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CMDA、CMSA、機架內(nèi)和 ESFR 存儲灑水器的基礎(chǔ)知識

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發(fā)表時間：2022-02-16 10:12:50【小中大】

倉庫和其他存儲設(shè)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(shè)計的消防噴水滅火系統(tǒng)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(yè)場所存在明顯的問題。

為了應對這些挑戰(zhàn)，NFPA 13：噴水滅火系統(tǒng)安裝標準（2019 年版）為倉庫和其他存儲設(shè)施提供了單獨的設(shè)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(shù)的存儲式消防噴淋頭和專門設(shè)計的導流板。

在本文中，QRFS 研究了存儲設(shè)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(zhàn)而開發(fā)的四種噴水器技術(shù)：CMDA、CMSA、ESFR和機架內(nèi)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(tǒng)設(shè)計的影響。

無論您是安裝存儲噴水滅火系統(tǒng)的承包商，還是購買備用噴水滅火系統(tǒng)的建筑經(jīng)理，都可以使用 QRFS 來滿足您的 CMDA、CMSA、ESFR 和機架內(nèi)噴水滅火系統(tǒng)的需求。聯(lián)系我們討論您的設(shè)備要求并獲得報價。

倉庫防火的獨特挑戰(zhàn)

發(fā)生火災時，倉庫可能是危險的地方。例如，2007年，沙發(fā)陳列室和倉庫設(shè)施發(fā)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(jié)合在一起，在倉庫中產(chǎn)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(jīng)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。總之，存儲占用的特點創(chuàng)造了一個非常具有挑戰(zhàn)性的情況。

商品類和易燃燃料

在大多數(shù)商業(yè)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(jié)構(gòu)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(jù)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(guān)，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(cè)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(huán)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(qū)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(qū)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(jié)也發(fā)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?nèi)绾螌@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(shù)商業(yè)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(qū)域內(nèi)。但在倉庫中，距離會帶來防火挑戰(zhàn)。

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(guī)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(nèi)、CMDA、CMSA 和 ESFR 灑水噴頭應對存儲占用的挑戰(zhàn)

需要一種精確的設(shè)計方法來應對這些占用的挑戰(zhàn)，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(nèi)噴水器：

CMDA：控制模式密度區(qū)域灑水噴頭

控制模式密度區(qū)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(qū)域”是指 CMDA 系統(tǒng)的設(shè)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(tǒng)及其水源基于它們進行設(shè)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(shè)計取決于密度面積概念，這些模型產(chǎn)生與 CMDA 噴頭相似的噴霧模式。將 CMDA 灑水器與普通灑水器區(qū)分開來的兩件事是更大的 K 系數(shù)和更高的溫度額定值。

CMDA 灑水器（和大多數(shù)儲存灑水器）中較大的 K 系數(shù)可實現(xiàn)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(guān)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(guān)密度/面積概念和自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)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(shè)計用于“控制”功能：潤濕和冷卻以防止火勢蔓延。和大多數(shù)存儲噴頭一樣，CMSA 噴頭通常具有較大的 K 系數(shù)。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(chǎn)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(zhàn)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(shè)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(tǒng)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(tǒng)的成本。

ESFR 灑水噴頭具有較大的 K 系數(shù)，并具有設(shè)計獨特的偏轉(zhuǎn)器，旨在產(chǎn)生大的、高動量的液滴，在穿透火羽之前不會蒸發(fā)。ESFR 噴水器的另一個主要區(qū)別特征是快速響應元件，其設(shè)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(guān)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(shù)。聯(lián)系 QRFS 詢問有關(guān)存儲消防噴淋頭的信息。

機架內(nèi)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(shù)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(nèi)的消防噴淋頭是必要的。

機架內(nèi)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(chǔ)設(shè)施挑戰(zhàn)——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(nèi)的消防噴淋頭與傳統(tǒng)的消防噴淋頭區(qū)分開來。然而，機架內(nèi)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。籠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(nèi)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(nèi)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(shè)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(tǒng)的設(shè)計要求很復雜

如前所述，設(shè)計大多數(shù)商用自動噴水滅火系統(tǒng)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(tǒng)使用密度/面積曲線，但 CMSA 和 ESFR 系統(tǒng)并非基于此概念。此外，存儲噴水滅火系統(tǒng)的決策過程要復雜得多。

根據(jù) FM Global 的廣泛經(jīng)驗測試，存儲噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計標準考慮了倉庫中涉及的許多變量。NFPA 13 根據(jù)每個存儲噴水滅火系統(tǒng)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(tǒng)標準的示例。專門用于托盤存儲；用戶識別適當?shù)纳唐奉悇e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(guī)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(zhàn)性的環(huán)境而設(shè)計

同樣，倉庫和其他存儲空間給消防噴淋設(shè)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(zhàn)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(nèi)消防噴淋頭都是為了在存儲環(huán)境中提供防火保護而開發(fā)的。而且它們只能在 NFPA 13 的精確設(shè)計標準內(nèi)正常工作。

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