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，常规的自动喷水灭火系统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、娱乐设施等对自动喷水灭火系统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喷头系统的设计、安装要求作科技介绍，供同行们参考。
　　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“快速响应早期抑制喷头”、“大水滴”喷头等用于扑救高堆垛、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喷头（主要为FSFR喷头）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：

1、ESFR喷头构造特点：

　　ESFR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，ESFR喷头中心有一个小孔，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喷头就可以取消各层货架的分层喷头，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。喷头构造见图7－1。

2、喷头特性及设计要求：

　　2-1，ESFR喷头特性：
　　q=k(10p)0.5 （l／min）
式中：k——喷头特性
　　　p——喷头处最小工作压力为50psi（0．345MPa）～98psi
　　（0.68MPa）
　　每只喷头出流量（以k=14喷头为例）：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（见喷头设计参数表），此时喷头处最小工作压力应不小于0．52MPa，则每只喷头出流量q＝20（10×0.52)0.5=7．6l/s，余下类推。此喷头流量远大于普通传统喷头的出流量。
　　2－2，喷头布置及设计要求：
　　按FM标准要求,表一是喷头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)	末端喷头设计压力（Mpa）	最大喷头间距（m）	最小喷头间距（m）	单一喷头覆盖面积（m2）		同时动作喷头数（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喷头。美国已生产的ESFR喷头有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）的早期抑制型喷头，进一步扩展了ESFR喷头的应用场所。

3、ESFR喷头的安装要求：

　　8-1，喷头与顶板的间距：
　　喷头与顶板的相对位置是影响喷头动作速度的主要因素。有研究表明如果喷头感温元件太靠近顶板，会使初期火灾产生的热气流在喷头下流动，从而延误了喷头的动作；如果离顶板太远，则初期火灾产生的热气流会在喷头上方流动，同样会延误喷头动作。
　　正确的安装应使感温元件的中线处在顶板下102mm-330mm，或喷头的溅水盘处在顶板下127m—356mm之间。
　　美国FM标准推荐喷头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；下垂型喷头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）的下垂式压制型喷头溅水盘应处在顶板下457mm效果最佳。
　　说明：目前使用的ESFR喷头主要为下垂型，直立型极少使用。
　　3－2，喷头与墙的距离为喷头间距的一半。
　　3－3，喷头溅水盘与下部被保护堆垛的距离至少应保持36in（914m）。
　　3－4，喷头与梁的距离（m）见表二

表二

喷头溅水盘与梁底面的最大垂直距离（mm）	喷头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；喷头与其下方障碍物的距离；
　　处于喷头下方的障碍物虽不会对喷头的布水形状形成干扰，但会造成“阴影区”并减小那个区域喷头出水的动量，导致那个区域的火既无法被控制也无法被压制。
　　对于喷头下方障碍物宽度＞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的喷头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喷头，喷头的感温元件离障碍物最大距离为330mm，喷头间距最大为2.43m（指所补喷头与上方正常布置喷头之间水平距离）。
　　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，然后在挡板下增设喷头。
　　当屋面板下结构实体部件高度小于305mm时，喷头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，喷头不应直接布置在排烟口或通风器下方，应在其下加设挡板，把喷头安装在挡板下，挡板的位置及尺寸应能保证喷头处空气流速不超过1．52m/s。

4、系统设计：

　　ESFR喷头系统的工作压力应满足最不利处喷头的最小工作压力要求，喷头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喷头同时动作进行水力计算，当每根支管上的喷头数不足四只时，则支管上所有喷头都考虑为动作喷头并考虑相邻支管上的喷头为动作喷头，以便使动作喷头总数达到12只。
　　当动作喷头区域内有补偿性喷头（如风管、电缆、桥架下补设的喷头）时，应增加设计动作区域内补偿性喷头同时开启的流量。
单个系统允许最大保护面积为3716m²（4D，000尺²）。