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成品仓库自动喷水灭火设施设计探讨

来源:消防检测  时间:2018-02-01 16:42:43

  安全生产工作是发展市场经济的客观要求,是企业持续、快速、健康发展的重要保证,消防工作更是重点之重。轻钢结构建筑作为工业库房具有较多的有点,如建设周期短、造价低、可作大跨度、造型美观、现代感强等,因此在现代工业建筑设计中得到越来越多的采用。成品仓库内有较多的可燃包装材料,木箱包装机器、纸箱等,一旦发生火灾蔓延快、损失巨大、易垮塌、扑救难度大,因此控制初期火灾变的尤为重要。

以一栋轻钢结构洗化用品成品仓库为例,该厂房建筑面积5856m2,耐火等级为丙类,建筑高度为10.6米,仓库内储存有洗化用品及包装箱、木箱,属于可燃包装材料,按《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)规定,应设自动喷水灭火系统和消火栓。

该仓库内储存的物品高度为2米左右,无货架,轻钢结构仓库的最大净空高度为10.5米,采用普通喷头的自动喷水灭火系统已无法满足要求,达不到灭火的预期值。为此,美国耗巨资试验研究,成功开发出“大水滴喷头”、“快速响应早期抑制喷头”(主要为ESFR喷头)等用于扑救高堆垛、仓库火灾。按美国FM标准生产的ESFR喷头,具有以下的特点和功能:

1、ESFR喷头构造特点:

快速响应早期抑制喷头是采用易熔合金焊接件为感温元件的洒水喷头,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,该喷头具有K=200的流量系数和特殊设计的溅水盘,使喷头喷出大直径、高能量水滴并再其下方形成半球体状水流,因此该喷头对保护高货垛仓库具有特殊的优势。

2、喷头特性及设计要求:

喷头的流量计算公式q=k(10p)0.5

式中q-----喷头流量(L/min);

p-----喷头工作压力(MPa)a;

k-----喷头流量系数。

以该轻钢结构仓库为例:查《自动喷淋灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005年版),喷淋系统按仓库危险级Ⅱ级设计,流量系数K=200,喷头最低工作压力为0.50Mpa,q=200*(10*0.5)0.5,单个喷头流量q=7.5L/S。按《自喷规范》2005年版的要求,库房最大净空高度10.5米,最大储物高度9.0米,喷头间距不大于3米,作用面积内开放喷头为12只。

喷头与顶板的相对位置是影响喷头动作速度的主要因素,喷头感温元件离顶板太远或太近,都回延误喷头动作,按《自喷规范》2005年版7.1.4的要求,直立型溅水盘与顶板的距离为100mm~150mm,下垂型溅水盘与顶板的距离为150mm~360mm。

3.ESFR喷头系统的适用条件:

3.1ESFR喷头系统适用于净空高度大于9.0m,小于13.5m的仓储库房和高架库房,

3.2ESFR喷头仅适用于湿式喷水灭火系统,不适用于干式系统和预作用系统;

3.3在喷头的工作环境中,我国的《自喷规范》2005年版未做明确要求,似乎可参考普通喷头的要求,ESFR喷头保护场所室内温度不应高于66度,若室内温度短时间或长时间高于38度,应选用中温喷头,通常选用74度或101度温度级喷头。

3.4并不是所有的仓储建筑都可使用ESFR喷头系统,如贮存或堆放某些包装形式的易燃液体或含有易燃液体物品,喷雾剂小罐等的场所。

4.ESFR喷头系统管道设计

我国《自喷规范》2005年版对ESFR喷头系统的设计似乎没有太多的要求,按最不利作用面积内3跟支管上各4个喷头动作计算,每根支管的流量将达到25L/S,参考《自喷规范》2005年版表8.0.7的内容,ESFR喷头系统中喷头与支管的连接管管径为DN50,支干管管径不应小于DN100,总管管径不小于DN200。对于较大的ESFR喷头系统,可以采用环状管网,来降低系统对水泵扬程的要求。

以改轻钢结构仓库为例,改轻钢结构分两个防火分区,每个防火分区里ESFR喷头系统中喷头与支管的连接管管径为DN50,支干管管径为DN100,总管管径为DN200,改系统不是很大,于是采用支状管网。

5.ESFR喷头系统布置的特殊规定

在FM2-2标准中有关ESFR喷头系统的一些特殊规定,下面我们列出在实际工程设计中常用的相关内容。

(1)喷头不应直接布置在排烟口或送风口下方,如布置在其下方时,应在喷头上方假设挡板,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。

(2)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。

(3)机械排烟设施动作应迟于ESFR喷头系统,因为机械排烟设施提早工作将造成ESFR喷头系统延迟工作,导致系统工作失败。

6.结语

通过对某洗化用品成品仓库的ESFR喷头系统的设计与计算,可以了解ESFR喷头系统对于扑救高大净空场所火灾的重要性,想要ESFR喷头系统按设定的参数值发挥作用,必定要遵循各方面的规定。

随着社会经济的发展,建筑的多功能使用替代了过去的单一使用功能,大型仓储库房日益增多,常规的自动喷水灭火系统的应用就受到一定的局限,如建筑高度超过9米的仓储,储存的物品种类纷繁复杂,火灾危险性大,消防灭火设施的设计就变的更重要。

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