、美国加热、空调制冷工程师学会( a s h r a e ) 也制定或参与制定一部分有关防火标准。同时，每一本模式建筑标准，都相应 有一本模式防火标准。涉及建筑防火的模式标准，主要由国家防火协会( n f p a ) 及建筑模式标准制定组织来制定。这些标准主要有生命安全规范( n f p a l 0 1 ) 、 国家电气规范( n f p a t o ) 、可燃和易燃液体规范( n f p a 3 0 ) 、国家燃气规 范( n f p a 5 4 ) 、防火规范( n f p a l ) 、国际建筑规范( 以性能为基础的规范) 、 统一建筑规范标准建筑规范、全国建筑规范等。 在这里介绍一下生命安全规范( n f p a l 0 1 ) ，其起源于1 9 1 3 年，由当时的 美国生命安全防火保护协会的委员会工作组颁布，随后该规范每二至五年修订 新的版本。2 0 0 0 年n f p a 与中国消防协会就将n f p a l 0 1 译为中文达成协议，并将翻 译文本散发到中国消防部门、政府、消防安全专家和有关的技术协会n 1 。 ( 2 ) 国内建筑设计防火规范的发展 建筑设计防火规范是6 0 年代以前苏联的有关规范为基础发展而来，随 着社会的发展和进步，我国的建筑设计防火规范已基本形成相对独立的较 第1 章综述 完整的体系。 1 9 6 0 年由原国家建委、公安部制定的关于建筑设计防火的原则规定是 建筑设计防火规范的雏形，也是我国建筑设计防火规范逐渐走向工程建设统一 标准化的重要一步。1 9 7 2 年根据原国家建委( 7 2 ) 建革施字第3 6 号文要求，修订 为建筑设计防火规范( t j l 6 7 4 版) 。这样，我国的第一部建筑设计防火规 范诞生了。1 9 7 8 年，由公安部组织了第2 次全面修订，形成建筑设计防火规范 ( g b j l 6 8 7 版) 。此后，1 9 9 5 年和1 9 9 7 年分别进行过2 次局部修订，2 0 0 1 年对建 筑设计防火规范( g b j l 6 8 7 ) 进行了第3 次全面修订。 2 0 0 6 年新的建筑设计防火规范以下简称建规，编号为6 8 5 0 0 1 6 - 2 0 0 6 ， 于2 0 0 6 年1 2 月l 同实施。根据建设部建标 1 9 9 8 9 4 号关于印发“一九九八年工 程建设国家标准制订、修订计划( 第一批) 的通知的要求，由公安部天津消 防研究所会同天津市建筑设计院、北京市建筑设计研究院、清华大学建筑设计 研究院、中国中元兴华工程公司、上海市公安消防总队、四川i 省公安消防总队、 辽宁省公安消防总队、公安部四j | i 消防研究所、建设部建筑设计研究院、中国 市政工程华北设计研究院、东北电力设计院、中国轻工业北京设计院、中国寰 球化学工程公司、上海隧道工程轨道交通设计研究院等单位共同编制，完成了 修订会审工作，新的建规g b 5 0 0 1 6 2 0 0 6 批准为强制性国家标准。此次规范 的修订遵照国家有关基本建设的方针和“预防为主、防消结合”的消防工作方 针，建规g b 5 0 0 1 6 2 0 0 6 修订的主要原则和指导思想是：要正确处理好防火安 全要求与合理利用资源和节约投资的关系，反映国家经济建设与发展的方针政 策，积极采纳成熟的新产品、新材料、新技术、新方法、新工艺，在总结我国 建筑防火和消防科学技术研究成果、建筑设计和建筑火灾经验教训的基础上， 广泛征求了有关科研、设计、生产、消防监督、高等院校等部门和单位的意见， 同时研究和消化吸收了国外有关规范标准的做法，力求做到内容准确清楚、可 操作性强、基本满足经济建设发展需要，使规范的规定既能防止和减少建筑火 灾危害和保护人身财产安全，又能在整体上尽量经济合理。 建规是我国建筑防火设计中的一部基础性技术规范，在指导和规范我 国建筑防火设计、防火监督，促进我国社会主义建设，保障人民的生命财产安 全等方面，一直发挥着重要的作用。 我国首本地方水消防规范在上海诞生，名称为民用建筑水灭火系统设计 规程d g j 0 8 9 4 2 0 0 1 ，该规程目前也正在进行修订过程中。民用建筑水灭火 系统设计规程d g j 0 8 9 4 2 0 0 1 主要针对上海地区的特点，制订消防给水系统 标准，但对仓库自动喷水灭火系统的设计主要还是参照国家相关规范标准执行。 1 1 2自动喷水灭火系统设计规范发展阳1 2 第1 章综述 ( 1 ) 国外自动喷水灭火系统设计规范的发展 自动喷水灭火系统随着1 8 世纪的工业革命的发展而出现，1 9 世纪初首先 在西方发达国家出现并发展，到1 9 世纪末，相继在英国和美国编制系统的设计 安装规范，使自动喷水灭火系统的设计和施工走向规范化和j 下规化，为在世界 范围内推广该系统打下了良好的基础。 英国规范的发展 世界上第一本自动喷水灭火系统安装规范( r u l e sf o ra u t o m a t i c s p r i n k l e ri n s t a l l a t i o n ) ，是英国火灾互助保险公司( t h em u t u a l f i r e i n s u r a n c ec o r p o r a ti o n ) 的j o h nww o r m a l d 于1 8 8 5 年开始编制，并于1 8 8 8 年9 月由英国国家消防委员会( f i r eo f f i c e s c o m m i t t e e ) 批准出版，到1 9 6 9 年英国f o c 自动喷水安装标准已修订2 9 版，1 9 7 9 年该标准变为英国国家标准 b s 5 0 3 6p a r ti i ，1 9 7 9 ，c o d eo fp r a c t i c ef o rf i r ee x t i n g u i s h i n gi n s t a l l a t i o n a n de q u i p m e n to np r e m i s e ( s p r i n k l e rs y s t e m s ) ，1 9 9 0 年英国对自动喷水灭火 系统规范进行修订，名称改为b s 5 3 0 6p a r ti i ，1 9 9 0 ，f i r ee x t i n g u i s h i n g i n s t a l l a t i o na n de q u i p m e n ti nb u i i d i n g ，s p e c i f i c a t i o nf o rs p r i n k l e r s y s t e m s o 美国规范的发展 美国是世界上建立自动喷水灭火系统规范最多的国家。在规范制定至今已 经进行了五十多次的修订。 美国自动喷水系统规范n f p a l 3 是1 8 9 6 年由美国n f p a 自动喷水委员会( t h e n f p ac o m m i t t e eo na u t o m a t i cs p r i n k l e r s ) 支持出版的第一本规范，当时其名 称为“r u l e sa n dr e g u l a t i o n so ft h en a t i o n a lb o a r do ff i r eu n d e r w r i t e r s f o rs p r i n k l e re q u i p m e n t s ，a u t o m a t i ca n do p e ns y s t e m s ”，其后每隔二至三 年就修订一次，到目前为止n f p a l 3 基本把仓库的防火设计内容全部包括。 ( 2 ) 国内自动喷水灭火系统设计规范的发展 我国自动喷水灭火系统设计规范g b j 8 4 - 8 5 于1 9 8 4 年根据国家计委计 标发 1 9 8 4 1 0 号文的通知，由四川省公安厅会同北京市建筑设计院、城乡建设 环境保护部建筑设计院、中国建筑西南设计院、四川省建筑勘测设计院以及公 安部四川、天津消防科研所等七个单位派员组成的编制组共同编制的。1 9 8 6 年 7 月1 同施行的我国自动喷水灭火系统设计规范g b j 8 4 - 8 5 是我国第一本自 动喷水灭火系统设计规范，为我国在2 0 世纪9 0 年代大规模建设作出了应有的 贡献。 2 0 0 1 年我国修订了自动喷水灭火系统设计规范，编号为g b 5 0 0 8 4 - - 2 0 0 1 ， 于2 0 0 1 年7 月1 日施行。2 0 0 5 年对自动喷水灭火系统设计规范( 以下简称 3 第1 章综述 喷规) 又进行了局部修订，编号为g b 5 0 0 8 4 - - 2 0 0 1 ( 2 0 0 5 年版) ，此次修订参 考了国际标准化组织和美国、英国等发达国家的相关标准。 1 1 3建筑灭火器配置设计规范发展口1 ( 1 ) 国外建筑灭火器配置设计规范的发展 美国灭火器的设置要求体现在n f p a l 规范中，随其g n f p a i 规范制订、 修改而发展，灭火器的具体技术法规在美国规范n f p a i o 中，2 0 0 7 年又修订发行 新版n f p a i o 一2 0 0 7 。英国的建筑灭火器技术法规设置在自动喷水灭火系统规范 中，名称为b s 5 3 0 6 。 ( 2 ) 国内建筑灭火器配置设计规范的发展 1 9 9 1 年由公安部上海消防研究所会同有关单位共同编制我国第一本国家标 准建筑灭火器配置设计规范g b j l 4 0 - 9 0 ，1 9 9 7 年进行局部修订，2 0 0 5 年在原 规范建筑灭火器配置设计规范g b j l 4 0 - 9 0 ( 9 7 版) 的基础进行了全面的修订工 作，编号为g b 5 0 1 4 0 一2 0 0 5 ，自2 0 0 5 年l o 月1 日实施。 1 1 4 喷头的发展与运用h 1 ( 1 ) 国外喷头发展与运用 1 8 1 2 年有记载的世界第一套简易自动喷水灭火系统在英国皇家剧院安装， 到目前已发展了近2 0 0 年的历史，自动喷水灭火系统发展的历史其实际是喷头 发展的历史。自动喷水灭火系统其本质是一种全天候的自动主动消防系统，它 被设计成由火灾自动引发动作，并把水均匀地分布在着火区域，以便快速抑制 燃烧，实现减少生命和财产损失的目的。这一系统的显著特点是喷头的热敏元 件被设计成能对火灾产生的环境温度进行反应，导致喷头自动打开，充足的水 通过喷头溅水盘把水均匀喷洒，从而实现灭火。 1 8 世纪末和1 9 世纪初，在建筑物中需要一种全天候的自动消防系统，以 便减少因消防观察员体系偶然的缺陷和人工操作消防的无效以及降低设备的不 可靠性。最早之一的自动喷水消防系统由b e n j a m i nw y a t t f s aa r c h i t e c t 描 述的于1 8 1 2 年安装在伦敦皇家剧院，该系统是由c o l o n e lw i l l i a mc o n g r e v e 设计，并于同年获得专利，专利号n 0 3 6 0 6 。系统组成包括开式穿孔管，动作阀 门箱和由火动作的喷洒水头，开式穿孔管和动作阀门箱通常是由易熔的塞子或 插销控制，易熔塞子或插销是由易于熔化杜仲胶、易熔金属或易熔混合物，如 石蜡、树脂、硬脂和相似物质按一定比例混合，使熔点温度不低于华氏1 0 0 下，这样现代喷头的必须元件就产生了。 1 8 5 2 年美国最早采用穿孔管系统，用于保护纺织厂的屋顶，后来扩展到保 护火灾发展速度快的清棉、梳理和纺纱车间，这个系统仅固定在天花板下，当 阀门动作时水喷向天花板，然后落在覆盖的地面上，这是其致命的缺点，原因 4 第l 章综述 是它不能选择足够的水应用于着火部位，导致一个小小的火灾会产生严重的水 灾损失，孔眼若被灰尘或沉淀物堵塞，系统不能在不产生水灾损失的情况下进 行试验，但穿孔管系统在控制火灾方面是成功的。 1 8 6 4 年，第一只真j 下的自动喷水喷头问世了，它是由m a j o ra s t e w a r t h a r r i s o n 发明，这个喷头是黄铜制的外壳，有孔眼的中空球，球的外径5 0 - 7 5 m m ， 一个活塞从球壳的顶端穿到球的底，以便在供水管的孔处形成一个软橡胶阀， 它本身由细绳支撑。这个喷头的自动功能来自火灾时火焰燃烧细绳，靠它使活 塞落下，把阀打开，水在水压力的作用下从球外壳的孔眼喷出，覆盖在着火的 区域。 1 8 7 8 年“p a r m e l e e 喷头问世，它是由用一个旋转的锯齿的轮子来布水， 并于1 8 8 1 年应用于英国的一个橡胶厂，并得到保险公司认可的第一批喷头。 这期间自动喷水灭火系统在保险方面逐渐确立了地位，美国大量的工厂主 联合形成了互助的保险公司，即现在的工厂互助系统f m ，f m 促进了自动喷水灭 火系统的设计、发展和使用。 1 8 8 1 年，“v u l c a n ”型喷头产生，它由一个易熔金属帽允许中央浆板落下， 打开阀门，允许溅水盘在假设的位置溅水，通过溅水盘改进布水。 当时，出现一种有趣的喷头，仅可用于雨淋系统和高架仓库，它是用一根 易熔的绳索连到地板，当火灾发生时，会点燃易熔绳索，在罐的一边爆炸而产 生一个小荷载，以此来打开喷水阀。明显的缺点是白天易熔索需被置于天花板， 晚上应给绳索以保护。 美国的“g r i n n e l l ”的原始喷头，把喷头阀和溅水盘巧妙地结合，借助于 杠杆用黄铜膜片把喷孔堵住。1 8 9 1 年引入玻璃球喷头包括传统“c o n v e n t i o n a l 型、喷溅“s p r a y 型和边墙“s i d e w a l l ”型三种。 2 0 世纪5 0 年代末，美国f m 引入洒水( s p r a y ) 型喷头。这种喷头一个显 著特点是溅水盘的直径较大，另一个显著特点是水滴直径大，其穿透烟羽流和 火焰到达可燃物表面的可能性更大，因此其灭火效果更好。 1 9 5 3 年美国规定了标准喷头的技术条件，其中相继发展了住宅喷头，大水 滴喷头和快速喷头。从2 0 世纪6 0 年代初期，为了满足各种新兴危险场所的需 要，喷头继续加快发展，主要体现在3 个方面，首先是高堆垛的强渗透力喷头 的诞生，即大水滴喷头“l a r g ed r o p 的发展。第二方面是满足对生命安全保 护更高责任要求的快速反应喷头“f a s tr e s p o n s e ”，喷头的r t i 值不大于8 0 或 5 0 ( m s ) 2 。第三个方面是美观的要求，使喷头更美观，而追求小玻璃球喷 头，通常玻璃球的直径不大于5 m m 。 标准喷头用于保护建筑物已超过一个多世纪，这种喷头原设计用来保护制 5 第1 章综述 造业，如纺织厂，然而这种标准喷头用于仓库逐渐受到限制。 6 0 年代随着各种塑料制品的使用和仓库高度继续增加给标准喷头的应用带 来很多变化，尽管标准喷头继续为某些仓库提供低价的保护，但有了微小的限 制。 目前有三种类型标准喷头，以孔径定义，1 2 英寸的喷头是老型号，1 7 3 2 英寸是6 0 年代早期引入的，超大孔径( e l o ) 喷头在8 0 年代变成有效喷头。这 三种标准喷头的动作控制模式趋向控火而不是灭火，但根据火灾的类型，缓解 烟雾和水渍损失也能被预测。 大水滴喷头是1 9 6 8 年f m 开始着眼于喷头喷水和水滴大小性能的研究而发 展的。就这个名称而言，大水滴喷头产生喷射出大粒径的水滴，同时有足够的 水压，能渗透来自仓库严重火灾的强大向上气流。大水滴喷头的动作控制模式： 仓库仅用吊顶型大水滴喷头根据火灾的范围和类型能预测缓解烟雾和水渍损 失。当大水滴喷头用于仓库的顶棚，并联合货架内置喷头应用时，可使火灾损 失大大减少，但动作控制模式还是控火型。 在2 0 世纪8 0 年代中期早期抑制快速反应喷头e s f r 被发展以前，所有自动 喷水喷头在火灾中动作控制模式为控火，它通过预先湿润火灾周围环境的物品 限制火灾蔓延，直至扑灭火灾。与普通喷头相比，e s f r 喷头在火灾中动作控制 模式为抑制火灾。“e s f r ”e s 表示灭火早，f r 表示反应快，e s f r 喷头被设计成 在火灾初期能快速反应，且输送大量的水到火源，f m 研究显示几个e s f r 喷头 动作，火灾很小，预湿润减少，水渍损失减少，e s f r 喷头系统最重要的特性之 一是系统被设计成没有货架内置喷头，e s f r 喷头是一种专门用于高架仓库的大 流量特种洒水喷头。对于通常所说的标准喷头，流量系数为k = 8 0 ，大覆盖面喷 头k = 1 1 5 ，e s f r 的k 值为2 0 0 、2 4 0 、3 6 0 ，它的最小动作压力分别为0 3 5 、o 2 5 和0 i o m p a ，则其出流量分别为6 2 4 、6 3 2 和6 l s ，由此可见一个喷头的出流 量比通常一只消火栓水枪出流量5 l s 还大，这也是e s f r 有效灭火的一个因素， 另外e s f r 的一个特点是快速反应，通常其r t i 值为小于2 8 8 ( m s ) “2 。 ( 2 ) 国内喷头发展与运用 我国在2 0 世纪2 0 年代在上海的棉纺厂和公共建筑中开始安装自动喷水灭 火系统，如建国后的上海第十七棉纺厂是英国人1 9 2 6 年建成的，就安装了自动 喷水灭火系统。上海国际饭店1 9 3 4 年建成，该建筑的客房、厨房、餐厅等都安 装了自动喷水灭火系统。这些喷头均为进口产品，扑灭过数次火灾至今完好。 2 0 世纪5 0 年代，苏联援建的棉纺厂也设置了自动喷水灭火系统，8 0 年代初的 国内高级宾馆大都设置了自动喷水灭火系统，其后我国逐渐大面积设置了该系 统。 6 第1 章综述 我国生产自动喷水喷头的时间无从考证，但第一只玻璃球喷头是1 9 7 8 年由 公安部四川消防科学研究所等三家单位联合研制并生产，该产品全部元件都是 国产，到8 0 年代末期，因改革开放国家经济大发展，我国民营的自动喷水喷头 生产企业得到了发展，到目前为止我国已经能生产各类玻璃球和易熔金属喷头， “九五”期间公安部天津消防科学研究所自行开发研制出e s f r 喷头、隐蔽型喷 头以及用于公共娱乐的低压快速反应喷头等新产品。新世纪开始之年，我国已 能生产3 m m 的玻璃球，为国产快速反应喷头创造了条件。 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。按美国f m 标准生产的e f s r 喷头，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喷头，具有以下 的特点和功能： e s f r 喷头有一个快速响应热敏元件，此元件使该喷头比普通传统型喷头反 应快得多，这对于保证喷头能及时开放喷水灭火至关重要。同时，e s f r 喷头中 心有一个小孔，在高压作用下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1 3 5 米内的高架仓库里设置e s f r 喷 头就可以取消各层货架的分层喷头，不仅可以简化系统也可节约投资，喷头构 造见图1 1 畸1 。 e e 图1 1e s f r - - k 2 5 型早期抑制快速反应下垂型喷头构造 1 一框架2 一溅水盘3 一压紧螺钉 4 一连接钩5 一支撑杆6 一连接组件 7 一球座8 - 弹性垫片卜弹射弹簧 7 第l 章综述 1 2 仓库消防设计参数的取值 仓库消防设计参数的取值包括消火栓系统、自动喷水灭火系统、灭火器配 置等三个方面哺1 。消防给水系统的设计主要是保证足够的水及时到达着火部 位，并均匀布水，使水起到冷却降温，达到灭火的目的。系统设计参数主要就 是确定设计供水量和要求的最低水压。建筑灭火器配置参数设计取值应根据其 生产、使用、储存物品的火灾危险性，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易 程度等因素确定。 1 2 1 消火栓系统参数的设计取值 美国竖管及龙带系统安装规范( n f p a l 4 ) 规定i 级、i i i 级消火栓系统最 不利消火栓立管的最小流量为3 1 5 5 l s ，附加立管的最小流量应为每一根 1 5 7 6 l s ，但总流量不应超过7 8 8 5 l s 。i i 级消火栓系统最不利消火栓立管的 最小流量为6 3 2 l s ，不需附加流量。i 级、i i 级、i i i 级消火栓系统的设计消 防历时均为0 5 h 。当设有自动喷水灭火系统时消火栓流量可减少。n f p a l 4 规定 对于与自动喷水联用的消火栓系统，轻危险、中危险和严重危险等级的室内消 火栓给水量有3 个等级即0 、3 1 5 和6 3 l s ；当自动喷水与室内外消火栓系统 联用时，室内外消火栓给水量轻危险等级为6 3 2 l s 、中危险等级为1 5 7 6 l s 和严重危险等级为3 1 5 5 l s 。由此美国设有自动喷水系统的建筑物室内消火栓 系统的设计水量大为减少。我们可借鉴美国的经验，对设有自动喷水的建筑物 可适当减少消火栓给水系统的给水量。 建规g b 5 0 0 1 6 - - 2 0 0 6 规定，仓库在同一时间内的火灾次数为1 次，见 表1 1 ；仓库室内消火栓系统设计流量为5 4 0 l s ，见表1 2 ；室外消防水量 为1 卜4 5 l s ，见表1 3 。甲、乙、丙类仓库设计消防火灾延续时间为3 h 。 表1 1工厂、仓库和民用建筑在同一时间内的火灾次数 基地面积附有居住区人数同一时间内的火灾 名称 各注 ( h a )( 万人)次数( 次) 1 51 按需水量最大的一座建筑物( 或堆 工 1 0 0