快速响应喷头展望
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快速响应喷头展望 快速响应喷头展望 文章来源： 《消防技术与产品信息》
自动喷水灭火系统从1896年在美国出版的第一版NFPAl3至今已有100多年的历史了。自动喷水灭火系统的效果是十分优秀的，无论是挽救生命还是保护财产，已有许多实例体现了该系统的优点，包含安装自动喷水灭火系统要求的规范在美国及许多国家得到了广泛地宣传和应用，同时促进了该系统在建筑中的安装。
100多年来，自动喷水灭火系统在其发展壮大的过程中发生了很大的变化。尤其是近年来，由于大量新装饰材料、家用电器等现代化日用品和办公用品的广泛使用，使火灾出现蔓延速度快、有害气体生成量大、财产损失的价值增长等等特点，但万变不离其宗：如果整个自动喷水灭火系统是有效的，就应该在火灾初期将火扑灭，因此对自动喷水灭火系统的工作效率提出了更高的要求。美国消防协会(NFPA)指出："对于快速响应喷淋系统能增加保护生命和财产的能力的认识正在逐步扩大"。这种认识同样也越来越引起我国火灾研究人员、业主及生产商的重视。下面我们就快速响应喷头(1S06182规定响应时间常数RTI≤50(m"s)0.5的喷头)的制造理论、制造技术、使用条件和市场作一个展望。
1 快速响应喷头制造理论的产生和发展
在现代火灾中，由于住宅的高密度发展、高架立体仓库的涌现、室内大空间的广泛应用，以及大量新装饰材料、家用电器等现代化日用品和办公用品的广泛使用，使这些场合的火灾危险性越来越大，使用传统喷头设计的自动喷水灭火系统在很多情况下已经变成无效或低效灭火系统，需要有一种更有效的产品来应对越来越严重的现代火灾危险。
早在1978年6月至1979年6月的一年时间里，美国工厂联合研究所(FM)便开始在几种典型的住宅火灾实验场景中就住宅洒水喷头响应的灵敏度和布水性能进行了试验。试验结果表明在住宅火灾中，灵敏度明显比普通工业用洒水喷头高的喷头满足了保障生命和财产安全的基本要求。在这个试验中，研究人员使用了时间响应指数(RTl)为26．5(m"s)0.5的喷头。根据此次试验所得的信息，NFPA-13D分会制订了新版NFPAl3D-1980标准。该标准只允许使用在认可实验室登记或认证的住宅喷头。NFPAl3D-1980标准于1980年11月20日在NFPA圣迭戈秋季会议上被采纳。随后，美国工厂联合研究所(FM)和美国保险商实验室(UL)均制订了各自的住宅喷头标准。
FM又在一个模拟的旅馆客房和走廊里，为了评价与快速响应连接器连接的水平边墙型喷淋器的扩大范围的模型和感烟探测器的运作，总共做了12次火灾试验。在所有8次火焰启动火灾试验中，与快速响应连接器连接的扩展范围水平边墙喷淋器都抑制了火灾。详细的报告结果显示，在扑灭火灾的过程中，这种范围扩大的边墙型喷头提供了一个符合美国生命安全标准的、可靠的加强旅馆居住者生命安全的方法和手段。值得一提的是，进行测试的ECHS喷淋器的RTI值设定29(m"s)0.5，悬挂式喷淋器的RTI值为26(m"s)0.5,ECHS的可达区域是整个房间，悬挂式喷水器可达范围是卫生间和休息厅。
八十年代中期，FM所研究和开发的快速响应早期抑制(ESFR)喷头，其应用标准已纳入美国消防协会《自动喷水灭火系统安装标准))NFPA-13(1996年版)中。大量灭火试验证明，尽管ESFR喷头流量系数较大(K＝200)，但由于在火灾初期的快速响应，却能有效扑灭立体仓库的严重火灾，有效地保护货架和建筑物钢结构。在早期抑制快速响应(ESFR)喷头中，早期响应起着至关重要的作用：火灾损失最小，水渍损失最小。
FM对以上三个典型的特殊快速响应喷头的研究和开发，从生命安全规范出发，通过大量的试验，把喷头制造理论从传统的(老式的或称普通的)喷头控制火灾发展到直接抑制并扑灭火灾。这一理论研究及其成果使自动喷水灭火系统进入了一个新的发展阶段。可以这么说，快速响应喷头的制造理论是用火烧出来的。
2 快速响应喷头的制造技术
喷头制造理论(从控制火灾发展到直接抑制并扑灭火灾)是应对现代火灾而发展起来的。火灾研究人员和喷头生产商在这一理论的指导和推动下，积极掌握各类快速响应喷头的制造技术。
首先，从理论上要实现早期抑制火灾：一是喷头感应火灾的灵敏程度，二是喷头动作时燃烧物表面需要的灭火喷水强度，三是实际送达燃烧物表面的喷水强度。
为了实现快速响应喷头制造理论，各国火灾研究人员和喷头生产商进行了大量的研制工作，在这方面FM取得了突出的业绩，并将这些试验成果报告给NFPA。根据FM这些试验所取得的信息，NFPA制定了新版的NFPAl3标准，以适应在住宅、立体仓库、旅馆等不同场合安装喷头系统的需要，并制定了FM和UL各自的各类快速响应喷头标准，用以"指导生产制造。
由于快速响应玻璃球技术本身具有安装方便、感温精度高和成本相对较低等优点，目前快速响应喷头普遍采用快速响应玻璃球作为其感温释放元件。国际著名玻璃球制造商德国久保(JOB)公司的FR(F3)型感温玻璃球大量应用于保护生命安全的美国家用住宅喷头。这种感温玻璃球的RTI值为38(m"s)0.5，达到了快速响应的要求。当保险危险等级需要快速响应时或者用于因所安装的洒水喷头之间距离加大而需要更快速响应动作时间的延伸覆盖型洒水喷头。久保公司甚至开发生产F2.5、F2、F1.5型快速响应和超快速感温玻璃球(RTI值小于36(m"s)0.5)，满足了早期抑制快速响应(ESFR)或水雾喷头感应火灾的灵敏度需要。
与此同时，各类快速响应喷头还应根据生命安全标准的要求，测试在各种场合(尤其是需要将业主的意向与规范尽可能接近)系统任一喷头动作后的出水量和系统总流量，以制定标准并确定最大保护面积及喷头离墙体最大距离，确定喷头设计的流量系数K值和布水性能。
此外，水滴直径、雾化程度等要求，也通过喷头设计的水流旋转、撞击形式及各种雾化角、水的压力、流量协调而实现，并在火灾试验中加以修正。因此，也可以这么说，快速响应喷头的制造技术也是用火烧出来的。
值得一提的是，目前规范的出发点有一个新趋势，那就是从现有指定性的规范转向实绩性的规范。这种新趋势将会促进和推动喷头新产品、新技术的发展，也反过来促进规范的发展。 3 快速响应喷头的使用条件和市场展望有了快速响应产品的制造理念和制造技术，还要同时在规范中明确它的使用条件。
在美国，高层建筑中已经优先采用快速响应喷头。根据NFPA标准的要求，所有轻危险等级的建筑均采用快速响应喷头。事实上，所有需要特别照顾的人员(老弱病残)的卧室及相邻走道均需要安装快速响应喷头。从1994年版的NFPAl01生命安全规范起，所有新建的宾馆及公寓楼均需安装快速响应喷头。根据这些要求加上以往的设计所显示的良好保护效果，快速响应喷头在美国的使用量从1987年到1994年增加了二倍。
从美国在1983年第一次使用快速响应喷头至今已经整整20年了，快速响应喷头以其先进的喷头制造理论和制造技术，在美国受到了普遍的应用，仅2001年美国从德国久保公司进口了2400万只快速响应玻璃球，已占年总需求量的50%以上，传统喷头正在逐步被淘汰出市场。
火灾无情，我们不应过多地强调"国情"而无视国际上快速响应喷头先进的制造理论和制造技术，使许多要得到生命安全保障的地方因为无效系统的存在而酿成悲剧。
我们也不必过多地担忧现行国家规范的不足，毕竟这是一段与经济发展同步的历史过程。而满足业主的需要是我们永远追求的目标，也是新产品、新技术的永恒动力。
火，烧出了快速响应喷头；快速响应喷头征服火灾--这就是历史的辩证法。
作 者： 梁吉林\沙崇伟