根据各物流企业的普遍需求及《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084-2017,以下简称喷规)5.0.5条要求:物流仓库一般按此表格参数设置早期抑制快速响应喷头,喷头间距一般为3 m, 作用面积内开放的喷头数量为12只。但由于喷淋湿式系统的适用环境温度为4~70 ℃,北方冬天不采暖时无法满足这一要求。因此,根据综合考虑,采用预作用系统比较经济合理。但喷规4.2.7条明确:当采用早期抑制快速响应喷头时,系统应为湿式系统,无法采用预作用系统,因此,预作用系统不能按此表格执行。同时喷规5.0.6条表格列举了仓库型特殊应用喷头的设计参数,此表格也适用于湿式系统,但对于仓库型特殊应用喷头没有提出不适用干式系统或预作用系统要求。因此,采用仓库型特殊应用喷头的预作用系统参数,能否参照此表格执行,需要进一步消防论证。
以某仓库建筑项目为例,探讨北方地区无采暖条件下的仓库型特殊应用喷水灭火系统的设计。
本项目位于北方某城市,当地最冷月平均温度在-5 ℃以下。建筑性质为丙类物流仓库,建筑面积约11 800 m2,共分为两个防火分区,最大净空高度约11.8 m, 储存物品类别为丙类2项物品。
由于建筑物内无采暖措施,需要做预作用喷淋系统,根据喷规4.2.7条,无法采用早期抑制快速响应喷头系统。因此,本项目涉及采用仓库型特殊应用喷头的预作用系统,喷规5.0.6条表格参数能否采用,或采取何种措施,进行进一步消防论证。
根据以往类似项目的经验和参考国内外的消防资料,以及消防论证团队的现场试验和研究,最终形成专家论证意见为:
(1)仓库内设置预作用自动喷水灭火系统,喷头采用K=360仓库型特殊应用喷头,最不利点喷头处的工作压力不小于0.10 MPa, 作用面积内喷头开启数量为24个,最大充水时间不大于25 s, 持续喷水时间不低于120 min, 系统用水量为1 152 m3。
(2)为缩短预作用系统的排气充水时间,尽量减小预作用报警阀后的管网容积,报警阀后管网容积最大不超过4.0 m3。
(3)在每根配水干管上设置自动快速排气阀,并确保火灾自动报警系统与自动喷水灭火系统联动可靠性,使系统在喷头动作前转换为湿式系统。
以上意见相比《喷规》相关参数要求有以下区别:持续喷水时间由60 min提高到120 min; 提出了最大充水时间不大于25 s要求,而规范8.0.11条仅由火灾自动报警阀系统联动开启预作用装置的预作用系统,其配水管道冲水时间不大于2 min; 报警阀后管网容积最大不超过4.0 m3,而《给水排水技术措施》对仓库危险级Ⅱ级系统管道容积最大允许值为9.6 m3。因此,上述意见参数的控制比现有的规范要严格很多,系统会做得很小,导致一个防火分区会含多个预作用系统。
方案1如图1所示。
本方案一个防火分区需要设置4个预作用系统,每个系统的最大容积约为3.90 m3,最大充水时间约为24.4 s。根据评审意见,首先系统满足报警阀后管网容积最大不超过4.0 m3要求,然后校核在额定流量下,管网最大充水时间不大于25 s。因此,单个预作用系统的各个参数都能满足此要求。
但由于火灾位置的随机性,当火灾点位于图1中A、B、C、D 4个点位中的任何一个时,启动对应的一个系统即可,系统的参数也满足要求;当火灾点位于图中E、F、G、H 4个点位中的任何一个时,需要同时开启相邻两个系统,才能达到灭火范围的覆盖(如G点火灾时,需要同时开启系统1和系统2。);当火灾点位于图中I时,需要同时开启系统1~4,才能达到灭火范围的覆盖。虽然单个报警阀后的最大容积仍然没有超过4.0 m3要求,当开启的预作用系统数量达到2个或4个时,在消防泵房供水量维持额定流量不变情况下,实际管网的冲水时间按理论计算应该是单个系统动作时的2倍或4倍,远不能达到25 s之内要求。由此可见,该方案不能满足要求。
方案2系统分区如图2所示。
为了避免方案1出现的问题,此方案划分的系统更多,每个防火分区需要设置20个预作用系统,每个系统的最大容积约为0.95 m3,最大充水时间约为5.9 s。从单个系统来说,充水时间大大缩短。当火灾位于单个系统范围内时,只要启动相应的单个系统,系统可以及时充水灭火。当火灾位于2个系统的交界或4个系统的交界时,需要同时启动2个或4个系统。但由于每个系统的最大容积及充水时间均为评审要求的1/4之内,因此,当2个或4个系统同时启动时,充水时间满足评审意见要求。根据上述分析,此方案具有一定的可行性。
但此方案的缺点也很明显,预作用系统过多,电气专业控制涉及起来有难度,而且控制准确度也有待考量。例如当火灾点位于图2中A点时,是只需启动系统2,3,还是要增加系统12,13,火灾发生点距离系统12,13多远同时启动系统12,13才合理,或是同时启动1,2,3,12更合理,这些问题在实际实施起来都有一定难度。
方案3如图3所示。在方案1,方案2的基础上做了进一步的优化。每个防火分区需要设置10个预作用系统,每个系统的最大容积约为1.90 m3,最大充水时间约为11.9 s。单个系统容量和充水时间均增大到方案2的2倍。每个预作用系统设置2组横向的红外对射报警装置,当火灾位于单个系统范围内时,此范围内的两组探测器报警,只要启动相应的单个系统,系统可以及时充水灭火。当火灾位于两个系统的交界时,相邻两个系统各有一组探测器报警,需要同时启动两个系统同时灭火。每个系统的最大容积及充水时间均为评审要求的1/2之内,因此,当两个系统同时启动时,充水时间也能满足要求。根据上述分析,此方案可行。
此方案的系统数量虽然也较多,但相比方案2已经减少了一半,而且,该方案系统启动相对简单,现场实际容易实施。因此,设计优先选用此种方案。
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