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        CMDA、CMSA、機架內和 ESFR 存儲灑水器的基礎知識

        來源:上海自動化儀表有限公司作者:發表時間:2022-02-16 10:12:50

         倉庫和其他存儲設施需要獨特的消防噴淋解決方案

        辦公樓的面積可能與倉庫的面積相似,但兩者與消防工程師的不同。這是因為倉庫存在嚴重的危險,需要專門設計的消防噴水滅火系統和噴水頭。從材料的易燃性到貨架和堆垛障礙物,倉庫與其他商業場所存在明顯的問題。
         
        為了應對這些挑戰,NFPA 13:噴水滅火系統安裝標準(2019 年版)為倉庫和其他存儲設施提供了單獨的設計標準。標準的消防噴淋頭通常是不夠的——通常需要具有大 K 系數的存儲式消防噴淋頭和專門設計的導流板。
         
        在本文中,QRFS 研究了存儲設置的具體問題以及 NFPA 13 如何對它們進行分類。然后,我們概述了為應對挑戰而開發的四種噴水器技術:CMDA、CMSA、ESFR和機架內噴水器。最后,我們概述了 NFPA 13 中存儲空間中不同變量對自動噴水滅火系統設計的影響。
         
        無論您是安裝存儲噴水滅火系統的承包商,還是購買備用噴水滅火系統的建筑經理,都可以使用 QRFS 來滿足您的 CMDA、CMSA、ESFR 和機架內噴水滅火系統的需求。聯系我們討論您的設備要求并獲得報價。
         
        倉庫防火的獨特挑戰
        發生火災時,倉庫可能是危險的地方。例如,2007年,沙發陳列室和倉庫設施發生火災,9名消防員遇難。同年,英格蘭沃里克郡的一場倉庫大火導致三名消防員喪生。
         
        多種因素結合在一起,在倉庫中產生了很高的火災隱患。由于包裝材料的原因,儲存的貨物通常是高度易燃的。此外,在高天花板已經使供水變得更加困難的情況下,密集的包裝和高堆放的物品會阻礙水流??傊?,存儲占用的特點創造了一個非常具有挑戰性的情況。
         
        商品類和易燃燃料
        在大多數商業場所中,可燃性和火災危險按稱為占用危險的類別進行評估。在 NFPA 13 中列出的這些分類基于結構中的活動類型。然而,占用危險類別對于存儲占用來說是不夠的——它們不夠具體。
         
        商品類別可以更好地了解火災危險。它根據貨物的可燃性對存儲在倉庫中的物品進行分類,同時考慮到貨物本身和任何包裝材料。包裝材料與防火非常相關,因為聚苯乙烯泡沫塑料、保鮮膜、紙板和木材都是高度易燃的。
         
        NFPA 13 ( A.20.3 ) 概述了四種商品類別,以及塑料的特殊類別。I 類和 II 類都包含不燃物品,II 類通常包含更易燃的包裝材料。第三類和第四類都包括易燃品,第三類主要涉及木材、紙制品或天然纖維紡織品。最后,最易燃的類別 IV 涉及塑料。
         
        NFPA 13 進一步將塑料分為不同的組(A 組、B 組等),其中 A 組最大。此外,橡膠輪胎和卷紙等特殊商品得到單獨考慮。
         
        “封裝”是一種特殊的包裝,適用于任何會增加火災危險的商品。它是指在頂部和側面由塑料板(3.3.64)封閉的托盤負載。NFPA 13 手冊解釋 ( A.21.2.1 (3) ) 封裝可防止燃料被灑水器弄濕,從而使火勢更容易蔓延。因此,NFPA 13 要求增加封裝商品的水流并限制它們可以堆疊的高度。
         
        存儲布局可能會阻礙噴水
        可燃性并不是儲存環境中唯一的問題——噴水器堵塞是一個常見問題。因此,NFPA 13 考慮了存儲安排,非常詳細地區分了不同類型的存儲。我們無法在本文中深入探討每個方面,因此我們將重點介紹這些布置的主要區別:貨架存儲與堆放存儲。
         
        貨架存儲是一種常見的貨物存儲方式,該類別分為開放式貨架和實心貨架存儲。水可以很容易地流過開放式架子,但實心架子會擋住它。貨架存儲的更精細細節也發揮了作用:貨架和貨架之間的空間會影響火勢蔓延和水流。機架之間的過道可以形成防火通道以控制火焰的蔓延,而不同機架隔間之間的煙道空間允許水通過。
         
        一些貨物不使用貨架,而是直接堆疊在一起。這被稱為“實心堆”存儲。當托盤用于分隔此類堆疊中的貨物時,它們被“托盤化”。實心堆垛和托盤存儲具有與貨架存儲不同的保護標準。
         
        堆放存儲
        我們如何對這張圖片中存在的危害進行分類?紙張存放在用塑料(封裝)包裹的木托盤(“托盤化”的 III 類貨物)上。但要全面了解危險等級,我們需要測量樁和天花板的高度。
        天花板高度和房間大小的影響
        與倉庫相比,大多數商業建筑的天花板較低,房間較小。低矮的天花板使噴水器更容易到達火場,而小房間則將火勢分隔開來,有助于將它們保持在一個區域內。但在倉庫中,距離會帶來防火挑戰。
         
        灑水器必須從非常高的天花板上噴水,因此很難在火上澆水。
         
        此外,倉庫通常沒有太多的分隔。防火墻和天花板通常有助于控制火災,而它們的缺失會使大火自由蔓延。分隔重要性的一個例子是 NFPA 13 對儲存未使用的塑料托盤的規定——這是一種重大的火災隱患。一種可選的解決方案是將托盤保存在具有三小時額定防火墻 ( 20.14.2.2.4.1 ) 的“隔斷室”中。
         
        機架內、CMDA、CMSA 和 ESFR 灑水噴頭應對存儲占用的挑戰
        需要一種精確的設計方法來應對這些占用的挑戰,其中包括使用儲存消防噴淋頭。
         
        四種主要類型的存儲噴水器是CMDA、CMSA、ESFR和機架內噴水器:
         
        CMDA:控制模式密度區域灑水噴頭
        控制模式密度區域(CMDA) 灑水噴頭中的“控制模式”是指這些噴頭提供潤濕和冷卻以控制火災,直到急救人員到達。“密度區域”是指 CMDA 系統的設計方式。一組密度-面積曲線指定給定面積所需的水流量。該系統及其水源基于它們進行設計,以提供必要的流量和壓力。
         
        如果這聽起來很熟悉,那是因為CMDA 灑水器在形狀和功能上幾乎與普通消防灑水器相同。非存儲噴頭設計取決于密度面積概念,這些模型產生與 CMDA 噴頭相似的噴霧模式。將 CMDA 灑水器與普通灑水器區分開來的兩件事是更大的 K 系數和更高的溫度額定值。
         
        CMDA 灑水器(和大多數儲存灑水器)中較大的 K 系數可實現更大的水流量。K 因子描述噴水孔的大小。K 因子、水壓和水流量之間的關系用一個簡單的方程來描述:
         
        K = Q ÷
         
        在哪里:
         
        K =K-因子
         
        Q =以加侖/分鐘為單位的流量
         
        P = PSI 壓力
         
        因此,K 因子越大,在給定壓力下,越多的水可以流過噴頭。
         
        您可以在我們之前的博客中閱讀有關密度/面積概念和自動噴水滅火系統設計的更多信息。
         
        CMSA:控制模式特殊應用噴頭
        與 CMDA 灑水噴頭一樣,控制模式特殊應用 (CMSA) 灑水噴頭設計用于“控制”功能:潤濕和冷卻以防止火勢蔓延。和大多數存儲噴頭一樣,CMSA 噴頭通常具有較大的 K 系數。但是,它們與 CMDA 灑水噴頭有兩個不同之處。
         
        CMSA 噴頭具有獨特的噴頭導流板,可產生不同的水滴尺寸和噴霧模式。這使得 CMSA 噴頭適合“特殊應用”;換句話說,高挑戰的存儲占用。獨特的導流板還要求灑水器攜帶不同的清單。
        CMSA 灑水器不使用 CMDA 灑水器采用的設計理念。不涉及密度/面積曲線。相反,分析不同的變量來計算給定系統所需的流量和壓力。
        ESFR:早期抑制快速響應噴頭
        早期抑制快速響應 (ESFR) 噴水器在消防噴水器中獨樹一幟,提供滅火而不是火控。ESFR 灑水噴頭的目標不是防止火勢蔓延,直到消防員能夠完全撲滅它。相反,它們旨在快速激活并直接攻擊火災。這個想法是,早期滅火需要更少的總水,減少火勢蔓延,并最終降低自動噴水滅火系統的成本。
         
        ESFR 灑水噴頭具有較大的 K 系數,并具有設計獨特的偏轉器,旨在產生大的、高動量的液滴,在穿透火羽之前不會蒸發。ESFR 噴水器的另一個主要區別特征是快速響應元件,其設計比標準噴水器元件更快地運行。
         
        您可以在我們之前的博客中閱讀有關快速響應元素的更多信息。
         
        比較存儲噴頭
        比較標準商用、CMDA、CMSA 和 ESFR 灑水噴頭的導流板。標準商用灑水器和 CMDA 灑水器幾乎相同,除了 K 系數。聯系 QRFS 詢問有關存儲消防噴淋頭的信息。
        機架內消防噴淋頭
        到目前為止,我們展示的所有存儲灑水器都是天花板灑水器。但在某些情況下,測試已確定天花板灑水器——無論 K 系數或水壓有多大——都無法提供足夠的控制或抑制。極度易燃的商品、高高的天花板、高堆積的存儲和水的障礙是常見的罪魁禍首。在這些情況下,機架內的消防噴淋頭是必要的。
         
        機架內灑水噴頭的工作方式就像它們的名字所暗示的那樣:灑水立管和支管安裝有存儲架,以使灑水噴頭 盡可能靠近潛在的火災。當然,這樣做會給倉庫帶來獨特的基礎設施挑戰——當涉及管道時,貨架會變得更加永久。但它解決了高度和障礙物帶來的問題。
         
        Little 將機架內的消防噴淋頭與傳統的消防噴淋頭區分開來。然而,機架內的消防噴淋頭通常安裝有獨特的配件,包括籠式防護罩和防水罩?;\式防護裝置可保護灑水噴頭免受重物和周圍移動的機械的影響。防水罩可保護機架內灑水器免受其他灑水器的噴濺。來自天花板噴頭(或另一個機架內噴頭)的水可能會冷卻其附近噴頭的熱敏元件,從而阻止它們按設計運行。
         
        Viking 機架式灑水器
        這款 Viking 機架式灑水噴頭配有籠式防護裝置,可保護其免受貨物和機械的傷害。它還在螺紋上安裝了一個防水罩,因此其他灑水器的噴水無法冷卻其熱敏元件。
        存儲噴水滅火系統的設計要求很復雜
        如前所述,設計大多數商用自動噴水滅火系統依賴于密度/面積曲線來確定需要多少水流量和壓力。選擇曲線取決于建筑物的占用風險。但是,雖然 CMDA 存儲噴水滅火系統使用密度/面積曲線,但 CMSA 和 ESFR 系統并非基于此概念。此外,存儲噴水滅火系統的決策過程要復雜得多。
         
        根據 FM Global 的廣泛經驗測試,存儲噴水滅火系統的設計標準考慮了倉庫中涉及的許多變量。NFPA 13 根據每個存儲噴水滅火系統的情況引導用戶完成決策樹。
         
        NFPA存儲噴頭決策表
        NFPA 13 (22.2) 中的此表提供了如何選擇 CMSA 自動噴水滅火系統標準的示例。專門用于托盤存儲;用戶識別適當的商品類別和其他變量。該表最終指定了最小噴水器工作壓力。
        要了解 NFPA 13 規則的來源,請查看由 FM Global 進行的 ESFR 灑水器測試:
         
         
         
        存儲消防噴淋頭專為保護具有挑戰性的環境而設計
        同樣,倉庫和其他存儲空間給消防噴淋設計者和工程師帶來了獨特的問題。高高的天花板、阻礙性的存儲安排以及高度易燃、密集堆放的材料增加了火災危險。
         
        應對這些挑戰需要額外的水流和壓力,還需要特殊的灑水裝置。CMDA、CMSA、ESFR 和機架內消防噴淋頭都是為了在存儲環境中提供防火保護而開發的。而且它們只能在 NFPA 13 的精確設計標準內正常工作。
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