应用文之ESFR喷头在某仓库的应用介绍

ESFR喷头在某仓库的应用介绍
摘要结合某仓库项目实例，介绍了早期抑制快速反应( esfr) 喷
头与普通喷头的区别、esfr喷头在某仓库的布置方法、水力计算以
及esfr喷头设计中应注意的问题，为应用esfr喷头灭火的有效性提
出了必要的建议。

关键词 esfr喷头仓库应用障碍物
中图分类号：c35文献标识码： a
0引言
随着我国现代化工业的发展，大型工业厂房及物流仓储建筑大
量出现。

由于这些建筑中设备及库存货物数量大，价值高，一旦发
生火灾，产生的直接及间接经济损失将是巨大的。

因此，在《自动
喷水灭火系统设计规范》( gb50084 - 2001) （以下简称《喷规》）
中新出现了许多涉及工业建筑的条款。

其中关于早期抑制快速反应( esfr) 喷头应用的条款填补了高大仓储建筑内自动喷水灭火系统设
计依据的空白。

1工程概况
本仓库位于北京某开发区内，其建筑面积约10000m2，体积约104416m3，库区长152m，宽60m，高11.0m(屋架下弦高8.0m)，无吊顶，部分面积净空高度大于10m。

库区设有两个防火分区。

2自动喷水灭火系统的设计
2.1 设计基本参数的确定
仓库冬季采暖，自动喷水灭火系统采用湿式系统。

库区中货物
的堆放形式为货架，货架主要存储国际进出港的保税商品，包括电
子产品、机电设备、服装和医药等,根据《喷规》附录a，该建筑自
动喷水灭火系统应按仓库危险级ii级设置；又由于室内最大净空高
度大于10m,货架的最大储物高度低于6m,且考虑到甲方建造本仓库
的目的用于出租，货架的摆放形式、货架层板是否为封闭层板等均
为不定因素，而设置esfr喷头可以不设置货架内喷头，根据《喷规》[1]的规定，采用esfr喷头。

值得一提的是esfr喷头最初是国外研制的，经查阅相关资料，现在我国自行生产的多为k=200喷头，《喷规》规定k=200喷头最低工作压力为0.35～0.50 mpa，k=360喷头
最低工作压力为0.10～0.30 mpa，虽然在水量相同的情况下，
k=200喷头所需压力较大，但市场上的k=360喷头基本从国外进口，价钱较昂贵。

因此设计时应考虑esfr喷头的可获取性及投资。

本设
计采用k=200直立型esfr喷头,作用面积内开放的喷头数为12只，
喷头最低工作压力0.50mpa。

结合我国规范及防火分区的分隔，设计采用两套湿式报警阀分
别控制仓库的各个防火分区，每个防火分区的喷头数约为520个。

2.2 喷头布置
本仓库跨度为60m，屋面坡度为4%，其平面示意图见图1。

图1 仓库平面示意图
根据《喷规》第7.1.2条及表5.0.6的规定，喷头最大间距不大
于 3.00m，最小间距不小于 2.40m，喷头与墙的距离不大于 1.50m。

本仓库结构为钢结构，屋顶有檩条、钢架等障碍物，并且在轴①-②，轴⑤-⑥等间有屋面支撑纵横交错，因此本设计先整体布置喷头，然
后在特殊轴间对喷头进行局部调整。

（1）在钢结构建筑中，檩条、桁架等是屋顶常见障碍物，本仓
库在布置喷头时首先主要考虑这些因素，根据《喷规》第7.1.4条规
定直立型esfr喷头溅水盘离顶板的距离不小于100mm,不大于
150mm，本设计取140mm。

仓库剖面示意图见图2。

本设计中结构檩条是高280mm，宽80mm的“z”型檩条；框架梁为变截面h型钢，高700mm～1000 mm。

按照《喷规》第7.2.1条规定，本设计直立
型喷头与檩条底面的最大垂直距离b为140mm，喷头与檩条的水平
距离应满足a≥ 600mm, 而因本设计檩条间距为1500mm，局部为1400 mm，布置时考虑将喷头布置在檩条
图2 仓库局部剖面示意图
中间，详见图3，b轴两侧及a轴一侧的喷头与檩条的水平距离
最小为600mm，其他的为750mm，满足以上要求。

喷头与框架梁
的间距＞600mm，满足要求。

图3 仓库局部轴间喷头布置示意图图4 有屋面支撑的轴间喷头
布置示意图
2.3 水力计算
本设计采用格栅状管网布置，格栅状管网的计算较为复杂，同
给水工程中的环状管网计算，只是环更多，而计算的方式是从供水
干管依次向作用面积处计算，见图5。

首先求出作用面积内的流量，
并初步估算干管管径和支管管径，然后依
图5 格栅状管网平面示意图
⑩、⑨、⑧等节点处压力相等依次求出各节点流量和水头损失，逐步完成计算。

本设计干管管径dn200，支管管径dn100，喷淋系
统所需进口压力为0.80mpa。

3esfr喷头设计中应注意的问题
esfr喷头的应用有着严格的使用条件，因此在设计中应用esfr
喷头应注意以下几个方面的问题：
（1）宜用于湿式系统，原因在于esfr喷头为超快速反应喷头，若在干式或预作用系统中使用，排气过程就需1min左右，导致喷水
延迟，易造成灭火失败。

这与《喷规》第4.2.6条的条文解释相一致。

（2）依据《喷规》，目前esfr喷头在我国应用于最大净空高度不小于9.0m，不大于13.5m,且如有货架应为通透性层板的仓库。

（3）由于烟气容易在尖屋顶屋脊处聚集，为不影响灭火效果，
我国《喷规》第7.1.11条对屋面坡度方面的规定是：尖屋顶的屋脊
处应设一排喷头，屋面坡度＞1/3时，喷头溅水盘至屋脊的垂直距离
不应大于0.8m，屋面坡度＜1/3时，喷头溅水盘至屋脊的距离不应
大于0.6m；而nfpa13[3]要求应用洒水型喷头保护高架仓库的设计
参数，屋面坡度不应大于16.7%。

我国规范对此条的要求对建筑物
的拘束更小一些，因此也更合理一些，应用esfr喷头时也应满足我
国《喷规》第7.1.11条的规定。

（4）最新资料[4]表明：esfr喷头除主要用于保护塑料制品、电器、纸张等a类火灾的仓库外还可用于保护装在20l或更小塑料容器内并密集堆放汽油、植物油及装在20l金属容器内并密集堆放可燃液体的仓库，并应在货架间加设快速反应、大口径喷头。

除上述规格
的汽油、植物油外的其他严重危险级Ⅱ级的场所，由于火灾的水平
蔓延速度快，esfr喷头的开放不能及时使喷水有效覆盖着火区域，esfr喷头不适用。

4结语
设有esfr喷头灭火的系统是一种灭火效率很高的自动喷水灭火
系统，但应用及设计中要考虑的因素也较多，尤其是喷头的布置，
需与工艺、建筑、结构及其他工种紧密合作，了解清楚障碍物的位
置和尺寸,及时躲避或协商，以使esfr喷头起到应有的灭火效果。

参考文献
[1] gb 50084-2001（2005年版）自动喷水灭火系统设计规范
[2] 黄晓家，姜文源主编.自动喷水灭火系统设计手册，北京，中
国建筑工业出版社，2004
[3] nfpa13.instalation of sprinkler systems, 2003
[4] http：//.cn/home/science/aci-2.htm。