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二氧化碳灭火系统设计规范CodeofdesignforcarbondioxidefireextinguishingsystemsGB50193-93主编部门中华人民共和国公安部批准部门中华人民共和国建设部实施日期1994年8月1日(目录)目录1总则2术语符号2.1术语2.2符号3系统设计3.1一般规定3.2全淹没灭火系统3.3局部应用灭火系统4管网计算5系统组件5.1储存装置5.2选择阀与喷头5.3管道及其附件6控制与操作7安全要求附录A可燃物的二氧化碳设计浓度和抑制时间附录B管道附件的当量长度附录C管道压力降附录D二氧化碳的压力系数和密度系统附录E流程高度所引起的压力校正值附录F喷头入口压力与单位面积的喷射率附录G本规范用词说明\nwww.cn-hse.com总则1.0.1为了合理地设计二氧化碳灭火系统减少火灾危害保护人身和财产安全制定本规范1.0.2本规范适用于新建改建扩建工程及生产和储存装置中设置的二氧化碳灭火系统的设计1.0.3二氧化碳灭火系统的设计应积极采用新技术新工艺新设备做到安全适用技术先进经济合理1.0.4二氧化碳灭火系统可用于扑救下列火灾1.0.4.1灭火前可切断气源的气体火灾1.0.4.2液体火灾或石蜡沥青等可熔化的固体火灾1.0.4.3固体表面火灾及棉毛织物纸张等部分固体深位火灾1.0.4.4电气火灾1.0.5二氧化碳灭火系统不得用于扑救下列火灾1.0.5.1硝化纤维火药等含氧化剂的化学制品火灾1.0.5.2钾钠镁钛锆等活泼金属火灾1.0.5.3氢化钾氢化钠等金属氢化物火灾1.0.6二氧化碳灭火系统的设计除执行本规范的规定外尚应符合现行的有关国家标准的规定术语符号2.1术语2.1.1全淹没灭火系统totalfloodingextinguishingsystem在规定的时间内向防护区喷射一定浓度的二氧化碳并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统2.1.2局部应用灭火系统localapplicationextinguishingsystem向保护对象以设计喷射率直接喷射二氧化碳并持续一定时间的灭火系统2.1.3防护区protectedarea能满足二氧化碳全淹没灭火系统要求的有限封闭空间2.1.4组合分配系统combineddistributionsystems用一套二氧化碳储存装置保护两个或两个以上防护区或保护对象的灭火系统2.1.5灭火浓度flameextinguishingconcentration在10kPa大气压和规定的温度条件下扑灭某种火灾所需二氧化碳在空气中的最小体积百分比2.1.6抑制时间inhibitiontime维持设计规定的二氧化碳浓度使固体深位火灾完全熄灭所需的时间2.1.7泄压口pressurereliefopening设在防护区外墙或顶部用以泄放防护区内部超压的开口2.1.8等效孔口面积equivalentorificearea与水流量系数为0.98的标准喷头孔口面积进行换算后的喷头孔口面积2.1.9充装率filitingratio\nwww.cn-hse.com储存容器中二氧化碳的质量与该容器容积之比2.1.10物质系数materialfactor可燃物的二氧化碳设计浓度对34%的二氧化碳浓度的折算系数2.2符号\nwww.cn-hse.com\nwww.cn-hse.com系统设计3.1一般规定3.1.1二氧化碳灭火系统可分为全淹没灭火系统和局部应用灭火系统全淹没灭火系统应用于扑救封闭空间内的火灾局部应用灭火系统应用于扑救不需封闭空间条件的具体保护对象的非深位火灾3.1.2采用全淹没灭火系统的防护区应符合下列规定3.1.2.1对气体液体电气火灾和固体表面火灾在喷放二氧化碳前不能自动关闭的开口其面积不应大于防护区总内表面积的3%且开口不应设在底面3.1.2.2对固体深位火灾除泄压口以外的开口在喷放二氧化碳前应自动关闭3.1.2.3防护区的围护结构及门窗的耐火极限不应低于0.50h吊顶的耐火极限不应低于0.25h围护结构及门窗的允许压强不宜小于1200Pa3.1.2.4防护区用的通风机和通风管道中的防火阀在喷放二氧化碳前应自动关闭3.1.3采用局部应用灭火系统的保护对象应符合下列规定3.1.3.1保护对象周围的空气流动速度不宜大于3m/s必要时应采取挡风措施3.1.3.2在喷头与保护对象之间喷头喷射角范围内不应有遮挡物3.1.3.3当保护对象为可燃液体时液面至容器缘口的距离不得小于150mm3.1.4启动释放二氧化碳之前或同时必须切断可燃助燃气体的气源3.1.5当组合分配系统保护5个及以上的防护区或保护对象时二氧化碳应有备用量备用量不应小于系统设计的储存量备用量的储存容器应与系统管网相连宜能与主储存容器切换使用3.2全淹没灭火系统3.2.1二氧化碳设计浓度不应小于灭火浓度的1.7倍并不得低于34%可燃物的二氧化碳设计浓度可按本规范附录A的规定采用3.2.2当防护区内存有两种及两种以上可燃物时防护区的二氧化碳设计浓度应采用可燃物中最大的二氧化碳设计浓度3.2.3二氧化碳的设计用量应按下式计算MKbK1AK2V3.2.3-1AA30A03.2.3-2VV-V3.2.3-3式中M二氧化碳设计用量kgb物质系数221面积系数(kg/m)取0.2kg/m332体积系数(kg/m)取0.7kg/m\nwww.cn-hse.com2A折算面积(m)A防护区的内侧面底面顶面包括其中的开口的总面积2m2A0开口总面积m3防护区的净容积m3防护区容积m3防护区内非燃烧体和难燃烧体的总体积m3.2.4当防护区的环境温度超过100时二氧化碳的设计用量应在本规范第3.2.3条计算值的基础上每超过5增加2%当防护区的环境温度低于-20时二氧化碳的设计用量应在本规范第3.2.3条计算值的基础上每降低1增加2%3.2.6防护区应设置泄压口并宜设在外墙上其高度应大于防护区净高的2/3当防护区设有防爆泄压孔时可不单独设置泄压口3.2.7泄压口的面积可按下式计算2式中Ax泄压口面积mQt二氧化碳喷射率kg/minPt围护结构的允许压强Pa3.2.8全淹没灭火系统二氧化碳的喷放时间不应大于1min当扑救固体深位火灾时喷放时间不应大于7min并应在前2min内使二氧化碳的浓度达到30%3.2.9二氧化碳扑救固体深位火灾的抑制时间应按本规范附录A的规定采用3.2.10二氧化碳的储存量应为设计用量与残余量之和残余量可按设计用量的8%计算组合分配系统的二氧化碳储存量不应小于所需储存量最大的一个防护区的储存量系统设计3.3局部应用灭火系统3.3.1局部应用灭火系统的设计可采用面积法或体积法当保护对象的着火部位是比较平直的表面时宜采用面积法当着火对象为不规则物体时应采用体积法3.3.2局部应用灭火系统的二氧化碳喷射时间不应小于0.5min对于燃点温度低于沸点温度的液体和可熔化固体的火灾二氧化碳的喷射时间不应小于1.5min3.3.3当采用面积法设计时应符合下列规定3.3.3.1保护对象计算面积应取被保护表面整体的垂直投影面积3.3.3.2架空型喷头应以喷头的出口至保护对象表面的距离确定设计流量\nwww.cn-hse.com和相应的正方形保护面积槽边型喷头保护面积应由设计选定的喷头设计流量确定3.3.3.3架空型喷头的布置宜垂直于保护对象的表面其瞄准点应是喷头保护面积的中心当确需非垂直布置时喷头的安装角不应小于45其瞄准点应偏向喷头安装位置的一方图3.3.3喷头偏离保护面积中心的距离可按表3.3.3确定S喷头出口至瞄准点的距离mLb单个喷头正方形保护面积的边长mLp瞄准点偏离喷头保护面积中心的距离m喷头安装角3.3.3.4喷头非垂直布置时的设计流量和保护面积应与垂直布置的相同3.3.3.5喷头宜等距布置以喷头正方形保护面积组合排列并应完全覆\nwww.cn-hse.com盖保护对象3.3.3.6二氧化碳的设计用量应按下式计算式中M二氧化碳设计用量kgN喷头数量Qi单个喷头的设计测量kg/min喷射时间min3.3.4当采用体积法设计时应符合下列规定3.3.4.1保护对象的计算体积应采用假定的封闭罩的体积封闭罩的底应是保护对象的实际底面封闭罩的侧面及顶部当无实际围封结构时它们至保护对象外缘的距离不应小于0.6m3.3.4.2二氧化碳的单位体积的喷射率应按下式计算3式中qv单位体积的喷射率kg/(minm)2假定的封闭罩侧面围封面面积m2在假定的封闭罩中存在的实体墙等实际围封面的面积m3.3.4.3二氧化碳设计用量应按下式计算3式中V1保护对象的计算体积m3.3.4.4喷头的布置与数量应使喷射的二氧化碳分布均匀并满足单位体积的喷射率和设计用量的要求3.3.5二氧化碳储存量应取设计用量的1.4倍与管道蒸发量之和组合分配系统的二氧化碳储存量不应小于所需储存量最大的一个保护对象的储存量3.3.6当管道敷设在环境温度超过45的场所且无绝热层保护时应计算二氧化碳在管道中的蒸发量蒸发量可按下式计算式中M二氧化碳在管道中的蒸发量kgM受热管网的管道质量kgDp管道金属材料的比热kJ/(kg)钢管可取0.4kJ/(kg)\nwww.cn-hse.comT1二氧化碳喷射前管道的平均温度可取环境平均温度T2二氧化碳平均温度可取15.6H二氧化碳蒸发潜热kJ/kg可取150.7kJ/kg管网计算4.0.1输送二氧化碳管网的管道内径应根据管道设计流量和喷头入口压力通过计算确定4.0.2管网中干管的设计流量应按下式计算QM/t(4.0.2)式中Q管道的设计流量(kg/min)4.0.3管网中支管的设计流量应按下式计算式中Ng安装在计算支管流程下游的喷头数量Qi单个喷头的设计流量kg/min4.0.4管段的计算长度应为管道的实际长度与管道附件当量长度之和管道附件的当量长度可按本规范附录B采用4.0.5管道压力降可按下式换算或按本规范附录C采用式中D管道内径mmL管段计算长度mY压力系数MPakg/m3应按本规范附录D采用Z密度系数应按本规范附录D采用4.0.6管道内流程高度所引起的压力校正值可按本规范附录采用并应计入该管段的终点压力终点高度低于起点的取正值终点高度高于起点的取负值4.0.7喷头入口压力计算值不应小于1.4MPa绝对压力4.0.8喷头等效孔口面积应按下式计算FQi/q04.0.82式中F喷头等效孔口面积mm02q等效孔口单位面积的喷射率kg/(minmm按本规范附录F选取4.0.9喷头规格应根据等效孔口面积确定4.0.10储存容器的数量可按下式计算\nwww.cn-hse.com式中Np储存容器数Mc储存量kg充装率kg/L0单个储存容器的容积L系统组件5.1储存装置5.1.1储存装置宜由储存容器容器阀单向阀和集流管等组成5.1.2储存容器中充装的二氧化碳应符合现行国家标准二氧化碳灭火剂的规定5.1.3储存容器中二氧化碳的充装率应为0.60.67kg/L当储存容器工作压力不小于20MPa时其充装率可为0.75kg/L5.1.4储存装置应设称重检漏装置当储存容器中充装的一氧化碳量损失10%时应及时补充5.1.5储存容器的工作压力不应小于15MPa储存容器阀上应设泄压装置其泄压动作压力应为190.95MPa5.1.6储存装置的布置应方便检查和维护并应避免阳光直射5.1.7储存装置宜设在专用的储存容器间内局部应用灭火系统的储存装置可设置在固定的安全围栏内专用的储存容器间的设置应符合下列规定5.1.7.1应靠近防护区出口应直接通向室外或疏散走道5.1.7.2耐火等级不应低于二级5.1.7.3室内温度应为049并应保持干燥和良好通风5.1.7.4设在地下的储存容器间应设机械排风装置排风口应通向室外5.2选择阀与喷头5.2.1在组合分配系统中每个防护区或保护对象应设一个选择阀选择阀的位置宜靠近储存容器并应便于手动操作方便检查维护选择阀上应设有标明防护区的铭牌5.2.2选择阀可采用电动气动或机械操作方式阀的工作压力不应小于12MPa5.2.3系统启动时选择阀应在容器阀动作之前或同时打开5.2.4设置在粉尘场所的喷头应增设不影响喷射效果的防尘罩\nwww.cn-hse.com5.3管道及其附件5.3.1管道及其附件应能承受最高环境温度下二氧化碳的储存压力并应符合下列规定5.3.1.1管道应采用符合现行国家标准冷拔或冷轧精密无缝钢管中规定的无缝钢管并应内外镀锌5.3.1.2对镀锌层有腐蚀的环境管道可采用不锈钢管铜管或其它抗腐蚀的材料5.3.1.3挠性连接的软管必须能承受系统的工作压力并宜采用符合现行国家标准不锈钢软管中规定的不锈钢软管5.3.2管道可采用螺纹连接法兰连接或焊接公称直径等于或小于80mm的管道宜采用螺纹连接公称直径大于80mm的管道宜采用法兰连接5.3.3集流管的工作压力不应小于12MPa并应设置泄压装置其泄压动作压力应为150.75MPa控制与操作6.0.1二氧化碳灭火系统应设有自动控制手动控制和机械应急操作三种启动方式当局部应用灭火系统用于经常有人的保护场所时可不设自动控制6.0.2当采用火灾探测器时灭火系统的自动控制应在接收到两个独立的火灾信号后才能启动根据人员疏散要求宜延迟启动但延迟时间不应大于30s6.0.3手动操作装置应设在防护区外便于操作的地方并应能在一处完成系统启动的全部操作局部应用灭火系统手动操作装置应设在保护对象附近6.0.4二氧化碳灭火系统的供电与自动控制应符合现行国家标准火灾自动报警系统设计规范的有关规定当采用气动动力源时应保证操作与控制所需要的压力和用气量安全要求7.0.1防护区内应设火灾声报警器必要时可增设光报警器防护区的入口处应设光报警器报警时间不宜小于灭火过程所需的时间并应能手动切除报警信号7.0.2防护区应有能在30s内使该区人员疏散完毕的走道与出口在疏散走道与出口处应设火灾事故照明和疏散指示标志7.0.3防护区入口处应设灭火系统防护标志和二氧化碳喷放指示灯7.0.4当系统管道设置在可燃气体蒸气或有爆炸危险粉尘的场所时应设防静电接地7.0.5地下防护区和无窗或固定窗扇的地上防护区应设机械排风装置7.0.6防护区的门应向疏散方向开启并能自动关闭在任何情况下均应能从防护区内打开7.0.7设置灭火系统的场所应配备专用的空气呼吸器或氧气呼吸器\nwww.cn-hse.com附录可燃物的二氧化碳设计浓度和抑制时间\nwww.cn-hse.com\nwww.cn-hse.com附录B管道附件的当量长度\nwww.cn-hse.com附录C管道压力降注管网起始压力取设计额定储存压力5.17MPa后段管道的起点压力取前段管道的终点压力\nwww.cn-hse.com附录D二氧化碳的压力系数和密度系数\nwww.cn-hse.com附录E流程高度所引起的压力校正值\nwww.cn-hse.com附录F喷头入口压力与单位面积的喷射率\nwww.cn-hse.com附录G本规范用词说明G.0.1执行本规范条文时对要求严格程度的用词作如下规定以便执行时区别对待(1)表示很严格非这样做不可的用词正面词采用必须反面词采用严禁(2)表示严格在正常情况下均应这样做的用词正面词采用应反面词采用不应或不得(3)表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样做的用词正面词采用宜或可反面词采用不宜G.0.2条文中应按指定的标准规范执行时写法为应符合的规定或应按执行