住宅的干式喷头设计方法和系统的制作方法
专利名称：住宅的干式喷头设计方法和系统的制作方法
技术领域：
自动喷头系统是被最广泛使用的防火设备之一。这些系统具有喷头，一旦在如房间或建筑物的环境中周围温度高于预定值，喷头就被激活。一旦激活，喷头在房间或建筑物内喷散出灭火流体，优选为水。取决于其特殊结构的喷头系统，如果能够控制或压制火势则被认为是有效的。在建筑物改造或废弃过程中使得这些系统失效时，系统可能发生故障，或占用率危险已经增加到超过初始系统效力。
喷头系统设置有水源(例如，存储槽或市政供水)。该水源可以与消防机构的用水分开。无论何种水源，喷头系统设置有进入建筑物的管线以提供上升管。与上升管连接的是阀、仪表和优选警报器，当系统内水流超过预定最小值时警报器发声报警。在垂直上升管的顶部，水平排列的管列延伸通过建筑物内的火灾隔间。其它上升管给系统提供相邻火灾隔间的分配网络。隔间法将大的建筑物在单独一层上进行水平划分，和在层与层之间进行垂直划分。因此，几个喷头系统服务于一个建筑物。
在管分配网络中，支线带有喷头。喷头从支线向上延伸，将喷头安放在相对靠近天花板的位置，或喷头可以悬挂在支线的下面。对于使用暗管的情况来说，平接安装的悬挂喷头可以延伸到仅稍微低于天花板的位置。
喷头系统可以设置成不同的结构。在湿式管系统中，例如用于具有管支线的加热空间的建筑物内，所有的系统管道包含诸如水的灭火流体，以便通过被激活的喷头将其立即释放出来。在于式管系统中，例如使用在不热的开放区域、冷室、过道或暴露于冰冻环境的其它区域例如在严寒气候中的不加热建筑物或用于冷藏室，消防系统的管道、上升管和供给主管、分配器(disposed)、支线和其它分散管可以包含加压的干气(空气或氮气或它们的混合气体。)使用阀来将含有干气的管道和含有诸如水的灭火流体的管道分开。在一些实际应用中，在气体压力保持在上升管处的干式管阀关闭。当火的热量激活喷头，气体逸出并且干式管阀松开，水进入支线；当喷头喷洒出水时灭火开始。由于本质上的区别，干式喷头系统对火情的反应要慢于湿式系统，因为在灭火流体从防火喷头排出前，必须首先从系统中排出干气。该延迟给喷头形成“出水输送时间”。在具有干式管系统的防火设计中，水输送时间引入了需要考虑的附加变量。
背景技术：
在消防系统的设计和安装中存在不同的标准。特别是，国家消防联合(“NFPA”)在它的喷头系统13(2002)的安装标准(“NFPA标准13”)中描述了消防系统的各种的设计思路和安装参数，在此将该标准全部引入作为参考。NFPA标准13所提供的多种设计思路中之一是用于消防系统中喷头的数量。对于湿系统，NFPA标准13在A.14.4.4中描述了喷头的数量由设计面积计算结果或由喷头的特定最小数量决定。
NFPA标准13还通过对湿式管系统进行改进来提出一些干式管消防系统的设计思路。例如，在干式管系统中，对于商业仓储(NFPA标准13，12.1.6.1)和干式管系统(NFPA标准13，14.4.4.4.2)，NFPA标准13规定，在这样的应用中总体上干式管系统的设计面积超过湿式管设计面积的30％，因此干式管系统的消防喷头的数量总体上比湿系统中同样数量的喷头增加30％。在商业消防中使用大滴喷头的情况中，NFPA显示(在表12.3.2.2.1(b)和12.3.4.2.1中)，当干式管系统代替湿式管用于这些喷头时，需要增加喷头的规定数量(例如，50％或更多)。在居住应用中，当将商业防火喷头用于干式管中而不是湿式管系统时，设计面积必须增加30％，因此也必须增加这些喷头的数量，并且因此水压的要求也增加。从NFPA标准13中可以明显看出的是，在保持所有其它设计参数不变时，使用干式管系统代替湿式管系统将在喷头的数量上需要相当大的增加，这将增加干式管系统的水压要求。
尽管NFPA标准13以广义术语提到湿式管和干式管系统，NFPA标准13基本上没有关于干式管住宅喷头系统的设计和安装标准的记载。例如，NFPA标准13没有指出任何干式管住宅防火喷头系统的设计标准，包括在干式管消防系统中的水压的要求计算、与水压需求计算相一致的住宅防火喷头的数量、或住宅防火喷头的安装限制和使用。事实上，NFPA标准13(2002)特别禁止住宅防火喷头在除湿系统外的任何系统上的使用，除非住宅防火喷头列出了这样其它的应用，如在NFPA标准13在8.4.5.2中规定的。
住宅喷头应当仅用在湿系统中除非特别罗列出用于湿式管系统或预动系统中(重点添加)。
NFPA对住宅用房的湿式管消防系统的设计和安装提供独立标准。从1975年开始，NFPA提供一和两户住宅和人造房13D的喷头系统的安装标准(“NFPA标准13D”)。部分地由于城市日益都市化的现象，NFPA在1989年发布，适用低层住宅设备的另一个标准，命名为高度为四层以下含四层的住宅中的喷头系统的安装标准13R(NFPA标准13R)。NFPA标准13D和13R最新版本分别是2002年版NFPA标准13和13R，这里作为参考引用其全部内容。从1988年开始，保险商实验所(“UL”)规定附加要求，即住宅防火喷头必须符合住宅消防系统，如同在消防服务1626的保险商实验住宅防火喷头(“UL标准1626”)中所声明的。UL标准1626的最新版本是2003年10月的版本，这里作为参考引用其全部内容。
NFPA和UL为住宅消防系统提供类似的水密度要求。NFPA标准13(2002)规定(11.2.3.5.2节)，具有基本平板式天花板的住宅用房的保护区域的密度是以下二者中的较大值，它们是(a)超过设计面积的水压要求最高的4个喷头每平方英尺每分钟0.1加仑(b)一个列出的住宅最小密度，。所列出的住宅最小密度在NFPA标准13D或13R(2002)中能够找到。NFPA标准13D(2002)规定(8.1.1.2.2和8.1.2节)，所列出的用于住宅用途的防火喷头应当具有流向设计喷头的0.05加仑每分钟每平方英尺的最小流出密度，其中设计喷头的数量包括在具有基本平面光滑天花板的隔间中、最大值为2个的需要最大水压要求的所有喷头。NFPA标准13R(2002)规定(6.7.1.1.2.2节和6.7.1.2节)，所列出的用于住宅用途的防火喷头应当具有流向设计喷头的0.05加仑每分钟每平方英尺的最小流出密度，其中设计喷头的数量包括在具有基本平面光滑天花板的隔间中、最大值为4的需要最大水压要求的所有的喷头。另一方面，UL标准1626(2003，10月)规定(在表6.1中)具有基本平面天花板的覆盖区域的密度最小值为每分钟每平方英尺0.05加仑。
尽管NFPA标准13D或13R在湿式管住宅消防系统的设计和安装上提供了相当大的弹性，但是仍然严格禁止任何现有的允许在湿式管住宅系统中使用的住宅防火喷头用于除湿系统外的任何应用。特别是，NFPA标准13R和13D(2002)都重申NFPA标准13(2002)所提出的限制规定，它规定禁止在湿式管外的其它系统中使用住宅喷头，分别在6.6.7.1.2和7.5.2节中规定，即住宅喷头不能用在除湿式管系统外的系统上，除非特别列出在所述特定种类的系统上使用。(重点添加)。
虽然这些标准已经考虑了除湿式管系统外的住宅管道系统，例如干式管住宅系统，但是这些标准没有提供任何关于作为这样系统设计的一部分怎样确定水压要求的指示。并且因为标准中关于使用干式管代替湿式管的准则，那些在非住宅应用中使用干式管喷头系统的要求通常使干式管的水压需求增加到超过湿式管系统，通过根据湿式管系统增加设计面积或者喷头的数量。现在，可以确信的是，在住宅应用中住宅防火喷头不允许用于干式管系统。因此，在住宅应用中除湿式管防火喷头系统外的设备的设计方法和安装要求非常缺乏。
发明内容
在一个方面，本发明提供一种在住宅房屋单元中的干式管住宅消防系统的设计方法。该住宅房屋单元有很多如2002国家消防协会标准13、13D、13R中定义的隔间。通过下述步骤来实现该方法通过确定住宅防火喷头的最小数量和位置，其是确定管网的住宅防火喷头水压要求计算所必须的，该管网填充水并配置成保护多个隔间。与对湿式管网络进行确定相同的、确定住宅防火喷头的最小数量和位置的方法，用来决定管网的水压要求，该管网填充气体并配置成保护住宅房屋单元的多个隔间。
在本发明的另一个方面，提供一种消防系统住宅房屋单元的消防系统。该住宅房屋单元有很多如2002国家消防协会标准13D中定义的隔间。该系统包括加压流体源，管网，多个住宅防火喷头。加压流体源位于最接近房屋单元的地方。管网与流体源进行流体连接，管网包括至少一个延伸到每个隔间的管道。该至少一个管道基本填充气体从而至少一个管是干的。所述多个住宅防火喷头位于邻近每个隔间的位置，多个住宅防火喷头中的每一个连接所述的至少一个填充气体的管道，由此一旦多个住宅防火喷头中的至少一个防火喷头激活，流体会在第一时间间隔内从流体源输送到隔间。并且，住宅防火喷头的数量是基于所计算的所有住宅防火喷头的水压要求，所述所有住宅防火喷头是在一个隔间内具有最高计算需求的数量可以达到两个的喷头。
在本发明的进一步的一个方面，提供一种消防系统住宅房屋单元的消防系统。该住宅房屋单元有很多如2002国家消防协会标准13和13R中定义的隔间。该系统包括加压流体源、管网、多个住宅防火喷头。加压流体源位于最接近房屋单元的地方。管网与流体源流体连接，管网包括至少一个延伸到每个隔间的管道。该至少一个管道基本填充气体因此至少一个管是干式管。所述多个住宅防火喷头位于邻近每个隔间的位置，多个的住宅防火喷头中的每一个连接所述至少一个填充气体的管道，由此一旦多个住宅防火喷头中的至少一个防火喷头激活，流体会在第一时间间隔内从流体源输送到隔间。并且，住宅防火喷头的数量是基于所计算的所有住宅防火喷头的水压要求，所述所有住宅防火喷头是在一个隔间内具有最高计算需求的数量可以达到四个的喷头。
在本发明的另一个方面，提供一种如在2002国家消防协会标准13、13D、13R中定义的住宅房屋单元的传输消防信息的方法。所述方法包括识别住宅消防信息和指导用户根据信息设计住宅消防系统。所述识别包括用于多个受保护区域中的每一个的至少一种防火喷头，还包括防火喷头的标准K指数；房屋单元中的多个受保护的区域，多个设计保护区域中的每一一个都具有X和Y尺寸，其中X是从10英尺到20英尺的任何值和Y是从10英尺到24英尺的任何值；多个区域分别的多个最小流速和剩余压力。信息可应用在湿式和干式管住宅防火喷头网络上，因此在防火信息标识的基础上，指导用户在居住单元中在一个湿式或干式管系统中使用相同数量的至少一个防火喷头来设计住宅消防系统。
附图在此引入并组成说明书的一部分，其解释本发明的示例性实施方式，并且与上述的概述和下面的详细说明一起，用于说明本发明的特点。
图1 A是根据优选实施方式的具有垂直取向和水平取向的喷头的住宅喷头系统的透视图。
图1B和1C分别图解图1A的悬挂和侧壁的喷头。
图2A和2B图解优选的湿式或干式喷头设计方法的优选的信息媒介。
具体实施方案图1-2图解优选实施方式。特别地，图1A显示住宅房屋单元R。如此处所用，“住宅”意为NFPA标准13D，13R(2002)中定义的“房屋单元”，该住宅包括商业房屋单元(例如，出租的单元住宅，出租的房间和公寓，提供膳宿和看护的设施，医院，汽车旅馆或宾馆)，以表示一个或多个房间，安排成用于独立地居住在一起，作为一个单独的家务管理单元，其通常拥有烹饪，居住，卫生间，和睡眠设施。住宅房屋单元通常包括多个如NFPA标准13、13D、13R中定义的隔间，每个隔间基本是由墙壁和天花板围成的空间。关于住宅消防的标准，包括2002标准13、13D、13R，如由国家消防联合(“NFPA标准13(2002)”、“NFPA标准13D(2002)”、“NFPA标准13R(2002)”)和保险商实验所用于消防服务1626的住宅防火喷头(2003 10月)(“UL标准1626(2003，10月)”)颁布的标准，在此全部引入作为参考。
在图1A中的住宅房屋单元R中，为多个保护区域提供示例性的干式管消防系统，包括细分的保护区域，即在住宅单元R内受保护的隔间。例如，在长L和宽W的保护区域A中，干式消防系统包括加压流体源10如合适流体源10，位于接近于居住单元R的位置。管网100优选通过单控制阀20连接流体源10，单控制阀20用于关掉通过管14流向居住者的家庭水系统的流体和通过管18流向住房屋住单元R的消防系统的流体。止回阀13可以设置在控制阀20上游以便阻止水源的污染。控制阀20连接到合适的干式管阀30(或其它控制阀)，干式管阀30安放在控制阀20和管网之间。测试和排出线路16可以设置在控制阀20的下游。
流体源10包括多个水源，一个提高的流体或加压流体槽，或带水泵的水存储库，其能满足适当的时期例如，10-30分钟的消防系统的需求，而不妨碍居住者使用家庭用水。在水系统被设计成同时供应房屋单元的居住者的需要和消防系统的地方，水系统应当(1)在激活住宅防火喷头系统时，确保供应到多个房屋单元的每分钟超过5加仑的水需求，同时不会导致阻止家庭用水源的流动供给；(2)包括烟和火检测器；(3)包括列出的或批准的用于喷头系统的管；(4)当地政府官方机构的批准或允许；(5)包括住宅防火喷水系统连通到家庭系统的警告；(6)不给系统增加限流设备如水过滤器。
管网包括连接到主管22的上升管18。主管22连接多个延伸到每个细分的区域的支管22a，22b、22c、22d、22e...22n。主管22和支管22a，22b，22c，...22n通常填充合适的气体(例如，空气或氮气或它们的混合气)，因此管是干式的。压力表24安装在管网100中以便显示系统的压力。支管22a、22b、22c、22d、22e...22n连接一定数量的邻近每个细分区域定位的住宅防火喷头40A、40B、40C。
根据系统的设计，住宅防火喷头可以是经批准用在干式住宅设施中的垂直取向式防火住宅防火喷头。垂直取向式住宅防火喷头包括，例如，悬挂喷头40A，垂直式喷头40B，平齐式或隐蔽悬挂住宅防火喷头。住宅防火喷头可以是经批准用在干式住宅设施中的水平取向式住宅防火喷头。水平取向式住宅防火喷头包括，例如侧壁喷头40C，平齐式或隐蔽的侧壁住宅防火喷头。
参照图1B，其中进一步详细表示图1A中的干式管网的悬挂式住宅防火喷头40A。特别是，喷头40A包含主体42A，该主体42A限定一条在进口42C和出口42D之间基本垂直于保护区域的沿纵轴A-A取向的通路42B。主体42A连接干式管系统以便用干气体或空气填充通路42B。通路42B具有标准K指数，其中所述标准K指数等于通过通路的以加仑计的每分钟水流量除以供给主体的以磅每平方英寸计量的水压的平方根(GPM/(psig)1/2)。标准K指数包括，但不限于，标定的3.0、3.9、4.1、4.2、4.3、4.4、4.7、4.9、5.5、或5.6K指数中之一。主体42A具有至少一个接近出口42D的连接到主体42A上的边框臂42E。一个封闭结构42F位于接近出口42D的位置由此封闭通路42B。配备一个热响应触发器42G用于制动封闭结构42F因此关闭所述通路。导向板42H通过至少一个边框臂42E和救火水龙头42I连接主体，因此导向板42H与出口和纵向轴A-A线分开并且基本对准。垂直式住宅喷头40B包括许多与住宅悬挂式喷头40A类似的构件，因此未进行描述以保持说明简洁。当热响应触发器42G被激活，定位关闭结构42F以允许干气从干式管和通路42B中排出，并且水流填充前述干式管并且沿轴A-A从开口42D流出。通过主体42A的水流包括不同的流速，如，举例来说，大约每分钟13、16、17、19、21、或24加仑。通过干式管系统的水流或防火流体流通过导向板分散到保护区域上，由此喷头通过其自身，或与其它喷头结合，保护住宅房屋单元的所述区域。
参照图1C，其中进一步详细表示图1A中的干式管网的侧壁式住宅防火喷头40C。特别是，喷头40C包含主体44A，该主体44A限定一条在进口44C和出口44D之间的基本平行于保护区域A的沿水平轴A-A取向的通路44B。通路44B具有标准K指数，其中标准K指数等于通过通路的以加仑计的每分钟水流量除以供给主体的以磅每平方英寸计量的水压的平方根(GPM/(psig)1/2)。标准K指数包括，但不限于，标定的4或5K指数中的任何一个。主体44A具有至少一个接近出口44D的连接到主体44A上的边框臂44E。一个封闭结构44F位于接近出口44D的位置以便封闭通路44B。配备一个热响应触发器44G用于制动封闭结构44F由此关闭通路。导向板44H通过至少一个边框臂44E和救火水龙头44I与主体连接，因此导向板44H与出口和纵向轴B-B分开并且基本对准。当热响应触发器44G被激活，定位关闭结构44F以允许干气从干式管和通路44B中排出，并且水流填充前述干式管并且沿轴B-B从开口44D流出。通过主体44A的水流包括不同的流速，如，举例来说，大约每分钟12、13、14、16、17、18、19、20、21、23、24、25、26、27或28加仑。通过干式管系统的水流或防火流体流通过导向板分散到保护区域上，由此喷头通过其自身，或与其它喷头结合，保护住宅房屋单元的所述区域。因此，将防火流体分散到住宅房屋单元的保护区域的装置可以是住宅侧壁式喷头40B的任何特定结构，在最佳实施方式中至少包括导向板44H。
尽管没有批准住宅防火喷头用于具有填充气体(即，“干式”)的管网的住宅用途来代替填充流体(即，“湿式”)的管网，但是申请者已经发现被批准仅用于湿式管住宅消防系统的住宅防火喷头满足NFPA标准13(2002)、13D(2002)和13R(2002)和UL标准1626(2003，10月)的批准要求。这个发现已经允许设计干式管网的住宅防火喷头系统，该系统通过确定要明确住宅防火喷头的水压计算所必须的住宅防火喷头最小数量和位置而实现。申请人还发现，对于符合NFPA13、13D和13R的某些应用来说，在填充有防火流体的管网中的住宅防火喷头的最小数量和位置可以用于确定与填充有气体管网连接的住宅防火喷头的水压要求。
特别是，参照图1A，住宅房屋单元的住宅防火喷头的数量和位置可以基于住宅房屋单元的隔间内的就水压而言的最远处的防火喷头的水压要求来确定。在住宅房屋单元能够被划分为如NFPA标准13D(2002)所定义的一或两户居住单元的情况中，房屋单元的系统水压要求通过估计住宅防火喷头的水压需求来确定，考虑墙壁或天花板的任何妨碍，为每个隔间的设计范围配备的喷头为最多两个喷头。特殊地，每个隔间可以选择设计一个或多个住宅防火喷头(如官方批准的具有超过防火设计的管辖区域以提供足够的流体密度)。选出的住宅防火喷头，即，设计喷头在选出的隔间中用于确定位于任何一个所选择的隔间内特定位置的最多为两个喷头的设计喷头是否具有住宅房屋单元的湿式消防系统的最高水压要求。对于每个隔间，基于从流体供应源到某些情况下为所有隔间的湿式管网的设计喷头的位置，计算水压要求。根据所计算的一些或所有隔间的水压要求，可以确定住宅房屋单元的特定隔间的最高水压要求。接着将这个最高水压要求与流体源的实际流体流速和压力比较。在住宅房屋单元的实际流体源能够满足最高的水压需求的情况下，防火喷头的数量是在住宅房屋单元的干式管住宅消防系统设计中的住宅房屋单元内的所有设计喷头的总和。然后，根据NFPA标准13D(2002)规定的安装准则，以最小值实施设计。
在能将住宅房屋单元划分成高度最多为4层并且包括4层的住宅房屋单元的情况中，如NFPA标准13R(2002)中所规定的，，房屋单元系统的水压要求通过估计住宅防火喷头的水压要求来确定，考虑到墙壁或天花板的任何妨碍，每个隔间的设计区域配备最多两个喷头。特殊地每个隔间可以选择设计一个或多个住宅防火喷头(如官方批准的具有超过防火设计的管辖范围以提供足够的流体密度)。所选择的住宅防火喷头，即，设计喷头在所选择的隔间中用于确定位于任何一个所选择的隔间内的特定位置的最多为4个的设计喷头是否具有住宅房屋单元的消防系统的最高水压要求。对于每个隔间，基于从流体供应源到某些情况下为所有隔间的湿式管网的设计喷头的位置来计算水压要求。根据计算的一些或所有隔间的水压要求，可以确定住宅房屋单元的特定隔间的最高水压要求。接着将这个最高水压需求与流体源的实际流体流速和压力进行比较。在住宅房屋单元的实际流体源能够满足最高的水压要求的情况下，防火喷头的数量是住宅房屋单元的干式管住宅消防系统设计中的住宅房屋单元内的所有设计喷头的总和。然后，根据NFPA标准13R(2002)规定的安装准则，以最小值实施设计。
基于NFPA标准13、13D、13R(2002)和UL标准1626(2003 10月)提出的准则进行测试，申请人已经验证了湿式管住宅防火喷头系统的水压要求设计标准适合于干式管系统。基于根据所述准则的测试，已经发现住宅防火喷头能够在15秒的最大水传输时间内，向就水压而言的最远距离的喷头传输由NFPA标准13、13D、13R(2002)和UL标准1626(2003 10月)公布的必要密度，同NFPA标准13(2002)表11.2.3.9.1中公布的一样，在干式管系统中以所需的密度0.05gpm/sq.ft输送并且同时满足UL标准1626(2003 10月)的测试要求。
特别是，多个住宅防火喷头中的每一个包括具有至少标定4的标准K指数的悬挂式防火喷头，如同在Tyco消防产品数据表TFP400系列II住宅悬挂喷头4.9K指数(Tyco Fire Product Datasheet TFP400 Series II Residential PendentSPrinklers4.9 K-factor)(2004年，4月)中表示和描述的一样，并且所述喷头标识为喷头标识号码TY2234，在此将所述数据表全部引作参考；具有至少标定4.2的标准K指数的侧壁式喷头，如同在Tyco消防产品数据表TFP410系列IILFII住宅水平侧壁喷头4.2K指数(Tyco Fire Product Datasheet TFP410 Series IILFII Residential Horizontal Sidewall Sprinklers4.2 K-factor)(2004年，4月)中表示和描述的一样，所述喷头标识为喷头表示号TY1334，在此将所述数据表全部引作参考；和具有至少标定4的标准K指数的平齐悬挂式喷头，如同在Tyco消防产品数据表TFP410系列II LFII住宅平齐悬挂喷头4.2K指数(Tyco FireProduct DatasheetTFP410 Series II LFII Residential Flush Pendent Sprinklers 4.2 K-factor)(2004年，4月)中表示和描述的一样，所述喷头标识为喷头标识号TY2284，在此将所述数据表全部引作参考。当用在此处时，词语“标定”或“标称”表示与显示的数值有±10％的差异。
申请人通过上述在湿式系统中使用的测试已经验证了住宅防火喷头适合用在住宅干式管系统的发现。例如，标识的悬挂式喷头TY1334，TY2234，和TY2284符合包括平板、倾斜和有梁天花板的各种不同构造天花板的湿式系统的要求，所述要求在NFPA标准13、13D、13R(2002版)和UL标准1626(2003年10月)中声明。用于证实他们的发现的测试过程简要说明如下所述。
适合于确定现有的垂直取向的住宅喷头(例如，向上或悬挂式的)和水平取向住宅防火喷头(例如侧壁式的)的水平水喷散的测试构造，UL标准1626(2003 10月)要求放置一个所选择的喷头在一个细分为四个象限的保护区域之上，而该喷头位于象限中央。水收集盘被放在保护区域的一个象限上，由此象限的每个平方英尺被面积用一平方英尺面积的收集盘覆盖。对垂直取向型的喷头，收集盘的顶部低于测试区域的基本平板式天花板8英尺。对于水平取向型喷头，每一个收集盘的顶部低于天花板约6英尺10英寸。所述面积基本是覆盖物长度和宽度的乘积。象限的长度L基本是覆盖长度的一半，宽度W基本是覆盖宽度的一半。通过一个内径为一英寸的管件，按照喷头的安装说明中指定的流速将水提供给所选择的喷头并且对喷头进行测试，所述管件包括具有出口的T型接头，所述出口具有与所选择的喷头入口大致相同的内径。测试持续20分钟，在测试结束时，测量收集盘收集的水以确定堆积的量是否符合最小密度要求。测试的附加细节在UL标准1626(2003年10月)中表示和描述，在此引入作为参考。
适合于为确定其它现有的垂直取向的住宅喷头(例如，垂直或悬挂式的)和水平取向住宅防火喷头(例如侧壁式的)的垂直水喷散的测试构造，UL标准1626(2003年10月)给出两种配置。用于垂直取向的喷头的第一种配置是，喷头位于覆盖长度或宽度的一半的位置。用于水平取向的喷头的第二种配置方法是，喷头位于墙表面上低于基本平板式天花板的位置但是不低于天花板下28英寸处，并且不大于墙壁连续表面的一半的距离。通过一个内径为一英寸的管，按照喷头的安装说明中限定的水的流速将水输送给喷头并且对喷头进行测试。面积为一平方英尺的收集盘放在地板上靠在测试范围的墙壁上，因此所述盘的顶部比标定的8英尺的基本平板式天花板低6英尺10英寸。测试时间为10分钟，此时在覆盖区域中的墙壁应当以预定的设计流速、在离喷头28英寸的范围内被喷湿。在覆盖范围是正方形的情况下，每个墙壁必须以至少喷头流出量的百分之五被喷湿。在覆盖范围是长方形的情况中，每个墙壁必须以所收集水量的一定比例被淋湿，即基本等于墙的长度除以覆盖范围的周长的数倍的20％。
也可以根据每种住宅防火喷头的UL标准1626(2003年，10月)，实施实际防火测试。特别是，有三种测试配置可以在具有标定的8英尺的基本水平或平板式天花板和模拟家具的房间内使用，以便被测试的住宅喷头能够将四个不同位置的温度限制在特定温度。在所有三种测试配置中，一个长方形覆盖范围设置有第一和第二平行的墙壁，它们的长度大于与第一和第二墙壁分别垂直延伸的第三和第四墙壁。第三和第四墙壁分别设置有一个入口；一个入口具有35英寸的宽度，另一个入口具有41英寸的宽度。
待测试的两个喷头分开设置在相距第一距离的位置，以使得其所提供的流体分散大于保护面积。待测试的第三个喷头放在接近较大宽度处的开口的位置。模拟的家具定位成正交构造以基本围绕一个木框和远离较小开口的保护区域的一个角落。第一个热电偶位于天花板上0.25英寸，并且离一个角落的对角方向的10英寸处。第二个热电偶位于房间的几何中心和低于天花板3英寸的位置。关于测试的房间、火源燃烧特点、喷头安装和执行防火测试的具体参数的附加细节在UL标准1626(2003.10)中提供。
在用于垂直取向喷头(例如，悬挂式、垂直、平齐式、槽式悬挂和隐藏式)的第一防火测试配置中，第三个热电偶位于天花板下3英寸，距离最接近模拟家具定位的第一喷头8英寸的位置。第一喷头位于距离第二喷头路程L的位置，因此第一喷头位于距离带有较小出口的第三墙壁一半路程L的位置。第三喷头位于距离第二墙壁3英尺和距离较大开口4英寸的位置。
在用于水平喷头的第二防火测试的配置中，第一和第二喷头被固定在远离模拟家具的墙壁上，以距离W分开设置，因此第一喷头最接近于较小的出口并位于距离带有较小的开口的第三墙壁为一半W路程的位置。第二喷头距离固定在墙壁上的第三喷头大约标定的8英尺的位置。第三热电偶位于以房间宽度一半的距离与第一喷头直接交叉的位置，在天花板下3英寸和地板上5英尺又四分之一英寸。
在用于水平喷头的第三防火测试的配置中，第一和第二喷头被固定在接近模拟家具的墙壁中并且沿着墙壁以距离W分开设置。第三热电偶位于同第二测试配置相同的位置。
在所有三个防火测试配置中，当根据UL标准1626(2003年，10月)点燃火源，住宅防火喷头在至少一个喷头激活的15秒内在覆盖区域上方提供预定水流速，以将由第二和第三热电偶测定的温度限制在不超过600华氏度()。为了符合UL标准1626(2003，10)，由第三热电偶测定的最大温度不能超过200和在两分钟后的任何持续过程中不能超过多于130。为了符合UL标准1626(2003，10)，由第一热电偶测定的最大温度不超过500。
从以上情况可以看出的是，已经发现了用于图1A中的保护区域A的干式住宅系统中的设计标准与图1A中住宅单元R的保护区域A的湿式住宅系统中的住宅防火喷头的设计标准是相同的。这个发现迄今为止被认为是消防领域中未知的和为预见到的。这个发现允许在所述领域内执行一种以前无法获得的方法。该方法至少提供在住宅房屋单元中的干式喷头和干式喷头系统的设计、分类、批准和执行，可以认为所述住宅喷头和干式喷头系统提供了与湿式消防系统同样或类似的保护而没有湿式系统可能遇到的困难，例如水从喷头中泄漏或意外喷溅。
而且，根据申请人的发现，与住宅消防相相关的个人现在能够详细说明设计保护面积和确定指定保护面积的确定至少下述的设计参数对于各湿式或干式管系统而言的(1)适合湿式或干式住宅防火喷头使用的特定的喷头的数目是相同的；(2)天花板的种类与特定的喷头一致；(3)保护区域上方的每种天花板的特定覆盖范围；(4)对于在保护范围上方的每种天花板各特定覆盖范围的流速和剩余压力。现在这些个人能够在合适的信息媒介中获得上述标识参数，该信息媒介能使这些个人的设计过程更便利。例如，如在图2A和2B中示出的，信息媒介可以是具有图像用户界面的计算机。
参照图2A和2B，用户可以将程序下载到信息媒介中(例如，计算机200)，其包含合适的计算机工具例如住宅防火喷头的判断和操作特点的数据库。计算机200将接收住宅应用中的要保护的面积的合适操作参数和将提供至少适合于这种住宅应用的干式管系统的住宅防火喷头适当选择(通过对话202、204、206、208或菜单)。作为示例，用户可以在对话型入口中从菜单中选择或提供实际保护区域的任意值和该保护区域(例如，障碍或天花板偏差)的不同参数；选择喷头的种类(例如，垂直式的，悬挂式的，侧壁式的，或平齐悬挂式的，平齐侧壁式的)；选择合适的标称标准K指数；和选择湿式和干式管系统中的一种或两种。一旦将合适的参数输入计算机，就使用编程到计算机中的计算机工具以提供给用户一个适合于该设计的住宅防火喷头的选择，例如，合适的喷头的标识符，对干式或湿式系统都必须的喷头的数量。
在不同的通讯媒介中，用户能获得湿式和干式住宅系统的设计参数的图像列表。在纸件媒介中，基于任何合适的指导原则，可以将设计参数列表成与设计保护区域的种类相适应。指导原则选为天花板的种类。基于这种指导原则，以下列形式给用户提供设计参数，即，最大覆盖范围、喷头间最大间距、喷头的导向板和天花板间的最大间距、这些参数所需的具有剩余压力的流速。在另一个例子中，指导原则可以是喷头的种类(例如，垂直式的、悬挂式、侧壁式)以便能够提供与设计原则一致的适合的设计参数列表。因此，指导原则可以从任何设计参数中选择，和能将与指导原则相一致的适合的设计参数列表并且通过合适的信息媒介提供。尽管已经描述了一种电子信息媒介，其它信息媒介也是合适的，如，语音即时无线信息媒介(例如移动电话)或语音即时免费有线通信(例如，有线电话)。作为选择，信息媒介可以是纸件。
不论信息媒介的特性如何，媒介优选包括消防信息的标识，例如，(1)用于多个保护区域中的每一个的至少一种防火喷头；(2)住宅单元中的多个受保护的区域，多个设计保护区域中的每一个具有X和Y尺寸，其中X是从10英尺到20英尺的任何值，Y是从10英尺到24英尺的任何值；和(3)分别用于多个保护区域的多个最小流速和剩余压力。信息媒介也可以包括湿式和干式管住宅防火喷头网络的描述，其指导用户基于防火信息的标识消防系统利用相同数量的至少一个住宅防火喷头在房屋单元中的一个湿式或干式管系统中设计住宅消防系统，，所述防火信息是诸如确定住宅防火喷头数量的计算。
防火信息标识也包括保护区域的信息，其与下述信息中至少一个相关(a)覆盖设计保护区域的天花板的种类，如，基本平板式、斜式、或带梁的天花板；(b)任何两个至少一种住宅防火喷头之间的间距；(c)至少一种防火喷头的标准K指数，诸如标称的4或5的标准K指数；(d)每个喷头的最小流速，如，在具有不同的天花板构造的多个设计保护区域的一个区域中，当住宅喷头与管网的至少一个干式管连接时，标准K指数为4.9的悬挂式住宅喷头的多个流速。
关于安装，这里所示和描述的合适的住宅防火喷头可以连接到干式管网，在喷头激活后，例如水源的灭火流体供应到所述干式管网。优选的实施方式包括适合用于例如干式管系统(例如，即全部系统暴露于建筑物中不受热部分的冰点温度下)或湿式管系统(例如喷头延伸到建筑物不受热部分)的住宅防火喷头。
虽然本发明结合参考一定的实施方式来进行说明，但是对所描述的实施方式的许多修改、变更和变化是可以的，它们没有离开本发明的领域和范围，如同所附的权利要求中所限定的。因此，换句话说本发明不限于所描述的实施方式，而且本发明具有下述权利要求的语言所定义的整个范围及其等同物。
权利要求
1.一种设计在住宅房屋单元中干式管住宅消防系统的方法，该住宅房屋单元具有如2002国家消防协会标准13、13D和13R定义的多个隔间，该方法包括确定用于确定管网的住宅防火喷头水压要求计算所必须的住宅防火喷头的最小数量和位置，所述管网填充有水并且配置成用于保护所述多个隔间；和如上述所确定的，在填充有气体的住宅防火喷头管网中指定住宅防火喷头的最小数量和位置用于保护所述多个隔间。
2.权利要求1的方法，其中所述确定步骤包括限定湿式管防火喷头系统中的流体供应源的压力和流速的量值；和选择具有适合湿式管防火喷头系统中的流体供应源压力和流速的标准K指数的住宅喷头。
3.权利要求2的方法，其中指定步骤包括计算从流体供应源到选用的住宅防火喷头的所选用的住宅防火喷头的水压流速，以确定所选用的防火喷头是否需要最高的水压的流速，所选用的防火喷头在住宅房屋单元的一个隔间内达到最大值2个。
4.权利要求2的方法，其中指定步骤包括计算从流体供应源到选用的住宅防火喷头的所选用的住宅防火喷头的水压流速，以确定所选用的防火喷头是否需要最高的水压的流速，所选用的防火喷头在住宅房屋单元的一个隔间内达到最大值4个。
5.权利要求3和4之一的方法，其中指定步骤包括选择具有标称的标准K指数的住宅防火喷头，所述标称的标准K指数选自由3.0、3.9、4.1、4.2、4.3、4.4、4.7、4.9、5.5和5.6组成的标准K指数的组。
6.权利要求5的方法，其中所述水流速度包括以每分钟加仑计的水的流速，其选自由每分钟12、13、14、16、17、18、19、20、21、23、24、25、26、27和28加仑组成的流速的组。
7.一种设计在住宅房屋单元中干式管住宅消防系统的方法，该住宅房屋单元具有如2002国家消防协会标准13D定义的多个隔间，该方法包括基于湿式管防火喷头系统的住宅房屋单元的一个隔间内的喷头数量达到2个的所有住宅防火喷头的水压要求计算，来确定住宅防火喷头的最小数量；和如上述所确定的，在填充有气体的住宅防火喷头管系统中指定住宅防火喷头的最小数量和位置，从而保护根据NFPA 13D安装的多个隔间，所述系统包括a)给管网提供足够的水流速的水供应源，由此在预定的期间维持预先选择的密度；b)单独的控制阀；c)干式管阀；和d)管网，当住宅喷头在未激活状态时，所述管网待填充有气体，由此所述管为干式。
8.一种设计在住宅房屋单元中干式管住宅消防系统的方法，该住宅房屋单元具有如2002国家消防协会标准13和13R定义的多个隔间，该方法包括基于湿式管防火喷头系统的住宅房屋单元的一个隔间内的喷头数量达到4个的所有住宅防火喷头的水压要求计算，来确定住宅防火喷头的最小数量；和如上述所确定的，在填充有气体的住宅防火喷头管系统中指定住宅防火喷头的最小数量和位置，从而保护根据NFPA 13R安装的多个隔间，所述系统包括a)给管网提供足够的水流速的水供应源，由此在预定的期间维持预先选择的密度；b)单独的控制阀；c)干式管阀；和d)管网，当住宅喷头在未激活状态时，所述管网待填充有气体，由此所述管为干式。
9.权利要求1，7和8之一的方法，其中，所述指定步骤包括识别用在房屋单元的至少一种类型的住宅防火喷头；由房屋单元中的至少一种类型的住宅防火喷头所保护的多个保护区域，多个保护区域的每一个具有X×Y尺寸，其中X是从10英尺到20英尺的任何值，Y是从10英尺到24英尺的任何值；和多个保护区域之一各自的多个最小流速和剩余压力。
10.权利要求9的方法，其中多个保护区域与下述多项中的至少一项相关(a)至少一种类型的住宅防火喷头中的任意两个之间的间距；(b)在保护区域上方的天花板的种类；(c)至少一种类型的住宅防火喷头的标准K指数；(d)每个喷头的最小流速；(e)供应给至少一种类型的住宅防火喷头的流体的压力；和(f)至少一种类型的住宅防火喷头激活时的温度。
11.权利要求10的方法，其中多个保护区域包括至少基本平板式、斜式或带梁的天花板之一的保护面积，所述保护面积包括144平方英尺、196平方英尺、256平方英尺、288平方英尺、320平方英尺、或400平方英尺中的至少一个。
12.权利要求11的方法，其中标准K指数包括含4和5的多个标称K指数。
13.权利要求12的方法，其中所述的至少一种类型的住宅防火喷头包括选自由具有标准K指数为5的悬挂式喷头、具有标准K指数为4的侧壁式喷头、和它们的组合的之一组成的组。
14.权利要求13的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.9的悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺2英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有水平的天花板，该多个流速包括对大约144、196或256平方英尺的保护面积为大约每分钟15加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟17加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟20加仑。
15.权利要求14的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.2的侧壁式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该多个流速包括对大约144平方英尺的保护面积为大约至少每分钟12加仑；对大约196或256平方英尺的保护面积为大约至少每分钟16加仑；或对大约288平方英尺的保护面积为大约至少每分钟19加仑，对大约320平方英尺的保护面积为大约至少每分钟23加仑。
16.权利要求13的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.2的悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺2英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域，该保护区域具有水平的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟13加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟18加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟22加仑。
17.权利要求13的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.2的悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺8英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有斜式的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟17加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟19加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟24加仑。
18.权利要求13的方法，其中最小流速包括各自的标准K指数为4.2的两个悬挂式喷头在与管网中的干式管分别连接时以每英尺8英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有斜式的天花板，该多个流速包括对大约144、196或256平方英尺的保护面积为大约每分钟14加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟18加仑。
19.权利要求18的方法，其中计算步骤包括提供至少每分钟每平方英尺0.1加仑的密度。
20.权利要求18的方法，其中计算步骤包括给所述最小数量的住宅防火喷头的每一个提供至少每分钟每平方英尺0.05加仑的密度。
21.一种住宅房屋单元消防系统，该住宅房屋单元具有如2002国家消防协会标准13D所定义的多个隔间，所述消防系统包括接近房屋单元定位的压力流体的供应源；与流体供给源流体连接的管网，所述管网包括至少一个在每个隔间上方的延伸管道，该至少一个管道一般填充有气体，由此所述至少一个管是干式管；和位于邻近每个隔间的位置的一定数量的住宅防火喷头，一定数量的住宅防火喷头中的每一个与所述至少一个填充气体的管道连接，由此一旦激活一定数量的住宅防火喷头中的至少一个防火喷头，在第一时间间隔内流体会从流体供给源输送到隔间，其中，住宅防火喷头的数量是基于所有住宅防火喷头的所计算的水压要求，所述所有住宅防火喷头在一个隔间内达到两个喷头、具有最高的计算需求。
22.一种住宅房屋单元消防系统，该住宅房屋单元具有如2002国家消防协会标准13和13R定义的多个隔间，所述消防系统包括接近房屋单元定位的压力流体的供应源；与流体供给源流体连接的管网，所述管网包括至少一个延伸到每个隔间的管道，该至少一个管道基本填充气体，因此所述至少一个管是干式管；和位于邻近每个隔间的位置的一定数量的住宅防火喷头，一定数量的住宅防火喷头中的每一个与所述至少一个填充气体的管道连接，由此一旦激活一定数量的住宅防火喷头中的至少一个防火喷头，在第一时间间隔内流体会从流体供给源输送到隔间，并且，住宅防火喷头的数量是基于所有住宅防火喷头的所计算的水压要求，所述所有住宅防火喷头在一个隔间内达到四个喷头、具有最高的计算需求。
23.权利要求21和22之一的住宅房屋单元消防系统，其中第一时间间隔包括大约10秒钟。
24.权利要求21和22之一的消防系统，其中第一时间间隔包括大约15秒钟。
25.权利要求21的消防系统，其中住宅防火喷头包括具有至少标称为4的标准K指数的住宅悬挂式防火喷头。
26.权利要求24的消防系统，其中住宅防火喷头包括具有至少标称为4标准K指数的住宅侧壁式喷头。
27.一种方法，包括识别在2002国家消防协会标准13、13D和13R定义的住宅房屋单元消的防信息，所述消防信息包括用于多个受保护区域中的每一个区域的至少一种类型的防火喷头，其包括防火喷头的标准K指数；房屋单元中的多个受保护的区域，多个设计保护区域中的每一个都具有X×Y尺寸，其中X是从10英尺到20英尺的任何值和Y是从10英尺到24英尺的任何值；多个区域各自的多个最小流速和剩余压力；和指导用户根据所述消防信息在房屋单元中在湿式或干式管系统中用相同数量的至少一种类型住宅防火喷头设计住宅消防系统。
28.权利要求27的方法，其中消防信息包括与下列多项中的至少一项相关的保护区域(a)在所述设计保护区域上方的的天花板的种类；(b)所述至少一种住宅防火喷头中的任意两个之间的间距；(c)所述至少一种防火喷头的标准K指数，其从标称的4到6；(d)每个喷头的最小流速；(e)向所述至少一种类型的住宅防火喷头提供的流体的压力；和(f)所述至少一种类型的住宅防火喷头激活时的温度。
29.权利要求28的方法，其中多个保护区域包括基本平板式、斜式或带梁的天花板中的至少一种的保护面积，所述保护面积包括144平方英尺、196平方英尺、256平方英尺、288平方英尺、320平方英尺、或400平方英尺中的一种。
30.权利要求29的方法，其中标准K指数包括含标称的4和5的多个标准K指数。
31.权利要求29的方法，其中所述至少一种类型的住宅防火喷头包括选自由具有标注K指数为5的悬挂式喷头、具有标准K指数为4的侧壁式喷头、和它们的组合的之一组成的组。
32.权利要求31的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.9的住宅悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺2英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有水平的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟15加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟17加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟20加仑。
33.权利要求31的方法，其中标准K指数为4.2的住宅侧壁式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该多个流速包括对大约144平方英尺的保护面积为大约每分钟至少12加仑；对大约196或256平方英尺的保护面积为大约每分钟至少16加仑；或对大约288平方英尺的保护面积为大约每分钟至少19加仑，对大约320平方英尺的保护面积为大约每分钟至少23加仑。
34.权利要求31的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.2的住宅悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺2英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有水平的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟13加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟18加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟22加仑。
35.权利要求31的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.2的住宅悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺8英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有斜式的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟17加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟19加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟24加仑。
36.权利要求31的方法，其中最小流速包括各自的标准K指数为4.2的两个住宅悬挂式喷头在与管网的干式管分别连接时以每英尺8英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有斜式的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟14加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟18加仑。
全文摘要
显示和描述在住宅房屋单元(R)中设计住宅消防系统的一种方法。住宅房屋单元(R)具有2002国家消防协会标准13、13D和13R定义的多个隔间。该方法通过以下步骤实现确定住宅防火喷头(40A，40B，40C)的最小数量和位置，它们是确定管网(100)的住宅防火喷头(40A，40B，40C)水压要求计算所必须的，管网充满水并排列用来保护多个隔间；和指定填充气体的管网(100)中的住宅防火喷头(40A，40B，40C)的最小数量和位置。还显示和描述了发明的多个方面。
文档编号A62C37/36GK101076377SQ200580020656
公开日2007年11月21日 申请日期2005年6月24日 优先权日2004年6月24日
发明者J·E·戈林瓦 申请人:泰科消防产品有限责任公司
技术领域：
自动喷头系统是被最广泛使用的防火设备之一。这些系统具有喷头，一旦在如房间或建筑物的环境中周围温度高于预定值，喷头就被激活。一旦激活，喷头在房间或建筑物内喷散出灭火流体，优选为水。取决于其特殊结构的喷头系统，如果能够控制或压制火势则被认为是有效的。在建筑物改造或废弃过程中使得这些系统失效时，系统可能发生故障，或占用率危险已经增加到超过初始系统效力。
喷头系统设置有水源(例如，存储槽或市政供水)。该水源可以与消防机构的用水分开。无论何种水源，喷头系统设置有进入建筑物的管线以提供上升管。与上升管连接的是阀、仪表和优选警报器，当系统内水流超过预定最小值时警报器发声报警。在垂直上升管的顶部，水平排列的管列延伸通过建筑物内的火灾隔间。其它上升管给系统提供相邻火灾隔间的分配网络。隔间法将大的建筑物在单独一层上进行水平划分，和在层与层之间进行垂直划分。因此，几个喷头系统服务于一个建筑物。
在管分配网络中，支线带有喷头。喷头从支线向上延伸，将喷头安放在相对靠近天花板的位置，或喷头可以悬挂在支线的下面。对于使用暗管的情况来说，平接安装的悬挂喷头可以延伸到仅稍微低于天花板的位置。
喷头系统可以设置成不同的结构。在湿式管系统中，例如用于具有管支线的加热空间的建筑物内，所有的系统管道包含诸如水的灭火流体，以便通过被激活的喷头将其立即释放出来。在于式管系统中，例如使用在不热的开放区域、冷室、过道或暴露于冰冻环境的其它区域例如在严寒气候中的不加热建筑物或用于冷藏室，消防系统的管道、上升管和供给主管、分配器(disposed)、支线和其它分散管可以包含加压的干气(空气或氮气或它们的混合气体。)使用阀来将含有干气的管道和含有诸如水的灭火流体的管道分开。在一些实际应用中，在气体压力保持在上升管处的干式管阀关闭。当火的热量激活喷头，气体逸出并且干式管阀松开，水进入支线；当喷头喷洒出水时灭火开始。由于本质上的区别，干式喷头系统对火情的反应要慢于湿式系统，因为在灭火流体从防火喷头排出前，必须首先从系统中排出干气。该延迟给喷头形成“出水输送时间”。在具有干式管系统的防火设计中，水输送时间引入了需要考虑的附加变量。
背景技术：
在消防系统的设计和安装中存在不同的标准。特别是，国家消防联合(“NFPA”)在它的喷头系统13(2002)的安装标准(“NFPA标准13”)中描述了消防系统的各种的设计思路和安装参数，在此将该标准全部引入作为参考。NFPA标准13所提供的多种设计思路中之一是用于消防系统中喷头的数量。对于湿系统，NFPA标准13在A.14.4.4中描述了喷头的数量由设计面积计算结果或由喷头的特定最小数量决定。
NFPA标准13还通过对湿式管系统进行改进来提出一些干式管消防系统的设计思路。例如，在干式管系统中，对于商业仓储(NFPA标准13，12.1.6.1)和干式管系统(NFPA标准13，14.4.4.4.2)，NFPA标准13规定，在这样的应用中总体上干式管系统的设计面积超过湿式管设计面积的30％，因此干式管系统的消防喷头的数量总体上比湿系统中同样数量的喷头增加30％。在商业消防中使用大滴喷头的情况中，NFPA显示(在表12.3.2.2.1(b)和12.3.4.2.1中)，当干式管系统代替湿式管用于这些喷头时，需要增加喷头的规定数量(例如，50％或更多)。在居住应用中，当将商业防火喷头用于干式管中而不是湿式管系统时，设计面积必须增加30％，因此也必须增加这些喷头的数量，并且因此水压的要求也增加。从NFPA标准13中可以明显看出的是，在保持所有其它设计参数不变时，使用干式管系统代替湿式管系统将在喷头的数量上需要相当大的增加，这将增加干式管系统的水压要求。
尽管NFPA标准13以广义术语提到湿式管和干式管系统，NFPA标准13基本上没有关于干式管住宅喷头系统的设计和安装标准的记载。例如，NFPA标准13没有指出任何干式管住宅防火喷头系统的设计标准，包括在干式管消防系统中的水压的要求计算、与水压需求计算相一致的住宅防火喷头的数量、或住宅防火喷头的安装限制和使用。事实上，NFPA标准13(2002)特别禁止住宅防火喷头在除湿系统外的任何系统上的使用，除非住宅防火喷头列出了这样其它的应用，如在NFPA标准13在8.4.5.2中规定的。
住宅喷头应当仅用在湿系统中除非特别罗列出用于湿式管系统或预动系统中(重点添加)。
NFPA对住宅用房的湿式管消防系统的设计和安装提供独立标准。从1975年开始，NFPA提供一和两户住宅和人造房13D的喷头系统的安装标准(“NFPA标准13D”)。部分地由于城市日益都市化的现象，NFPA在1989年发布，适用低层住宅设备的另一个标准，命名为高度为四层以下含四层的住宅中的喷头系统的安装标准13R(NFPA标准13R)。NFPA标准13D和13R最新版本分别是2002年版NFPA标准13和13R，这里作为参考引用其全部内容。从1988年开始，保险商实验所(“UL”)规定附加要求，即住宅防火喷头必须符合住宅消防系统，如同在消防服务1626的保险商实验住宅防火喷头(“UL标准1626”)中所声明的。UL标准1626的最新版本是2003年10月的版本，这里作为参考引用其全部内容。
NFPA和UL为住宅消防系统提供类似的水密度要求。NFPA标准13(2002)规定(11.2.3.5.2节)，具有基本平板式天花板的住宅用房的保护区域的密度是以下二者中的较大值，它们是(a)超过设计面积的水压要求最高的4个喷头每平方英尺每分钟0.1加仑(b)一个列出的住宅最小密度，。所列出的住宅最小密度在NFPA标准13D或13R(2002)中能够找到。NFPA标准13D(2002)规定(8.1.1.2.2和8.1.2节)，所列出的用于住宅用途的防火喷头应当具有流向设计喷头的0.05加仑每分钟每平方英尺的最小流出密度，其中设计喷头的数量包括在具有基本平面光滑天花板的隔间中、最大值为2个的需要最大水压要求的所有喷头。NFPA标准13R(2002)规定(6.7.1.1.2.2节和6.7.1.2节)，所列出的用于住宅用途的防火喷头应当具有流向设计喷头的0.05加仑每分钟每平方英尺的最小流出密度，其中设计喷头的数量包括在具有基本平面光滑天花板的隔间中、最大值为4的需要最大水压要求的所有的喷头。另一方面，UL标准1626(2003，10月)规定(在表6.1中)具有基本平面天花板的覆盖区域的密度最小值为每分钟每平方英尺0.05加仑。
尽管NFPA标准13D或13R在湿式管住宅消防系统的设计和安装上提供了相当大的弹性，但是仍然严格禁止任何现有的允许在湿式管住宅系统中使用的住宅防火喷头用于除湿系统外的任何应用。特别是，NFPA标准13R和13D(2002)都重申NFPA标准13(2002)所提出的限制规定，它规定禁止在湿式管外的其它系统中使用住宅喷头，分别在6.6.7.1.2和7.5.2节中规定，即住宅喷头不能用在除湿式管系统外的系统上，除非特别列出在所述特定种类的系统上使用。(重点添加)。
虽然这些标准已经考虑了除湿式管系统外的住宅管道系统，例如干式管住宅系统，但是这些标准没有提供任何关于作为这样系统设计的一部分怎样确定水压要求的指示。并且因为标准中关于使用干式管代替湿式管的准则，那些在非住宅应用中使用干式管喷头系统的要求通常使干式管的水压需求增加到超过湿式管系统，通过根据湿式管系统增加设计面积或者喷头的数量。现在，可以确信的是，在住宅应用中住宅防火喷头不允许用于干式管系统。因此，在住宅应用中除湿式管防火喷头系统外的设备的设计方法和安装要求非常缺乏。
发明内容
在一个方面，本发明提供一种在住宅房屋单元中的干式管住宅消防系统的设计方法。该住宅房屋单元有很多如2002国家消防协会标准13、13D、13R中定义的隔间。通过下述步骤来实现该方法通过确定住宅防火喷头的最小数量和位置，其是确定管网的住宅防火喷头水压要求计算所必须的，该管网填充水并配置成保护多个隔间。与对湿式管网络进行确定相同的、确定住宅防火喷头的最小数量和位置的方法，用来决定管网的水压要求，该管网填充气体并配置成保护住宅房屋单元的多个隔间。
在本发明的另一个方面，提供一种消防系统住宅房屋单元的消防系统。该住宅房屋单元有很多如2002国家消防协会标准13D中定义的隔间。该系统包括加压流体源，管网，多个住宅防火喷头。加压流体源位于最接近房屋单元的地方。管网与流体源进行流体连接，管网包括至少一个延伸到每个隔间的管道。该至少一个管道基本填充气体从而至少一个管是干的。所述多个住宅防火喷头位于邻近每个隔间的位置，多个住宅防火喷头中的每一个连接所述的至少一个填充气体的管道，由此一旦多个住宅防火喷头中的至少一个防火喷头激活，流体会在第一时间间隔内从流体源输送到隔间。并且，住宅防火喷头的数量是基于所计算的所有住宅防火喷头的水压要求，所述所有住宅防火喷头是在一个隔间内具有最高计算需求的数量可以达到两个的喷头。
在本发明的进一步的一个方面，提供一种消防系统住宅房屋单元的消防系统。该住宅房屋单元有很多如2002国家消防协会标准13和13R中定义的隔间。该系统包括加压流体源、管网、多个住宅防火喷头。加压流体源位于最接近房屋单元的地方。管网与流体源流体连接，管网包括至少一个延伸到每个隔间的管道。该至少一个管道基本填充气体因此至少一个管是干式管。所述多个住宅防火喷头位于邻近每个隔间的位置，多个的住宅防火喷头中的每一个连接所述至少一个填充气体的管道，由此一旦多个住宅防火喷头中的至少一个防火喷头激活，流体会在第一时间间隔内从流体源输送到隔间。并且，住宅防火喷头的数量是基于所计算的所有住宅防火喷头的水压要求，所述所有住宅防火喷头是在一个隔间内具有最高计算需求的数量可以达到四个的喷头。
在本发明的另一个方面，提供一种如在2002国家消防协会标准13、13D、13R中定义的住宅房屋单元的传输消防信息的方法。所述方法包括识别住宅消防信息和指导用户根据信息设计住宅消防系统。所述识别包括用于多个受保护区域中的每一个的至少一种防火喷头，还包括防火喷头的标准K指数；房屋单元中的多个受保护的区域，多个设计保护区域中的每一一个都具有X和Y尺寸，其中X是从10英尺到20英尺的任何值和Y是从10英尺到24英尺的任何值；多个区域分别的多个最小流速和剩余压力。信息可应用在湿式和干式管住宅防火喷头网络上，因此在防火信息标识的基础上，指导用户在居住单元中在一个湿式或干式管系统中使用相同数量的至少一个防火喷头来设计住宅消防系统。
附图在此引入并组成说明书的一部分，其解释本发明的示例性实施方式，并且与上述的概述和下面的详细说明一起，用于说明本发明的特点。
图1 A是根据优选实施方式的具有垂直取向和水平取向的喷头的住宅喷头系统的透视图。
图1B和1C分别图解图1A的悬挂和侧壁的喷头。
图2A和2B图解优选的湿式或干式喷头设计方法的优选的信息媒介。
具体实施方案图1-2图解优选实施方式。特别地，图1A显示住宅房屋单元R。如此处所用，“住宅”意为NFPA标准13D，13R(2002)中定义的“房屋单元”，该住宅包括商业房屋单元(例如，出租的单元住宅，出租的房间和公寓，提供膳宿和看护的设施，医院，汽车旅馆或宾馆)，以表示一个或多个房间，安排成用于独立地居住在一起，作为一个单独的家务管理单元，其通常拥有烹饪，居住，卫生间，和睡眠设施。住宅房屋单元通常包括多个如NFPA标准13、13D、13R中定义的隔间，每个隔间基本是由墙壁和天花板围成的空间。关于住宅消防的标准，包括2002标准13、13D、13R，如由国家消防联合(“NFPA标准13(2002)”、“NFPA标准13D(2002)”、“NFPA标准13R(2002)”)和保险商实验所用于消防服务1626的住宅防火喷头(2003 10月)(“UL标准1626(2003，10月)”)颁布的标准，在此全部引入作为参考。
在图1A中的住宅房屋单元R中，为多个保护区域提供示例性的干式管消防系统，包括细分的保护区域，即在住宅单元R内受保护的隔间。例如，在长L和宽W的保护区域A中，干式消防系统包括加压流体源10如合适流体源10，位于接近于居住单元R的位置。管网100优选通过单控制阀20连接流体源10，单控制阀20用于关掉通过管14流向居住者的家庭水系统的流体和通过管18流向住房屋住单元R的消防系统的流体。止回阀13可以设置在控制阀20上游以便阻止水源的污染。控制阀20连接到合适的干式管阀30(或其它控制阀)，干式管阀30安放在控制阀20和管网之间。测试和排出线路16可以设置在控制阀20的下游。
流体源10包括多个水源，一个提高的流体或加压流体槽，或带水泵的水存储库，其能满足适当的时期例如，10-30分钟的消防系统的需求，而不妨碍居住者使用家庭用水。在水系统被设计成同时供应房屋单元的居住者的需要和消防系统的地方，水系统应当(1)在激活住宅防火喷头系统时，确保供应到多个房屋单元的每分钟超过5加仑的水需求，同时不会导致阻止家庭用水源的流动供给；(2)包括烟和火检测器；(3)包括列出的或批准的用于喷头系统的管；(4)当地政府官方机构的批准或允许；(5)包括住宅防火喷水系统连通到家庭系统的警告；(6)不给系统增加限流设备如水过滤器。
管网包括连接到主管22的上升管18。主管22连接多个延伸到每个细分的区域的支管22a，22b、22c、22d、22e...22n。主管22和支管22a，22b，22c，...22n通常填充合适的气体(例如，空气或氮气或它们的混合气)，因此管是干式的。压力表24安装在管网100中以便显示系统的压力。支管22a、22b、22c、22d、22e...22n连接一定数量的邻近每个细分区域定位的住宅防火喷头40A、40B、40C。
根据系统的设计，住宅防火喷头可以是经批准用在干式住宅设施中的垂直取向式防火住宅防火喷头。垂直取向式住宅防火喷头包括，例如，悬挂喷头40A，垂直式喷头40B，平齐式或隐蔽悬挂住宅防火喷头。住宅防火喷头可以是经批准用在干式住宅设施中的水平取向式住宅防火喷头。水平取向式住宅防火喷头包括，例如侧壁喷头40C，平齐式或隐蔽的侧壁住宅防火喷头。
参照图1B，其中进一步详细表示图1A中的干式管网的悬挂式住宅防火喷头40A。特别是，喷头40A包含主体42A，该主体42A限定一条在进口42C和出口42D之间基本垂直于保护区域的沿纵轴A-A取向的通路42B。主体42A连接干式管系统以便用干气体或空气填充通路42B。通路42B具有标准K指数，其中所述标准K指数等于通过通路的以加仑计的每分钟水流量除以供给主体的以磅每平方英寸计量的水压的平方根(GPM/(psig)1/2)。标准K指数包括，但不限于，标定的3.0、3.9、4.1、4.2、4.3、4.4、4.7、4.9、5.5、或5.6K指数中之一。主体42A具有至少一个接近出口42D的连接到主体42A上的边框臂42E。一个封闭结构42F位于接近出口42D的位置由此封闭通路42B。配备一个热响应触发器42G用于制动封闭结构42F因此关闭所述通路。导向板42H通过至少一个边框臂42E和救火水龙头42I连接主体，因此导向板42H与出口和纵向轴A-A线分开并且基本对准。垂直式住宅喷头40B包括许多与住宅悬挂式喷头40A类似的构件，因此未进行描述以保持说明简洁。当热响应触发器42G被激活，定位关闭结构42F以允许干气从干式管和通路42B中排出，并且水流填充前述干式管并且沿轴A-A从开口42D流出。通过主体42A的水流包括不同的流速，如，举例来说，大约每分钟13、16、17、19、21、或24加仑。通过干式管系统的水流或防火流体流通过导向板分散到保护区域上，由此喷头通过其自身，或与其它喷头结合，保护住宅房屋单元的所述区域。
参照图1C，其中进一步详细表示图1A中的干式管网的侧壁式住宅防火喷头40C。特别是，喷头40C包含主体44A，该主体44A限定一条在进口44C和出口44D之间的基本平行于保护区域A的沿水平轴A-A取向的通路44B。通路44B具有标准K指数，其中标准K指数等于通过通路的以加仑计的每分钟水流量除以供给主体的以磅每平方英寸计量的水压的平方根(GPM/(psig)1/2)。标准K指数包括，但不限于，标定的4或5K指数中的任何一个。主体44A具有至少一个接近出口44D的连接到主体44A上的边框臂44E。一个封闭结构44F位于接近出口44D的位置以便封闭通路44B。配备一个热响应触发器44G用于制动封闭结构44F由此关闭通路。导向板44H通过至少一个边框臂44E和救火水龙头44I与主体连接，因此导向板44H与出口和纵向轴B-B分开并且基本对准。当热响应触发器44G被激活，定位关闭结构44F以允许干气从干式管和通路44B中排出，并且水流填充前述干式管并且沿轴B-B从开口44D流出。通过主体44A的水流包括不同的流速，如，举例来说，大约每分钟12、13、14、16、17、18、19、20、21、23、24、25、26、27或28加仑。通过干式管系统的水流或防火流体流通过导向板分散到保护区域上，由此喷头通过其自身，或与其它喷头结合，保护住宅房屋单元的所述区域。因此，将防火流体分散到住宅房屋单元的保护区域的装置可以是住宅侧壁式喷头40B的任何特定结构，在最佳实施方式中至少包括导向板44H。
尽管没有批准住宅防火喷头用于具有填充气体(即，“干式”)的管网的住宅用途来代替填充流体(即，“湿式”)的管网，但是申请者已经发现被批准仅用于湿式管住宅消防系统的住宅防火喷头满足NFPA标准13(2002)、13D(2002)和13R(2002)和UL标准1626(2003，10月)的批准要求。这个发现已经允许设计干式管网的住宅防火喷头系统，该系统通过确定要明确住宅防火喷头的水压计算所必须的住宅防火喷头最小数量和位置而实现。申请人还发现，对于符合NFPA13、13D和13R的某些应用来说，在填充有防火流体的管网中的住宅防火喷头的最小数量和位置可以用于确定与填充有气体管网连接的住宅防火喷头的水压要求。
特别是，参照图1A，住宅房屋单元的住宅防火喷头的数量和位置可以基于住宅房屋单元的隔间内的就水压而言的最远处的防火喷头的水压要求来确定。在住宅房屋单元能够被划分为如NFPA标准13D(2002)所定义的一或两户居住单元的情况中，房屋单元的系统水压要求通过估计住宅防火喷头的水压需求来确定，考虑墙壁或天花板的任何妨碍，为每个隔间的设计范围配备的喷头为最多两个喷头。特殊地，每个隔间可以选择设计一个或多个住宅防火喷头(如官方批准的具有超过防火设计的管辖区域以提供足够的流体密度)。选出的住宅防火喷头，即，设计喷头在选出的隔间中用于确定位于任何一个所选择的隔间内特定位置的最多为两个喷头的设计喷头是否具有住宅房屋单元的湿式消防系统的最高水压要求。对于每个隔间，基于从流体供应源到某些情况下为所有隔间的湿式管网的设计喷头的位置，计算水压要求。根据所计算的一些或所有隔间的水压要求，可以确定住宅房屋单元的特定隔间的最高水压要求。接着将这个最高水压要求与流体源的实际流体流速和压力比较。在住宅房屋单元的实际流体源能够满足最高的水压需求的情况下，防火喷头的数量是在住宅房屋单元的干式管住宅消防系统设计中的住宅房屋单元内的所有设计喷头的总和。然后，根据NFPA标准13D(2002)规定的安装准则，以最小值实施设计。
在能将住宅房屋单元划分成高度最多为4层并且包括4层的住宅房屋单元的情况中，如NFPA标准13R(2002)中所规定的，，房屋单元系统的水压要求通过估计住宅防火喷头的水压要求来确定，考虑到墙壁或天花板的任何妨碍，每个隔间的设计区域配备最多两个喷头。特殊地每个隔间可以选择设计一个或多个住宅防火喷头(如官方批准的具有超过防火设计的管辖范围以提供足够的流体密度)。所选择的住宅防火喷头，即，设计喷头在所选择的隔间中用于确定位于任何一个所选择的隔间内的特定位置的最多为4个的设计喷头是否具有住宅房屋单元的消防系统的最高水压要求。对于每个隔间，基于从流体供应源到某些情况下为所有隔间的湿式管网的设计喷头的位置来计算水压要求。根据计算的一些或所有隔间的水压要求，可以确定住宅房屋单元的特定隔间的最高水压要求。接着将这个最高水压需求与流体源的实际流体流速和压力进行比较。在住宅房屋单元的实际流体源能够满足最高的水压要求的情况下，防火喷头的数量是住宅房屋单元的干式管住宅消防系统设计中的住宅房屋单元内的所有设计喷头的总和。然后，根据NFPA标准13R(2002)规定的安装准则，以最小值实施设计。
基于NFPA标准13、13D、13R(2002)和UL标准1626(2003 10月)提出的准则进行测试，申请人已经验证了湿式管住宅防火喷头系统的水压要求设计标准适合于干式管系统。基于根据所述准则的测试，已经发现住宅防火喷头能够在15秒的最大水传输时间内，向就水压而言的最远距离的喷头传输由NFPA标准13、13D、13R(2002)和UL标准1626(2003 10月)公布的必要密度，同NFPA标准13(2002)表11.2.3.9.1中公布的一样，在干式管系统中以所需的密度0.05gpm/sq.ft输送并且同时满足UL标准1626(2003 10月)的测试要求。
特别是，多个住宅防火喷头中的每一个包括具有至少标定4的标准K指数的悬挂式防火喷头，如同在Tyco消防产品数据表TFP400系列II住宅悬挂喷头4.9K指数(Tyco Fire Product Datasheet TFP400 Series II Residential PendentSPrinklers4.9 K-factor)(2004年，4月)中表示和描述的一样，并且所述喷头标识为喷头标识号码TY2234，在此将所述数据表全部引作参考；具有至少标定4.2的标准K指数的侧壁式喷头，如同在Tyco消防产品数据表TFP410系列IILFII住宅水平侧壁喷头4.2K指数(Tyco Fire Product Datasheet TFP410 Series IILFII Residential Horizontal Sidewall Sprinklers4.2 K-factor)(2004年，4月)中表示和描述的一样，所述喷头标识为喷头表示号TY1334，在此将所述数据表全部引作参考；和具有至少标定4的标准K指数的平齐悬挂式喷头，如同在Tyco消防产品数据表TFP410系列II LFII住宅平齐悬挂喷头4.2K指数(Tyco FireProduct DatasheetTFP410 Series II LFII Residential Flush Pendent Sprinklers 4.2 K-factor)(2004年，4月)中表示和描述的一样，所述喷头标识为喷头标识号TY2284，在此将所述数据表全部引作参考。当用在此处时，词语“标定”或“标称”表示与显示的数值有±10％的差异。
申请人通过上述在湿式系统中使用的测试已经验证了住宅防火喷头适合用在住宅干式管系统的发现。例如，标识的悬挂式喷头TY1334，TY2234，和TY2284符合包括平板、倾斜和有梁天花板的各种不同构造天花板的湿式系统的要求，所述要求在NFPA标准13、13D、13R(2002版)和UL标准1626(2003年10月)中声明。用于证实他们的发现的测试过程简要说明如下所述。
适合于确定现有的垂直取向的住宅喷头(例如，向上或悬挂式的)和水平取向住宅防火喷头(例如侧壁式的)的水平水喷散的测试构造，UL标准1626(2003 10月)要求放置一个所选择的喷头在一个细分为四个象限的保护区域之上，而该喷头位于象限中央。水收集盘被放在保护区域的一个象限上，由此象限的每个平方英尺被面积用一平方英尺面积的收集盘覆盖。对垂直取向型的喷头，收集盘的顶部低于测试区域的基本平板式天花板8英尺。对于水平取向型喷头，每一个收集盘的顶部低于天花板约6英尺10英寸。所述面积基本是覆盖物长度和宽度的乘积。象限的长度L基本是覆盖长度的一半，宽度W基本是覆盖宽度的一半。通过一个内径为一英寸的管件，按照喷头的安装说明中指定的流速将水提供给所选择的喷头并且对喷头进行测试，所述管件包括具有出口的T型接头，所述出口具有与所选择的喷头入口大致相同的内径。测试持续20分钟，在测试结束时，测量收集盘收集的水以确定堆积的量是否符合最小密度要求。测试的附加细节在UL标准1626(2003年10月)中表示和描述，在此引入作为参考。
适合于为确定其它现有的垂直取向的住宅喷头(例如，垂直或悬挂式的)和水平取向住宅防火喷头(例如侧壁式的)的垂直水喷散的测试构造，UL标准1626(2003年10月)给出两种配置。用于垂直取向的喷头的第一种配置是，喷头位于覆盖长度或宽度的一半的位置。用于水平取向的喷头的第二种配置方法是，喷头位于墙表面上低于基本平板式天花板的位置但是不低于天花板下28英寸处，并且不大于墙壁连续表面的一半的距离。通过一个内径为一英寸的管，按照喷头的安装说明中限定的水的流速将水输送给喷头并且对喷头进行测试。面积为一平方英尺的收集盘放在地板上靠在测试范围的墙壁上，因此所述盘的顶部比标定的8英尺的基本平板式天花板低6英尺10英寸。测试时间为10分钟，此时在覆盖区域中的墙壁应当以预定的设计流速、在离喷头28英寸的范围内被喷湿。在覆盖范围是正方形的情况下，每个墙壁必须以至少喷头流出量的百分之五被喷湿。在覆盖范围是长方形的情况中，每个墙壁必须以所收集水量的一定比例被淋湿，即基本等于墙的长度除以覆盖范围的周长的数倍的20％。
也可以根据每种住宅防火喷头的UL标准1626(2003年，10月)，实施实际防火测试。特别是，有三种测试配置可以在具有标定的8英尺的基本水平或平板式天花板和模拟家具的房间内使用，以便被测试的住宅喷头能够将四个不同位置的温度限制在特定温度。在所有三种测试配置中，一个长方形覆盖范围设置有第一和第二平行的墙壁，它们的长度大于与第一和第二墙壁分别垂直延伸的第三和第四墙壁。第三和第四墙壁分别设置有一个入口；一个入口具有35英寸的宽度，另一个入口具有41英寸的宽度。
待测试的两个喷头分开设置在相距第一距离的位置，以使得其所提供的流体分散大于保护面积。待测试的第三个喷头放在接近较大宽度处的开口的位置。模拟的家具定位成正交构造以基本围绕一个木框和远离较小开口的保护区域的一个角落。第一个热电偶位于天花板上0.25英寸，并且离一个角落的对角方向的10英寸处。第二个热电偶位于房间的几何中心和低于天花板3英寸的位置。关于测试的房间、火源燃烧特点、喷头安装和执行防火测试的具体参数的附加细节在UL标准1626(2003.10)中提供。
在用于垂直取向喷头(例如，悬挂式、垂直、平齐式、槽式悬挂和隐藏式)的第一防火测试配置中，第三个热电偶位于天花板下3英寸，距离最接近模拟家具定位的第一喷头8英寸的位置。第一喷头位于距离第二喷头路程L的位置，因此第一喷头位于距离带有较小出口的第三墙壁一半路程L的位置。第三喷头位于距离第二墙壁3英尺和距离较大开口4英寸的位置。
在用于水平喷头的第二防火测试的配置中，第一和第二喷头被固定在远离模拟家具的墙壁上，以距离W分开设置，因此第一喷头最接近于较小的出口并位于距离带有较小的开口的第三墙壁为一半W路程的位置。第二喷头距离固定在墙壁上的第三喷头大约标定的8英尺的位置。第三热电偶位于以房间宽度一半的距离与第一喷头直接交叉的位置，在天花板下3英寸和地板上5英尺又四分之一英寸。
在用于水平喷头的第三防火测试的配置中，第一和第二喷头被固定在接近模拟家具的墙壁中并且沿着墙壁以距离W分开设置。第三热电偶位于同第二测试配置相同的位置。
在所有三个防火测试配置中，当根据UL标准1626(2003年，10月)点燃火源，住宅防火喷头在至少一个喷头激活的15秒内在覆盖区域上方提供预定水流速，以将由第二和第三热电偶测定的温度限制在不超过600华氏度()。为了符合UL标准1626(2003，10)，由第三热电偶测定的最大温度不能超过200和在两分钟后的任何持续过程中不能超过多于130。为了符合UL标准1626(2003，10)，由第一热电偶测定的最大温度不超过500。
从以上情况可以看出的是，已经发现了用于图1A中的保护区域A的干式住宅系统中的设计标准与图1A中住宅单元R的保护区域A的湿式住宅系统中的住宅防火喷头的设计标准是相同的。这个发现迄今为止被认为是消防领域中未知的和为预见到的。这个发现允许在所述领域内执行一种以前无法获得的方法。该方法至少提供在住宅房屋单元中的干式喷头和干式喷头系统的设计、分类、批准和执行，可以认为所述住宅喷头和干式喷头系统提供了与湿式消防系统同样或类似的保护而没有湿式系统可能遇到的困难，例如水从喷头中泄漏或意外喷溅。
而且，根据申请人的发现，与住宅消防相相关的个人现在能够详细说明设计保护面积和确定指定保护面积的确定至少下述的设计参数对于各湿式或干式管系统而言的(1)适合湿式或干式住宅防火喷头使用的特定的喷头的数目是相同的；(2)天花板的种类与特定的喷头一致；(3)保护区域上方的每种天花板的特定覆盖范围；(4)对于在保护范围上方的每种天花板各特定覆盖范围的流速和剩余压力。现在这些个人能够在合适的信息媒介中获得上述标识参数，该信息媒介能使这些个人的设计过程更便利。例如，如在图2A和2B中示出的，信息媒介可以是具有图像用户界面的计算机。
参照图2A和2B，用户可以将程序下载到信息媒介中(例如，计算机200)，其包含合适的计算机工具例如住宅防火喷头的判断和操作特点的数据库。计算机200将接收住宅应用中的要保护的面积的合适操作参数和将提供至少适合于这种住宅应用的干式管系统的住宅防火喷头适当选择(通过对话202、204、206、208或菜单)。作为示例，用户可以在对话型入口中从菜单中选择或提供实际保护区域的任意值和该保护区域(例如，障碍或天花板偏差)的不同参数；选择喷头的种类(例如，垂直式的，悬挂式的，侧壁式的，或平齐悬挂式的，平齐侧壁式的)；选择合适的标称标准K指数；和选择湿式和干式管系统中的一种或两种。一旦将合适的参数输入计算机，就使用编程到计算机中的计算机工具以提供给用户一个适合于该设计的住宅防火喷头的选择，例如，合适的喷头的标识符，对干式或湿式系统都必须的喷头的数量。
在不同的通讯媒介中，用户能获得湿式和干式住宅系统的设计参数的图像列表。在纸件媒介中，基于任何合适的指导原则，可以将设计参数列表成与设计保护区域的种类相适应。指导原则选为天花板的种类。基于这种指导原则，以下列形式给用户提供设计参数，即，最大覆盖范围、喷头间最大间距、喷头的导向板和天花板间的最大间距、这些参数所需的具有剩余压力的流速。在另一个例子中，指导原则可以是喷头的种类(例如，垂直式的、悬挂式、侧壁式)以便能够提供与设计原则一致的适合的设计参数列表。因此，指导原则可以从任何设计参数中选择，和能将与指导原则相一致的适合的设计参数列表并且通过合适的信息媒介提供。尽管已经描述了一种电子信息媒介，其它信息媒介也是合适的，如，语音即时无线信息媒介(例如移动电话)或语音即时免费有线通信(例如，有线电话)。作为选择，信息媒介可以是纸件。
不论信息媒介的特性如何，媒介优选包括消防信息的标识，例如，(1)用于多个保护区域中的每一个的至少一种防火喷头；(2)住宅单元中的多个受保护的区域，多个设计保护区域中的每一个具有X和Y尺寸，其中X是从10英尺到20英尺的任何值，Y是从10英尺到24英尺的任何值；和(3)分别用于多个保护区域的多个最小流速和剩余压力。信息媒介也可以包括湿式和干式管住宅防火喷头网络的描述，其指导用户基于防火信息的标识消防系统利用相同数量的至少一个住宅防火喷头在房屋单元中的一个湿式或干式管系统中设计住宅消防系统，，所述防火信息是诸如确定住宅防火喷头数量的计算。
防火信息标识也包括保护区域的信息，其与下述信息中至少一个相关(a)覆盖设计保护区域的天花板的种类，如，基本平板式、斜式、或带梁的天花板；(b)任何两个至少一种住宅防火喷头之间的间距；(c)至少一种防火喷头的标准K指数，诸如标称的4或5的标准K指数；(d)每个喷头的最小流速，如，在具有不同的天花板构造的多个设计保护区域的一个区域中，当住宅喷头与管网的至少一个干式管连接时，标准K指数为4.9的悬挂式住宅喷头的多个流速。
关于安装，这里所示和描述的合适的住宅防火喷头可以连接到干式管网，在喷头激活后，例如水源的灭火流体供应到所述干式管网。优选的实施方式包括适合用于例如干式管系统(例如，即全部系统暴露于建筑物中不受热部分的冰点温度下)或湿式管系统(例如喷头延伸到建筑物不受热部分)的住宅防火喷头。
虽然本发明结合参考一定的实施方式来进行说明，但是对所描述的实施方式的许多修改、变更和变化是可以的，它们没有离开本发明的领域和范围，如同所附的权利要求中所限定的。因此，换句话说本发明不限于所描述的实施方式，而且本发明具有下述权利要求的语言所定义的整个范围及其等同物。
权利要求
1.一种设计在住宅房屋单元中干式管住宅消防系统的方法，该住宅房屋单元具有如2002国家消防协会标准13、13D和13R定义的多个隔间，该方法包括确定用于确定管网的住宅防火喷头水压要求计算所必须的住宅防火喷头的最小数量和位置，所述管网填充有水并且配置成用于保护所述多个隔间；和如上述所确定的，在填充有气体的住宅防火喷头管网中指定住宅防火喷头的最小数量和位置用于保护所述多个隔间。
2.权利要求1的方法，其中所述确定步骤包括限定湿式管防火喷头系统中的流体供应源的压力和流速的量值；和选择具有适合湿式管防火喷头系统中的流体供应源压力和流速的标准K指数的住宅喷头。
3.权利要求2的方法，其中指定步骤包括计算从流体供应源到选用的住宅防火喷头的所选用的住宅防火喷头的水压流速，以确定所选用的防火喷头是否需要最高的水压的流速，所选用的防火喷头在住宅房屋单元的一个隔间内达到最大值2个。
4.权利要求2的方法，其中指定步骤包括计算从流体供应源到选用的住宅防火喷头的所选用的住宅防火喷头的水压流速，以确定所选用的防火喷头是否需要最高的水压的流速，所选用的防火喷头在住宅房屋单元的一个隔间内达到最大值4个。
5.权利要求3和4之一的方法，其中指定步骤包括选择具有标称的标准K指数的住宅防火喷头，所述标称的标准K指数选自由3.0、3.9、4.1、4.2、4.3、4.4、4.7、4.9、5.5和5.6组成的标准K指数的组。
6.权利要求5的方法，其中所述水流速度包括以每分钟加仑计的水的流速，其选自由每分钟12、13、14、16、17、18、19、20、21、23、24、25、26、27和28加仑组成的流速的组。
7.一种设计在住宅房屋单元中干式管住宅消防系统的方法，该住宅房屋单元具有如2002国家消防协会标准13D定义的多个隔间，该方法包括基于湿式管防火喷头系统的住宅房屋单元的一个隔间内的喷头数量达到2个的所有住宅防火喷头的水压要求计算，来确定住宅防火喷头的最小数量；和如上述所确定的，在填充有气体的住宅防火喷头管系统中指定住宅防火喷头的最小数量和位置，从而保护根据NFPA 13D安装的多个隔间，所述系统包括a)给管网提供足够的水流速的水供应源，由此在预定的期间维持预先选择的密度；b)单独的控制阀；c)干式管阀；和d)管网，当住宅喷头在未激活状态时，所述管网待填充有气体，由此所述管为干式。
8.一种设计在住宅房屋单元中干式管住宅消防系统的方法，该住宅房屋单元具有如2002国家消防协会标准13和13R定义的多个隔间，该方法包括基于湿式管防火喷头系统的住宅房屋单元的一个隔间内的喷头数量达到4个的所有住宅防火喷头的水压要求计算，来确定住宅防火喷头的最小数量；和如上述所确定的，在填充有气体的住宅防火喷头管系统中指定住宅防火喷头的最小数量和位置，从而保护根据NFPA 13R安装的多个隔间，所述系统包括a)给管网提供足够的水流速的水供应源，由此在预定的期间维持预先选择的密度；b)单独的控制阀；c)干式管阀；和d)管网，当住宅喷头在未激活状态时，所述管网待填充有气体，由此所述管为干式。
9.权利要求1，7和8之一的方法，其中，所述指定步骤包括识别用在房屋单元的至少一种类型的住宅防火喷头；由房屋单元中的至少一种类型的住宅防火喷头所保护的多个保护区域，多个保护区域的每一个具有X×Y尺寸，其中X是从10英尺到20英尺的任何值，Y是从10英尺到24英尺的任何值；和多个保护区域之一各自的多个最小流速和剩余压力。
10.权利要求9的方法，其中多个保护区域与下述多项中的至少一项相关(a)至少一种类型的住宅防火喷头中的任意两个之间的间距；(b)在保护区域上方的天花板的种类；(c)至少一种类型的住宅防火喷头的标准K指数；(d)每个喷头的最小流速；(e)供应给至少一种类型的住宅防火喷头的流体的压力；和(f)至少一种类型的住宅防火喷头激活时的温度。
11.权利要求10的方法，其中多个保护区域包括至少基本平板式、斜式或带梁的天花板之一的保护面积，所述保护面积包括144平方英尺、196平方英尺、256平方英尺、288平方英尺、320平方英尺、或400平方英尺中的至少一个。
12.权利要求11的方法，其中标准K指数包括含4和5的多个标称K指数。
13.权利要求12的方法，其中所述的至少一种类型的住宅防火喷头包括选自由具有标准K指数为5的悬挂式喷头、具有标准K指数为4的侧壁式喷头、和它们的组合的之一组成的组。
14.权利要求13的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.9的悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺2英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有水平的天花板，该多个流速包括对大约144、196或256平方英尺的保护面积为大约每分钟15加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟17加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟20加仑。
15.权利要求14的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.2的侧壁式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该多个流速包括对大约144平方英尺的保护面积为大约至少每分钟12加仑；对大约196或256平方英尺的保护面积为大约至少每分钟16加仑；或对大约288平方英尺的保护面积为大约至少每分钟19加仑，对大约320平方英尺的保护面积为大约至少每分钟23加仑。
16.权利要求13的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.2的悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺2英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域，该保护区域具有水平的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟13加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟18加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟22加仑。
17.权利要求13的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.2的悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺8英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有斜式的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟17加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟19加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟24加仑。
18.权利要求13的方法，其中最小流速包括各自的标准K指数为4.2的两个悬挂式喷头在与管网中的干式管分别连接时以每英尺8英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有斜式的天花板，该多个流速包括对大约144、196或256平方英尺的保护面积为大约每分钟14加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟18加仑。
19.权利要求18的方法，其中计算步骤包括提供至少每分钟每平方英尺0.1加仑的密度。
20.权利要求18的方法，其中计算步骤包括给所述最小数量的住宅防火喷头的每一个提供至少每分钟每平方英尺0.05加仑的密度。
21.一种住宅房屋单元消防系统，该住宅房屋单元具有如2002国家消防协会标准13D所定义的多个隔间，所述消防系统包括接近房屋单元定位的压力流体的供应源；与流体供给源流体连接的管网，所述管网包括至少一个在每个隔间上方的延伸管道，该至少一个管道一般填充有气体，由此所述至少一个管是干式管；和位于邻近每个隔间的位置的一定数量的住宅防火喷头，一定数量的住宅防火喷头中的每一个与所述至少一个填充气体的管道连接，由此一旦激活一定数量的住宅防火喷头中的至少一个防火喷头，在第一时间间隔内流体会从流体供给源输送到隔间，其中，住宅防火喷头的数量是基于所有住宅防火喷头的所计算的水压要求，所述所有住宅防火喷头在一个隔间内达到两个喷头、具有最高的计算需求。
22.一种住宅房屋单元消防系统，该住宅房屋单元具有如2002国家消防协会标准13和13R定义的多个隔间，所述消防系统包括接近房屋单元定位的压力流体的供应源；与流体供给源流体连接的管网，所述管网包括至少一个延伸到每个隔间的管道，该至少一个管道基本填充气体，因此所述至少一个管是干式管；和位于邻近每个隔间的位置的一定数量的住宅防火喷头，一定数量的住宅防火喷头中的每一个与所述至少一个填充气体的管道连接，由此一旦激活一定数量的住宅防火喷头中的至少一个防火喷头，在第一时间间隔内流体会从流体供给源输送到隔间，并且，住宅防火喷头的数量是基于所有住宅防火喷头的所计算的水压要求，所述所有住宅防火喷头在一个隔间内达到四个喷头、具有最高的计算需求。
23.权利要求21和22之一的住宅房屋单元消防系统，其中第一时间间隔包括大约10秒钟。
24.权利要求21和22之一的消防系统，其中第一时间间隔包括大约15秒钟。
25.权利要求21的消防系统，其中住宅防火喷头包括具有至少标称为4的标准K指数的住宅悬挂式防火喷头。
26.权利要求24的消防系统，其中住宅防火喷头包括具有至少标称为4标准K指数的住宅侧壁式喷头。
27.一种方法，包括识别在2002国家消防协会标准13、13D和13R定义的住宅房屋单元消的防信息，所述消防信息包括用于多个受保护区域中的每一个区域的至少一种类型的防火喷头，其包括防火喷头的标准K指数；房屋单元中的多个受保护的区域，多个设计保护区域中的每一个都具有X×Y尺寸，其中X是从10英尺到20英尺的任何值和Y是从10英尺到24英尺的任何值；多个区域各自的多个最小流速和剩余压力；和指导用户根据所述消防信息在房屋单元中在湿式或干式管系统中用相同数量的至少一种类型住宅防火喷头设计住宅消防系统。
28.权利要求27的方法，其中消防信息包括与下列多项中的至少一项相关的保护区域(a)在所述设计保护区域上方的的天花板的种类；(b)所述至少一种住宅防火喷头中的任意两个之间的间距；(c)所述至少一种防火喷头的标准K指数，其从标称的4到6；(d)每个喷头的最小流速；(e)向所述至少一种类型的住宅防火喷头提供的流体的压力；和(f)所述至少一种类型的住宅防火喷头激活时的温度。
29.权利要求28的方法，其中多个保护区域包括基本平板式、斜式或带梁的天花板中的至少一种的保护面积，所述保护面积包括144平方英尺、196平方英尺、256平方英尺、288平方英尺、320平方英尺、或400平方英尺中的一种。
30.权利要求29的方法，其中标准K指数包括含标称的4和5的多个标准K指数。
31.权利要求29的方法，其中所述至少一种类型的住宅防火喷头包括选自由具有标注K指数为5的悬挂式喷头、具有标准K指数为4的侧壁式喷头、和它们的组合的之一组成的组。
32.权利要求31的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.9的住宅悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺2英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有水平的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟15加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟17加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟20加仑。
33.权利要求31的方法，其中标准K指数为4.2的住宅侧壁式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该多个流速包括对大约144平方英尺的保护面积为大约每分钟至少12加仑；对大约196或256平方英尺的保护面积为大约每分钟至少16加仑；或对大约288平方英尺的保护面积为大约每分钟至少19加仑，对大约320平方英尺的保护面积为大约每分钟至少23加仑。
34.权利要求31的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.2的住宅悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺2英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有水平的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟13加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟18加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟22加仑。
35.权利要求31的方法，其中最小流速包括标准K指数为4.2的住宅悬挂式喷头在与管网中的至少一个干式管连接时以每英尺8英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有斜式的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟17加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟19加仑；或对大约400平方英尺的保护面积为大约每分钟24加仑。
36.权利要求31的方法，其中最小流速包括各自的标准K指数为4.2的两个住宅悬挂式喷头在与管网的干式管分别连接时以每英尺8英寸的最大增长量流动的多个流速，该管网在多个设计保护区域中的一个区域中，该保护区域具有斜式的天花板，该多个流速包括对大约144、196、或256平方英尺的保护面积为大约每分钟14加仑；对大约324平方英尺的保护面积为大约每分钟18加仑。
全文摘要
显示和描述在住宅房屋单元(R)中设计住宅消防系统的一种方法。住宅房屋单元(R)具有2002国家消防协会标准13、13D和13R定义的多个隔间。该方法通过以下步骤实现确定住宅防火喷头(40A，40B，40C)的最小数量和位置，它们是确定管网(100)的住宅防火喷头(40A，40B，40C)水压要求计算所必须的，管网充满水并排列用来保护多个隔间；和指定填充气体的管网(100)中的住宅防火喷头(40A，40B，40C)的最小数量和位置。还显示和描述了发明的多个方面。
文档编号A62C37/36GK101076377SQ200580020656
公开日2007年11月21日 申请日期2005年6月24日 优先权日2004年6月24日
发明者J·E·戈林瓦 申请人:泰科消防产品有限责任公司
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