Sprinkler  Protec.on  of  Non-­‐Storage  Occupancies  with  High  Ceiling  Clearance  

6  November  2014  Peter  Thomas  Victaulic  Company  

Background  •  Architectural  designs  create  real  

fire  protecCon  challenges  to  fire  engineers.  “The  Taller”  seems  to  be  “The  BeGer”  

•  Sprinkler  performance  and  effecCveness  in  buildings  with  high  roofs  and  non-­‐storage  occupancies  such  as  atria,  convenCon  centers,  casinos  auditoriums,  theaters,  exposiCon  halls  and  others,  is  not  well  understood.  

IntroducCon  –  Current  SituaCon  

•  ConvenCon  Center  Ceiling  Height  of  18  m      

•  What  is  sprinkler  protecCon  based  on    current  installaCon  standards?  

 

IntroducCon  –  Current  SituaCon  

•  EN  12845  (OH  4)  5.0  mm/min    360  sq  m  

•  NFPA  13  (OH  2)  8.1  mm/min    139  sq  m  6.1  mm/min    372  sq  m  

•  FMDS  3-­‐26  (HC  3)  20  mm/min    280  sq  m  

•  China  GB  50084  (OH  1)  6.0  mm/min    160  sq  m  

•  Australia    AS  2118.1  (High  Hazard-­‐  Process)  12  mm/min  360  sq  m  

•  Singapore  CP52  Not  Allowed  

 

Test  Plan  

Test  Fuel  and  Fuel  Array  Arrangement  

Sprinkler  System  

Full  Scale  Fire  Test  1  • Fuel  Arrangement:  Group  A  PlasCcs  

• Ceiling  height:  12  m  

• Fuel  Height:  1.63  m    

• Clearance  to  ceiling:  10.4  m    

• Arrangement  of  fuel  package:  8  by  2,  solid  pile  

• IgniCon  LocaCon:  Under  1  sprinkler    

• Density:  15  mm/min    

• Sprinklers:  K115,  RTI  105  (m-­‐s)1/2  Standard  Response,  Pendent  

• Spacing:  3.0  m  x  3.0  m  

Full  Scale  Fire  Test  1  

Full  Scale  Fire  Test  1  

Full  Scale  Fire  Test  1  

Full  Scale  Fire  Test  2  • Fuel  Arrangement:  Group  A  PlasCcs  

• Ceiling  Height:  16  m  

• Fuel  Height:  1.63  /  1.13  m    

• Clearance  to  ceiling:  14.4  m    

• Arrangement  of  fuel  package:  8  by  2,  solid  pile  

• IgniCon  LocaCon:  Under  1  sprinkler    

• Density:  20  mm/min    

• Sprinklers:  K115,  RTI  35  (m-­‐s)1/2  Quick  Response,  Pendent  

• Spacing:  3.0  m  x  3.0  m  

Full  Scale  Fire  Test  2  

Full  Scale  Fire  Test  2  

Full  Scale  Fire  Test  2  

Full  Scale  Fire  Test  3  • Fuel  Arrangement:  Group  A  PlasCcs  

• Ceiling  Height:  16  m  

• Fuel  Height:  1.63  /  1.13  m    

• Clearance  to  ceiling:  14.4  m    

• Arrangement  of  fuel  package:  8  by  2,  solid  pile  

• IgniCon  LocaCon:  Under  1  sprinkler    

• Density:  23  mm/min    

• Sprinklers:  K161,  RTI  138  (m-­‐s)1/2  Standard  Response,  Pendent  

• Spacing:  3.0  m  x  3.0  m  

Full  Scale  Fire  Test  3  

Full  Scale  Fire  Test  3  

Full  Scale  Fire  Test  4  • Fuel  Arrangement:  Group  A  PlasCcs  

• Ceiling  Height:  18  m  

• Fuel  Height:  1.63  m    

• Clearance  to  ceiling:  16.4  m    

• Arrangement  of  Fuel  Package:  6  by  2,  solid  pile  

• IgniCon  LocaCon:  Under  1  sprinkler    

• Density:  40  mm/min    

• Sprinklers:  K363,  RTI  130  (m-­‐s)1/2  Standard  Response,  Pendent  

• Spacing:  3.0  m  x  3.0  m  

Full  Scale  Fire  Test  4  

Full  Scale  Fire  Test  4  

Full  Scale  Fire  Test  5  • Fuel  Arrangement:  Group  A  PlasCcs  

• Ceiling  Height:  18  m  

• Fuel  Height:  1.63      

• Clearance  to  Ceiling:  16.4  m    

• Arrangement  of  Fuel  package:  6  by  2,  solid  pile  

• IgniCon  LocaCon:  Between  4  sprinklers    

• Density:  40  mm/min    

• Sprinklers:  K363,  RTI  130  (m-­‐s)1/2  Standard  Response,  Pendent  

• Spacing:  3.0  m  x  3.0  m  

Full  Scale  Fire  Test  5  

Full  Scale  Fire  Test  5  

Test  Summary  •  EffecCveness  of  sprinkler  to  control  depends  on  delivered  

density  •  Under  12  m  ceiling,  K  115  sprinkler  at  15  mm/min.  did  not  

control  the  fire.  •  Under  16  m  ceiling,  K115  sprinkler  at    20mm/min.  did  not  

control  the  fire.    A  K160  sprinkler  marginally  controlled  the  fire  at  23  mm/min.  

•  Under  18  m  ceiling,  K363  sprinkler  at  40  mm/min.  generates  significantly  larger  drops  and  effecCvely  controlled  the  fire.  

 

Conclusion  

•  EN  12845  (OH  4)  5.0  mm/min    360  sq  m  

•  NFPA  13  (OH  2)  8.1  mm/min    139  sq  m  6.1  mm/min    372  sq  m  

•  FMDS  3-­‐26  (HC  3)  20.0  mm/min    230  sq  m  

 

•  China  GB  50084  (OH  1)  6.0  mm/min    160  sq  m  Change  –  40  mm/min  160  sq  m  with  K360  sprinklers  

•  Australia  (AS  2118.1)  (High  Hazard-­‐  Process)  12  mm/min  360  sq  m  

•  Singapore  CP52  Not  Allowed  over  13  m  Proposed  change  -­‐  12  mm/min  360  sq  m  with  K160  sprinklers