高大建筑自动消防设计探讨
大空间民用建筑如：大剧院、展览中心、大会堂、博物馆等；生产建筑如：各类工业厂房、飞机维修库、仓储库、飞机发动机车间等。这些建筑不仅体积大、高度高，除了普通的生产厂房和仓储仓库，大多装修标准高，但功能复杂，空间大，人员密集，火灾危险性大。
《自动喷水灭火系统设计规范》第4条、第3条和第2条：“室内净高8.0米以上的大空间建筑，屋顶或天花板下不设喷水灭火器。”本文主要参照日本消防法规中大剧院礼堂内的喷水灭火器布置，主要是考虑到喷头安装高度过高，热力元件达不到预期效果。
笔者认为，本文适用于某些建筑的中庭或合用空间，但不适用于各种高、大空间建筑。
在没有结露的高大建筑中，采用一般的自动喷水灭火系统是不可能控制火灾和扑灭火灾的，在没有采用《自动喷水灭火器规范》第4、3、2条规定的自动喷水灭火系统的情况下，采用自动喷水灭火系统也是不可能的。根据建筑物（或构筑物）的使用功能、耐火性能和高度，综合考虑消防设计方案和技术措施。
建筑消防安全设计是一门综合性的科学，是多学科（建筑、结构、空调、电气、给排水）共同采取的预防措施的综合反映，各种自动灭火系统直接参与消防工作。
从我国国情与经济体制的关系来看，在消防设计技术、产品开发研制、火灾报警与联动控制、规范化管理等方面，与国外仍有一定差距。
以水为灭火剂的自动喷水灭火系统是各类建筑物（除水不能扑灭的建筑物或部位）中有效、经济的灭火系统。大空间建筑自动喷水灭火系统应用技术研究的关键是对自动喷水灭火系统的结构和性能进行技术研究。由于喷头起到火灾探测和喷水的作用，灭火效果在很大程度上取决于喷头的选择和布置的结合。因此，许多**都在大力发展和开发各种性能的喷嘴，如：快速响应的大型液压喷嘴；大落差喷嘴；自动启闭喷嘴；大面积侧壁式喷嘴等，只有当它出现时才具有多种喷雾特性，自动喷水灭火系统能否更广泛、更安全、更可靠地应用。例如，目前美国消防协会nf-pa-231批准的E_R喷头在大型高架仓库和空间高度不超过12.0米的大型建筑中的应用更加完善、安全可靠。
另一方面，也意在呼吁相关科研、设计、生产部门加大对我国自主研发的特种性能喷头的投入，从而完善和完善自动喷水灭火系统的功能。
例1：
在高架仓库中，当集流板分层布置时，当集流板上有孔洞和缝隙时，集流板应设置在喷嘴上方。其目的是在发生火灾时，集热板只是一种辅助技术措施，使喷嘴的感温元件在喷嘴上方的局部区域迅速聚集热量，及时得到喷水。终方案如下：
车间设中级防护，喷头布置齐全。喷头安装高度为距地7.6-8.1m，距屋面板内底≤300 mm（不在天窗处）；天窗下喷头距屋面板内底≤3.3m，喷头的热力元件不能达到预期的效果。因此，在每个喷头热板上方设置喷头（共约200个）。
集电板为铝合金金属板或白口铁皮，每种尺寸300倍；400mm（标准集电板面积不小于1200mm，小边不小于200mm，翻边为20mm）（见下图）。在板上钻一个小孔，孔径略大于外径？25mm镀锌钢管，盖板上？25mm接管连接支管，然后用点焊将板固定在接管连接支管上。喷嘴与板内底部之间的距离为75-150 mm。此时喷嘴向下安装，其它部位无集热板的喷嘴向上安装。
例2：
货运中心原设计层高8.1m，屋面为金属承重结构。自动喷水灭火系统按有关要求设置。原设计喷头安装高程为距地7.7m。后来，业主决定将钢屋架与自动喷水灭火系统管道一起抬高2.3m，使喷水灭火器的安装高度变为距地面10.0m。消防部门不会接受的。之后，自动喷水灭火系统将由多方共同安装。本文研究了自动喷水灭火系统加层安装的方案，即原来安装的自动喷水灭火系统管路与喷头高度保持不变，另一层自动喷水灭火系统管道与喷头高度在同一平面以下保持不变，同一平面以下不同高度增加一层自动喷水灭火系统，喷头距地面6米高7处（悬挂在屋架下弦杆下）。一层喷淋系统采用钢屋架，喷头向上安装，使钢屋架不能涂刷防火涂料等防火措施：下面的新系统采用地面材料，但喷头与上部屋面板的距离为2.8米，超过要求不超过150 mm。因此，在下层的每个喷嘴上方增加一个集热板，集热板的方法同上。
例3：
一般情况下，飞机进入仓库时，其油箱中含有燃油，在维修过程中可能引起燃油火灾。它具有火灾性质大、蔓延速度快、火灾损失大等特点，是一个严重的火灾等级。根据《飞机规范》的要求，设置以下自动灭火系统：
1、泡沫水喷淋灭火系统，该系统的任务是冷却屋顶承重金属构件钢屋架并扑灭机库火灾，同时疏散工作人员和消防救援人员的安全。
机库的消防设计要求是快速反应和快速灭火。美国消防协会NFPA 409机库的防火标准要求在60秒内控制火势并灭火30秒。应在短时间内实现消防和灭火。泡沫水喷淋系统可用于冷却屋顶承重金属构件，且不再能喷涂耐火隔热涂料。
根据机械规范要求，一个区域_占地面积不大于1400m2，每个区域由一套雨淋阀组控制。同时，泡沫水系统的用水量必须满足在火源半径30m中心所有隔断系统的喷淋阀组同时的_用水量。
因此，在机库平面上，沿机库长度方向每10米将画出15个区域。各区域面积927.2m2<1400m2，两机头分为一个区域。共有17个区由17组雨阀组控制。根据不利点火点的要求，在水平半径30.0米范围内要求_喷水量。588升/秒。
2、由于机翼面积大于280m2，还应安装下垫泡沫枪和泡沫枪灭火系统。翼下泡沫灭火系统是泡沫-水-雨系统的辅助灭火系统。它的作用是将泡沫直接喷到机翼表面和中央机翼的下机翼上，控制和扑灭泄漏燃油中的散射水，同时对机身下部具有冷却作用。采用水膜形成泡沫溶液时，泡沫混合物的设计供给强度不小于4.1L/min/m2，连续供给时间不小于10分钟。泡沫灭火系统可与翼下泡沫枪灭火系统组合，也可与普通消火栓灭火系统组合。泡沫采用室内消火栓接口，公称直径D65mm，消防水带长度不小于40.0m，任何一个燃点必须有两支泡沫枪同时到达。使用水膜形成泡沫溶液时，泡沫枪泡沫混合物的流速不小于4.0L/S，连续供给时间不小于20分钟。
以上实例仅说明在各种高空间生产性建筑中，当建筑高度大于8.0米时，如何改进喷水灭火系统设计的相关技术措施。对于仓储仓库，特别是高架仓库等大型建筑，自动喷水灭火系统的设计是当前设计的重点。以C类货物的贮存为例，贮存对象为闪点≥60的液体和可燃固体。火灾一旦发生，不仅发展迅速，而且蔓延迅速，造成巨大的火灾损失。
由于高架仓库层高较高，本规范第4条、第2条、第3条对自动喷淋的要求如下：（一）设置在屋面板下的喷头间距不应大于2.0米；（二）喷头应分层布置在货架上；（三） 如果分层板上有孔洞和缝隙，则应在洒水器上方设置集电板。
高架仓库分层设置洒水装置。无论从技术、经济、安装、管理等方面来看，自动喷水灭火系统投资较大，要求严格，管理工作量大。能否简化系统设计，减少投资，保证消防安全是目前许多**的研究课题。该系统的核心是在大面积、大空间、火灾多发货物的仓储仓库自动喷水灭火系统中采用何种喷头。
目前，我国在这方面的技术投资几乎是空白，而英国、美国等国在这方面做了大量的研究工作。
目前，美国有可靠公司的E_R喷头，英国固力保有LD型大落差喷头和E_R-1型早期速动喷头，这些喷头都是专门为应对高火灾而设计的。
E_R喷嘴具有快速反应热敏电阻，使喷嘴的反应比传统的普通喷嘴快得多（仓库高度超过8.0时，热敏电阻的快速反应尤为重要）。喷嘴能及时喷水灭火是很重要的。同时，喷嘴喷出大量的水？19mm喷嘴在高压下（喷嘴处的工作压力不小于0.35Mpa），在0.345mpa压力下，E_R喷嘴的小流量为6.3l/s，且有足够的水流量供火灾使用。
E_R喷头的另一个特点是，当喷头扑灭架子上部的火时，喷头中心有一个强水柱，可以穿过架子扑灭喷头下面架子底部的火。因此，如果安装了E_R喷嘴，则可以取消分层布置的喷嘴。喷头直接安装在屋面板下，喷头间距可达3.05M，大大简化了系统的设计，提高了系统在消防、消防方面的可靠性，因为E_R喷嘴在喷射水（高压和大水滴）的动量作用下直接作用于火灾物体表面。
E_R喷头的研制和应用，为大空间建筑特别是高架仓库的自动喷水灭火系统提供了更加完善可靠的喷头。
E_R在中国（厦门柯达项目）和戴尔电脑（厦门）新厂使用。根据有关资料，对美国安装E_R喷嘴的自动灭火系统的应用情况进行了介绍。对于高架仓库，仓库高度不超过12.20 m（40 ft），货架高度不超过10.7 m（35 ft）。同时，E_R喷嘴的安装非常严格，使系统能够更好地发挥作用。
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