當規格達到極限時,FM 8-9 表 17B 和工程分析打開了一扇門——而如今的 ESFR 噴淋系統已經準備好邁入這扇門。
倉庫的高度不斷攀升。受地價上漲和電商物流持續成長的需求驅動,現代配送中心的儲存高度通常超過 13 公尺(43 英尺),而容納這些倉庫的建築物,其屋頂高度往往超過 14 公尺(45 英尺)。對於大多數消防行業而言,這個高度已成瓶頸。美國噴淋系統設計的主要規範標準 NFPA 13 並未涵蓋約 13.7 公尺(45 英尺)以上高度的僅天花板噴淋保護。對於僅依據 NFPA 13 進行設計的消防人員來說,傳統的解決方案是安裝貨架內噴淋系統:即在貨架結構內部安裝額外的自動噴水滅火系統,但這會增加成本和複雜性。
但還有另一條途徑。 FM Global 的《財產損失預防資料表 8-9》(被全球保險和風險工程師廣泛使用)透過表 17B 涵蓋了高層建築。在受規範法規約束的地區,啟用表 17B 的機制是基於效能的設計 (PBD)。本文將解釋這條途徑的運作方式、其重要性以及目前可用於實現該途徑的產品。
規範性上限及其存在的原因
像NFPA 13這樣的規範之所以有效,是因為它們清晰、一致且易於執行。設計師遵循規則,檢查員核對專案要求,沒有任何歧義。但這種規範也帶來了一定的彈性。規範是圍繞著最常見的場景制定的。當項目超出這些場景時——例如特殊的幾何形狀、新的危險或極高的建築高度——規範要么直接禁止採用該方法,要么保持沉默。
根據NFPA 13標準,僅採用ESFR(緊急噴淋系統)保護的建築物,其天花板高度限制為13.7米(45英尺),這並非隨意設定,而是反映了製定該標準時已有的火災測試數據。較高的天花板高度允許火柱在自動灑水系統啟動前積聚更多能量。令人擔憂的是,在非常高的堆疊式倉庫中,單層天花板噴淋系統可能無法及時有效地噴灑足夠的水來撲滅火災。
相較之下,FM 8-9 始終與大規模防火測試項目保持同步,這些測試項目所涵蓋的高度遠超 NFPA 13 目前的標準。表 17B 提供了僅採用天花板式 ESFR 防護措施的已批准設計標準,適用於天花板高度不超過 15.2 公尺(50 英尺)、天花板高度不超過 16.8 公尺(55 英尺)的儲存設施——無需安裝貨架噴淋系統。對於任何符合條件的設施而言,這都是一項顯著的競爭優勢。
什麼是基於性能的設計?
基於性能的設計是一種工程方法,它提出的問題與規範性設計不同。它不問“這個系統是否符合規則?”,而是問:“與標準要求相比,這個系統是否達到了同等或更高的消防安全水平?”
NFPA 13 和《國際建築規範》(IBC) 都明確允許基於性能的設計 (PBD)。 NFPA 13 第 1.4 節允許在設計方案有工程分析支持並經主管機關 (AHJ) 批准的情況下,採用替代強制性要求的方案。 IBC 也包含類似的條款——通常被稱為「替代材料和方法」條款——允許在能夠證明等效性的情況下,採用符合規範的替代方案。
實際上,這意味著消防工程師可以向主管部門提交一份書面文件,證明 FM 8-9 表 17B(經 FM Approvals 自身的大規模防火測試項目驗證)在該特定項目中提供的保護水平與 NFPA 13 規範要求相當或更高。這並非權宜之計,而是經過工程驗證的替代方案,有數據支持,並需經主管機關批准。
FM 8-9 表 17B:它實際允許的內容
FM 8-9 表 17B 規定了僅對 I 至 IV 類商品和紙盒包裝的未發泡塑膠進行天花板 ESFR 防護的設計標準。使其適用於高層倉庫的關鍵參數包括:
-
最大儲存高度:15.2 公尺(50 英尺)—遠遠超過 NFPA 13 規定的限制。
-
最大天花板高度:16.8 公尺(55 英尺)。
-
當僅天花板噴淋係數和壓力標準符合要求時,無需在機架內安裝噴淋器。
-
適用於 K-28.0 (400 公制) 和 K-33.6 (480 公制) ESFR 噴頭。
最後一點至關重要。獲批產品並非紙上談兵,而是目前已上市銷售、經過檢驗的成熟產品。
性能背後的產品
目前有三家製造商提供符合FM認證的ESFR下垂式自動灑水系統,適用於17B表的應用。這三款產品在依照資料表安裝後,均符合FM 8-9儲存保護要求。
可靠的自動噴灌器-型號 N28T6 和 N28T3(K-28.0 / 400 公制)
Reliable 的 N28T6 (SIN R603) 和 N28T3 (SIN R604) 是經過 FM 認證的快速響應型儲槽噴淋器,其 K 係數為 28.0(400 公制)。根據 FM 資料表 8-9,它們獲準用於層高不超過 16.8 公尺(55 英尺)的儲罐,最高儲罐高度可達 15.2 公尺(50 英尺)。兩款型號均採用堅固的鎳合金熔斷式工作元件,並配備 1 英寸 NPT 或 ISO7 R-1 螺紋連接,最大工作壓力為 12 巴(175 磅/平方英寸)。 N28T3 還擁有 cULus 特定應用認證,適用於機架式儲罐,其最小橫向煙道空間僅為 75 毫米(3 英寸)。 Reliable 也為這兩款型號發布了環境產品聲明 (EPD)——這對於永續建築專案而言是一項日益重要的認證。
可靠的自動噴灌器 — 型號 M336 (K-33.6 / 480 公制)
可靠的 M336 (SIN R610) 的 K 係數高達 33.6 (480 公制),即使在較低的設計壓力或更高的供水量下,也能提供相同的儲水保護性能,滿足危險等級要求。該產品已獲得 FM 認證和 CE 認證,是滿足國際保險要求項目的理想之選。其顯著特點是連接方式靈活:M336 提供 1-1/4 英吋 NPT 螺紋、ISO7 BSPT 螺紋和 1-1/4 英吋溝槽式 (AWWA C606) 三種連接方式。溝槽式連接方式可簡化大型設施的安裝,尤其適用於已採用溝槽式管道系統的場所。
泰科(江森自控)— 型號 ESFR-34(K-33.6 / 480 公制)
泰科ESFR-34型(SIN TY9286)是一款成熟的K-33.6(480公制)ESFR下垂式自動灑水系統,已獲得FM認證和CE認證。其技術資料表明確指出,該系統可在16.8米(55英尺)高的天花板下,保護15.2米(50英尺)高的存儲設施,無需安裝貨架內噴淋頭——這是Table 17B應用的典型案例。本系統採用1-1/4吋NPT或ISO 7-R 1-1/4螺紋連接,額定壓力為12.1巴(175磅/平方英吋)。泰科ESFR-34在FM保險承保的設施中擁有良好的口碑,並擁有遍布全球的成熟分銷網絡提供支援。
Viking Corporation — 型號 VK514 (K-28.0 / 404 公制)
Viking 的 VK514(SIN VK514)已獲得 UL 認證,是一款特定應用 ESFR 噴頭,並獲得 FM 認證,是一款快速響應儲水式噴頭,同時還獲得了 CE 認證。其 FM 認證涵蓋表 17B 中的兩種天花板高度場景:在 15.2 米(50 英尺)天花板下儲水高度不超過 13.5 米(45 英尺)的場景,以及在 16.8 米(55 英尺)天花板下儲水高度不超過 15.2 米(50 英尺)的場景——每種設計場景都有其獨特的設計場景。 VK514 採用 1 吋 NPT 或 25 毫米 BSPT 螺紋接口,以及獨特的碟形彈簧密封組件。 Viking 還提供與 InstaSeal 相容的 VK514 配置,適用於使用溝槽式出水接頭的安裝。
向主管機關陳述理由
一份成功的 PBD 表格 17B 申請提交通常包含以下要素:
-
項目描述應清晰明確:建築高度、儲存高度、商品類別和儲存佈置。
-
說明為什麼規範路徑(NFPA 13 帶機架內噴淋器或 NFPA 13 僅天花板限制)不適合該專案。
-
FM 8-9 表 17B 的副本及適用的設計標準,說明所提出的設計如何滿足或超過這些標準。
-
所選自動灑水系統的 FM 認證文件。
-
水力計算顯示該系統符合表 17B 設計壓力和流量標準。
-
一份書面說明,引用適用的 NFPA 13 和 IBC 條款,以證明該替代方法的合法性。
強烈建議在提交申請前與當地主管部門 (AHJ) 舉行會議。許多 AHJ 都樂於接受文件齊全的 PBD 申請,尤其是在備選方案獲得 FM Approvals(一家全球認可的第三方測試機構)的支持時。
從更宏觀的角度來看:這對產業為何至關重要
基於效能的設計並非漏洞,而是一門工程學科,擁有完善的方法論、經同行評審的防火測試數據,並日益被全球各地的消防監管機構所接受。將其應用於高層倉庫防護,可創造顯著的價值:業主無需承擔貨架噴淋系統的成本和復雜的運行維護;保險公司(通常是保安公司)可獲得一套符合其自身認可標準的系統;而消防工程師則可交付一套既技術嚴謹又具有商業競爭力的解決方案。
倉儲市場並未放緩。建築物越來越高,商品種類越來越複雜,在貨架結構內加裝噴淋系統的成本給營運帶來了沉重負擔。消防產業擁有解決此問題的工具—經FM認證的產品、標準框架和工程方法。
規範性標準永遠是基礎。但當基礎存在瓶頸時,基於效能的設計就如同電梯一般,能夠突破瓶頸。
關於IFSA
國際滅火聯盟 (IFSA) 是一個致力於推廣水基滅火系統的全球非營利組織。 IFSA 支援全球範圍內主動式滅火標準的製定和應用,倡導技術可靠的滅火解決方案,並服務於遍布六大洲的製造商、分銷商、安裝商、工程師和終端用戶會員網路。欲了解更多信息,請訪問 ifsa.global 或聯繫我們。 mfessenden@ifsa.global 。

