實例之二:
某貨運中心原設計層高8.1m,屋頂為金屬承重結構,按有關規定設置了自動噴水滅火系統,原設計噴頭安裝標高為距地7.7m,后因需要業主自行決定將鋼屋架連同自動噴水滅火系統管道一起往上抬高2.3m,這樣噴頭安裝高度變成距地10.0m,消防部門不予驗收,后經多方研究采用加層安裝自動噴水滅火系統方案,即原已安裝的自動噴水滅火系統管道及噴頭位置和高度不變,另在下方相同平面,不同高度再增設一層自動噴水滅火系統管道及噴頭位置和高度不變,另在下方相同平面,不同高度再增設一層自動噴水滅火系統,其噴頭設在距地7.6m高度(吊在屋架下弦下面)。上面一層噴淋系統作為保護鋼屋架使用,噴頭朝上安裝,這樣鋼屋架可不再涂刷防火涂料等其他防火措施:下面新增的系統作為保護地面上物資使用,但由于噴頭距上方屋面板距離達2.8m超過了規范規定的不大于150mm距離要求。因此,在下面一層每個噴頭上方均加設一個集熱板,集熱板做法同上。
實例之三:
某飛機維修中心,總建筑面積13,868m2,長152m,寬91.5m,屋頂為金屬承重構件,坡屋面頂最高高度為35.0m,最低31.5m平均屋面高度33.25m,屬I類機庫,可同時停放或維修二架波音747飛機,由于屋面平均高度達33.25m,面積達13868m2,其保護對象又是價值連城的飛機,普通的自動噴水滅火系統是無能為力的,按《飛機庫設計防火規范的GB50284-98》(以下簡稱機規)有關規定,針對I類機庫這樣高大空間建筑鋼屋架要保護,地面停放或維修的飛機要保護,以及機庫建筑、工作人員和消防救援人員的安全均應得到有效的保護。
一般飛機進庫時其油箱內載有燃油,在維修過程中可能發生燃油火災,其火災危險性大,蔓延速度快,火災損失大,屬嚴重危險級,按《機規》要求設置了以下自動消防系統:
1、泡沫一水雨淋滅火系統,該系統的任務是冷卻屋頂承重金屬構件保護鋼屋架和撲滅機庫地面油火,同時保護工作人員疏散和消防救援人員的安全。
對飛機庫的滅火設計要求應是快速反應、快速滅火,美國消防協會NFPA-409飛機庫防火標準要求30秒內控制火災,60秒內撲滅火災,要在短時間內達到控火滅火的,唯有采用自動化程度高,滅火效果好的泡沫一水雨淋系統。采用泡沫一水雨淋系統冷卻屋頂承重金屬構件可不再噴涂防火隔熱涂料,系一舉雙得的技術措施。
由于飛機停放和維修區占地面積大,I類機庫一個防火分區允許建筑面積為50000-30000m2,如此大面積的機庫內泡沫一水雨淋滅火系統若不采取分區限量供水,其消防系統的計算流量非常可觀。按《機規》規定,I類機庫的泡沫一水雨淋系統的泡沫混合液供給強度為6.5L/分/m2,(當采用水成膜泡沫液時)滅火持續時間45分鐘,(泡沫混合液連續供給10分鐘,隨后35分鐘噴清水),按上述規定系統計算流量相當可觀,因此宜在平面上進行適當分區。
按《機規》要求,一個分區的最大保護地面面積不應大于1400m2,每個分區應由一套雨淋閥組控制。同時還規定泡沫一水雨淋系統的用水量必須滿足以火源點為中心30m半徑水平范圍內所有分區系統的雨淋閥組同時啟動的最大用水量。
因此在機庫平面內順長度方向每10m左右劃成一個區共計15個區,每區面積927.2m2<1400m2,兩個機塢頭各分一個區,總共17個區由十七組雨淋閥組控制,按最不利著火點為中心30.0m水平半徑范圍內所有泡沫雨淋噴頭同時灑水的要求,其雨淋系統的最大計算消防用水量為588L/S.
2、由于機翼面積大于280m2,按規定還應設置翼下泡沫槍和泡沫槍滅火系統,翼下泡沫槍滅火系統是泡沫一水雨淋系統的輔助滅火設施,其功能是將泡沫直接噴射到機翼和中央機翼下部的地面,控制和撲滅泄漏燃油發生的流散水,同時對機身下部有冷卻作用。當采用水成膜泡沫液時,泡沫混合液的設計供給強度不小于4.1L/min/m2,連續供給時間不小于10.0分鐘。泡沫滅火系統可以與翼下泡沫槍滅火系統合并設置,也可與普通消火栓滅火系統合并設置(此時應自備泡沫液)。泡沫采用室內消火栓接口,公稱直徑D65mm,消防水帶長度不宜小于40.0m,對于任一著火點必須有二支泡沫槍同時到達。當采用水成膜泡沫液時,一支泡沫槍的泡沫混合液流量不小于4.0L/S,連續供給時間不小于20.0分鐘,善于機庫各種滅火系統設計有關技術問題不再一一介紹。
上述實例僅為了說明在種種不同高大空間生產性建筑內當建筑高度超過8.0m時,如何完善自動噴水滅火系統設計的有關技術措施。對于儲存倉庫特別是高架倉庫等嚴重危險性建筑自動噴水滅火系統設計(不能用水保護的儲存倉庫不在此列),更是當前設計中的焦點。以儲存丙類物品為例,其儲存對象為閃點≥60℃的液體和可燃固體,一旦發生火災不僅火災發展迅速,蔓延速度快,造成的火災損失也大。
高架倉庫由于層高高,《自噴》規范第4、2、3條要求:(i)設置在屋面板下的噴頭間距不應大于2.0m;(ii)貨架內應分層布置噴頭……;(iii)分層板上如有孔洞、縫隙,應在該處噴頭上方設置集熱板。
高架倉庫分層設置噴頭,無論從技術、經濟、安裝、維護管理諸方面都比普通庫房采用自動噴水滅火系統投資大,要求嚴,維護管理工作量大。能否簡化系統設計,減少投資,又能確保滅火安全,是目前許多國家正在進行研究的一個課題。其核心是針對高危險火災且堆積很多貨物的大面積高空間的儲存倉庫自動噴水滅火系統應采用什么樣噴頭的問題。
我國目前在這方面的技術投入幾乎是空白,而英、美等國在這方面作了大量的研究工作。
目前有美國可靠公司(Reloable)的早期滅火快速反應(ESFR)噴頭;英國噴寶的LD型大水滴灑水頭和ESFR-1型早期壓制快速動作灑水頭等專為對付高危險度的火災。
ESFR噴頭有一個快速反應熱敏元件,此元件使該種噴頭比傳統普通噴頭反應快得多(當庫房高度超過8.0時,熱敏元件的快速反應尤其重要)這對保證噴頭能及時開放噴水滅火致關重要,同時該噴頭在高壓下(噴頭處工作壓力不小于0.35MPa)噴出大量的水(?19mm噴咀,在最小壓力0.345MPa作用下,ESFR噴頭出流量為6.3L/S),有足夠的水流量抑制火災。
ESFR噴頭的另一特點是噴頭在撲滅貨架上部火的同時,噴頭中心有一股強大的水柱,可以穿過貨架撲滅在噴頭下方貨架底部的火災,因此,安裝了ESFR噴頭,就可以取消分層布置的噴頭,噴頭直接安裝在屋面板下,噴頭間距可達3.05m.這就大大簡化了系統設計,同時也提高了該系統在控火、滅火的可靠性,因為ESFR噴頭是以噴出水流的動量(高壓和大水滴)直接作用于火災物體的表面。
ESFR噴頭的研制和應用為自動噴水滅火系統在高大空間建筑尤其是高架倉庫提供更完善、更可靠的保護。
ESFR噴頭目前在中國(廈門-柯達工程,美國戴爾計算機(廈門)新工廠等工程中應用。據有關資料提供,美國對安裝ESFR噴頭的自動噴火滅火系統的應用條件作了限制,對于高架倉庫而言:倉庫高度不大于12.20m(40英尺)貨架高度低于10.7m(35英尺),同時對ESFR噴頭的安裝作了極嚴格規定,目的是保證系統更好地發揮作用。