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摘要：ESFR喷头自动喷水灭火系统在大型仓储物流和高架库房工程中被广泛应用。本人根据多年的工程设计经验，参照美国FM标准和美国NFPA-13有关章节并对照我国现行《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084－2001（2005年版），主要談谈ESFR系统设计的常见问题以及改进措施。
关键词：ESFR系统；常见问题；改进措施
一、ESFR系统应用场合不正确
1.保护场所室内温度高于66℃。
分析与对策：保护场所室内温度不应高于66℃。如室内温度短时或长期高于38℃者，应选用中温式喷头（79℃或107℃温度级喷头），常选用68℃或71℃温度级喷头。
2.该系统应用的场合最大净空高度超过13.5米的生产工厂。
分析与对策：根据我国现行《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084－2001（2005年版）(以下简称：喷规)第5.0.6条的规定，该系统应用的场合最大净空高度为13.5米。FM2005规定灭火型喷头适用于固体堆放、货盘堆放或货架堆放仓库，以及经特殊评估的其它类型仓库，一般不建议用在生产工厂和其它非仓储场合。仓库的最大净空高度可达13.7米。但是我们设计时首先应符合我国现行的国家规范，在满足国内规范的同时考虑满足FM的相关规定。
3.ESFR 喷头安装场合的屋顶坡度超过9.5°。
分析与对策：FM 2-2 2.2.2.1 规定：ESFR 喷头安装场合的屋顶坡度不允许超过167 mm/m (9.5°)。当屋面高度超过保护区域的允许高度时，可以增加副天花板，将屋面高度降低到允许范围内，ESFR喷头可以安装在副天花板下。
二、消防保护级别的确定不准确
分析与对策：消防保护级别确定不准确会使得系统的设计基本参数选择不准确，导致系统设计流量和设计压力计算不准确。因此正确确定消防保护级别非常重要。
1.消防保护级别首先应根据喷规第5.0.6条来确定。根据储物类别分为三大类来确定。
第一类：I级、II级、沥青制品、装箱不发泡塑料。I级：食品、烟酒；木箱、纸箱包装的不燃难燃物品等。II级：木材、纸、皮革、谷物及制品、棉毛麻丝化纤及制品、家用电器、电缆、B组塑料与橡胶及其制品、钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的仓库等。
第二类：袋装不发泡塑料。
第三类：箱装发泡塑料。
2.消防保护级别还应满足FM标准和NFPA标准的相关规定。
三、ESFR喷头的布置不正确
1. 间距小于2.4m或大于3.7m。
根据喷规第5.0.6条的规定，ESFR喷头的最大间距应符合表5.0.6的规定，不超过3.7m。
根据喷规7.1.2条的规定，直立型、下垂型喷头的布置，包括同一根配水支管上喷头的间距不应大于表7.1.2的规定，且不宜小于2.4m。货架内置喷头的间距均不应小于2m，并不应大于3m。
分析原因：在火场中在当喷头间距过小时，将会产生其中一个喷头爆裂喷水，其部分水滴有可能喷洒在相邻喷头的上面或附近，降低其所在部位(区域)的温度，影响喷头的开放时间，从而延误火灾的扑救。
改进措施：应按照喷规第5.0.6条和第7.1.2条的规定设计。
2. 喷头溅水盘距顶板的位置不正确。
ESFR喷头溅水盘与顶板的距离和普通喷头是不一样的。普通喷头应符合喷规第7.1.3条的规定；ESFR喷头应符合喷规第7.1.4条的规定。
改进措施：应按照喷规表7.1.4执行。直立型喷头溅水盘与顶板的距离不应小于100mm且不应大于150mm。下垂型喷头溅水盘与顶板的距离不应小于150mm且不应大于360mm。
四、ESFR系统设计流量和设计压力偏小
分析原因：系统的设计流量不进行计算，只根据规范要求的作用面积×喷水强度×1.3系数来确定。
改进措施：根据规范9.1.3条，系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定。
五、ESFR系统功能组件设置不正确或漏设置
1. 系统未设置泄水口和排气口。
一般情况下，以每个水流指示器后的管道为单元，在检修时为排空管段内的水，在最低点设置排水用的泄水阀(如管段标高变化时可能要设置多个泄水阀)。对干式及预作用系统，为了防冻更需要将水排干净。湿式自动喷水灭火系统在初始充水时，气体会聚集到管道的最高处；水中所含气体也会慢慢分离出来，所以需在系统管道的最高位置安装自动排气阀，排除管道中积聚的气体。
2. 漏设末端试水装置或试水阀。
设置末端试水装置的目的是为了检验系统的可靠性，测试系统能否在开放一只喷头的最不利条件下可靠报警并正常启动。如果漏设将无法进行日常检测。防火分区与楼层的最不利点处设直径为25mm的试水阀。
3. 管道过滤器安装不正确。
过滤器是自动喷水灭火系统的常用组件，用以除去水中的机械杂质，防止堵塞其他组件的流水通道，保证组件正常运行。过滤器安装时应按三通斜口向下，顺水流方向安装，以便于滤网筒内沉渣和清渣。任何情况下过滤器盖都不能朝上安装，否则滤筒中的渣体易在取出滤网时进入系统。过滤器安装时，可以水平安装，也可以垂直安装。当垂直安装时，水流应由上向下，为了清污方便，安装高度不应超过1.5m；当水平安装时，为了清污方便，过滤器盖离地高度应方便取出过滤筒，因此过滤器盖离地面的距离不应小于过滤器全高。同样，当过滤器靠墙安装时，过滤器盖应朝向离墙一侧。
4. 漏设水泵结合器。
应按规范补设水泵结合器，其数量应按计算确定。例如，自动喷水系统设计用水量为35L/s,每个水泵结合器的消防供水量，取10L/s,那么水泵结合器的计算数量应为3.5个，收尾取整应为4个。
六、消防水池的设计不符合现行国家规范的要求
1. 单个消防水池容积大于500m3。
规范强条规定：容量大于500m3的消防水池，应分设成两个能独立使用的消防水池。目的是方便水池检修、清洗时仍能保证消防用水。注意，每个水池都需要设置各自独立的水泵吸水管、补水进水管、泄水管、通气管、溢流管以及人孔等。两池之间还应设置连通管和控制阀门。
2. 消防水池有效容积计算有误，无法满足火灾延续时间内消防用水量的要求。
消防水池总容积为有效容积与无效容积之和。消防水池的有效容积，即能满足消防用水供扑灭火灾使用的有效水容积。有效容积应为水池溢流口以下且不包括水池底部无法取水的部分以及隔墙柱所站的体积。因此，有效水深是计算的关键。消防水池的有效水深是设计最高水位至消防水池最低有效水位之间的距离。最低有效水位是消防水泵喇叭口或出水管喇叭口以上0.6m水位，当消防水泵吸水管或消防水箱出水管上设置防止旋流器时，最低有效水位为防止旋流器顶部以上0.15m。
3. 消防水池漏设取水口，或设置的取水口的吸水高度超过6m。
供消防车取水的消防水池应设置取水口或取水井，且吸水高度不应大于6.0m。
4. 漏设消防水池人孔及通气帽。
消防水池人孔分为地面式和侧壁式。地面式又分为室内地面式和室外地面式两种。室内地面人孔和室外地面人孔的孔径均不应小于0.7m。但是，室外地面人孔应高出室外地面0.1m，以防止四周雨(废)水流进水池。人孔尽量设在水池进水阀门附近，以方便检修。对于无法在水池顶板上设人孔的室内消防水池，则需设置侧壁式人孔。侧壁式人孔的开孔尺寸不应小于0.7m×1.0m，人孔底边至少高于水池水面0.3m以上。消防水池通气帽也分为地面式和侧壁式。地面式通气帽又分为室内式和室外式两种。地面式消防水池通气帽至少应设置两个，以利用空气的进出。设于室外的消防水池通气帽高度须高于室外地面0.3m，以利用新鲜空气进入水池。设于室内的消防水池通气帽顶高度低于顶板0.5m。对于设置侧壁式通气帽时，通气帽顶须低于顶板0.5m。
5. 当消防水池池底太低时，溢流和放空管均无法正常工作。
当消防水池池底太低时，无法排空，则可利用消防水泵抽吸排水。条件允许时可以在消防水池底部设吸水坑，需要排空时可将潜水泵放入坑内抽吸排水。
埋地水池的溢流系统应有确保不发生倒流的措施，一般可采用专用溢流贮水井，并由泵抽水排水。溢流管出口应装设防虫罩。溢流管不得与排水管道直接相连，应采用间接排水方式。
6. 缺消防水池的水位显示及消防水泵设计保护停泵水位。
消防水池的水位显示可采用玻璃管水位计，或用电接点水位控制仪控制水池的最高、最低水位。
7. 漏设消防用水不作动用的措施。
规范强条规定：消防用水与生产、生活用水合并的水池，应采取确保消防用水不作动用的措施。
改进措施：1. 在其他用途用水水泵吸水管上设置气孔，当水池水位低于设定消防水位值时，吸水管自动进气，使水泵无水可吸并会自动跳闸关闭水泵电源。2. 设置电接点水位控制仪，设定消防水位值，当水池水位低于消防水位时，自动关闭水泵電源。
七、消防泵房的设计不符合现行国家规范的要求
1. 给建筑专业提消防水泵房资料时，没有写清楚耐火等级的要求。
按《建筑设计防火规范》GB50016－2006(以下简称：建规)的要求：独立建造的消防水泵房，其耐火等级不应低于二级。
2. 给建筑专业提消防水泵房资料时，没有写清楚疏散门的要求。
按建规要求：消防水泵房设置在首层时，其疏散门宜直通室外；设置在地下层或楼层上时，其疏散门应靠近安全出口。
3. 未给建筑专业提消防水泵房门的要求。
按建规要求：消防水泵房的门应采用甲级防火门。
4. 消防水泵房出水管上未设置试验和检查用的压力表和DN65的放水阀门。
当存在超压可能时，出水管上应设置防超压设施。常用的防超压措施有：设安全阀或泄压阀，还可以设回流泄压管。
八、未按规范要求设置高位消防水箱
目前，很多大型仓储和高架库房屋顶均采用坡屋顶。在坡屋顶处安装高位水箱，很多设计人员考虑到施工比较困难，往往没有设计高位消防水箱。仅考虑设置气压给水设备，而气压给水设备的有效容积不能满足系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量。这一做法是不符合喷规第10.3.1条和第10.3.2条的规定的。改进措施：1. 采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱。2. 不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。这里要注意的是，气压供水设备的有效容积一定要经过计算确定，否则会造成有效容积不足。
关键词：ESFR系统；常见问题；改进措施
一、ESFR系统应用场合不正确
1.保护场所室内温度高于66℃。
分析与对策：保护场所室内温度不应高于66℃。如室内温度短时或长期高于38℃者，应选用中温式喷头（79℃或107℃温度级喷头），常选用68℃或71℃温度级喷头。
2.该系统应用的场合最大净空高度超过13.5米的生产工厂。
分析与对策：根据我国现行《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084－2001（2005年版）(以下简称：喷规)第5.0.6条的规定，该系统应用的场合最大净空高度为13.5米。FM2005规定灭火型喷头适用于固体堆放、货盘堆放或货架堆放仓库，以及经特殊评估的其它类型仓库，一般不建议用在生产工厂和其它非仓储场合。仓库的最大净空高度可达13.7米。但是我们设计时首先应符合我国现行的国家规范，在满足国内规范的同时考虑满足FM的相关规定。
3.ESFR 喷头安装场合的屋顶坡度超过9.5°。
分析与对策：FM 2-2 2.2.2.1 规定：ESFR 喷头安装场合的屋顶坡度不允许超过167 mm/m (9.5°)。当屋面高度超过保护区域的允许高度时，可以增加副天花板，将屋面高度降低到允许范围内，ESFR喷头可以安装在副天花板下。
二、消防保护级别的确定不准确
分析与对策：消防保护级别确定不准确会使得系统的设计基本参数选择不准确，导致系统设计流量和设计压力计算不准确。因此正确确定消防保护级别非常重要。
1.消防保护级别首先应根据喷规第5.0.6条来确定。根据储物类别分为三大类来确定。
第一类：I级、II级、沥青制品、装箱不发泡塑料。I级：食品、烟酒；木箱、纸箱包装的不燃难燃物品等。II级：木材、纸、皮革、谷物及制品、棉毛麻丝化纤及制品、家用电器、电缆、B组塑料与橡胶及其制品、钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的仓库等。
第二类：袋装不发泡塑料。
第三类：箱装发泡塑料。
2.消防保护级别还应满足FM标准和NFPA标准的相关规定。
三、ESFR喷头的布置不正确
1. 间距小于2.4m或大于3.7m。
根据喷规第5.0.6条的规定，ESFR喷头的最大间距应符合表5.0.6的规定，不超过3.7m。
根据喷规7.1.2条的规定，直立型、下垂型喷头的布置，包括同一根配水支管上喷头的间距不应大于表7.1.2的规定，且不宜小于2.4m。货架内置喷头的间距均不应小于2m，并不应大于3m。
分析原因：在火场中在当喷头间距过小时，将会产生其中一个喷头爆裂喷水，其部分水滴有可能喷洒在相邻喷头的上面或附近，降低其所在部位(区域)的温度，影响喷头的开放时间，从而延误火灾的扑救。
改进措施：应按照喷规第5.0.6条和第7.1.2条的规定设计。
2. 喷头溅水盘距顶板的位置不正确。
ESFR喷头溅水盘与顶板的距离和普通喷头是不一样的。普通喷头应符合喷规第7.1.3条的规定；ESFR喷头应符合喷规第7.1.4条的规定。
改进措施：应按照喷规表7.1.4执行。直立型喷头溅水盘与顶板的距离不应小于100mm且不应大于150mm。下垂型喷头溅水盘与顶板的距离不应小于150mm且不应大于360mm。
四、ESFR系统设计流量和设计压力偏小
分析原因：系统的设计流量不进行计算，只根据规范要求的作用面积×喷水强度×1.3系数来确定。
改进措施：根据规范9.1.3条，系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定。
五、ESFR系统功能组件设置不正确或漏设置
1. 系统未设置泄水口和排气口。
一般情况下，以每个水流指示器后的管道为单元，在检修时为排空管段内的水，在最低点设置排水用的泄水阀(如管段标高变化时可能要设置多个泄水阀)。对干式及预作用系统，为了防冻更需要将水排干净。湿式自动喷水灭火系统在初始充水时，气体会聚集到管道的最高处；水中所含气体也会慢慢分离出来，所以需在系统管道的最高位置安装自动排气阀，排除管道中积聚的气体。
2. 漏设末端试水装置或试水阀。
设置末端试水装置的目的是为了检验系统的可靠性，测试系统能否在开放一只喷头的最不利条件下可靠报警并正常启动。如果漏设将无法进行日常检测。防火分区与楼层的最不利点处设直径为25mm的试水阀。
3. 管道过滤器安装不正确。
过滤器是自动喷水灭火系统的常用组件，用以除去水中的机械杂质，防止堵塞其他组件的流水通道，保证组件正常运行。过滤器安装时应按三通斜口向下，顺水流方向安装，以便于滤网筒内沉渣和清渣。任何情况下过滤器盖都不能朝上安装，否则滤筒中的渣体易在取出滤网时进入系统。过滤器安装时，可以水平安装，也可以垂直安装。当垂直安装时，水流应由上向下，为了清污方便，安装高度不应超过1.5m；当水平安装时，为了清污方便，过滤器盖离地高度应方便取出过滤筒，因此过滤器盖离地面的距离不应小于过滤器全高。同样，当过滤器靠墙安装时，过滤器盖应朝向离墙一侧。
4. 漏设水泵结合器。
应按规范补设水泵结合器，其数量应按计算确定。例如，自动喷水系统设计用水量为35L/s,每个水泵结合器的消防供水量，取10L/s,那么水泵结合器的计算数量应为3.5个，收尾取整应为4个。
六、消防水池的设计不符合现行国家规范的要求
1. 单个消防水池容积大于500m3。
规范强条规定：容量大于500m3的消防水池，应分设成两个能独立使用的消防水池。目的是方便水池检修、清洗时仍能保证消防用水。注意，每个水池都需要设置各自独立的水泵吸水管、补水进水管、泄水管、通气管、溢流管以及人孔等。两池之间还应设置连通管和控制阀门。
2. 消防水池有效容积计算有误，无法满足火灾延续时间内消防用水量的要求。
消防水池总容积为有效容积与无效容积之和。消防水池的有效容积，即能满足消防用水供扑灭火灾使用的有效水容积。有效容积应为水池溢流口以下且不包括水池底部无法取水的部分以及隔墙柱所站的体积。因此，有效水深是计算的关键。消防水池的有效水深是设计最高水位至消防水池最低有效水位之间的距离。最低有效水位是消防水泵喇叭口或出水管喇叭口以上0.6m水位，当消防水泵吸水管或消防水箱出水管上设置防止旋流器时，最低有效水位为防止旋流器顶部以上0.15m。
3. 消防水池漏设取水口，或设置的取水口的吸水高度超过6m。
供消防车取水的消防水池应设置取水口或取水井，且吸水高度不应大于6.0m。
4. 漏设消防水池人孔及通气帽。
消防水池人孔分为地面式和侧壁式。地面式又分为室内地面式和室外地面式两种。室内地面人孔和室外地面人孔的孔径均不应小于0.7m。但是，室外地面人孔应高出室外地面0.1m，以防止四周雨(废)水流进水池。人孔尽量设在水池进水阀门附近，以方便检修。对于无法在水池顶板上设人孔的室内消防水池，则需设置侧壁式人孔。侧壁式人孔的开孔尺寸不应小于0.7m×1.0m，人孔底边至少高于水池水面0.3m以上。消防水池通气帽也分为地面式和侧壁式。地面式通气帽又分为室内式和室外式两种。地面式消防水池通气帽至少应设置两个，以利用空气的进出。设于室外的消防水池通气帽高度须高于室外地面0.3m，以利用新鲜空气进入水池。设于室内的消防水池通气帽顶高度低于顶板0.5m。对于设置侧壁式通气帽时，通气帽顶须低于顶板0.5m。
5. 当消防水池池底太低时，溢流和放空管均无法正常工作。
当消防水池池底太低时，无法排空，则可利用消防水泵抽吸排水。条件允许时可以在消防水池底部设吸水坑，需要排空时可将潜水泵放入坑内抽吸排水。
埋地水池的溢流系统应有确保不发生倒流的措施，一般可采用专用溢流贮水井，并由泵抽水排水。溢流管出口应装设防虫罩。溢流管不得与排水管道直接相连，应采用间接排水方式。
6. 缺消防水池的水位显示及消防水泵设计保护停泵水位。
消防水池的水位显示可采用玻璃管水位计，或用电接点水位控制仪控制水池的最高、最低水位。
7. 漏设消防用水不作动用的措施。
规范强条规定：消防用水与生产、生活用水合并的水池，应采取确保消防用水不作动用的措施。
改进措施：1. 在其他用途用水水泵吸水管上设置气孔，当水池水位低于设定消防水位值时，吸水管自动进气，使水泵无水可吸并会自动跳闸关闭水泵电源。2. 设置电接点水位控制仪，设定消防水位值，当水池水位低于消防水位时，自动关闭水泵電源。
七、消防泵房的设计不符合现行国家规范的要求
1. 给建筑专业提消防水泵房资料时，没有写清楚耐火等级的要求。
按《建筑设计防火规范》GB50016－2006(以下简称：建规)的要求：独立建造的消防水泵房，其耐火等级不应低于二级。
2. 给建筑专业提消防水泵房资料时，没有写清楚疏散门的要求。
按建规要求：消防水泵房设置在首层时，其疏散门宜直通室外；设置在地下层或楼层上时，其疏散门应靠近安全出口。
3. 未给建筑专业提消防水泵房门的要求。
按建规要求：消防水泵房的门应采用甲级防火门。
4. 消防水泵房出水管上未设置试验和检查用的压力表和DN65的放水阀门。
当存在超压可能时，出水管上应设置防超压设施。常用的防超压措施有：设安全阀或泄压阀，还可以设回流泄压管。
八、未按规范要求设置高位消防水箱
目前，很多大型仓储和高架库房屋顶均采用坡屋顶。在坡屋顶处安装高位水箱，很多设计人员考虑到施工比较困难，往往没有设计高位消防水箱。仅考虑设置气压给水设备，而气压给水设备的有效容积不能满足系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量。这一做法是不符合喷规第10.3.1条和第10.3.2条的规定的。改进措施：1. 采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱。2. 不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。这里要注意的是，气压供水设备的有效容积一定要经过计算确定，否则会造成有效容积不足。