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美国国家消防协会(NFPA)发布了自动消防喷淋系统的行业标准。该标准名为“NFPA 13 -自动喷水灭火系统安装标准”,是由NFPA自动喷水灭火系统委员会维护的标准。
灭火系统的历史
传说达芬奇在15世纪为一位客户的厨房设计了一个灭火喷水灭火系统。该设计包括一个大型传送带烤箱,用于举办大型宴会。
据说,在一次宴会上出了问题。传送带烤箱正满负荷运转,烤箱里溢出的东西着火了。传送带把火从烤箱带到了厨房,在那里,一名工人拉动一个手动阀门,把水倒在火上。灭火系统比预期的要好。然而,虽然火被浇灭了,却淹没了厨房,毁掉了所有的食物,打乱了宴会。
第一个记录在案的喷水灭火系统是1812年由建筑师威廉·康格里夫在伦敦德鲁里巷的皇家剧院安装的。他制作了一幅1812年的专利图纸。该装置由一个圆柱形密封蓄水池组成,蓄水池的水容量约为25,100加仑水(95,000升)。该系统由一个10英寸(250毫米)的主水箱供水,该主水箱分支到剧院的各个部分。从配水管中引出的一系列较小的管道被打上一系列1 / 2英寸(13毫米)的洞,在发生火灾时将水倒入建筑物。每次演出时,都有人被安排在剧院里监视火灾,他们必须准备好手动打开阀门,让水进入穿孔的灭火管道。
在美国,从1852年到1885年,灭火系统主要存在于工厂和纺织厂,以保护业主在建筑物和机器上的重大投资。这些早期的灭火系统大多是通过安装带有预钻孔的管道来完成的。当发现火灾时,消防值班人员或员工会走到主喷水阀旁,打开阀门,将整个建筑物淹没,理论上可以扑灭或控制火势。
1860年左右,发明家首次开始试验自动灭火喷头。第一个自动喷水灭火系统于1872年由马萨诸塞州阿宾顿的菲利普·w·普拉特申请了专利。早期的灭火系统不是自动系统;一个人必须亲自在大楼里目睹火灾,然后记得手动打开阀门,让水进入穿孔的管道系统。
康涅狄格州纽黑文市的亨利·s·帕马利(Henry S. Parmalee)拥有一家钢琴工厂,他当时正在寻找方法来保护他的一座拥有大量优质木材的大型建筑。当时,保险并不普遍,如果购买了保险,保险公司不太可能为灭火系统提供更低的费率。
帕马利担心,如果他的工厂发生火灾,即使有一个开管消防喷水灭火系统,大楼所有楼层和区域的激活以及随后的水损害都会摧毁他的工厂和钢琴。这种担心导致许多个不眠之夜。
Parmalee寻找另一种方法来控制他的钢琴工厂的火灾,既可以扑灭火灾,又不会破坏大楼内的钢琴和资产。他想了想,决定开发一种能对火灾产生热量做出反应的洒水喷头,成为第一个真正意义上的自动洒水喷头的发明者。1874年,帕马利先生在他的钢琴工厂安装了新的消防喷淋系统,他确信即使发生火灾也不会完全毁掉他的生意。
1881年,弗雷德里克·格林内尔(Frederick Grinnell)改进了帕马利先生的洒水车,设计了一个接近现代洒水车的喷头,使用金属条固定插头,并使用少量的铅焊料,这种焊料在火中会融化。格林内尔先生继续对消防喷头和系统部件进行了更多的改进和新设计。
1896年发布的NFPA自动洒水器标准的更新历史
多年来,这里发生了许多重大火灾和财产损失。由此产生的火灾调查揭示了导致各种NFPA消防标准改进的事情,包括NFPA 13标准。
随着1991年版NFPA 13标准的发布,有了重大的重写和重组。他们改变了整个格式,使其更加用户友好。对许多术语、定义和描述进行了重大修改,并在1994年进行了进一步改进。
1996年的100周年纪念版包括对各种类型洒水装置的应用、放置、位置、间距和使用的要求进行了重大修改。1996年版的其他变化包括扩大覆盖范围的洒水装置的信息,并认识到快速反应洒水技术在火灾产生大量热量和烟雾之前控制火灾的早期阶段的好处。
1999年,NFPA成立了自动喷水灭火系统技术相关委员会和四个喷水灭火系统技术委员会。他们还整合了许多喷水灭火系统的设计和安装要求,并实施了许多技术变革。
1999年,NFPA 13的范围扩大到所有喷水灭火系统的应用。1999年版包含了关于地下管道安装的信息,这些信息来自“NFPA 24私人消防总水管及其附属设备安装标准”,以及地面和货架上存储I、II、III、IV类以及塑料商品、橡胶轮胎、棉花包和卷纸的喷水灭火系统排放标准。
此外,来自许多其他NFPA文件的专门危险的洒水系统信息被复制到NFPA 13中或在NFPA 13中引用。
还增加了一个新的章节来解决暴露和埋地系统管道的结构问题。1999年版的末尾包含了对以前版本和其他NFPA文件中的材料的交叉参考表。
最近,我调查了许多消防总管和水管的故障,这些故障与使用固定螺钉代替推力块的机械关节约束配件有关。
显然,一些机械接头的销售人员一直在告诉自来水公司和承包商,你不需要在他们的机械接头约束装置上使用推力块或管道约束。这些接头根据给定的管道尺寸、流速和接头类型公布了最大拔出力。
我发现有趣的是,在大多数情况下,当你计算一个火流条件时,速度和推力超过了机械关节本身可以抵抗的拔出力。因此,这些关节将分离。许多建筑物被洪水淹没,水管断裂,造成道路被冲毁,人身伤害和其他与洪水有关的损失。
如果您不打算花时间验证管道系统中涉及的推力,并考虑到隧道、地下室或地下的分离水管可能造成大量的水损坏,您应该考虑在管道系统中包括推力块或推力限制装置。特别是地面管道系统。在一个案例中,机械接头的拉出阻力约为75000磅的推力阻力,但在消防流中,水管的推力接近12万磅。你肯定不希望你的水管在测试或火灾中出现故障。
1999年版NFPA 13文件的更具体变化包括新的洒水喷头识别标记系统和通过流量系数系数的公称k因子指定洒水喷头尺寸。
1999年版的NFPA 13包括了地下应用中使用钢管的新标准,以及防止微生物影响腐蚀的新规定。1999年,针对特定类型的洒水装置制定了新的障碍物规则,并修订了在隐蔽空间放置洒水装置的规则。新的限制放置在存储应用的喷头尺寸,并为K-25喷头的标准被添加。此外,保护洒水装置免受地震事件影响的要求也进行了重大修订。
2002年版的NFPA 13进行了典型的格式和技术修订。风格格式的完成是为了遵守“NFPA技术委员会文件风格手册”,并将NFPA 13中的许多要求重新组织成独特的章节。
在重新组织2002年版NFPA 13时,创建了几个新的章节,包括第10-13章,以巩固要求。
2002年版的NFPA 13还对几个关键问题进行了具体的技术修改。不规则天花板的三个主要区域得到了解决,包括:天窗、阶梯式天花板和天花板口袋。扩展了早期抑制快速响应(ESFR)喷头的设计要求,允许用户选择存储高度,然后选择任何允许的建筑高度。增加了保护固体货架上存储的设计要求。增加了住宅洒水装置的安装要求。
对于2007年版的NFPA 13,定义进行了重新组织,将所有存储定义定位在一个区域,并添加了几个涉及私人供水术语的新定义。在存在存储的地方,澄清了普通危害组1和2占用的定义和要求。澄清了所有组件对梯形吊架的要求,并使其保持一致,并更新了抗震支撑标准,以确保NFPA 13包含所有适当的安装和设计要求。
对存储的要求进行了进一步的重组,并划分为单独的章节来处理存储的一般要求。
对于2010年版的NFPA 13,许多主要的变化与存储保护的要求有关。首先是将大滴洒水喷头和特定应用控制模式洒水喷头的要求结合起来,并修改了术语,现在将它们确定为控制模式特定应用洒水喷头(CMSA)。接下来,在第12章中增加了使用排烟口的新标准。存储章节的密度/面积曲线已减少到最大3000平方英尺的操作面积;这大大减少了一些已扩展到6000平方英尺的曲线。
在此版本中机架存储的更改包括计算机架货架面积的新方法。最后,在存储章节中增加了背靠背货架存储的规定。
第20章增加了保护三种新的特殊储存安排的标准。这些包括保护纸盒记录存储与t台访问;紧凑的商品货架,包括纸质文件、杂志、书籍和类似的文件,放在文件夹和杂项用品中,塑料含量不超过5%,最高可达8英尺;并保护高湾唱片储存。
在2010年NFPA 13的第9章中,对洒水系统的摇摆支撑进行了一些更改,包括对附表5钢管,CPVC和“M”型铜管引入新的影响区域表。此外,计算影响区内荷载的方法也进行了修改,以符合美国土木工程师协会和结构工程协会的标准:“ASCE/SEI 7 -建筑物和其他结构的最小设计荷载”,新的附件“E”描述了这种计算。
2010年的其他变化还包括对上市膨胀室的要求;澄清天花板口袋规则;澄清了大型防冻系统的计算公式。
2016年,NFPA 13对商品分类表进行了修订。商品分类表的更新是自1988年版以来对这些表进行的最重大的更新。
根据今天的材料,更新了NFPA 13第5章附件中的分类表,帮助洒水系统设计人员避免在分类商品时常见的错误。新的表格提高了准确性,减少了可能在火灾中造成灾难性后果的错误的风险。
随着薄壁管道和微生物腐蚀(MIC)以及系统中残留的空气导致大量与腐蚀相关的泄漏,腐蚀已经成为一个日益严重的问题。
最近,一个任务小组解决了代价高昂的管道腐蚀问题。与该任务组的建议相关的更改包括一个主要更改。2016年NFPA 13增加了一个新要求,即在每个湿式喷水灭火系统的顶部安装一个单独的通风口,以帮助减少由于被困空气造成的潜在腐蚀活动。
任务小组得出结论,在湿系统中排放截留的空气可以减少水的输送时间,减少警报响延迟,减少水流警报循环响,减少腐蚀活动。
我亲眼目睹并录下了一个水流报警器在一个喷头流量测试阀打开的情况下自动复位的过程。被困在上部管道中的空气被压缩和反冲,导致流量开关复位。因此,从来没有通知消防部门或当地的报警面板的水流状况。这是因为大多数流量开关都内置了延迟,以消除城市水压激增造成的误报。消除系统顶部的空气对于消除这个问题至关重要。
在2016年版的NFPA 13中还有许多其他变化,为洒水喷头设计师提供了更多的设计选择。这些变化包括:
您可以在NFPA网站上订购NFPA 13 2016版标准的副本。
Ron George, CPD,是Plumb-Tech设计与咨询服务有限责任公司的总裁。联系他的电话是:734-322-0225;755 - 1908;而在www.Plumb-TechLLC.com.