? 0 前言
自動噴水滅火系統設計規范修訂本(以下簡稱修訂本) 2001 年4 月5 日發布, 同年7 月1 日實施, 至今不到2 年。按我國規范的修訂周期來說, 修訂本是很“新”的。由于修訂過程正值我國申請加入W TO 期間,漫長的申請過程, 每一個人都不知道何時能加入。修訂本從討論稿開始歷經送審稿初稿、修訂本送審稿、修訂本報批稿, 再加上近2 年的審批, 經過了幾年時間。由于老規范存在的諸多問題, 業內人士特別是設計人員對修訂本抱有很高的期望, 但修訂本發布后, 修訂本的內容和深度與我國當時的經濟建設形勢已不相稱。對比老規范和修訂本, 除了“提到了”ESFR K200 滅火型噴頭, 我用了“提到了”的字眼, 是因為修訂本有關ESFR 噴頭的條文內容實在是太少了, 不足以指導ESFR 噴頭的設計和安裝。其它方面變化也不多, 特別是規范編制指導思想。我國的消防研究機構由于眾所周知的原因, 沒有新的產品和試驗成果來充實國內的規范。國外的規范一旦被接納, 必定要符合中國國情或加以修改, 使之符合中國國情。對國外產品來說, 國外產品制造和系統功能是以認證標準為依據的, 任何超越認證標準的修改, 都是錯誤的。如果是針對國內產品, 國內產品和系統功能沒有認證標準, 系統主要配套產品不完整, 因此有關系統設計的規定無法深入闡明,使得規范條文的可執行性很差。美國N FPA 規范的修訂只是每年將制造廠新研制的經過認證并公布的產品、FM 和UL 等認證機構的認證標準、大量滅火試驗結論和火災的教訓修訂進規范而已, 做的是有米之炊。而國內的規范修訂往往要做出無米之炊, 無論哪一位專家去編寫規范都是很難的。
??? 我國進入W TO 后, 國內的經濟發展速度加快, 大量的高層建筑和自動化立體倉庫在全國不斷涌現, 與此同時, 火災危險性也伴隨著經濟的高速發展而高速發展。經濟發展和火災危險相伴相隨, 不以人的意志為轉移。修訂本的內容和深度已遠遠不能適應當前我國經濟發展的需要。沒有一個高水平的消防規范, 就不可能指導出高可靠性的消防系統設計, 也出現不了高水平的安裝和維護。從20 世紀80 年代中期, ESFR K14(公制流量系數200) 快速反應火災抑制型噴頭問世,FM 在世界各地倉庫中大量推廣開始, 到90 年代, 用FM 的話說:“水基消防技術有了爆炸性的發展”K17-231、UL TRA K17、ESFR K25、ESFR K17 (上噴和下噴)、EC-25 等等噴頭相繼問世, 用于撲滅日益危險的火災。在消防理論上, 提出了無效消防系統概念; 在用標準噴頭撲滅嚴重火災的系統中, 采用高溫噴頭和大口徑噴頭的理論并做了大量滅火試驗。特別是細水霧消防技術的發展, 從替代氣體保護易燃、可燃液體和固體危險物品, 發展到用細水霧保護LH (輕危) 和OH(中危) 場所, 特別是計算機房、通信機房、信息媒體存放庫、高低壓配電室、貴重物品存放場所(HVO-H ighV alue O ccupancy) 和歷史性建筑物。從2002 年7 月1日起, 世界上所有新建船舶必須全部安裝細水霧系統替代高壓CO2 系統(規范強制性要求)。FM 說:“客戶要求用細水霧技術”。為此FM 開始研制限制噴水量、性能優良滅火系統的規范, 選定細水霧作為滅火介質,制訂了從2002 年1 月開始, 為期3 年的研究計劃。對比國外的發展, 國內消防領域抱殘守缺的現狀必須改變。一個真正與國際消防技術和管理體制接軌的新的消防規范和體制該誕生了。新規范不制訂, 就可能在當前很多工程中指導出無效消防系統設計, 種下火災隱患的種子, 但愿這不是事實。
??? 考慮到國內消防現實情況, 希望以此拙文換來對規范的廣泛關注和討論, 錯誤和觀點偏激之處望指正。
??? 圖1 LH、OH-1、OH-2、EH-1、EH-2 場所系統作用面積-噴水強度曲線
??? 1 修訂本“術語和符號”中部分術語定義不確切
??? 1.1 標準噴頭(修訂本2. 1. 7 p3)
??? “流量系數K= 80 的噴頭。”
??? (1) 標準噴頭的定義沿用于老規范, 修訂本沒有重新進行定義。老規范在條文說明中解釋, 因為規范中噴頭水力計算參數表、高位水箱容積等等的確定都是以K= 80 噴頭的參數為依據計算的, 所有危險等級場所都采用K80 噴頭進行保護, 因此稱作標準噴頭。在當時的條件下, 就此一種噴頭, 并不產生問題。而修訂本的技術參照對象是N FPA 13, 在我國進入W TO 后, 隨著外資的大量涌入, 外資工程大量出現, 在各地經濟開發區、保稅區FM 工程和以N FPA 要求的工程大量出現, 噴頭定義不確切, 在工程應用中產生了混淆。
??? (2) 流量系數K= 80 不能作為標準噴頭的定義, K= 80 只是標準孔徑噴頭的定義條件。由于噴頭有各種規格的流量系數, 為了比較, 將K= 80 噴頭的流量作為100% , 稱為標準孔徑噴頭, 見表1。
??? (3)N FPA 13 中閉式噴頭分為兩大類: 標準噴頭和特殊噴頭, 在標準噴頭中按照噴頭的流量系數K、噴頭安裝方式等等派生出很多噴頭。首先標準噴頭是火災控制型噴頭(Control-Mode Sprinklers) , 可以是上噴型、下噴型、側噴型、嵌入型、豪華隱蔽型等等噴頭。根據噴頭的設計用途和結構特點用在不同場所, 如標準上噴和下噴噴頭可以用在所有危險等級場所, 可以滿足所有結構類型。側噴噴頭用在輕危和中危級場所, 平坦天花板下面。
??? (4) 標準噴頭按其類型具有多種噴灑曲線:
??? Conventional—稱作老式噴頭或傳統型噴頭(Old-Style/Conventional Sprinklers) 的噴灑曲線, 噴頭可以向上或向下安裝, 上噴或下噴噴灑曲線相同。由于噴頭噴灑不均勻N FPA 13 規定, 在新工程中不再使用。
??? Standard—上噴噴頭噴灑曲線。
??? Parabo lo id—拋物面型(側噴噴頭噴灑曲線)。
??? Umbrella—傘形曲線(下噴噴頭噴灑曲線)。
(5)N FPA 13 標準噴頭的定義是最大保護面積符合5-6 和5-7 節要求的噴頭。
??? 5-6. 2. 2 規定標準上噴或下噴噴頭最大保護面積≤21 m2。
??? 5-7. 2. 2 規定標準側噴噴頭最大保護面積≤18. 2m2 (196ft2)。
??? (6)UL 要求標準噴頭的動作時間, 在達到噴頭動作溫度后, 噴頭應在100 s 內動作。在LH (輕危) 場所要求使用快速響應噴頭, 在達到噴頭動作溫度后, 噴頭應在14 s 內動作。
??? (7) 標準噴頭最重要的條件是: 噴頭水力計算方法采用管徑法(P ipe Schedu les) 和系統作用面積—噴水強度法(A rea2Den sity Cu rves) , 設計曲線見圖1。管徑法只適用于1/2″(DN 15) 口徑噴頭。
??? K= 80 噴頭只是國外大量噴頭中的一種規格, 規范中把K= 80 噴頭當做標準噴頭的做法, 在設計人員中之所以造成概念混淆, 是因為當設計采用K> 80 的噴頭后, 規范中找不到相關要求, 譬如, 高位水箱和消防水箱容積如何確定等等無所遵循。尤其是, 修訂本引入了ESFR K14 (流量系數K= 200) 后, ESFR 是火災抑制型( 俗稱滅火型) 噴頭( Supp ression ModeSp rink lers) , 是特殊噴頭, 特殊噴頭和標準噴頭在設計、安裝方面都有不同的要求。特別是ESFR 噴頭,FM 在ESFR 噴頭安裝導則( In stallat ion Ru les For SuppressionMode A u tom at ic Sp rink lers) 一開始就提到: 以前對標準噴頭或大水滴噴頭等控火噴頭的知識、設計、安裝經驗和工程結論不一定適用于ESFR 系統。嚴格遵循ESFR 噴頭的設計規范和安裝導則, 解決好障礙物對噴頭噴水的障礙和火災時熱氣流對噴頭動作的影響, 是ESFR 噴頭能否早期成功滅火至關重要的條件。但規范中根本沒有提到特殊噴頭的概念, 當然也沒有相關規范條款。我接觸到的很多設計人員采用ESFR 噴頭不會做設計, 有的人把ESFR 稱作大水滴噴頭, 有的人稱作快速響應噴頭, 有的人套用K= 80噴頭的相關規范條文做設計, 當然設計完全錯誤。
??? 1.2 作用面積(修訂本2. 1. 6 p3)
??? “一次火災中系統按噴水強度保護的最大面積。”
??? 消防系統設計、安裝、維護是否成功的唯一判斷標準是: 火災發生時系統能否在火災初始階段可靠動作,并有效撲滅初期火災。而噴頭滅火時, 噴頭滅火的有效性和噴頭的噴水強度直接有關, 噴水強度越大, 滅火效果越好, 撲滅火災的噴頭總動作數越少, 由此火災損失、煙霧損失、水漬損失越小。在圖1 的5 條曲線上N FPA 13 明確規定, 只取噴水強度值最大, 作用面積最小的一個點。
即
曲線上其它點不必驗算。(見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 噴水強度的單位, 由原來的噴水強度單位L/m in m2 換算而來, 用集水盤每分鐘集水深度表示噴水強度更直觀。1 L/min m2= 0. 001m3/min·m2= 0.001m/min= 1 mm/min。
??? 1.3 邊墻型擴展覆蓋噴頭(修訂本2. 1. 10 p3)
??? “流量系數K= 115 的邊墻型快速響應噴頭。”
??? 我接到過外地設計人員的電話, 他在設計中選用了中央公司GB2HSW (GB2LO 17/3 2″) 大口徑大覆蓋面快速反應水平側墻式噴頭, 該噴頭的流量系數K=112. 5。當地消防部門說, 規范定義的邊墻型擴展覆蓋噴頭K= 115, 要他提供資料證明K= 112. 5 也是擴展覆蓋型噴頭。該設計人員來電話就是要求公司出證明的。
??? N FPA 13 擴展覆蓋噴頭分上噴、下噴和側噴, 對擴展側噴噴頭的定義是: 噴頭的最大保護面積符合529規定的噴頭。
??? N FPA 13 5-9. 2. 1 擴展覆蓋側噴噴頭的保護面積不應< 公告(Listed) 中規定的數值, 從0. 61 m 增加到8. 5 m。
??? N FPA 13 5-9. 2. 2 任何情況下擴展覆蓋側噴噴頭的保護面積≤37. 2 m2。
??? 注意: 定義中沒有提到流量系數K, 也沒有提到噴頭熱元件的類型。表2 是美國tyco 集團中央公司的擴展覆蓋側噴噴頭資料, 流量系數K= 80 或115, 熱元件類型有標準反應和快速反應。
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