什么时候需要防冻?

一到秋天，我的思绪就会转到我最喜欢的寒冷天气活动上:踢足球，在南瓜地里坐干草车，提醒我们的客户在他们结冰和破坏洒水管道之前，把桶里的冷凝水排掉。

如果没有防冻喷水灭火系统，生活不是会更简单吗?不幸的是，水并不是适用于所有可能情况的完美抑制流体。冻结的洒水管道通常会导致管道破裂，由此造成的水损害需要昂贵的清理和维修。

即便如此，冻结保护对于整个施工团队和建筑业主来说同样令人沮丧和昂贵，因为它增加了设计和安装成本，以及建筑物生命周期的持续维护。

由于这些原因，设计人员应仔细考虑何时需要防冻保护。

洒水喷头设计人员如何确定需要防冻保护?幸运的是，设计和安装要求在美国国家消防协会(NFPA) 13D和13R中是一致的。在本专栏中，我们将重点关注NFPA洒水车标准何时需要防冻保护，包括何时不需要的例子。

好消息是，NFPA的规范相关委员会已经统一了所有三个主要洒水装置标准的要求。要求对洒水车进行防冻保护的部分的标题是“易结冰地区的系统”。虽然具体的部分编号不同，但标准规定，“如果系统的任何部分容易冻结，并且温度不能保持在40华氏度(4摄氏度)或以上，则管道应防止冻结。”

对于一些安装，很明显，如果温度将保持在最低40华氏度(4摄氏度)。其他时候，事情就没那么简单了。让我们回顾一下需要提供冷冻保护的一些不同的安装。

冷藏空间

我们的第一个例子相对简单。零售商店和仓库中的冷却器和冰柜是需要为洒水系统提供防冻保护的常见场所。大多数零售冰箱保持在40华氏度(4摄氏度)或更低，一些冰箱保持在-10华氏度(-23摄氏度)，以防止你的冰淇淋在从商店开车回家的过程中完全融化。

即使保持在40华氏度以上的冷却器也会有局部区域温度更低，甚至冻结，强制要求冷冻保护。

重要的是要澄清，使用干悬挂式或干侧壁洒水装置在制冷空间外的管道不需要防冻保护。在以后的专栏中，我们将讨论在这些不同的安装中提供冻结保护的更多方法。记住，冰箱内的任何管道、阀门或部件都必须受到保护。

隐蔽的空间和阁楼

在许多建筑物中，被保护的区域可能是加热的，但洒水管道是在天花板上方和墙后的隐蔽空间中铺设的。不幸的是，那些隐蔽的空间可能会经历40华氏度以下的温度
(4℃)，触发防冻要求。一些例子是阁楼，入口前厅天花板和可燃建筑的圆顶。

设计师不应该依赖于提交方案中要求业主始终提供至少40华氏度(4摄氏度)环境的通用方框注释。相反，设计师应该与设计团队协调，准确地解决每种情况下的冷冻保护问题。

一种典型的保护方法是在隐蔽空间增加管道保温，在受热区域和管道保温之间安装洒水管道。另一种常见的解决方案是增加一个加热器和本地恒温器，以保持温度高于40华氏度(4摄氏度)的阈值。

由于几个原因，不建议依靠吊顶上的开式回风格栅来加热天花板上方的隐蔽空间。首先，除非进行传热分析，否则隐蔽空间的温度可能无法保持在最低温度。

此外，在吊顶上增加大开口可以让天花板上方的热量进入，而不是将热量聚集在吊顶洒水器周围，从而推迟启动时间。

室外空间

对于我们的下一个例子，考虑安装在室外雨棚或门廊下方的洒水系统。美国大部分地区的最低气温低于40华氏度(4摄氏度)，而一些地区则更难确定。

同样，所有三个安装标准都有相同的方法来确定何时强制冻结保护:“用于确定系统的无条件部分是否容易冻结并需要保护的天气温度……应该是。从经批准的来源获得的年平均极端最低温度。(重点补充。)

我们所需要的只是给定地点的年平均极端最低温度——但什么是“认可的来源”?

通常情况下，有管辖权的当局(AHJ)允许的任何来源都是可以接受的，所有三个标准的附件建议使用下列来源:

•国家海洋和大气管理局-国家气候数据中心;

•国家气象局;

•植物抗寒区地图(见plantharness .ars.usda.gov);

•美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE);

•其他经批准的来源。

本文作者最喜欢的数据来源是国家气象局NOWData可搜索数据库和ASHRAE的气象站表(需要付费帐户或“ASHRAE手册-基础”的纸质副本)。接下来，我们将讨论如何轻松获得美国任何地点的年平均极端温度。

国家气象局

要使用NOWData，请将您喜欢的web浏览器导航到www.weather.gov/wrh/climate(图1)，然后选择国家的适当区域。

例如，我们将确定佛罗里达州迈尔斯堡的年平均极端最低温度。，气候相对温和。图2显示了获得最近25年平均年极端温度的建议输入。这通常是可以接受的，但是要与AHJ确认所选择的日期范围是可以接受的。NFPA标准没有规定最小日期范围。

每个月的最低气温以表格形式呈现，并在表格底部汇总。注意，图3中突出显示的值是所选时间段内的年平均极端最低温度。

根据NOWData的历史信息，迈尔斯堡过去25年的年平均极端最低温度为36华氏度(2摄氏度)。基于该天气数据源，需要防冻措施。

ASHRAE说

现在我们将回顾另一个天气数据源，“ASHRAE手册-基础”。获取当前数据需要付费;然而，许多免费的数据来源，如当地图书馆，是现成的。

这个来源可能让人难以理解。所需信息显示在页面中间:极端年温度平均最低DB(干球)温度。一定不要选择WB(湿球)值。请参考图4中突出显示的值。

突出显示的34.8华氏度(2摄氏度)是ASHRAE为迈尔斯堡提供的年平均极端最低温度的值。因此，NFPA 13、13D和13R对室外喷水灭火系统安装要求防冻。

顺便说一句，ASHRAE手册中所反映的时间段也包括25年的历史数据。请注意，这段时间可能比NOWData晚几年。例如，迈尔斯堡的数据是从1994年到2019年(如图顶部所示)。