CN113950359A - 用于具有屋脊的倾斜可燃隐蔽空间的消防系统 - Google Patents

用于具有屋脊的倾斜可燃隐蔽空间的消防系统 Download PDF

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CN113950359A
CN113950359A CN202080043083.6A CN202080043083A CN113950359A CN 113950359 A CN113950359 A CN 113950359A CN 202080043083 A CN202080043083 A CN 202080043083A CN 113950359 A CN113950359 A CN 113950359A
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J·德罗西耶
K·D·毛汉
S·J·迈耶
T·E·阿基保尔
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Abstract

提供了一种用于空间的消防系统，所述空间具有屋顶，所述屋顶包括斜部分和具有屋脊的至少一个端部部分，所述屋脊从与所述斜部分的一端基本上重合的顶点朝向屋檐向下倾斜，并且朝向所述斜部分的侧面的端部向外延伸。所述屋脊可以具有下屋脊(包括小桁架)和上屋脊(包括阶梯式桁架)。在所述上屋脊内，可以放置至少两排喷洒器，其中第一排喷洒器基本上位于所述顶点处。喷洒器之间的在垂直于所述屋脊的所述斜度的方向上的最大允许间距可以大于喷洒器排之间的即在平行于所述屋脊的所述斜度的方向上的最大允许间距。

Description

用于具有屋脊的倾斜可燃隐蔽空间的消防系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年6月7日提交的标题为“Fire Protection System for SlopedCombustible Concealed Spaces Having Hips”的美国临时专利申请号62/858,427的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
背景技术
本公开总体上涉及消防，并且更具体地，涉及用于阁楼和斜屋顶下方的可燃隐蔽空间，特别是用于具有屋脊的可燃隐蔽空间的消防系统。
消防喷洒器系统及其安装和操作受国家认可的规范和标准(诸如NFPA 13、13D和13R)的约束，这些规范和标准以引用的方式并入本文中。NFPA 13和其他标准要求使用已经由经过认可的实验室(例如UL或FM)独立测试以识别并验证其物理特性和性能的设备和部件。
阁楼是通常无人居住的可燃隐藏空间、位于建筑物的最高居住楼层的天花板与所述空间的斜屋顶之间。在屋顶结构倾斜并由木托梁和椽条或木桁架(下文称为“结构构件”)构建的建筑物的阁楼中的消防方面出现了特定问题；示例如图1A和图1B所示。也就是说，迄今为止，阁楼空间中的喷洒器选择和定位选项受到延迟激活以及低效和过高水消耗的困扰。
当考虑具有“屋脊”的斜屋顶时，问题变得更加复杂，所述斜屋顶的示例在图1B中示出。屋脊结构的示例在图2中示出。由于此种屋脊中的结构构件的类型和布置，因此与不具有屋脊的斜屋顶(或具有屋脊的屋顶的倾斜(三角墙)部分)相比，热量可以更复杂的方式扩散。
因此，可能需要在屋顶的屋脊区域中提供消防系统，以便在屋脊区域内提供喷洒器，使得喷洒器相对于火源位置良好定位，即可以提供快速的响应时间，并且具有适合放置在常见阁楼屋脊结构构件附近的喷雾分布，从而实现更有效的火力控制。
发明内容
简而言之，本公开的一个方面可以涉及一种用于可燃隐蔽空间的屋脊区域的消防系统。消防系统可以包括在垂直于屋脊的斜度的方向上成排布置的喷洒器。排内的喷洒器的间距与排之间的最大间隔距离相比可以在平行于屋脊的斜度的方向(即，例如相对于阁楼的底部的水平方向)具有更大的最大间隔距离。
根据本公开的另一方面，一种在屋顶的屋脊部分中布置喷洒器喷头的方法可以包括：在平行于屋脊的斜度的方向上将排内的喷洒器以比相邻排之间的最大间隔距离大的最大间隔距离隔开。
附图说明
在结合附图阅读时将更好地理解以下对本公开的优选实施例的描述。然而，应理解，本公开不限于所示的精确布置和手段。在附图中：
图1A和图1B分别示出根据本公开的方面的具有无屋脊的屋顶的结构和具有有屋脊的屋顶的结构的说明性示例；
图2示出根据本公开的方面的屋顶的屋脊部分的说明性示例；
图3示出解释不同取向的图解，如可以在本公开的方面中提及的；
图4A和图4B示出根据本公开的方面的相应屋脊结构到水平表面上的投射的概念性描绘；并且
图5A和图5B以及图6A和图6B示出根据本公开的各个方面可以使用的喷洒器的概念图。
具体实施方式
在以下描述中，使用某些术语仅为了方便而不是为了限制。字词“下部”、“底部”、“上部”和“顶部”标示在所参考的附图中的方向。根据本公开，字词“向内”、“向外”、“向上”和“向下”是指分别朝向和远离阁楼空间或喷洒器及其标示部分的几何中心的方向。除非在本文中明确地阐述，否则术语“一个(a/an)”和“所述”不限于一个元件，而是应被解读为意味着“至少一个”。术语包括以上指出的字词、其衍生词以及具有类似含义的字词。
还应理解，在本文中在参考本公开的部件的尺寸或特性时使用的术语“约”、“大约”、“大体上”、“基本上”等术语指示所描述的尺寸/特性不是严格边界或参数，并且不排除其功能上类似的微小变化。至少，包括数值参数的此类参考将包括使用本领域中接受的数学和工业原理(例如，舍入、测量结果或其他系统误差、制造公差等)而不会改变最低有效位的变化。
详细参考附图，其中相同的附图标记始终指示相同的元件，图1A至图6B大体示出根据本公开的各个方面的用于具有有屋脊区段的斜屋顶的阁楼或可燃隐蔽空间的喷洒器系统。建筑物或其他结构10可以具有阁楼或其他隐蔽空间16(下文称为“阁楼”)。如图1A所示，阁楼16通常可以由倾斜屋顶或斜屋顶(下文将使用“斜屋顶”)从上方封闭，所述屋顶具有从脊线12向下和向外延伸到相应屋檐13的相对设置的倾斜侧面。侧面可以由木托梁和椽条或木桁架(它们在下文中统称为“结构构件”)构建。屋檐13可以与阁楼16的水平地板一致或延伸超过阁楼16的水平地板的端部。相邻平行结构构件之间的间距限定相应通道。通常，通道的深度可以介于例如大约三(3)英寸和六(6)英寸之间，但也可以更大。同样在图1A的示例中，阁楼16可以由侧面板11a和11b封闭。
图1B示出结构10的示例，所述结构具有由屋顶封闭的阁楼16，所述屋顶具有斜部分和位于端部处的屋脊11a’、11b’(代替侧面板11a、11b)。屋脊11a’、11b’中的每一个由面板封闭，所述面板可以从脊线12的端部14(脊线12的端部14可以类似地被称为“屋脊的顶点”)向下和向外延伸，终止于相应的屋檐(例如，屋檐15)，所述屋檐可以与阁楼16的水平地板的端部一致或延伸超过所述端部。屋脊11a’、11b’的面板的侧面可以邻接屋顶的斜部分的相应的向下倾斜侧面的端部。
图2示出根据本公开的各个方面的四坡屋顶的屋脊11a’、11b’的支撑结构200的说明性示例。如上所述，结构的外部部分(面向上和向外)可以从脊线12(未示出)的端部14向下和向外延伸。
在继续描述支撑结构200之前，仅出于描述的目的讨论参照系是有用的。图3示出屋脊(未标记)。以实线示出的屋脊可以相对于阁楼16的以虚线示出的水平地板(或其他水平参照系)以某一角度s倾斜。首先转向屋脊(或屋脊的外面板)，可以定义两个方向：(a)dpar，平行于屋脊的斜度的方向；(b)dpp，垂直于屋脊的斜度的方向。换句话说，dpar对应于相对于沿水平地板的平行方向hpar成向上斜度s的方向，而dpp对应于垂直于dpar的方向，并且所述方向在垂直投射到阁楼地板上时平行于垂直于hpar的方向hpp。
返回图2，典型的屋脊支撑结构200可以由两种类型的桁架组成：小桁架21和阶梯式桁架20；应注意，等效结构可以由托梁和椽条(未示出)建造。阶梯式桁架20可以包括大体水平件，其在脊线的端部14与设置在脊线的端部14下坡的预定义位置处的另外的大体水平的结构构件23之间间隔开，其中结构构件20和23在一个方向上与屋脊的斜度垂直。所采用的阶梯式桁架20的数量可取决于屋脊11a’、11b’的尺寸，其中较大数量的阶梯式桁架20可以用于较大的屋脊。另一方面，小桁架21可以包括大体与屋脊的斜度平行的件。通常，小桁架21可以从屋檐延伸四至十五英尺，再次在与屋脊11a’、11b’的斜度大体平行的方向上定向，但是小桁架21长度不因此受到限制。
在上文中，附图标记22将用于表示屋脊支撑结构200的面向外结构，包括结构构件20、21和23；为方便起见，附图标记20和21(虽然在上文中陈述为对应于桁架)将可互换地使用，以指代桁架的相对于屋脊的斜度分别沿垂直和平行方向设置的面向外结构件，以及屋脊结构的包含所述面向外结构件的区域。包含阶梯式桁架20的区域也可以被称为“上屋脊”，而包含小桁架21的区域也可以被称为“下屋脊”。
图4A和图4B示出根据本公开的各个方面的配备有喷洒器系统的不同屋脊结构22的两个说明性示例。图4A和图4B的示例被示出为平坦的，其中斜度的方向在顶部与底部之间(换句话说，好像屋脊结构平放在或投射到水平表面上)。根据另一种说法，dpar在页面上沿竖直(或“南北”)方向延伸，而dpp在页面上沿水平(或“东西”)方向延伸。
首先参考图4A，喷洒器系统可以包括以与屋脊的斜度垂直(并因此彼此平行)的排41、42、43布置的全向喷洒器44。全向喷洒器44可以是Model GL-SS/RE GL5620，其由环球消防喷洒器公司(“Globe”)制造并且描述于例如Globe Publication GFS-650“SpecificApplication Attic Sprinklers”，可在www.globesprinkler.com获得，并通过引用的方式并入本文中。然而，应注意，本公开不限于使用这种特定的全向喷洒器，并且可以使用其他类型。排41和42可以布置在结构22的阶梯式部分20中，而排43可以布置在结构22的小桁架区域21中。可以包括单个喷洒器44(但不因此受到限制)的排41可以基本上位于屋脊11a’、11b’的顶点14处，并且排42可以位于排21的下坡处。通常，喷洒器44可以设置在由桁架之间的区域形成的通道内；但本公开不因此受到限制。如上所述，阶梯式部分20和小桁架部分21可以由水平结构构件23(如图2所示(但在本图中未示出))分开。应注意，虽然图4A中仅示出三排喷洒器41、42、43，但是更多排可存在于上屋脊20、下屋脊21或两者中。例如，这可取决于所使用的喷洒器的喷洒图案/距离。
此外，应注意，一排定向喷洒器(未示出)(其中喷洒图案指向下坡(即，朝向屋檐))可以用作小桁架部分21内的底排，作为排43的下坡的另一排。如果距给定的全向喷洒器44的距离小于一个或多个小桁架21的长度，则这尤其可以使用。这种定向喷洒器的示例是Model GL-SS/DS GL5621，其由Globe制造并且描述于例如Globe数据表“SpecificApplication Attic Sprinklers”，可在www.globesprinkler.com获得，并通过引用的方式并入本文中。然而，这仅是示例，并且本公开不限于该特定喷洒器。
作为本公开不限于此的特定示例，下屋脊中的小桁架21的最大长度可以是十六英尺，并且排43中的全向喷洒器44的最大伸展可以仅为十二英尺。在这种情况下，另一排(未示出)定向喷洒器(如上所述)可以被放置成使得所述定向喷洒器沿下坡方向喷洒，并且足以覆盖下屋脊的未被排43的全向喷洒器44的喷洒覆盖的区域。
在上屋脊20内，在热量沿屋脊11a’、11b’上升时，热量沿屋脊11a’、11b’的斜度在大体向上的方向上的前进可以通过阶梯式桁架20的结构减慢。由于这种结构，热量可以在与屋脊的斜度方向垂直的阶梯式桁架20下方滚动，并且在给定的阶梯式桁架20下方滚动之后可以水平扩散，之后在另一阶梯式桁架20下方滚动。这可以暗示喷洒器44在上屋脊20中的特定布置，其中喷洒器44之间的在与屋脊的斜度垂直的方向上的最大间距大于喷洒器44的在与屋脊的斜度平行的方向上的最大间距。在说明性示例中，喷洒器之间的在垂直方向上的最大间距可多达十二英尺，而喷洒器(即，喷洒器的排)之间的在平行方向上的最大间距可多达十英尺。应注意，这仅是示例，并且本公开不因此受到限制。
图5A至图6B示出可以使用的全向喷洒器44的示例，并且所述示例可以对应于Globe Model GL-22/RE GL5620；但是再次理解，本公开不限于任何特定的全向喷洒器。在一个非限制性示例中，喷洒器44可以安装为从水支管向上突出(或垂直于支管，或者相对于支管成向上的角度)。喷洒器44可以包括喷洒器框架51、流体偏转器52和热触发器(即，热敏元件)53，所述热触发器支撑密封组件/塞54以在未致动构型中密封喷洒器43。喷洒器框架51可以限定近侧入口51a、远侧出口51b和在它们之间延伸的限定喷洒器轴线A-A的内部水通路。在所示的示例中，热触发器53可以采用沿喷洒器轴线A-A设置和轴向对准的玻璃泡型触发器的形式，但是本公开不限于此。
喷洒器框架51可以包括可以接收密封塞54的至少一部分的至少部分带外螺纹的主体55，从而限定近侧入口51a、远侧出口51b和穿过主体延伸的内部水通路。主体55可以例如螺纹安装到水支管(未示出)以从所述水支管接收水并通过穿过主体55的内部水通路。两个框架臂56a可以围绕主体55径向定位或直径相对，并且可以从主体朝向偏转器52轴向延伸。框架臂56a可以朝向喷洒器轴线A-A会聚以终止于沿喷洒器轴线A-A轴向对准的喷洒器框架51的终端56b。偏转器52可以安装在喷洒器框架51的终端56b上。
压缩螺钉57(图5B所示)等可以用于以本领域普通技术人员熟知的方式将热触发器53固定在密封塞54上。热触发器53可以通过压缩螺钉57向密封塞54施加压力(大于来自支管中的流体在密封塞54上的相对水压)以防止水(来自支管)流出主体55，直到喷洒器44周围的环境温度达到激活温度，此时热触发器53被触发/激活。在激活热触发器53(例如，玻璃泡的破碎)时，密封塞54可以被上游加压水挤出并偏转离开。根据偏转器52的设计，水可以从主体55中的水通路喷出并且可以撞击偏转器52以使其以期望的喷洒图案分布。
转到图6A至图6B，在所示的示例中，偏转器52可以被设计用于呈大体椭圆形图案诸如例如圆形图案的喷洒分布。在一个非限制性示例中，加压水可以由偏转器52投射，直径高达大约二十四(24)英尺，即在每个方向上十二(12)英尺，从而产生十二英尺的全向喷洒图案。如图6A所示，偏转器52可以包括限定直径D的大体圆形主体60。偏转器52可以包括大体圆形、大体平坦的安装孔口63，以用于安装到喷洒器框架51的终端56b。偏转器52可以包括围绕其周边的多个成角度地间隔的尖齿61，所述尖齿可以在它们之间限定多个狭槽62。在所示的示例中，偏转器52可以包括十八(18)个基本上等尺寸且基本上等距的尖齿61，以及十八(18)个基本上等尺寸且基本上等距的狭槽62，但是本公开不限于此。
如图6B最佳所示，偏转器52的主体60可以包括在其中限定安装孔口63的径向内部部分60A，以及与内部部分60A成一体的同心径向外部部分60B。如图所示，径向外部部分60B可以相对于径向内部部分60A以角度θ向上成角度(即，远离喷洒器框架51)。在一个非限制性示例中，角度θ可以是大约5°，从而产生水的高的顶部投射角。换句话说，除了在偏转器52下方基本上所有向下角度的常规水分布之外，向上投射角θ可以使水喷洒图案具有高投射，从而使水喷洒向上倾斜更靠近喷洒器44上方的阁楼结构。
还如图6B最佳所示，偏转器52的尖齿61中的至少一对直径相对的尖齿61A可以相对于主体60的径向内部部分60A以角度α向下成角度(即，朝向喷洒器框架51)。在一个非限制性示例中，角度α可以是大约60°。喷洒器44可以安装到水支管，使得尖齿61A基本上横向于支管定向。因此，在接触尖齿61A之后，由一个喷洒器44在基本上横向于支管的方向上喷洒的水可以偏转远离相邻支管中的喷洒器。
本领域技术人员将了解，在不脱离本申请的广泛的发明构思的情况下，可以对上述公开的各个方面做出改变。因此，应理解，本公开不限于本公开的特定方面，而是旨在涵盖如所附权利要求中阐述的在本公开的精神和范围内的修改。

Claims (20)

1.一种用于可燃隐蔽空间的消防系统，其中，所述可燃隐蔽空间包括屋顶，所述屋顶包括大体斜屋顶区段和位于所述大体斜屋顶部分的至少一端处的至少一个屋脊，其中所述屋脊具有与所述大体斜屋顶区段的一端基本上重合的顶点，并且所述屋脊从所述顶点朝向所述斜屋顶区段的侧面和朝向屋檐向下和向外伸展，从而与所述可燃隐蔽区域的大体水平地板形成角度，所述角度为所述屋脊的斜度，所述屋脊包括：上屋脊，所述上屋脊由至少两个阶梯式桁架构成，所述至少两个阶梯式桁架设置在垂直于所述屋脊的所述斜度的方向上并且在平行于所述屋脊的所述斜度的方向上间隔；以及下屋脊，所述下屋脊由多个小桁架构成，所述小桁架设置在平行于所述屋脊的所述斜度的方向上并且在垂直于所述屋脊的所述斜度的方向上间隔，所述消防系统包括：
上屋脊消防系统，所述上屋脊消防系统包括：
第一排喷洒器，所述第一排喷洒器包括至少一个喷洒器、基本上设置在所述屋脊的所述顶点处，其中，在所述第一排喷洒器包含两个或更多个喷洒器的情况下，所述两个或更多个喷洒器在垂直于所述屋脊的所述斜度的所述方向上彼此间隔开；以及
第二排喷洒器，所述第二排喷洒器包括至少两个喷洒器、在平行于所述屋脊的所述斜度的所述方向上设置在所述第一排喷洒器下坡的第一间距处，其中所述至少两个喷洒器在垂直于所述屋脊的所述斜度的所述方向上彼此间隔开；
其中所述第二排喷洒器中的所述至少两个喷洒器中的任何两个之间的最大间距大于所述第一间距的最大值。
2.根据权利要求1所述的消防系统，其中，所述上屋脊消防系统还包括第三排喷洒器，所述第三排喷洒器包括至少两个喷洒器、设置在所述第二排喷洒器下坡的第二间距处，其中所述第三排喷洒器中的所述至少两个喷洒器在垂直于所述屋脊的所述坡度的所述方向上彼此间隔开，
其中所述第二排喷洒器和所述第三排喷洒器中的所述喷洒器中的任何两个之间的最大间距大于所述第一间距和所述第二间距的最大间距值。
3.根据权利要求2所述的消防系统，其中，所述第一间距和所述第二间距的所述最大间距值为至多十(10)英尺。
4.根据权利要求1所述的消防系统，其中，所述第二排喷洒器中的所述喷洒器中的任何两个之间的所述最大间距为至多十二(12)英尺。
5.根据权利要求1所述的消防系统，其中，所述第一间距的所述最大值为至多十(10)英尺。
6.根据权利要求1所述的消防系统，其中，所述第一排喷洒器和所述第二排喷洒器中的相应喷洒器基本上是全向喷洒器。
7.根据权利要求1所述的消防系统，还包括：下屋脊消防系统，所述下屋脊消防系统包括至少一排两个或更多个第一下部喷洒器，所述第一下部喷洒器设置在所述小桁架之间并且在垂直于所述屋脊的所述斜度的所述方向上彼此间隔开。
8.根据权利要求7所述的消防系统，其中，所述下屋脊消防系统还包括第二排两个或更多个第二下部喷洒器，所述第二下部喷洒器设置在所述小桁架之间并且在垂直于所述屋脊的所述斜度的所述方向上彼此间隔开。
9.根据权利要求8所述的消防系统，其中，所述第一下部喷洒器基本上是全向喷洒器，并且所述第二下部喷洒器是具有相应的喷洒图案的定向喷洒器，所述喷洒图案相对于所述屋脊的所述斜度大体指向下坡。
10.根据权利要求7所述的消防系统，其中，所述第一下部喷洒器基本上是全向喷洒器。
11.一种将消防喷洒器定位在可燃隐蔽空间中的方法，其中，所述可燃隐蔽空间包括屋顶，所述屋顶包括大体斜屋顶区段和位于所述大体斜屋顶部分的至少一端处的至少一个屋脊，其中所述屋脊具有与所述大体斜屋顶区段的一端基本上重合的顶点，并且所述屋脊从所述顶点朝向所述斜屋顶区段的侧面和朝向屋檐向下和向外伸展，从而与所述可燃隐蔽区域的大体水平地板形成角度，所述角度为所述屋脊的斜度，所述屋脊包括：上屋脊，所述上屋脊由至少两个阶梯式桁架构成，所述至少两个阶梯式桁架设置在垂直于所述屋脊的所述斜度的方向上并且在平行于所述屋脊的所述斜度的方向上间隔；以及下屋脊，所述下屋脊由多个小桁架构成，所述小桁架设置在平行于所述屋脊的所述斜度的方向上并且在垂直于所述屋脊的所述斜度的方向上间隔，所述方法包括：
将喷洒器按两排或更多排定位在所述上屋脊中，包括：
将包括至少一个喷洒器的第一排喷洒器基本上定位在所述屋脊的所述顶点处，其中，在所述第一排喷洒器包含两个或更多个喷洒器的情况下，定位所述第一排喷洒器包括：将所述两个或更多个喷洒器在垂直于所述屋脊的所述斜度的所述方向上彼此间隔开；以及
将包括至少两个喷洒器的第二排喷洒器在平行于所述屋脊的所述斜度的所述方向上定位在所述第一排喷洒器下坡的第一间距处包括：将所述至少两个喷洒器在垂直于所述屋脊的所述斜度的所述方向上彼此间隔开；
其中所述第二排喷洒器中的所述至少两个喷洒器中的任何两个之间的最大间距大于所述第一间距的最大值。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将喷洒器按两个或更多个排定位在所述上屋脊中还包括：将包括至少两个喷洒器的第三排喷洒器定位在所述第二排喷洒器下坡的第二间距处，其包括将所述第三排喷洒器中的所述至少两个喷洒器在垂直于所述屋脊的所述坡度的所述方向上彼此间隔开，
其中所述第二排喷洒器和所述第三排喷洒器中的所述喷洒器中的任何两个之间的最大间距大于所述第一间距和所述第二间距的最大间距值。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一间距和所述第二间距的所述最大间距值为至多十(10)英尺。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二排喷洒器中的所述喷洒器中的任何两个之间的所述最大间距为至多十二(12)英尺。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一间距的所述最大值为至多十(10)英尺。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一排喷洒器和所述第二排喷洒器中的相应喷洒器基本上是全向喷洒器。
17.根据权利要求11所述的方法，还包括：在所述下屋脊中将至少一排两个或更多个第一下部喷洒器定位在所述小桁架之间并且将所述第一下部喷洒器在垂直于所述屋脊的所述斜度的所述方向上彼此间隔开。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：在所述下屋脊中将第二排两个或更多个第二下部喷洒器定位在所述小桁架之间并且将所述第二下部喷洒器在垂直于所述屋脊的所述斜度的所述方向上彼此间隔开。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一下部喷洒器基本上是全向喷洒器，并且所述第二下部喷洒器是具有相应的喷洒图案的定向喷洒器，所述喷洒图案相对于所述屋脊的所述斜度大体指向下坡。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第一下部喷洒器基本上是全向喷洒器。
CN202080043083.6A 2019-06-07 2020-06-04 用于具有屋脊的倾斜可燃隐蔽空间的消防系统 Pending CN113950359A (zh)

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