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存储洒水设计的演变历史透视
在未来十年,我们可以期待什么样的新技术?
2013-09-22 11:27:54
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这种设计理念被改变了工厂互检(FM),推出了“喷”在20世纪50年代洒水。 此时,人们认识到,将水直接到天花板高的上限温度可以被避免,并且可以更有效地从各洒水喷头的喷雾分布在一个较大的面积,是没有必要的。 设计新的喷雾洒水向下投射所有的水。 经过几年的成功演示了其有效性,喷雾洒水接受在1953年由美国国家防火协会(NFPA)洒水车在美国的“标准”。 这些标准喷头,AK-因子(排放系数)5.6gpm/psi 1/2(80升/分钟吧1/2)和英寸(12毫米)公称口径外径,用于工业占用那个时候。

制造和存储实践的急剧变化

工业,制造业和仓储出租率在中期的几十年里已经发生了变化。 如发泡胶,塑料,包装材料和使用量的增加纸箱的扩散创造了新的消防自动喷水灭火系统,以克服前所未有的挑战。 这些新的,重量轻,储能材料允许建储物架到更高的高度,改变了动态存储空间如何设计。 更高的存储机架创建了一个“烟囱效应”,其内容烧伤时,改变了火灾成长和增加足够的喷淋保护所面临的挑战。 另外,塑料材料,现在常用的,比以前使用的制造材料,燃​​烧时会产生更多的热量,增加危险。

总体而言,在一个机架的存储环境中的火灾特点是防火快增长,高的热释放速率和高羽速度,并因此质疑标准喷头。 在某些情况下,可燃物被存储在机架安排的固体货架上,或存储高度和商品火挑战超出基于天花板自动喷水灭火系统的有效性。 在这些实例中,在机架上的洒水喷头需要提供足够的防火保护。

在这些具有挑战性的情况下,一个标准的自动喷水灭火系统必须提供一个相对大量的喷头有足够的水,来控制和限制火势蔓延,在一个特定的设计区域周围的可燃物保持湿润足以使他们不点燃。 在之后的几年采用喷雾洒水,很明显每个存储条件,自动喷水灭火系统设计要求单独确定。

在1967年,内置FM的大型喷灌防火测试设施,大型防火试验的存储环境,通过防火挑战寻求解决方案。 两个测试程序,机架存储和塑料储物防火测试方案,1968年至19​​72年进行。

为了提供合理数量的防火测试所需的数据,称为“平行”的概念,通过工厂互检,其中涉及设立的基地密度(水通量)与需求曲线的面积标准测试商品一组的测试条件下,利用一个给定的洒水喷头。 画线平行于基准曲面,通过一个单一的测试点的新的商品和其他存储商品的储存条件下,和自动喷水灭火变量,如走道宽度,不同的收纳架和自动喷水灭火温度额定值,附加的曲线,然后构建测试变量。 所有测试进行了集中在下面四个喷头点火源。 根据定义,密度/区域规则的假设,对于一个给定的密度,在给定类别的所有上市喷头的性能会是一样的,不管他们的制造商,孔口尺寸,间距,或压力。

不幸的是,多年来,测试结果表明,不同的的洒水模型和点火位置可能会导致显着不同的区域的需求。此外,密度/区域规则,它已被用于传统的喷水灭火系统设计为基础的,是不是总是适合现代存储保护。

此外,在“塑料存储程序”工厂互2,3防火测试显示,一个塑料的商品超过15英尺(4.5米)高的机架存储不能单独与天花板上的自动喷水灭火系统保护,使用标准喷头。 在天花板上的标准喷头架洒水器需要补充,为了充分地控制火势。 机架内的自动喷水灭火系统容易受到损害仓库运营商和仓储重构创造僵化。 仓库业主寻找在成本效益和未来的扩展或重新配置,它是希望能够用“天花板”自动喷水灭火保护。

为了满足这种需求,新的喷淋技术来进入市场。 保护下25英尺(7.6米)高的天花板,大孔喷头K系数8.0(115升/分钟吧1/2)和20英尺(6米)高的机架存储塑料纸包商品公称口径为17/32英寸(13毫米)的开发工作。 作为存储高度的增加,消防面临的挑战变得更大只天花板自动喷水灭火系统,需要排放更多的水从天花板上洒水,以保护存储的商品。 与可用的水源的压力从一个固定的值,喷淋头孔口尺寸需要增加,以提供更高的放电速率。

测量存储撒水的有效性

在应对这些持续的挑战,进行了一个额外的,更全面的系列研究计划的科学家和工程师在工厂互从20世纪70年代,通过20世纪90年代,机架存储火灾探索的原则,自动喷水灭火性能。这些研究方案包括:自动喷水灭火灵敏度(响应时间指数)测量,预测喷淋激活,通过火(实际交付的密度,ADD)喷雾渗透能力,机架存储火灾和灭火的要求(所需交付密度,RDD)。

借助于这些科学原则,喷淋防火所需的有效性可以有针对性和可确定最佳水量,导致优化的,具有成本效益的喷淋保护范围的商品储存在仓库。

关键概念

响应时间指数(RTI):气体的温度和速度在附近的洒水车洒水的响应灵敏度的测量。

预测消防自动喷水灭火驱动尺寸:火羽,顶棚射流,使用RTI和火羽和顶棚射流的相关性和自动喷水灭火响应的相关性。

要求交货期密度(RDD):水通量需要被传递到燃烧阵列来达到灭火的顶面。

实际交货密度(ADD):穿透火羽燃烧的阵列的顶表面的喷淋头提供的实际水通量的测量。 地址取决于水雾滴大小,喷雾模式,放电速率和火力大小。

发展一个“大型DROP”SPRINKLER,中

在回答需要提供30英尺(9.1米)高的仓库存储分解塑料含有高达20英尺高(6米),超出了一个大孔(LO)洒水车可以提供,“大降”喷淋消防保护在20世纪70年代中期开发的。此洒水喷头有标称孔径为0.64英寸(26毫米),11.0(157升/分钟吧中1/2)K系数相比,具有特色的节流孔直径of17/32英寸(13 LO洒水喷头mm)和8.0(115升/演讲台1/2)K-系数。 在一个给定的排放压力,这种大滴喷灌发表了大量的水和较大的液滴大小比LO洒水车,表现出卓越的性能,预计7加测量用于指导设计的大滴喷灌。

“大降”自动喷水灭火系统的设计目标是提供一个最低数量的喷头的最小压力为特定的入住率和商品类,存储的高度和存储安排。 这种方法不同于传统的方法(喷淋水通量密度超过洒水车作业区)密度/面积,使喷水灭火设计密度(排气压力洒水车),以减少洒水作业面积增大。 由于排气压力减小,加喷洒可能会削弱系统的有效性可以不再维持的水平。

早期抑制快速响应喷头的来临

在20世纪80年代,开发了另一项新技术:早期抑制快速响应(ESFR)喷头。7喷淋开发这个 ​​新的类,以确保更高的地址,同时提供灾害保障用塑料纸包商品存储,高达25英尺(7.6比RDD米),30英尺(9.1米)高的天花板下。 快速响应链路被用于洒水。 因此,ESFR喷头设计,以应对在其发展初期火灾,并排出大量的水,在火上实现灭火。 ESFR喷头第一代的标称孔直径0.72英寸(18毫米)和K系数为14.0(200升/分钟吧1/2)。 ESFR技术走红,保护存储的普通易燃物(I - IV类商品和未发泡的塑料纸包定义NFPA 13 8)。 K14.0 ESFR喷头在20世纪90年代,成为一个受欢迎的技术,用于存储保护的。 K14 ESFR喷头出台后不久,有使用ESFR技术保护更大的火灾挑战的欲望。 这些挑战导致更高的天花板和存储的高度,这是K14 ESFR洒水超出原来预期的保护目标。 在接下来的10年里,ESFR喷头具有较大的K系数为16.8,22.4和25.2(240,320和360升/分钟吧1/2),如发展提供保障,为这些更大火挑战。 如预计的那样,较大的孔,较大的滴交付的洒水喷头。 K25.2 ESFR洒水主要开发用于保护高45英尺(13.7米)与货仓的塑料纸包商品高达40英尺(12米)高的仓库。

分类存储喷淋头

ESFR之外,存储喷淋分类,进一步扩大包括控制模式(密度/面积)(CMDA)和控制模式(特定的应用程序)(CMSA)8 CMDA是一个系统的设计方法中排出的水的密度的计算根据覆盖指定区域(即0.6加仑/英尺2(24毫米/分钟)超过3000英尺(280 平方公尺 ))。此方法只限于到天花板的高度为25英尺(7.6米)。 K系数控制模式喷头包括5.6,8.0,11.2,14,16.8%和25.2 GPM / psi的1/2(80,115,160,200,240和360升/分钟吧1/2)。随着K系数和节流孔的大小,有覆盖范围的提高。

CMSA自动喷水灭火系统设计提供了最低数量的喷头工作在为特定的占用最小压力。 大滴喷灌是第一CMSA洒水车。 创建这个类后,其他CMSA喷头较大的K系数为16.8,19.6和25.2加仑/磅,1/2(240,280和360升/演讲台1/2)的开发工作。

最近的储存SPRINKLER创新更快并不总是更好

今天,系统设计师和承包商通常联想机架存储足够的洒水抑制性能只触发“快速响应”的喷头。 虽然快速响应喷头响应到火迟早比一个标准响应喷头(使它更容易为水滴渗透到火羽,达到燃烧的燃料),响应速度快是没有必要的和足够的自动喷水灭火系统,实现灭火。 更重要的是,添加必须是大于RDD。 在这种情况下,优秀的灭火可以预期的。

借助于储存火灾自动喷水灭火性能研究中的科学原理,一个新的大型K系数标准响应喷头已经开发,现在可以达到灭火的塑料纸包商品高达40英尺(12米)高的天花板。 洒水车模型是一个悬而未决的喷水面值一英寸(25毫米)直径的孔和K系数为25.2(360 1/2 1/min-bar)。 洒水额定温度为160F(71C),和洒水车235(FT)1/2(1301/2-1/2)的响应时间指数(RTI)。 大水滴从这个大的K系数喷淋生成,增强其渗透能力对火羽。

一系列的防火测试9得出的结论是标准响应k 25.2加仑/磅,1/2(360升/分钟酒吧1/2)洒水车ESFR喷头可以有效提供保护存储在仓库的天花板高度到40英尺(12米),由于具有相同的火灾场景进行评估都ESFR喷头和新的洒水。 请参阅图1和图2。 基于新喷头的性能,FM全球治疗洒水ESFR喷头以同样的方式,要求“12头”的设计,系统的用水需求​​,相同的软管流需求和供水时间。 ESFR下垂喷头和新的洒水车洒水装置相同的规则方面物理障碍物和天花板元素被应用到。 然而,新的洒水车被归类不作为ESFR洒水,但摩协洒水,因为的洒水车母鹿鼻涕使用一个快速响应的链接。

这种类型的技术可以提供减少端头压力相比传统ESFR技术,并有望取代ESFR存储应用作为设计的选择。 低端的头压系统降低排气压力要求为25-40%30-40英尺(9.1-12.2米)的天花板和天花板高达30英尺(9.1米)的高度,相对于传统的25-70% ESFR产品。 这个新的储存洒水减少端头压力的一个好处是减少管径甚至消除潜在的公共供水泵的需要,如果足够强,从而为节约材料和劳动力成本的机会。

未来十年

宽广的音域和增加喷洒装置类型的子分类作出了一个令人困惑的调色板消防保护解决方案。 喷头每类复杂的安装指引进一步复杂化的设计景观。

早在2010年开始,FM全球数据表存储自动喷水灭火系统的系统设计和安装,指定规则的更新。 我们的目标是简化洒水类的变化,基地对喷淋头系统设计规则,而不是在洒水的传统名称。 因此,在系统性能可以得到更大的一致性。

喷头灭火或控制性能取决于洒水属性:喷淋方向(笔凹痕或直立),自动喷水灭火导流板设计,体积平均直径喷雾,洒水灵敏度(RTI)和温度等级的综合影响。 FM Global的新数据表为基础的系统设计规则,而不是传统的名称与洒水喷头的性能。 此洒水喷头的性能是可预测的,根据系统参数。

存储空间设计的不断发展,新技术的不断引入市场,以满足日益增加的挑战。

慧聪功夫唯特利。

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