我国自动喷水灭火系统设计规范之不足

我国自动喷水灭火系统设计规范之我国自动喷水灭火系统设计规范之 不足不足 0 前言 自动喷水灭火系统设计规范修订本 以下简称修订本 2001 年 4 月 5 日发布 同年 7 月 1 日实施 至今不到 2 年 按我 国规范的修订周期来说 修订本是很 新 的 由于修订过程正值 我国申请加入 w to 期间 漫长的申请过程 每一个人都不知道 何时能加入 修订本从讨论稿开始历经送审稿初稿 修订本送 审稿 修订本报批稿 再加上近 2 年的审批 经过了几年时间 由于老规范存在的诸多问题 业内人士特别是设计人员对修订 本抱有很高的期望 但修订本发布后 修订本的内容和深度与我 国当时的经济建设形势已不相称 对比老规范和修订本 除了 提到了 esfr k200 灭火型喷头 我用了 提到了 的字眼 是因 为修订本有关 esfr 喷头的条文内容实在是太少了 不足以指导 esfr 喷头的设计和安装 其它方面变化也不多 特别是规范编 制指导思想 我国的消防研究机构由于众所周知的原因 没有 新的产品和试验成果来充实国内的规范 国外的规范一旦被接 纳 必定要符合中国国情或加以修改 使之符合中国国情 对国 外产品来说 国外产品制造和系统功能是以认证标准为依据的 任何超越认证标准的修改 都是错误的 如果是针对国内产品 国内产品和系统功能没有认证标准 系统主要配套产品不完整 因此有关系统设计的规定无法深入阐明 使得规范条文的可执行 性很差 美国 n fpa 规范的修订只是每年将制造厂新研制的经 过认证并公布的产品 fm 和 ul 等认证机构的认证标准 大量 灭火试验结论和火灾的教训修订进规范而已 做的是有米之炊 而国内的规范修订往往要做出无米之炊 无论哪一位专家去编 写规范都是很难的 我国进入 w to 后 国内的经济发展速度加快 大量的高 层建筑和自动化立体仓库在全国不断涌现 与此同时 火灾危险 性也伴随着经济的高速发展而高速发展 经济发展和火灾危险 相伴相随 不以人的意志为转移 修订本的内容和深度已远远 不能适应当前我国经济发展的需要 没有一个高水平的消防规 范 就不可能指导出高可靠性的消防系统设计 也出现不了高水 平的安装和维护 从 20 世纪 80 年代中期 esfr k14 公制流量 系数 200 快速反应火灾抑制型喷头问世 fm 在世界各地仓库中 大量推广开始 到 90 年代 用 fm 的话说 水基消防技术有了 爆炸性的发展 k17 231 ul tra k17 esfr k25 esfr k17 上喷 和下喷 ec 25 等等喷头相继问世 用于扑灭日益危险的火灾 在消防理论上 提出了无效消防系统概念 在用标准喷头扑灭严 重火灾的系统中 采用高温喷头和大口径喷头的理论并做了大 量灭火试验 特别是细水雾消防技术的发展 从替代气体保护 易燃 可燃液体和固体危险物品 发展到用细水雾保护 lh 轻危 和 oh 中危 场所 特别是计算机房 通信机房 信息媒体存放 库 高低压配电室 贵重物品存放场所 hvo h ighv alue o ccupancy 和历史性建筑物 从 2002 年 7 月 1 日起 世界上所 有新建船舶必须全部安装细水雾系统替代高压 co2 系统 规范 强制性要求 fm 说 客户要求用细水雾技术 为此 fm 开始 研制限制喷水量 性能优良灭火系统的规范 选定细水雾作为 灭火介质 制订了从 2002 年 1 月开始 为期 3 年的研究计划 对比国外的发展 国内消防领域抱残守缺的现状必须改变 一 个真正与国际消防技术和管理体制接轨的新的消防规范和体制 该诞生了 新规范不制订 就可能在当前很多工程中指导出无 效消防系统设计 种下火灾隐患的种子 但愿这不是事实 考虑到国内消防现实情况 希望以此拙文换来对规范的广 泛关注和讨论 错误和观点偏激之处望指正 图 1lh oh 1 oh 2 eh 1 eh 2 场所系统作用面积 喷 水强度曲线 1 修订本 术语和符号 中部分术语定义不确切 1 1 标准喷头 修订本 2 1 7 p3 流量系数 k 80 的喷头 1 标准喷头的定义沿用于老规范 修订本没有重新进行定 义 老规范在条文说明中解释 因为规范中喷头水力计算参数 表 高位水箱容积等等的确定都是以 k 80 喷头的参数为依据 计算的 所有危险等级场所都采用 k80 喷头进行保护 因此称 作标准喷头 在当时的条件下 就此一种喷头 并不产生问题 而修订本的技术参照对象是 n fpa 13 在我国进入 w to 后 随 着外资的大量涌入 外资工程大量出现 在各地经济开发区 保 税区 fm 工程和以 n fpa 要求的工程大量出现 喷头定义不确 切 在工程应用中产生了混淆 2 流量系数 k 80 不能作为标准喷头的定义 k 80 只是 标准孔径喷头的定义条件 由于喷头有各种规格的流量系数 为了比较 将 k 80 喷头的流量作为 100 称为标准孔径喷头 见表 1 3 n fpa 13 中闭式喷头分为两大类 标准喷头和特殊喷头 在标准喷头中按照喷头的流量系数 k 喷头安装方式等等派生 出很多喷头 首先标准喷头是火灾控制型喷头 control mode sprinklers 可以是上喷型 下喷型 侧喷型 嵌入型 豪华隐 蔽型等等喷头 根据喷头的设计用途和结构特点用在不同场所 如标准上喷和下喷喷头可以用在所有危险等级场所 可以满足 所有结构类型 侧喷喷头用在轻危和中危级场所 平坦天花板 下面 4 标准喷头按其类型具有多种喷洒曲线 conventional 称作老式喷头或传统型喷头 old style conventional sprinklers 的喷洒曲线 喷头可以向上或向下 安装 上喷或下喷喷洒曲线相同 由于喷头喷洒不均匀 n fpa 13 规定 在新工程中不再使用 standard 上喷喷头喷洒曲线 parabo lo id 抛物面型 侧喷喷头喷洒曲线 umbrella 伞形曲线 下喷喷头喷洒曲线 5 n fpa 13 标准喷头的定义是最大保护面积符合 5 6 和 5 7 节要求的喷头 5 6 2 2 规定标准上喷或下喷喷头最大保护面积 21 m2 5 7 2 2 规定标准侧喷喷头最大保护面积 18 2m2 196ft2 6 ul 要求标准喷头的动作时间 在达到喷头动作温度后 喷头应在 100 s 内动作 在 lh 轻危 场所要求使用快速响应喷 头 在达到喷头动作温度后 喷头应在 14 s 内动作 7 标准喷头最重要的条件是 喷头水力计算方法采用管径 法 p ipe schedu les 和系统作用面积 喷水强度法 a rea2den sity cu rves 设计曲线见图 1 管径法只适用于 1 2 dn 15 口 径喷头 k 80 喷头只是国外大量喷头中的一种规格 规范中把 k 80 喷头当做标准喷头的做法 在设计人员中之所以造成概念混 淆 是因为当设计采用 k 80 的喷头后 规范中找不到相关要求 譬如 高位水箱和消防水箱容积如何确定等等无所遵循 尤其 是 修订本引入了 esfr k14 流量系数 k 200 后 esfr 是火灾 抑制型 俗称灭火型 喷头 supp ression modesp rink lers 是特 殊喷头 特殊喷头和标准喷头在设计 安装方面都有不同的要 求 特别是 esfr 喷头 fm 在 esfr 喷头安装导则 in stallat ion ru les for suppressionmode a u tom at ic sp rink lers 一开始就提 到 以前对标准喷头或大水滴喷头等控火喷头的知识 设计 安装经验和工程结论不一定适用于 esfr 系统 严格遵循 esfr 喷头的设计规范和安装导则 解决好障碍物对喷头喷水的障碍 和火灾时热气流对喷头动作的影响 是 esfr 喷头能否早期成功 灭火至关重要的条件 但规范中根本没有提到特殊喷头的概念 当然也没有相关规范条款 我接触到的很多设计人员采用 esfr 喷头不会做设计 有的人把 esfr 称作大水滴喷头 有的人称作 快速响应喷头 有的人套用 k 80 喷头的相关规范条文做设计 当然设计完全错误 1 2 作用面积 修订本 2 1 6 p3 一次火灾中系统按喷水强度保护的最大面积 消防系统设计 安装 维护是否成功的唯一判断标准是 火灾发生时系统能否在火灾初始阶段可靠动作 并有效扑灭初期 火灾 而喷头灭火时 喷头灭火的有效性和喷头的喷水强度直 接有关 喷水强度越大 灭火效果越好 扑灭火灾的喷头总动作 数越少 由此火灾损失 烟雾损失 水渍损失越小 在图 1 的 5 条曲线上 n fpa 13 明确规定 只取喷水强度值最大 作用面 积最小的一个点 即 曲线上其它点不必验算 见 n fpa 13 7 2 3 2 it shallnot be necessary to m eet all po in t s on the selected cu re 注 mm m in 是 n fpa 13 喷水强度的单位 由原来的喷水 强度单位 l m in m2 换算而来 用集水盘每分钟集水深度表示喷 水强度更直观 1 l min m2 0 001m3 min m2 0 001m min 1 mm min 1 3 边墙型扩展覆盖喷头 修订本 2 1 10 p3 流量系数 k 115 的边墙型快速响应喷头 我接到过外地设计人员的电话 他在设计中选用了中央公 司 gb2hsw gb2lo 17 3 2 大口径大覆盖面快速反应水平侧墙 式喷头 该喷头的流量系数 k 112 5 当地消防部门说 规范定 义的边墙型扩展覆盖喷头 k 115 要他提供资料证明 k 112 5 也是扩展覆盖型喷头 该设计人员来电话就是要求公司出证明 的 n fpa 13 扩展覆盖喷头分上喷 下喷和侧喷 对扩展侧喷 喷头的定义是 喷头的最大保护面积符合 529 规定的喷头 n fpa 13 5 9 2 1 扩展覆盖侧喷喷头的保护面积不应 公告 listed 中规定的数值 从 0 61 m 增加到 8 5 m n fpa 13 5 9 2 2 任何情况下扩展覆盖侧喷喷头的保护面 积 37 2 m2 注意 定义中没有提到流量系数 k 也没有提到喷头热元 件的类型 表 2 是美国 tyco 集团中央公司的扩展覆盖侧喷喷 头资料 流量系数 k 80 或 115 热元件类型有标准反应和快速 反应 1 4 快速响应早期抑制喷头 esfr 修订本 2 1 11p3 响应时间指数 rt i 28 8 m s 0 5 用于保护高堆垛与高货 架仓库的大流量特种喷水喷头 把 esfr 喷头当作仓库型喷头是对的 因为 esfr 喷头的研 制是为了应对这样一种消防局面 自动化立体仓库大量涌现 仓 库主必须及时满足货主对改变仓库内货架储存空间的要求 货 架结构经常会改变 原来货架内多层喷头的保护方式无法满足 要求 自动化立体货架高度增加后 货架内喷头保护方法的设计 安装也越来越困难 特别是随着塑料制品和塑料包装材料的大 量使用 仓库火灾的危险性越来越大 用传统喷头设计的水喷淋 灭火方法 在很多情况下已经变成无效灭火系统 需要有一种更 有效的产品来对付越来越严重的火灾危险 80 年代中期 esfr earlysupp ression fast2respon se 灭火理论诞生了 国外把 esfr 技术的出现 看作是自动水喷淋技术发展的里程碑 喷头 的制造理论从控制火灾发展到直接抑制并扑灭火灾 esfr k14 公制 k 200 在上世纪 80 年代通过大量成功的灭火试验后 fm 作为保险公司 在世界各地仓库中大力推广使用 大量灭火试验 证明 尽管喷头流量系数较大 由于在火灾初期快速反应 能有 效扑灭仓库严重火灾 有效保护货架和建筑物钢结构 所以结 论是 火灾损失最小 烟雾损失最小 水渍损失最小 发生在用 esfr 喷头保护的仓库中的几次火灾 灭火都是成功的 n fpa 13 也允许在 oh 场所使用 特别是同一空间内有仓库区或严重 危险区 又有中危级场所的情况下 fm 推荐全部使用 esfr 喷 头 n fpa 137 9 5 1 esfr 喷头允许保护 oh 中危级 场所 至 级商品 塑料商品仓库 混合存储仓库和 7 5 7 6 7 8 节中 指定的其它仓库或者其它 n fpa 规范中规定的场所 7 9 5 1 esfr sp rink lers shall be perm it ted top ro tect o rdinary hazard sto rage of class throughclass commodit ies plastic commodities miscellan2eous storage and o ther storageas specified insection s 7 5 7 6 7 8 o r by other n fpa standard 从条文中可以明显看到 在 n fpa 规范中规定使用 esfr 喷头的场所大大超过我国规范的规定 由于 esfr 喷头优异的 灭火性能 用 fm 的话说 随着新的 esfr 灭火试验的不断进行 在新世纪里 esfr 喷头的应用领域正在不断拓宽 仅我从美国 tyco 集团 rd cen ter 研究与发展 中心得到的资料 esfr 喷头 的应用范围不断扩展 已扩展到烟雾剂仓库 汽车塑料仪表盘 存放库 美国福特汽车厂要求进行的灭火试验 最低温度可达 29 自动化立体货架冷库中使用新型冷冻液的 esfr k25 湿式系 统 总容量达到 8000 加仑 用金属容器包装的航空燃料货架存 放仓库的保护 esfr k25 等等新的应用领域 fm 的 esfr 安装 导则也不断修改 显然我国规范对 esfr 喷头的定义偏于狭隘 不利于指导设计和推广使用 esfr 喷头优异的灭火性能 一是源自于喷头设计 喷头反 应速度是目前喷头中最快的 大流量 大水滴 高速率的喷水 可以穿透火焰 直接到达燃烧物表面灭火 二是 esfr 喷头灭火 系统的设计参数来自 fu ll scall 或 large scale 实物规模的灭火试 验 即喷头灭火可靠性是用火烧出来的 喷头成功灭火试验的 水力参数才能作为 esfr 喷头灭火系统的设计参数 其缺点是 还没有被火烧试验过的领域 esfr 喷头就不能称作火灾抑制型 喷头 譬如屋面板高度 13 7 m 是 esfr k25 目前做过的成功灭 火试验的最大高度 超过 13 7 m 后 esfr 喷头作为灭火型喷头 的设计参数目前还无法提供 因此在可能的情况下 应该将仓 库高度控制在 13 7 m 以下 使用 esfr k25 喷头 使仓库得到最 有效的消防保护 目前国内有的厂家仿制国外 esfr k14 产品 喷头没有检测 更没有认证 当然谈不上灭火试验 套用 n fpa 规范的设计参数 将这样的喷头用在高火灾危险场所 对业主和 制造厂家都是在玩火 2 轻危险级的划分和快速响应喷头 当前火灾高危险性的发展原因 其一是火灾中燃烧物的发 热量越来越大 一次火灾造成的财产和建筑物的损毁巨大 为了 灭火使用大量的水 灭火也造成严重的水渍损失 我最近从美 国 tyco 集团 rd cen ter 的资料中看到一个火灾案例 谈到某国 位于莱因河边一家工厂的火灾 灭火以后 对莱因河造成了污染 治理火灾对莱因河污染的费用几乎和火灾损失相当 其二是产 品中塑料部件和塑料包装材料的大量使用 塑料等化工合成材 料燃烧时释放的有毒气体造成人员的大量伤亡 现在火灾中被 烧死的人不多 主要是被烟雾毒死 逃生措施不当造成的伤亡 美国吸取了几次造成人员严重伤亡的火灾教训 将人员密集的 场所全部定义为轻危险级 lh 规定在 lh 场所必须采用快速响 应喷头 理由是火灾时灭火主要靠自动喷水灭火系统 火场中的 人员必须及早离开事故现场 快速响应喷头能在火灾发生初期 快速反应灭火 并实现早期火灾自动报警 使消防队能及早接警 早期快速到达火场 初期火灾不至于产生大量有毒烟雾 有利于 人员及早撤离火场 消防队到达现场后能尽早将力量投入扑灭 初期火灾 而不必将力量放在疏散和拯救人员上 错失扑灭初期 火灾的时机 火灾初期快速动作的消防系统能有效抑制火灾的 蔓延 这也是目前世界各国共识的消防理论 反映在各国的消 防规范上 除 n fpa 13 有较多的内容谈到快速反应喷头的设计 方法外 我手头一本 n fpa 101 l ife safety code 生命安全规范 2000 版 387 页厚 可以看出国外对生命安全保护的研究是多么 深入 2 1 修订本轻危险级 lh 的划分 1 修订本 lh 级的定义来自老规范 由于当时环境的限制 不重视自动喷水灭火技术 也无法和国际沟通 处在闭国的状态 下 国内消防产品水平低下 资金和研发人员短缺 我们没有快 速反应产品的制造理念和制造技术 老规范条文说明中将 lh 灭火困难的场所升级到中危险级 oh21 认为将喷水强度提高 一级 就可以提高消防系统的安全性 减少人员伤亡 这在当时 可能是我们能采取的唯一技术措施 2 问题是修订稿中仍然没有变化 不仅 lh 定义划分没有 变化 整篇规范没有一条关于生命安全的强制性条款 修订本 中提到人员的条款有下面几条 a 4 1 1 自动喷水灭火系统应在人员密集 不易疏散 外 部增援灭火与救生较困难的性质重要或火灾危险性较大的场所 中设置 这一条表达了两层意思 首先 限定了要安装自动喷 水灭火系统的场所 跟 n fpa 中几乎所有场所要安装自动喷水 灭火系统相差甚远 然后指出 人员密集 场所 只要安装自动 喷水灭火系统就可以了 并没有提出保障生命安全的特殊要求 b 6 1 6 下列场所宜采用快速响应喷头 条款中没有使用 应采用 的强制性要求 而选用了 宜采用 6 1 6 条文说明中 对采用快速响应喷头的原因和重要性说的很清楚 但是仅 推举 采用 c 至今大量新的工程中 人员密集场所 除上海 北京为 数不多的一些设计院接受国外的观点 开始在相关场所采用快 速反应喷头外 其它地方 绝大多数设计部门 在当前规范的许 可下或当地消防审查部门的默认下采用标准反应喷头 d 表 3 是修订本和 n fpa 13 lh 和 oh 1 定义的对比 3 关于湿式系统串接干式系统 预作用系统 雨淋系统 修 订本 4 2 8 p 8 n fpa 13 在 4 1 3 辅助系统条款中提到 允许湿式系统为 作为辅助系统的干式系统 预作用系统 雨淋系统供水 n fpa 13 421w et p ipe system s 421 3 a ux iliary system s a w et p ipe systemshall be perm it ted to supply an aux iliary drypipe preaction ordelugesystem provided the watersupp ly is adequate 允许供水的条件是干式系统或预作用系统或雨淋系统是湿 式系统的辅助系统 我理解这是在湿式系统的保护区域内有局 部场所 譬如小的冷库或局部场所对防误喷有要求 需要用其它 类型系统保护时 可以从湿式系统中供水 显然 这是一种特例 在 n fpa 13 条文说明附录 a 中都没有解释它 修订本 4 2 8 建筑物中保护局部场所的干式系统 预作 用系统 雨淋系统 自动喷水 2 泡沫联用系统 可串联接入同一 建筑物内的湿式系统 并应与其配水干管连接 条款中没有强 调 辅助系统 应用范围也扩大到 自动喷水 2 泡沫联用系统 这容易被设计人员当作通例而扩大使用 湿式报警阀需要定期 维护 经常有用户反映 在供水侧稳压泵启动时 湿式系统中消 防警铃和水流指示器误报警 如果不是阀瓣密封损坏或阀座损 伤 一般故障原因很简单 阀瓣与阀座密封水线之间有杂质 使 湿式报警阀失去了止回作用 解决故障的办法就是停用系统 打开湿式报警阀 检查 清洁阀腔 国内消防工程的施工质量 业内人员想必是清楚的 系统管网冲洗不彻底 管道材质不佳造 成锈蚀 焊接和气割残留的焊渣 使湿式报警阀停用维护的次数 比要求的维护周期短得多 n fpa 25 对消防系统的检查维护有明确 严格的规定 例 如从系统退出运行到恢复运行有时间限制 根据系统重要性 要 求在 1 至 2 小时恢复运行 在系统退出运行期间 要通知消防 部门 并有相应消防替代措施到位 而修订本对系统维护时间 没有规定 很多系统设计也不具备快速维护的条件 一旦湿式报 警阀维护 就会使串接系统停用 如果串接雨淋系统 水 2 泡 沫联用系统 这些系统的危险等级比较高 火灾危险性较大 采 用串接系统节省的供水管道投资是以牺牲安全为代价的 按目 前国内消防系统的设计 安装 维护运行现状而言 推广串接 系统 从消防安全的角度来说 应慎重 4 水流报警装置和水流指示器 2 1 4 4 2 9 6 4 1 p 2 8 15 4 1 浆片式水流指示器对水流速度有限制浆片式水流指示 器由于产品结构的原因 对水流速度有限制 过高速度水流冲击 会损坏水流指示器的报警灵敏度 甚至损坏水流指示器 注意 水流指示器是自动水流检测仪器 有使用条件限制 制造厂 如 美国 po tter 公司 在水流指示器产品资料中写得很清楚 最 大允许水流速度 18 英尺 秒 5 5 m s m ax im um su rge 18 fps 4 2 限定只在湿式系统中使用制造厂在产品使用说明中提 到只在湿式系统中使用 gen eral in forma t ion 2the modelv sr2f is avane type waterflow switch for use on wet sprinkler system nfpa 13 中也明确指出了这一点 3210 2 4paddle2type waterflow alarm ndicato rs shall bein stalled in wet systems only paddle2type 和 v ane2type 指的是同一种类 型的产品即浆片式 4 3 修订本条文和条文说明矛盾 老规范条文说明很清楚 也指出只能在湿式系统中使用 但是规范条文和条文说明是各写各的 产生了混淆 修订稿没有 纠正错误 规范条文和条文说明有好几处也是矛盾的 修订本 2 1 4 条 水幕系统 2 由开式洒水喷头或水幕喷头 雨淋报警阀组或感温雨淋阀 以及水流报警装置 水流指示器或 压力开关 等组成 用于挡烟阻火和冷却分隔物的喷水系统 条文中 水流指示器和压力开关 应该是 水流报警装置 或 者直接写成 压力开关 在条文说明 p 62 图 4 电动启动雨淋系 统示意图 中水流探测用的是压力开关 修订本 4 2 9 1 条 自动喷水灭火系统应有下列组件 配 件和设施 1 应设有洒水喷头 水流指示器 报警阀组 压力开关 等组件和末端试水装置 以及管道 供水设施 条文中 水流指示器 应该是水流报警装置 水流报警装置 可以是水流指示器或水流压力开关 根据系统类型选用 修订本 6 4 1 条 雨淋系统和防火分隔水幕 其水流报警 装置宜采用压力开关 条文中 宜 应该是 应 修订本条文说明图 2 干式系统和图 3 预作用系统水流探 测画的是水流指示器 应该是水流压力开关 令人不解的是 修订本条文说明 6 4 1 新增条文 雨淋系 统和水幕系统采用开式喷头 平时报警阀出口后的管道内没有 水 系统启动后的管道充水阶段 管内水的流速较快 容易损伤 水流指示器 因此采用压力开关较好 已经说的很清楚 但图 规范条文使人很混淆 即使在湿式系统中 湿式系统初始和以后的系统复位操作 中 有一条重要操作说明 在向系统管道充水时 供水控制阀必 须慢慢开启 使系统管道慢慢充水 防止水流冲击水流指示器 设计人员在水流报警装置的选用上思维混乱 这和规范不 无关系 5 通透性吊顶和喷头安装 5 0 3 p 10 5 1 修订本提到通透性吊顶的条文是 5 0 3 装设网格 栅板类通透性吊顶的场所 系统的喷水 强度应按本规范表 5 0 1 规定值的 1 3 倍确定 7 1 10 装设通透性吊顶的场所 喷头应布置在顶板下 5 2 通透性吊顶目前应用很广泛 如何设计和安装喷头是普 遍存在的问题 国内规范有两个问题没有明确 1 通透性吊顶结构的定义 2 喷头在吊顶内的安装要求 通透性吊顶结构的定义是什么 定义不明确 对建筑设计 没有规范约束力 吊顶通透率不够 成为喷水障碍物 增加 30 水量也不行 n fpa 13 对吊顶结构的通透性是有明确定义的 规范中称作 开放性隔栅式天花板 open gridceilings 以下改称通透性吊顶 n fpa 13 5 13 133 通透性吊顶下面不应安装喷头 例外 1 通透性吊顶最小开孔孔径应 6 4 mm 吊顶板材厚 度或深度不应 开孔最小尺寸 并且总开孔面积 板材面积的 70 注 满足例外 1 开孔率规定的通透性吊顶 在 n fpa 13 条文说明 a 1 4 6 中定义为 非喷水障碍结构 unobst ructed construction 在通透性吊顶上面的屋面板喷头安装间距应满足表 4 和 表 5 要求 例外 2 其它类型吊顶不允许安装在喷头下面 6 新设计系统中不采用普通型喷头 6 1 3 p 13 修订本中普通型喷头在 n fpa 13 中称作传统型喷头 conventional sprink lers 又称老式喷头 old2style sprinklers n fpa 13 1996 版 1999 版均有规定 在新工程设计中不再 使用传统型喷头 5 13 15 old style sp rink lers old style sprinklers shall not used in a new in stallation 修订本在条文说明 6 1 3 本规范不推举在吊顶下使用普 通型喷头 原因是在吊顶下安装此种喷头时 洒水严重受阻 喷 水强度下降约 40 严重削弱系统的灭火能力 但是规范条文 6 1 3 中没有正面提出禁用普通型喷头的要求 我和不少设计 人员接触中 很多人似乎不知道有这样的规定 新工程中选用普 通型喷头者大有人在 7 闷顶和技术夹层中喷头的选用 7 1 8 p 17 修订本 7 1 8 中规定在 净空高度大于 800 mm 的闷顶和技 术夹层内有可燃物时 应设置喷头 条文本身内容不讨论 只 讨论喷头的选用 中央公司做过可燃隐蔽空间的灭火对比试验 传统保护方式是采用 1 2 上喷喷头保护隐蔽空间 火灾试验证 明是无效的 不能扑灭隐蔽空间火灾 图 2 可以看到 标准喷 头喷洒曲线是伞形向下的 当喷头间距如图 2 为 4 6 4 14 4 3 m 时 在离喷头溅水盘 4 1 2 m 平面以上 两个喷头之间的 部分空间是干的 标准喷头不能喷湿隐蔽空间内所有空间 中 央公司研制特殊喷洒曲线的 cc 型喷头 即可燃隐蔽空间喷头 combustible concealed sprinkler 专门用于可燃隐蔽空间的保 护 喷头喷洒曲线是平的 水能喷到隐蔽空间所有角落 因此能 有效灭火 见图 3 问题是国内消防领域主动与国际接轨的愿望 不强 我们正在实施的消防产品认证制度 很多方面有待完善 不管我们本意如何 有一个现实问题我们不能不思考 现行认证 制度最直接的负面效应 是将国外很多新产品和新技术关在了 国门外 再加上国内消防领域侵犯国外产品知识产权的行为得 不到抑制 使得国外公司不愿意将太多种类产品 尤其是新产品 投放中国市场 8 采用货架内喷头的保护方法 5 0 7p 11 高货架采用货架内喷头的保护方式沿用已久 设计 施工 维护困难 在对付仓库火灾的一些仓库型喷头 如 elo 231 k17 231 ul tra k17 esfr k14 esfr k17 上喷和下喷 esfr k25 ec25 问世后 货架内喷头的保护方法 非不得已 很 少采用了 采用 esfr 喷头灭火有效高度目前只能达到 13 7 m 对仓库结构也有特殊要求 也就是说 为了使用 esfr 喷头有效 保护高货架仓库 必须对仓库的高度和建筑物的结构严格审查 把关 但国内消防审查中似乎并不审查仓库建筑物高度 结构 和目前有效消防能力之间的关系 有多个仓库工程消防设计遇 到困难 找我咨询 建筑物高度超过 22 m 自动化立体货架高 度 20m 有的存放药品 有的存放原料纸张和成品纸张 有的存 放家电产品或电子产品部件 业主方要求不做消防保护 理由 是以前造的同样规模的仓库就不需要保护 但新工程消防审查 要求必须有保护 我建议改成双层仓库 高度控制到 13 7 m 以 下 采用 esfr 喷头 但消防审查部门对仓库建筑高度和结构不 提反对意见 当然业主就不会改变仓库结构 但这样高度的自 动化立体仓库 采用货架内喷头保护方式消防效果不好 设计 安装 维护都很困难 更困难的是设计怎么做 n fpa 13 货架 内喷头的规范条文我粗略统计了一下 涉及范围从 p 88 到 p 120 不同的货物 不同的货架高度 不同的货架排列方式 选 用的喷头类型不同 喷头额定动作温度不同 喷头流量系数要求 不同 喷水强度不同 喷头布置方式不同 水力计算要求也不同 除了安装货架内喷头 还要求安装立面喷头 facesp rink lers 即 安装在货架外面向货架立面喷水的喷头 非常繁复 设计难度 大 安装困难 因此较难保证系统的灭火效果 修订本提到货架内喷头的条文只有 5 0 7 7 1 6 7 1 7 三条 如果我没有记错的话 在一次规范修订本的报告会上 提 到过不建议采用货架内喷头保护方案 修订本中有关货架内喷 头的条文只是 esfr k200 喷头的辅助条文 esfr k200 喷头最大 保护高度为 12 2 m 当保护高度为 13 7 m 时 必须增加一层 货架内喷头 如果不是这样 很难设想 设计人员依靠这三条能 设计出有效的高货架自动化仓库消防系统 9 喷头集热板的使用 7 1 7p 17 从国内老规范开始 在不能保证喷头溅水盘离屋面板的距 离符合规范和产品要求时 就在喷头上增加一块面积不小于 1200 mm2 的集热板 喷头就可以在任何高度安装 在老的工程 以及目前完成或在建的新工程中 是常见的工程做法 工程中 喷头安装要避开障碍物 设计和安装有时确实不易 增加集热板 的做法 使设计人员和施工人员的工作大大简化 集热板的做 法源自日本消防规范 这块板日本消防规范上的名称 就是中文 集热板 三个字 有人说 n fpa 规范中没有集热板的提法 实 际上 n fpa 中也有关于集热板的规定 美国规范 n fpa 15 条文 说明 a 2325 2 3 中就有类似名称和做法 当热探测器安装在室 外或探测器上面没有天花板集热的情况下 美国人也使用过集 热板 英文名称是 heatco llecto rs 安装在热探测器或用在当 作热探测器使用的湿式传动或干式传动喷头 p ilo t sp rink lers 上面 用来集热使探测器或喷头热敏元件动作 但是集热板的 集热效果看来也是有争议的 n fpa 15 首先表示 如果仅仅为了起 集热作用 不建议采用 看来集热板作用勉强 进而表示如果集 热板面积 18 18 0 46m 0 46m 用来集热有点效果 下面 一句话是关键 较小的集热板会引起 死 的气流空间 反而会降 低探测器的动作灵敏度 不知道我对原文有没有理解错 请各位看原文 n fpa 15 a 2325 2 3 w here detecto rs are located outdoors or without a ceiling over them to trap the heat their spacing shou ld be reduced if p romp t detection is to be ach ieved in general therm al detecto rs are to be located w ith in the ho t aircu rren t s created by the fire if they are to operate a 502percen t reduct ion in the spacing between detecto rsis requ ired in the absence of test data on a part icu lardetecto r and f ire size some gu idance m igh t beavailab le f rom the manufacturer the sen sit ivity of o ther detecto rs e g f lamm able gas detecto rs can also be adversely affected by windor the lack of w alls of ceilings surounding the hazard hea t collectors loca ted above the p ilot sp inklers or othe therma l detectors for the sole purpose of trappingheat are not recommended they are con s idered botected canop ies see 3 5 1 2 they can prov ide some benef it if they are of suff ic ien t s ize 18 in 18 in or larger to trap hea t smaller collectors can reduce sen s itiv ity by causing a dead a ir space how ever sh ields o r canop iesneeded toprotect the detecto r f rom the w eather should not beelim inated becau se of concern s they m igh t reduce detectorsen sit ivity 我国规范推荐的集热板尺寸 0 12 m2 35 cm 35 cm 不 知是否属于安装了集热板反而会降低喷头动作灵敏度这种情况 在 n fpa 13 和其它 n fpa 规范中我没有找到有关集热板的提法 应该感谢 fm 同行 是他们首先对我国规范中集热板的规定提出 异议的 国内同行也有不同观点 反映在现行规范中 规范条文 和条文说明是模棱两可的 修订本 7 1 7 货架内喷头上方的货 架层板 应为封闭层板 货架内喷头上方如有孔洞 缝隙应在 喷头的上方设置集热挡水板 集热挡水板应为正方形或圆形金 属板 其平面面积不宜小于 0 12 m2 周围弯边的下沿 宜与喷 头的溅水盘平齐 条文说明了两点 第一点指出货架内喷头在 特定条件下 喷头上方货架有孔洞或缝隙 才需要使用集热板 第 二点指出集热板的使用只限于货架内喷头 而目前工程中是普 遍采用 我记得在修订本介绍会议上也是否定集热板对喷头的 集热作用的 但规范条文中却用了 集热挡水板 的名称 国外产 品中这块板叫做挡水板 w ater sh ield 有几种规格 直径大约 90 mm 至 130mm 只用于保护喷头热敏元件不被上层喷头的 水喷湿 在货架内喷头安装上 n fpa 13 明确规定货架喷头安装 位置上面必须有密实搁板 这块密实搁板是为喷头集热保障喷 头可靠动作的 w ater sh ield 是与货架型喷头 rock sp rink lers 又称中间层喷头 in term ediate level sprink lers 配套供应的 是 经认证的喷头标准部件 见图 4 国外每种喷头的溅水盘与屋面板的允许距离都是认证标准有严格规定 特别是 esfr 灭火型喷头 灭火试验数据表明 喷头装在 13 7 m 屋面板下 货架 8 层 12 2 m 高 货架底部点火后不到 50 s 火焰就上升到货架顶部 不到一分 钟喷头就动作 火焰燃烧非常迅猛 喷头的不正确安装 就可能导致喷头无法 在火灾初期可靠动作 造成系统灭火失败 大覆盖面水平侧喷喷头对溅水盘离 天花板的距离也是有严格要求的 喷头只有在平天花板下规定的距离内 才能 灵敏感受到远端火灾初期的发热 快速动作灭火 但 fm 也有类似集热板的做 法 当 esfr 喷头下方有挡水结构时 如矩形风管 当风管宽度 610 mm 时 要求在风管下增加 喷头 此时矩形风管底部就变成了喷头的集热板 图 6 管不是 密实整体 管道是圆的 管或管道下增设的辅助天花板是 esfr 喷头的集热板 国内规范在集热板问题上应该统一思想 如果证明目前的 做法有问题 那么国内已建消防系统的安全隐患就很严重了 要 纠正的话就可能是一个系统工程了 10 预作用系统和雨淋系统管网充水时间的规定 修订本 8 0 9 p 23 修订本 8 0 9 干式系统的配水管道充水时间 不宜大于 1 m in 预作用系统与雨淋系统的配水管道充水时间 不宜大于 2 m in 内容和老规范相比 有三个变化 其一是老规范将干式 系统的充水时间从 n fpa 13 要求 1 m in 改成不宜超过 3 m in 这样一改 完全改变了干式系统的认证标准 大大降低了国 内设计的干式系统扑灭初期火灾的能力 修订本接受了干式系 统的认证标准 和 n fpa 13 要求一样改成 1m in 其二是取消 了老规范对干式系统管网容积 1 5 m3 和 3 m3 限制的要求 取 消干式系统最大管网容积 3 m3 nfpa 13 规定是 2 839 m3 的 规定 对干式系统设计造成的消防安全隐患是巨大的 因为 2 839 m3 是干式阀增加干式阀快开装置后 能保证系统输水时 间不超过 1 m in 的最大管网容积限制 是确保干式系统灭火性 能的认证标准 也是设计人员能通过管网容积计算加以控制的 参数 而输水时间在设计时是无法精确计算的 只是干式系统验 收时的标准 因此可以说 修订本取消了干式系统管网容积限 制的要求 实际上是取消了对干式系统灭火性能的要求 其三 增加了 预作用系统和雨淋系统的配水管道充水时间不宜 2m in 的规定 2min 的规定同样也是没有认证标准根据的 是没有理 由的 这要从系统分类和动作原理来说明 需要耐心往下看 10 1nfpa13 预作用系统有 3 种类型 1 4 3 2 1 a 单连锁系统 single in terlocksystem 探测 系统动作后 预作用阀被打开 系统管网充水 探测元件可以是 烟感 温感或其它类型探测器 可以是用作探测器的自动闭式 喷头 称作传动喷头 pilot sprink lers 2 4 3 2 1 b 无联锁系统 non2in terlocksystem 探测 系统或自动闭式喷头任何一个动作 预作用阀均被打开 系统管 网进水 3 4 3 2 1 c 双联锁系统 doub le in terlocksystem 探测 系统和自动闭式喷头都动作时 预作用阀才被打开 系统管网进 水 只有双联锁系统有一例外条款 双联锁系统中一个预作用 阀的最大管网容积 2 84 m3 除非管网进水时间 60 s 还有一种组合系统 4 4 预作用和干式组合系统 com b ined d ry and p react ion system 在 4 4 1 1 中要求干式 预作 用组合系统当探测系统故障时 系统以干式系统状态工作 由 于在实际产品中 它被组合在预作用系统中 所以也把它列入预 作用系统中进行讨论 规范是对认证产品的原则要求 必须通 过对具体产品功能的分析 来了解系统的设计要求 以美国 tyco 集团中央公司的认证产品为例 中央公司预作用系统有 5 种类型 10 2 中央公司预作用系统有 5 种类型 1 电探测启动单联锁带系统管网低气压监测预作用系统 烟感 温感 火焰等火灾探测器 不管是否误动作 一动作 预作用阀就被打开 系统管网充水 平时管网有低气压监测 因 此不会出现误喷事故 由于电探测器动作时间大大低于闭式喷 头动作时间 闭式喷头动作时系统管网已经充水 一旦喷头动 作 可以立即喷水 这种系统的灭火性能接近湿式系统 管网 容积不受 21839 m 3 750 加仑 的限制 2839 l 是 n fpa 13 对 干式系统管网容积的限制 也没有充水时间限制的规定 2 气压启动单联锁带系统管网低气压监测预作用系统 在系统保护区有两层管网 一层是预作用系统管网 装灭 火喷头 另一层是传动管网 管径 dn 15 dn 20 装传动闭式 喷头 气源气压经系统附件气压维护装置 amd a ir m ain tenance device 后 一路输出到传动管网 使传动管网内气压维 持在 40 p si 停泵 30 p si 启泵 气压降低到 20 p si 压力开 关发出传动管网低气压报警信号 气压维护装置的另一路输出 压力 经过压力调节器 设定值 10 p si 对预作用系统管网充气 作为系统管网严密性的监测气压 n fpa 13 规定监测气压不应 低于 7 p si 低气压压力开关报警设定值 8 p si 或者直接采用 ps1022a 压力开关出厂设定值 5 p si 1 p si 产品说明资料中都 许可 预作用系统管网低气压信号只用于报警 不会使预作用 阀打开 由于传动管网管径只有 dn 15 传动喷头破裂后 管网 充气压力很快下降 不存在干式系统喷头破裂后管网需要长时 间排气的情况 因此本类型系统在灭火喷头动作前 能提前发 出火警信号 3 电探测启动和气体探测启动双联锁预作用系统 以下简 称设备双联锁 本系统中