《干粉滅火系統設計規范》GB50347-2004

更新時間:2021-03-31 23:20:55

前言



中華人民共和國國家標準 
干粉滅火系統設計規范
Code of design for powder extinguishing systems
GB 50347- 2004
主編部門:中華人民共和國公安部

批準部門:中華人民共和國建設部

施行日期:2004年11月1日


中華人民共和國建設部公告
第266號

建設部關于發布國家標準

《干粉滅火系統設計規范》的公告

    現批準《干粉滅火系統設計規范》為國家標準,編號為GB 50347-2004,自2004年11月1日起實施。其中,第1. 0. 5、3.1.2(1)、3.1.3、3.1.4、3.2.3、 3.3.2,、3.4.3、5.1.1(1)、5.2.6、 5.3.1(7)、7.0.2、 7.0.3、7.0.7條(款)為強制性條文,必須嚴格執行。
    本規范由建設部標準定額研究所組織中國計劃出版社出版發行。
中華人民共和國建設部
二00四年九月二日


    根據建設部建標[1999]習308號文《關于印發“一九九九年工程建設國家標準制定、修訂計劃”的通知》要求,本規范由公安部負責主編,具體由公安部天津消防研究所會同吉林省公安消防總隊、云南省公安消防總隊、東北大學、深圳市公安消防支隊、廣東勝捷消防設備有限公司、杭州新紀元消防科技有限公司、陜西消防工程公司、吉林化學工業公司設計院等單位共同編制完成。
    在編制過程中,編制組遵照國家有關基本建設的方針政策,以及“預防為主、防消結合”的消防工作方針,對我國干粉滅火系統的研究、設計、生產和使用情況進行了調查研究,在總結已有科研成果和工程實踐經驗的基礎上,參考了歐洲及英國、德國、日本、美國等發達國家的相關標準,經廣泛地征求有關專家、消防監督部門、設計和科研單位、大專院校等的意見,最后經專家審查定稿。
    本規范共分七章和兩個附錄,內容包括:總則、術語和符號、系統設計、管網計算、系統組件、控制與操作、安全要求等。其中黑粗體字為強制性條文。
    本規范由建設部負責管理和對強制性條文的解釋,公安部負責具體管理,公安部天津消防研究所負責具體技術內容的解釋。請各單位在執行本規范過程中,注意總結經驗、積累資料,并及時把意見和有關資料寄規范管理組——公安部天津消防研究所(地址:天津市南開區衛津南路110號,郵編300381),以供今后修訂時參考。
    本規范主編單位、參編單位和主要起草人名單:
    主 編 單 位:公安部天津消防研究所
    參 編 單 位:吉林省公安消防總隊
                         云南省公安消防總隊
                         東北大學
                         深圳市公安消防支隊
                         廣東勝捷消防設備有限公司
                         杭州新紀元消防科技有限公司
                         陜西消防工程公司
                         吉林化學工業公司設計院
    主要起草人:東靖飛  宋旭東  魏德洲  鄭  智  羅興康  劉躍紅  李深梁  何文輝  伍建許  丁國臣  戴殿峰  石秀芝  楊丙杰  沈  紋  王寶偉

1 總則

1.0.1 為合理設計干粉滅火系統,減少火災危害,保護人身和財產安全,制定本規范。
1.0.2 本規范適用于新建、擴建、改建工程中設置的干粉滅火系統的設計。
1.0.3 干粉滅火系統的設計,應積極采用新技術、新工藝、新設備,做到安全適用,技術先進,經濟合理。
1.0.4 干粉滅火系統可用于撲救下列火災:
    1 滅火前可切斷氣源的氣體火災。
    2  易燃、可燃液體和可熔化固體火災。
    3 可燃固體表面火災。
    4 帶電設備火災。
1.0.5 干粉滅火系統不得用于撲救下列物質的火災:
    1 硝化纖維、炸藥等無空氣仍能迅速氧化的化學物質與強氧化劑。
    2 鉀、鈉、鎂、鈦、鋯等活潑金屬及其氫化物。
1.0.6 干粉滅火系統的設計,除應符合本規范的規定外,尚應符合國家現行的有關強制性標準的規定。
條文說明


1 總則
1.0.1 本條提出了編制本規范的目的。
    干粉滅火劑的主要滅火機理是阻斷燃燒鏈式反應,即化學抑制作用。同時,干粉滅火劑的基料在火焰的高溫作用下將會發生一系列的分解反應,這些反應都是吸熱反應,可吸收火焰的部分熱量。而這些分解反應產生的一些非活性氣體如二氧化碳、水蒸汽等,對燃燒的氧濃度也具稀釋作用。干粉滅火劑具有滅火效率高、滅火速度快、絕緣性能好、腐蝕性小,不會對生態環境產生危害等一系列優點。
    干粉滅火系統是傳統的四大固定式滅火系統(水、氣體、泡沫、干粉)之一,應用廣泛。受到了各工業發達國家的重視,如美國、日本、德國、英國都相繼制定了干粉滅火系統規范。近年來,由于鹵代烷對大氣臭氧層的破壞作用,消防界正在探索鹵代烷滅火系統的替代技術,而干粉滅火系統正是應用較成熟的該類技術之一?!吨袊某粞鯇游镔|逐步淘汰國家方案》已將干粉滅火系統的應用技術列為鹵代烷系統替代技術的重要組成部分。
    本規范的制定,為干粉滅火系統的設計提供了技術依據,將對干粉滅火系統的應用起到良好的推動作用。
1.0.2 本條規定了本規范的適用范圍,即適用于新建、擴建、改建工程中設置的干粉滅火系統的設計;目前,更多用于生產或儲存場所。
1.0.3 本條規定結合我國國情,規定了干粉滅火系統設計中應遵循的一般原則。
    目前,由于我國干粉滅火系統主要用于重點要害部位的保護,而干粉滅火系統工程設計涉及面較廣,因此,在設計時應推薦采用新技術、新工藝、新設備。同時,干粉滅火系統的設計應正確處理好以下兩點:
    首先設計人員應根據整個工程特點、防火要求和各種消防設施的配置情況,制定合理的設計方案,正確處理局部與全局的關系。雖然干粉滅火系統是重要的滅火沒施,但是,不是采用了這種滅火手段后,就不必考慮其他輔助手段。例如易燃可燃液體儲罐發生火災,在采用干粉滅火系統撲救火災的同時,消防冷卻水也是不可少的。
    其次,在防護區的設置上,應正確確定防護區的位置和劃分防護區的范圍。根據防護區的大小、形狀、開口、通風和防護區內可燃物品的性質、數量、分布,以及可能發生的火災類型、火源、起火部位等情況,合理選擇和布置系統部件,合理選擇系統操作控制方式。
1.0.4 本條規定了干粉滅火系統可用于撲救的火災類型,即可用于撲救可燃氣體、可燃液體火災和可燃固體的表面火災及帶電設備的火災。
    滅火試驗的結果表明,采用干粉滅火劑撲滅上述物質火災迅速而有效。在我國相關規范中,如現行國家標準《石油化工企業設計防火規范》GB 50160-92,對干粉滅火系統的應用都作了相應規定。
1.0.5 同其他滅火劑一樣,普通干粉滅火劑撲救的火災類型也有局限性。也就是說普通干粉滅火劑對有些物質的火災不起滅火作用。
    普通干粉滅火劑不能撲救的火災主要包括兩大類。第一類是本身含有氧原子的強氧化劑,這些氧原子可以供燃燒之用,在具備燃燒的條件下與可燃物氧化結合成新的分子,反應激烈,干粉滅火劑的分子不能很快滲入其內起化學反應。這類物質主要包括硝化纖維、炸藥等。第二類主要是化學性質活潑的金屬和金屬氫化物,如鉀、鈉、鎂、鈦、鋯等。這類物質的火災不能用普通干粉滅火劑來撲救。對于活潑金屬火災目前采用的滅火劑通常為干砂、石墨、氯化鈉等特種干粉滅火劑。而特種干粉滅火劑目前工程設計數據不足。因此,本規范不涉及此類干粉滅火系統。
1.0.6 本條規定中所指的國家現行的有關強制性標準,除本規范中已指明的外,還包括以下幾個方面的標準:
    1 防火基礎標準中與之有關的安全基礎標準。
    2 有關的工業與民用建筑防火規范。
    3 有關的火災自動報警系統標準、規范。
    4 有關干粉滅火系統部件、滅火劑標準。
    5 其他有關標準。

2 術語和符號2.1 術語

2.1.1 干粉滅火系統  powder extinguishing system
    由干粉供應源通過輸送管道連接到固定的噴嘴上,通過噴嘴噴放干粉的滅火系統。
2.1.2 全淹沒滅火系統  total flooding extinguishing system
    在規定的時間內,向防護區噴射一定濃度的干粉,并使其均勻地充滿整個防護區的滅火系統。
2.1.3 局部應用滅火系統  local application extinguishing system 
    主要由一個適當的滅火劑供應源組成,它能將滅火劑直接噴放到著火物上或認為危險的區域。
2.1.4 防護區  protected area
    滿足全淹沒滅火系統要求的有限封閉空間。
2.1.5 組合分配系統  combined distribution systems
    用一套滅火劑貯存裝置,保護兩個及以上防護區或保護對象的滅火系統。
2.1.6 單元獨立系統  unit independent system
    用一套干粉儲存裝置保護一個防護區或保護對象的滅火系統。
2.1.7 預制滅火裝置  prefabricated extinguishing equipment
    按一定的應用條件,將滅火劑儲存裝置和噴嘴等部件預先組裝起來的成套滅火裝置。
2.1.8 均衡系統  balanced system
    裝有兩個及以上噴嘴,且管網的每一個節點處滅火劑流量均被等分的滅火系統。
2.1.9 非均衡系統  unbalanced system
    裝有兩個及以上噴嘴,且管網的一個或多個節點處滅火劑流量不等分的滅火系統。
2.1.10 干粉儲存容器  powder storage container
    儲存干粉滅火劑的耐壓不可燃容器,也稱干粉儲罐。
2.1.11 驅動氣體  expellant gas
    輸送干粉滅火劑的氣體,也稱載氣。
2.1.12 驅動氣體儲瓶  expellant gas storage cylinder
    儲存驅動氣體的高壓鋼瓶。
2.1.13 驅動壓力  expellant pressure
    輸送干粉滅火劑的驅動氣體壓力。
2.1.14 驅動氣體系數  expellant gas factor
    在干粉-驅動氣體二相流中,氣體與干粉的質量比,也稱氣固比。
2.1.15 增壓時間  pressurization time
    干粉儲存容器中,從干粉受驅動至干粉儲存容器開始釋放的時間。
2.1.16 裝量系數  loading factor
    干粉儲存容器中干粉的體積(按松密度計算值)與該容器容積之比。


2.2 符號

2.2.1 幾何參數符號
Aoi ——不能自動關閉的防護區開口面積;
Ap  ——在假定封閉罩中存在的實體墻等實際圍封面面積;
At  ——假定封閉罩的側面圍封面面積;
Av  ——防護區的內側面、底面、頂面(包括其中開口)的總內表面積;
Ax  ——泄壓口面積;
d   ——管道內徑;
F   ——噴頭孔口面積;
L   ——管段計算長度;
LJ  ——管道附件的當量長度;
Lmax——對稱管段計算長度最大值;
Lmin——對稱管段計算長度最小值;
Ly  ——管段幾何長度;
N   ——噴頭數量;
n   ——安裝在計算管段下游的噴頭數量;
Np  ——驅動氣體儲瓶數量;
S   ——均衡系統的結構對稱度;
V   ——防護區凈容積;
V0  ——驅動氣體儲瓶容積;
VC  ——干粉儲存容器容積;
VD  ——整個管網系統的管道容積;
Vg  ——防護區內不燃燒體和難燃燒體的總體積;
Vl  ——保護對象的計算體積;
Vv  ——防護區容積;
VZ  ——不能切斷的通風系統的附加體積;
R   ——流體流向與水平面所成的角;
△  ——管道內壁絕對粗糙度;
K   ——泄壓口縮流系數。
2.2.2 物理參數符號
g  ——重力加速度;
K  ——干粉儲存容器的裝量系數;
K1  ——滅火劑設計濃度;
Koi ——開口補償系數;
m   ——干粉設計用量;
mc  ——干粉儲存量;
mg  ——驅動氣體設計用量;
mgc ——驅動氣體儲存量;
mgr ——管網內驅動氣體殘余量;
mgs ——干粉儲存容器內驅動氣體剩余量;
mr  ——管網內干粉殘余量;
ms  ——干粉儲存容器內干粉剩余量;
P0  ——管網起點壓力;
Pb  ——高程校正后管段首端壓力;
Pb’——高程校正前管段首端壓力;
Pc  ——非液化驅動氣體充裝壓力;
Pe  ——管段末端壓力;
Pp  ——管段中的平均壓力;
Px  ——防護區圍護結構的允許壓力;
Q   ——管道中的干粉輸送速率;
Q0  ——干管的干粉輸送速率;
Qb  ——支管的干粉輸送速率;
Qi  ——單個噴頭的干粉輸送速率;
Qz  ——通風流量;
q0  ——在一定壓力下,單位孔口面積的干粉輸送速率;
qv  ——單位體積的噴射速率;
t   ——干粉噴射時間;
VH  ——氣固二相流比容;
Vx  ——泄放混合物比容;
a   ——液化驅動氣體充裝系數;
?p/L——管段單位長度上的壓力損失;
δ  ——相對誤差;
λq ——驅動氣體摩擦阻力系數;
μ  ——驅動氣體系數;
ρf ——干粉滅火劑松密度;
ρH ——干粉—驅動氣體二相流密度;
ρQ ——管道內驅動氣體密度;
ρq ——在px壓力下驅動氣體密度;
ρq0——常態下驅動氣體密度。




3 系統設計3.1 一般規定

3.1.1 干粉滅火系統按應用方式可分為全淹沒滅火系統和局部應用滅火系統。撲救封閉空間內的火災應采用全淹沒滅火系統;撲救具體保護對象的火災應采用局部應用滅火系統。
3.1.2 采用全淹沒滅火系統的防護區,應符合下列規定:
    1 噴放干粉時不能自動關閉的防護區開口,其總面積不應大于該防護區總內表面積的15%,且開口不應設在底面。
    2 防護區的圍護結構及門、窗的耐火極限不應小于0.50h,吊頂的耐火極限不應小于0.25h;圍護結構及門、窗的允許壓力不宜小于1200Pa。
3.1.3 采用局部應用滅火系統的保護對象應符合下列規定:
    1 保護對象周圍的空氣流動速度不應大于2m/s。必要時,應采取擋風措施。
    2 在噴頭和保護對象之間,噴頭噴射角范圍內不應有遮擋物。
    3 當保護對象為可燃液體時,液面至容器緣口的距離不得小于150mm。

3.1.4 當防護區或保護對象有可燃氣體,易燃、可燃液體供應源時,啟動干粉滅火系統之前或同時,必須切斷氣體、液體的供應源。
3.1.5 可燃氣體,易燃、可燃液體和可熔化固體火災宜采用碳酸氫鈉干粉滅火劑;可燃固體表面火災應采用磷酸銨鹽干粉滅火劑。
3.1.6 組合分配系統的滅火劑儲存量不應小于所需儲存量最多的一個防護區或保護對象的儲存量。
3.1.7 組合分配系統保護的防護區與保護對象之和不得超過8個。當防護區與保護對象之和超過5個時,或者在噴放后48h內不能恢復到正常工作狀態時,滅火劑應有備用量。備用量不應小于系統設計的儲存量。
    備用干粉儲存容器應與系統管網相連,并能與主用干粉儲存容器切換使用。

條文說明

3.1 一般規定
3.1.1 本條包含兩部分內容,一是規定了干粉滅火系統按應用方式分兩種類型,即全淹沒滅火系統和局部應用滅火系統。國外標準也是這樣進行分類,如日本消防法施行令第18條§1:“干粉滅火設備,分為固定式和移動式兩種型式;固定式干粉滅火設備又分為全保護區噴放方式和局部噴放方式兩種類型”。二是規定了兩種系統的選用原則。
    關于全淹沒滅火系統、局部應用滅火系統的應用,美國標準《干粉滅火系統標準》NFPA 17-1998§4-1:“全淹沒滅火系統只有在環繞火災危險有永久性密封的空間處采用,這樣的空間內能足以構成所要求的濃度,其不可關閉的開口總面積不能超過封閉空間的側面、頂面和底面總內表面積的15%。不可關閉開口面積超過封閉空間的總內表面積的15%時,應采用局部應用系統保護”。英國標準《室內滅火裝置和設備·干粉系統規范》BS 5306 :pt7-1988 § 14:“能用全淹沒系統撲滅的火災是包括可燃液體和固體的表面火災”;§ 18 :“能用局部應用系統撲滅或控制的火災是含有可燃液體和固體的表面火災”。
    應該指出,在滿足全淹沒滅火系統應用條件時也可以采用局部應用滅火系統,具體選型由設計者根據實際情況決定。
3.1.2 本條規定了全淹沒滅火系統的應用條件。第1款等效采用國外標準數據(見3.1.1條說明)。第2款等效采用現行國家標準《二氧化碳滅火系統設計規范》GB 50193-93(1999年版)第3.1.2條數據。
    規定“不能自動關閉的開口不應設在底面”出于以下考慮:國家標準規定干粉滅火劑的松密度大于或等于0.80g/mL(kg/L),若設計濃度按0.65kg/m3計算,則體積為0.81L。因目前國內廠家沒提供驅動氣體系數數據,現按日本消防法施行規則§4數據:1kg干粉滅火劑需要40L標準狀態下氮氣(標準狀態下氮氣密度為1.25lg/L),那么0.65 kg干粉滅火劑需要26L(32.526g)氮氣;如是,粉霧的密度為25.5g/L  [(650+32.526)g/(26+0.81)L],顯然比空氣重(標準狀態下空氣密度為1.293g/L,常態下空氣密度更?。?。另外,一般都是從上向下噴射,帶有一定動能和勢能,很容易在底面擴散流失,影響滅火效果。故作此規定。
    干粉滅火系統是依靠驅動氣體(惰性氣體)驅動干粉的,干粉固體所占體積與驅動氣體相比小得多,宏觀上類似氣體滅火系統,因此,可采用二氧化碳滅火系統設計數據。防護區圍護結構具有一定耐火極限和強度是保證滅火的基本條件。
3.1.3 本條規定了局部應用滅火系統的應用條件。參照國內氣體滅火系統規范制定。其中空氣流動速度不應大于2m/s是引用現行國家標準《干粉滅火系統部件通用技術條件》GB 16668-1996中的數據。
    這里容器緣口是指容器的上邊沿,它距液面不應小于150mm;150 mm是測定噴頭保護面積等參數的試驗條件。是為了保證高速噴射的粉體流噴到液體表面時,不引起液體的飛濺,避免產生流淌火,帶來更大的火災危險,所以應遵循該試驗條件。
3.1.4 噴射干粉前切斷氣體、液體的供應源的目的是防止引起爆炸。同時,也可防止淡化干粉濃度,影響滅火。
3.1.5 撲滅BC類火災的干粉中較成熟和經濟的是碳酸氫鈉干粉,故予推薦;ABC干粉固然也能撲滅BC類火災,但不經濟,故不推薦用ABC干粉撲滅BC類火災。撲滅A類火災只能用ABC干粉,其中較成熟和經濟的是磷酸銨鹽干粉,所以撲滅A類火災推薦采用磷酸銨鹽干粉。
3.1.6 組合分配系統是用一套干粉儲存裝置同時保護多個防護區或保護對象的滅火系統。各防護區或保護對象同時著火的概率很小,不需考慮同時向各個防護區或保護對象釋放干粉滅火劑;但應考慮滿足任何干粉用量的防護區或保護對象滅火需要。組合分配系統的干粉儲存量,只有不小于所需儲存量最多的一個防護區或保護對象的儲存量,才能夠滿足這種需要。提請注意:防護區體積最大,用量不一定最多。
3.1.7 本條規定了組合分配系統保護的防護區與保護對象最大限度、備用滅火劑的設置條件、數量和方法。
    1 防護區與保護對象之和不得大于8個是基于我國現狀的暫定數據。防護區與保護對象為5個以上時,滅火劑應有備用量是等效采用《固定式滅火系統·干粉系統·pt2:設計、安裝與維護》EN 12416-2 : 2001 § 7的數據;48h內不能恢復時應有備用量是參照《二氧化碳滅火系統設計規范》GB 50193-93(1999年版)確定的;防護區與保護對象的數量和系統恢復時間是設置備用滅火劑的兩個并列條件,只要滿足其一,就應設置備用量。
    應該指出,設置備用滅火劑不限于這兩個條件,當防護區或保護對象火災危險性大或為重要場所時,為了不間斷保護,也可設置備用滅火劑。
    2 滅火劑備用量是為了保證系統保護的連續性,同時也包含撲救二次火災的考慮,因此備用量不應小于系統設計的儲存量。
    3 備用干粉儲存容器與系統管網相連,與主用干粉儲存容器切換使用的目的,是為了起到連續保護作用。當主用干粉儲存容器不能使用時,備用干粉儲存容器能夠立即投入使用。


3.2 全淹沒滅火系統

3.2.1  全淹沒滅火系統的滅火劑設計濃度不得小于0.65kg/m3。
3.2.2  滅火劑設計用量應按下列公式計算:
    

  式中:m ——干粉設計用量(kg);
      K1——滅火劑設計濃度(kg/m3);
      V ——防護區凈容積(m3);
     Koi——開口補償系數(kg/m2);
     Aoi——不能自動關閉的防護區開口面積(㎡);
     Vv ——防護區容積(m3);
     Vg ——防護區內不燃燒體和難燃燒體的總體積(m3);
     Vz ——不能切斷的通風系統的附加體積(m3);
     Qz ——通風流量(m3/s);
     t  ——干粉噴射時間(s);
     Av ——防護區的內側面、底面、頂面(包括其中開口)的總內表面積(㎡)。
3.2.3  全淹沒滅火系統的干粉噴射時間不應大于30s。
3.2.4  全淹沒滅火系統噴頭布置,應使防護區內滅火劑分布均勻。
3.2.5  防護區應設泄壓口,并宜設在外墻上,其高度應大于防護區凈高的2/3。泄壓口的面積可按下列公式計算:

  式中:Ax ——泄壓口面積(㎡);
      Qo ——干管的干粉輸送速率(kg/s);
      vh ——氣固二相流比容(m3/kg);
       k ——泄壓口縮流系數;取0.6;
      Px ——防護區圍護結構的允許壓力(Pa);
      Vx ——泄放混合物比容(m3/kg);
      ρq——在Px壓力下驅動氣體密度(kg/m3) ;
      μ ——驅動氣體系數;按產品樣本取值;
      ρf——干粉滅火劑松密度(kg/m3);按產品樣本取值;
     ρqo——常態下驅動氣體密度(kg/m3)。

條文說明

3.2 全淹沒滅火系統
3.2.1 全淹沒滅火系統滅火劑設計濃度最小值取值等效采用《室內滅火裝置和設備·干粉系統規范》BS 5306 :pt7-1988 § 15.2和《固定式滅火系統·干粉系統·pt2 :設計、安裝與維護》EN 12416-2 : 2001 § 10.2數據,因為我國干粉滅火劑標準規定的滅火效能不低于《非D類干粉滅火劑技術條件》BS EN 615—1995規定。另外,我國標準《碳酸氫鈉干粉滅火劑》GB 4066和《磷酸銨鹽干粉滅火劑》GB 15060分別要求碳酸氫鈉干粉和磷酸銨鹽干粉撲滅BC類火災時,滅火效能相同。綜合以上數據并考慮到多種火災并存情況,本規范確定全淹沒滅火系統滅火劑設計濃度不得小于0.65 kg/m3。
3.2.2 本條系等效采用《室內滅火裝置和設備·干粉系統規范》BS 5306 :pt7-1988 § 15.2和《固定式滅火系統·干粉系統·pt2:設計、安裝與維護》EN 12416-2 : 2001 § 10.2規定。
3.2.3 本條系等效采用《室內滅火裝置和設備·干粉系統規范》BS 5306 : pt7-1988 § 15.3和《固定式滅火系統·干粉系統·pt2 :設計、安裝與維護》EN 12416-2 :2001 § 10.3規定。
3.2.4 本條規定可有效利用滅火劑,減少系統響應時間,達到快速滅火目的。
3.2.5 國外標準僅《室內滅火裝置和設備·干粉系統規范》BS 5306 : pt7-1988 § 15.2提到泄壓口,但沒給出計算式。為避免防護區內超壓導致圍護結構破壞,應該設置泄壓口;考慮到干粉滅火系統與氣體滅火系統存在相似性,本條參照采用《二氧化碳滅火系統設計規范》GB 50193-93(1999年版)第3.2.6條制定。
       公式3.2.5 是參考《二氧化碳滅火系統規范》AS 4214.3 -1995 § 4導出。設:防護區內部壓力為P1,防護區外部壓力為P2,泄壓口面積為Ax,泄放混合物質量流量為Qx,如圖1:

則有薄壁孔口流量公式:

式中:Qx ——泄放混合物質量流量(kg/s);
     K  ——泄壓口縮流系數;窗式開口取0.5~0.7;
     Ax ——泄壓口面積(㎡);
    ρx ——泄放混合物密度(kg/m3);
     Px ——防護區圍護結構的允許壓力(Pa);
     vx ——泄放混合物比容(m3/kg)。
    泄壓過程中有防護區內氣體被置換過程;為使問題簡化,根據從泄壓口泄放混合物體積流量等于噴入防護區氣-固二相流體積流量數量關系,干粉真實密度ρs= 2.5ρf,防護區內常態空氣密度為1.205(kg/m3),則有:

    應該指出:當防護區門窗縫隙、不可關閉開口及防爆泄壓口面積總和不小于按公式3.2.5-1計算值時,可不再另設置泄壓口。
3.3 局部應用滅火系統

3.3.1  局部應用滅火系統的設計可采用面積法或體積法。當保護對象的著火部位是平面時,宜采用面積法;當采用面積法不能做到使所有表面被完全覆蓋時,應采用體積法。
3.3.2  室內局部應用滅火系統的干粉噴射時間不應小于30s;室外或有復燃危險的室內局部應用滅火系統的干粉噴射時間不應小于60s。
3.3.3  當采用面積法設計時,應符合下列規定:
    1 保護對象計算面積應取被保護表面的垂直投影面積。
    2 架空型噴頭應以噴頭的出口至保護對象表面的距離確定其干粉輸送速率和相應保護面積;槽邊型噴頭保護面積應由設計選定的干粉輸送速率確定。
    3 干粉設計用量應按下列公式計算:
                      

    式中:N ——噴頭數量;
       Qi ——單個噴頭的干粉輸送速率(kg/s);按產品樣本取值。
    4 噴頭的布置應使噴射的干粉完全覆蓋保護對象。
3.3.4  當采用體積法設計時,應符合下列規定:
    1 保護對象的計算體積應采用假定的封閉罩的體積。封閉罩的底應是實際底面;封閉罩的側面及頂部當無實際圍護結構時,它們至保護對象外緣的距離不應小于1.5 m。
    2 干粉設計用量應按下列公式計算:


    式中:V——保護對象的計算體積(m3);
       qv——單位體積的噴射速率(kg/s/m3);
       Ap——在假定封閉罩中存在的實體墻等實際圍封面面積(m2);
       At——假定封閉罩的側面圍封面面積(m2)。
    3 噴頭的布置應使噴射的干粉完全覆蓋保護對象,并應滿足單位體積的噴射速率和設計用量的要求。

條文說明

3.3 局部應用滅火系統
3.3.1  局部應用滅火系統的設計方法分為面積法和體積法,這是國外標準比較一致的分類法。面積法僅適用于著火部位為比較平直表面情況,體積法適用于著火對象是不規則物體情況。
3.3.2  此條系等效采用《室內滅火裝置和設備·干粉系統規范》BS 5306 :pt7-1988 § 3.6規定。
3.3.3  本條各款規定說明如下:
    1 由于單個噴頭保護面積是按被保護表面的垂直投影方向確定的,所以計算保護面積也需取整體保護表面垂直投影的面積。
    2 國內外對干粉滅火系統的研究都不夠深入,定性的資料多,定量的資料少。本條借鑒了二氧化碳局部應用系統研究的成果,因二者存在相似性;同時參考了國外一些廠家的資料。
    架空型(也稱頂部型)噴頭是安裝在油盤上空一定高度處的噴頭;其保護面積應是:在20s內,撲滅液面距油盤緣口為150mm距離的著火圓形油盤的內接正方形面積;其對應的干粉輸送速率即是Qi。實踐和理論都證明,架空型噴頭保護面積和相應干粉輸送速率是噴頭的出口至保護對象表面的距離的函數。槽邊型噴頭是安裝在油槽側面的側向噴射噴頭;其保護面積應是在20s時間內,撲滅液面距油盤緣口為150mm距離的著火扇形油盤的內接矩形面積;試驗表明槽邊型噴頭滅火面積呈扇形,其大小與噴頭的射程有關,噴頭射程與干粉輸送速率有關?;诖?,作了第2款規定。
    3 確定噴頭保護面積時取噴射時間為20s,為安全計,使用噴頭時取噴射時間為30s,當計算保護面積需要N個噴頭才能完全覆蓋時,故其干粉設計用量按公式3.3.3計算。
    4 為了保證可靠滅火,噴頭的布置應按被噴射覆蓋面不留空白的原則執行。
3.3.4  本條參照了《干粉滅火裝置規范·設計與安裝》VdS2111-1985 § 3.2和《二氧化碳滅火系統設計規范》GB 50193-93(1999年版)制定。其中1.5 m直接采用了《干粉滅火裝置規范·設計與安裝》VdS 2111-1985 § 3.2 的數據;0.04kg/( s× m3)是根據《干粉滅火裝置規范· 設計與安裝》VdS 2111-1985對無圍封保護對象供給量取 1.2 kg/m3按30s噴射時間求得,0.006kg/(s×m3)是根據《干粉滅火裝置規范·設計與安裝)VdS 2111-1985對四面有圍封保護對象供給量取1.0 kg/m3按30s噴射時間求得。假定封閉罩是假想的幾何體,其側面圍封面面積就是該幾何體的側面面積At,其中包括實體墻面積和無實體墻部分的假想面積。



    3.4 預制滅火裝置

    3.4.1  預制滅火裝置應符合下列規定:
         1 滅火劑儲存量不得大于150kg。
         2 管道長度不得大于20m。
         3 工作壓力不得大于2.5 MPa。
    3.4.2  一個防護區或保護對象宜用一套預制滅火裝置保護。
    3.4.3  一個防護區或保護對象所用預制滅火裝置最多不得超過4套,并應同時啟動,其動作響應時間差不得大于2s。

    條文說明

    3.4 預制滅火裝置
    3.4.1  因為預制滅火裝置應按試驗條件使用,本條規定的滅火劑儲存量和管道長度數據系采用了國內試驗數據。本規范不側重推廣應用預制滅火裝置,因其只能在試驗條件下使用,有局限性。
    3.4.2  本條規定出于可靠性考慮。
    3.4.3  本條規定基于國內試驗數據;用6套(本規范規定為4套)預制滅火裝置作滅火試驗,噴射時間為20s,其動作響應時間差為3.5s -2s=1.5s,由此得δ=1.5/20=7.5%;取30s噴射時間得動作響應時間差? =30×7.5%=2.25s(本規范規定為2s)。

    4 管網計算

    4.0.1 管網起點(干粉儲存容器輸出容器閥出口)壓力不應大于2.5 MPa;管網最不利點噴頭工作壓力不應小于0.1 MPa。
    4.0.2 管網中干管的干粉輸送速率應按下列公式計算:

    4.0.3 管網中支管的干粉輸送速率應按下列公式計算:

        式中:Qb ——支管的干粉輸送速率(kg/s);
             n ——安裝在計算管段下游的噴頭數量。
    4.0.4 管道內徑宜按下列公式計算:

        式中:d ——管道內徑(mm);宜按附錄A表A-1取值;
            Q ——管道中的干粉輸送速率(kg/s),
    4.0.5 管段的計算長度應按下列公式計算:

        式中:L ——管段計算長度(m);
           LY ——管段幾何長度(m);
           LJ ——管道附件的當量長度(m);可按附錄A表A-2取值。
    4.0.6 管網宜設計成均衡系統,均衡系統的結構對稱度應滿足下列公式要求:

        式中:S ——均衡系統的結構對稱度;
         Lmax ——對稱管段計算長度最大值(m);
         Lmin ——對稱管段計算長度最小值(m)。
    4.0.7 管網中各管段單位長度上的壓力損失可按下列公式估算:

        式中:△P/L——管段單位長度上的壓力損失(MPa/m);
                Pe——管段末端壓力(MPa);
               λq——驅動氣體摩擦阻力系數;
                g ——重力加速度(m/s2);取9.81;
               ? ——管道內壁絕對粗糙度(mm)。
    4.0.8 高程校正前管段首端壓力可按下列公式估算:

        式中:Pb’——高程校正前管段首端壓力(MPa)。
    4.0.9 用管段中的平均壓力代替公式4.0.7-1中的管段末端壓力,再次求取新的高程校正前的管段首端壓力,兩次計算結果應滿足下列公式要求,否則應繼續用新的管段平均壓力代替公式4.0.7-1中的管段末端壓力,再次演算,直至滿足下列公式要求。

        式中:Pp——管段中的平均壓力(MPa);
            δ——相對誤差;
            i——計算次序。
    4.0.10 高程校正后管段首端壓力可按下列公式計算:
     


        式中:Pb——高程校正后管段首端壓力(Mpa);
           ρH——干粉-驅動氣體二相流密度(kg/m3);
           γ ——流體流向與水平面所成的角(°);
           ρQ——管道內驅動氣體的密度(kg/m3)。
    4.0.11 噴頭孔口面積應按下列公式計算:

        式中:F——噴頭孔口面積(mm2);
            qo——在一定壓力下,單位孔口面積的干粉輸送速率(kg/s/mm2)。
    4.0.12 干粉儲存量可按下列公式計算:

        式中:mc——干粉儲存量(kg);
            ms——干粉儲存容器內干粉剩余量(kg);
            mr——管網內干粉殘余量(kg);
            VD——整個管網系統的管道容積(m3)。
    4.0.13 干粉儲存容器容積可按下列公式計算:

        式中:Vc——干粉儲存容器容積(m3),取系列值;
             K——干粉儲存容器的裝量系數。
    4.0.14 驅動氣體儲存量可按下列公式計算:
    1 非液化驅動氣體

    2 液化驅動氣體

        式中:mgc ——驅動氣體儲存量(kg);
             Np ——驅動氣體儲瓶數量;
             Vo ——驅動氣體儲瓶容積(m3);
             PC ——非液化驅動氣體充裝壓力(MPa);
             Po ——管網起點壓力(MPa);
             mg ——驅動氣體設計用量(kg);
             mgs——干粉儲存容器內驅動氣體剩余量(kg);
             mgr——管網內驅動氣體殘余量(kg);
             α ——液化驅動氣體充裝系數(kg/m3)。
    4.0.15 清掃管網內殘存干粉所需清掃氣體量,可按10倍管網內驅動氣體殘余量選??;瓶裝清掃氣體應單獨儲存;清掃工作應在48h內完成。

    條文說明

    4 管網設計
    4.0.1  管網起點是從干粉儲存容器輸出容器閥出口算起,單元獨立系統和組合分配系統均如此計算。管網起點壓力是干粉儲存容器的輸出壓力。管網起點壓力不應大于2.5MPa是依據干粉儲存容器的設計壓力確定的。管網最不利點所要求的壓力是依據噴頭工作壓力規定的,這里等效采用了日本標準。日本消防法施行規則第21條 § 1指出:噴頭工作壓力不應小于0.1MPa。
        注:本規范壓力取值,除特別說明外,均指表壓。
    4.0.4  為使干粉滅火系統管道內干粉與驅動氣體不分離,干粉-驅動氣體二相流要維持一定流速,即管道內流量不得小于允許最小流量Qmin,依此等效采用了英國標準推薦數據?!妒覂葴缁鹧b置和設備·干粉系統規范》BS 5306 :pt7-1988 § 7給出對應DN25管子的最小流量Qmin為1.5kg/s。 DN25管子的內徑d是27mm,由此得管徑系數
    其他國外標準沒提供管徑系數KD數據,主張采用生產廠家提供的數據。在搜集到的資料中,有兩組數據所得管徑系數KD值與本規定接近,具體如表1所示:


    注 :① 取自美國Ansul公司《干粉滅火系統》,P41,對應氣固比μ=0.058。
            ② 取自日本《 滅火設備概論》,日本工業出版社,1972年版,P270;或見《消防設備全書》,陜西科學技術出版社,1990年版,P1263,對應氣固比μ=0.044。
        應該指出:以上計算得到的是最大管徑值,根據需要,實際管徑值應取比計算值較小的恰當數值。經濟流速時管徑值隨驅動氣體系數μ而異,當μ=0.044時,經濟流速時管徑系數KD=10~11,即其最佳管道流量是允許最小流量的4~5倍。另外,當廠家以實測數據給出流量(Q)一管徑(d)關系時,應該采用廠家提供的數據。實際管徑應取系列值。
    4.0.5  關于管道附件的當量長度,應該按廠家給出的實測當量長度值取值,但目前實際還做不到,不給出數據又無法設計計算。按周亨達給出的管道附件的當量長度計算式為:Lj= k×d,其中k是當量長度系數(m/mm):90°彎頭取0.040,三通的直通部分取0.025,三通的側通部分取0.075。下面一同給出國外管道附件當量長度數據做比較(見表2):

    注 :① 東京消防廳《預防事務審查·檢查基準》,東京防災指導協會,1984年出版,P436。
            ② 美國Ansul公司《干粉滅火系統》,圖表7。
            ③ 周亨達主編《工程流體力學》,冶金工業出版社1995年出版,P124~135。
        顯然,按周亨達計算式計算值誤差偏大。而國外數據是在一定驅動氣體系數下的測定值,考慮到日本數據比Ansul數據通用性更好些,暫時推薦該組日本數據作為參考值。
    4.0.6  設計管網時,應盡量設計成結構對稱均衡管網,使干粉滅火劑均勻分布于防護區內。但在實踐中,不可能做到管網結構絕對精確對稱布置,只要對稱度在士5%范圍內,就可以認為是結構對稱均衡管網,可實現噴粉的有效均衡,見圖2。在系統中,可以使用不同噴射率的噴嘴來調整管網的不均衡,見圖3。

        該計算式系等效采用《室內滅火裝置和設備·干粉系統規范》BS 5306 :pt7—1988 § 7.2規定。
        應該指出:在調研中也見到了非均衡系統,但本規范主張管網應盡量設計成對稱分流的均衡系統,所以前半句采用“宜”字;均衡系統可以是對稱結構,也可以是不對稱結構,結構對稱與不對稱的分界在對稱度,所以后半句采用“應”字。
    4.0.7  國外標準沒提供壓力損失系數△p/L數據,主張采用生產廠家提供的數據。本計算式是依據沿程阻力的計算導出的,其推導過程如下:
        根據周建剛等人就粉體高濃度氣體輸送進行的試驗研究結果(引自周建剛、沈熙身、馬恩祥等著《粉體高濃度氣體輸送控制與分配技術》,北京:冶金工業出版社,1996年出版,P109~143),管道中的壓力損失計算式為:

        式中:?p ——管道中的壓力損失(Pa);
           ?pq ——氣體流動引起的壓力損失(Pa);
           ?pf ——氣體攜帶的粉狀物料引起的壓力損失(Pa);
            λq ——驅動氣體的摩擦阻力系數;
            λf ——干粉的摩擦阻力系數;
             μ ——驅動氣體系數;
            ρQ ——管道內驅動氣體密度(kg/m3);
             vq ——管道內驅動氣體流動速度(m/s);
              d ——管道內徑( m);
              L ——管段計算長度(m)。
    把公式(2)和公式(3)代人公式(1)并移項得:

        式中:△p/L ——管段單位長度上的壓力損失(Pa/m)。
        當μ=0.0286~0.143時,有:

        式中:g ——重力加速度(m/s2);取9.81。
    在常溫下得管道中驅動氣體密度ρQ的表達式為:

        式中:ρqo ——常態下驅動氣體密度(kg/m3);
             pe ——計算管段末端壓力(MPa)(表壓)。
        驅動氣體在管道中的流速vq可由其體積流量QQV (QQV = μ×Q/ρQ )和管道內徑d表示,即有:

    將(?p/L )以MPa/m作單位,Pe以MPa作單位,d以mm作單位,整理上述各式并化簡得:

        由于氣固二相流體在管道中的流速很大,所以沿程阻力損失系數λq按水力粗糙管的情況計算,即:

        公式來自周亨達主編《工程流體力學》,北京:冶金工業出版社1995年出版,P120。
        應該指出:當廠家以實測曲線圖給出△p/L之值時,應該采用廠家提供的數據。
    4.0.8~4.0.10  在公式(4.0.7-1)中,取常溫下管道中驅動氣體密度ρQ的表達式為:ρQ=(10pe十1)ρq0,公式中ρe為計算管段末端壓力。按理說應該取高程校正前管段平均壓力Pp代替公式(4.0.7-1)中pe計算結果才是△p/L的真值,可那時計算管段首端壓力Pb還是未知數,無法求得高程校正前管段平均壓力Pp。
        通過公式(4.0.8)已估算出高程校正前管段首端壓力,故可估算出高程校正前管段平均壓力Pp。
    為求得高程校正前管段首端壓力Pb真值,應采用逐步逼近法。逼近誤差當然是越小越好,公式(4.0.9-2)已滿足工程要求。
        管道節點壓力計算,有兩種計算順序:一種是從后向前計算順序——已知管段末端壓力Pe,求管段首端壓力Pb,這種計算順序的優點是避免能源浪費;另一種是從前向后計算順序——已知管段首端壓力Pb求末端壓力pe,這種計算順序方便選取干粉儲存容器。當采用從前向后計算順序時,對以上計算式移項處理即可:

        另外注意 :當采用上式計算時,求取(?p/L)i時需要用Pb代替公式(4.0.7-1)中的Pe 。
        為了使設計者掌握該節點壓力計算方法,下面舉例說明。其中管壁絕對粗糙度?按鍍鋅鋼管取0.39mm(見周亨達主編《工程流體力學》,北京:冶金工業出版社1995年出版,P253)。
        [例1] 已知:末端壓力Pe=0.15 MPa,干粉輸送速率Q=2kg/s,
    d(DN25)=27mm,管段計算長度L= 1m,流向與水平面夾角γ=-90°,常態下驅動氣體密度ρq0=1.165kg/m3,干粉松密度ρf=850kg/m3,氣固比μ=0.044(如圖4所示管段)。
    求:管段首端壓力Pb 。


    [例 2 ] 已知:首端壓力Pb= 0.48 MPa,干粉輸送速率Q=20kg/s,d(DN65)=66mm,管段計算長度L=60m,流向與水平面夾角γ=0°,常態下驅動氣體密度ρq0=1.165kg/m3,干粉松密度ρf=850kg/m3,氣固比μ=0.044(如圖5所示管段)。
    求:管段末端壓力Pe。




    4.0.12  管網內干粉的殘余量mc的計算式是按管網內殘存的驅動氣體的質量除以驅動氣體系數而推導出來的,管網內殘存的驅動氣體質量為:ρQVD,當Pp以MPa作單位時,

        應該指出:理論上講,干粉儲存容器內干粉剩余量為:

        式中:Vc ——干粉儲存容器容積(m3)。
        但此時Vc是未知數;另外,驅動氣體系數μ是理論上的平均值,實際上對單元獨立系統和組合分配系統中干粉需要量最多的防護區或保護對象來說,到噴射時間終了時,氣固二相流中含粉量已很小,按公式(4.0.12-2)計算得到的管網內干粉殘余量已含很大裕度。因此,按m+mr之值初選一干粉儲存容器,然后加上廠商提供的ms值作為mc值,可以說夠安全。
    4.0.14  非液化驅動氣體在儲瓶內遵從理想氣體狀態方程,所以可按公式(4.0.14-1)和公式(4.0.14-2)計算驅動氣體儲存量。液化驅動氣體在儲瓶內不遵從理想氣體狀態方程,所以應按公式(4.0.14-3)和公式(4.0.14-4)計算驅動氣體儲存量。
    4.0.15  清掃管道內殘存干粉所需清掃氣體量取10倍管網內驅動氣體殘余量為經驗數據。
        當清掃氣體采用儲瓶盛裝時,應單獨儲存;若單位另有清掃氣體氣源采用管道供氣,則不受此限制。
        要求清掃工作在48h內完成是依據干粉滅火系統應在48h內恢復要求規定的。

    5 系統組件

    5.1 儲存裝置

    5.1.1 儲存裝置宜由干粉儲存容器、容器閥、安全泄壓裝置、驅動氣體儲瓶、瓶頭閥、集流管、減壓閥、壓力報警及控制裝置等組成。并應符合下列規定:
        1 干粉儲存容器應符合國家現行標準《壓力容器安全技術監察規程》的規定;驅動氣體儲瓶及其充裝系數應符合國家現行標準《氣瓶安全監察規程》的規定。
        2 干粉儲存容器設計壓力可取1.6 MPa或2.5MPa壓力級;其干粉滅火劑的裝量系數不應大于0.85;其增壓時間不應大于30s。
        3 安全泄壓裝置的動作壓力及額定排放量應按現行國家標準《干粉滅火系統部件通用技術條件》GB 16668執行。
        4 干粉儲存容器應滿足驅動氣體系數、干粉儲存量、輸出容器閥出口干粉輸送速率和壓力的要求。
    5.1.2 驅動氣體應選用惰性氣體,宜選用氮氣;二氧化碳含水率不應大于0.015% (m/m),其他氣體含水率不得大于0.006%(m/m);驅動壓力不得大于干粉儲存容器的最高工作壓力。
    5.1.3 儲存裝置的布置應方便檢查和維護,并宜避免陽光直射。其環境溫度應為—20~50℃。
    5.1.4 儲存裝置宜設在專用的儲存裝置間內。專用儲存裝置間的設置應符合下列規定:
        1 應靠近防護區,出口應直接通向室外或疏散通道。
        2 耐火等級不應低于二級。
        3 宜保持干燥和良好通風,并應設應急照明。
    5.1.5 當采取防濕、防凍、防火等措施后,局部應用滅火系統的儲存裝置可設置在固定的安全圍欄內。

    條文說明

    5.1 儲存裝置
    5.1.1 干粉儲存容器的工作壓力,國外一些標準未加明確規定??紤]到國內干粉滅火系統應用不普遍,系統組件不夠標準化,為了規范市場,簡化系統組件的壓力級別,使其生產標準化、通用化和系列化。根據國內一些生產廠家的實際經驗規定了兩個設計壓力級別,即1.6MPa或2.5MPa。此壓力基本上能滿足不同場合的使用要求并與各類閥門公稱壓力一致。平時不加壓的干粉儲存容器,可根據使用場合不同選擇1.6MPa或2.5MPa。之所以規定設計壓力而不規定工作壓力,是因為在國家現行標準《壓力容器安全技術監察規程》中,壓力容器是按設計壓力分級的。
        干粉滅火劑的裝量系數不大于0.85。是為了使干粉儲存容器內留有一定凈空間,以便在加壓或釋放時干粉儲存容器內的氣粉能夠充分混合,這是試驗所證明的。日本消防法施行規則§3也作了類似的規定。
    增壓時間對于抓住滅火戰機來說自然是越快越好。由于驅動氣體儲瓶輸氣通徑一般為ф10mm,對于大型裝置來講,用較多氣瓶組合來擴大輸氣速度應考慮減壓閥的輸送流量及制造成本《干粉滅火裝置規范·設計與安裝》VdS 2111-1985 § 9.2 規定不應超過20s,綜合《干粉滅火系統部件通用技術條件》GB 16668—1996規定和國外數據取增壓時間為不大于30s。
        安全泄壓裝置是對干粉儲存容器而言,一般設置在干粉儲存容器上。雖然驅動氣體先經過減壓閥后輸進干粉儲存容器,從安全角度考慮為防止干粉儲存容器超壓而設置安全閥,并執行GB 16668有關規定。
    5.1.2 驅動氣體應使用惰性氣體,國內外生產廠家多采用氮氣和二氧化碳氣體。氮氣和二氧化碳比較,氮氣物理性能穩定,故本規范規定驅動氣體宜選用氮氣。驅動氣體含水率指標等效采用《固定式滅火系統·干粉系統·pt2:設計、安裝與維護》EN 12416-2:2001§4.2數據。
        驅動壓力是輸送干粉的壓力,此壓力不得大于干粉儲存容器的最高工作壓力,是出于安全考慮的。
        這里“最高工作壓力”,按國家現行標準《壓力容器安全技術監察規程》定義,是指壓力容器在正常使用過程中,頂部可能出現的最高壓力,它應小于或等于設計壓力。
    5.1.3 避免陽光直射可防止裝置老化和溫差積水影響使用功能。環境溫度取值等效采用《干粉滅火系統部件通用技術條件》GB16668-1996第10.6.4條數據。
    5.1.4 本條是對儲存裝置設置的部位提出的要求,是從使用、維護安全角度而考慮的。等效采用《二氧化碳滅火系統設計規范》GB 50193-93(1999年版)第5.1.7條。



    5.2 選擇閥和噴頭

    5.2.1  在組合分配系統中,每個防護區或保護對象應設一個選擇閥。選擇閥的位置宜靠近干粉儲存容器,并便于手動操作,方便檢查和維護。選擇閥上應設有標明防護區的永久性銘牌。
    5.2.2  選擇閥應采用快開型閥門,其公稱直徑應與連接管道的公稱直徑相等。
    5.2.3  選擇閥可采用電動、氣動或液動驅動方式,并應有機械應急操作方式。閥的公稱壓力不應小于干粉儲存容器的設計壓力。
    5.2.4  系統啟動時,選擇閥應在輸出容器閥動作之前打開。
    5.2.5  噴頭應有防止灰塵或異物堵塞噴孔的防護裝置,防護裝置在滅火劑噴放時應能被自動吹掉或打開。
    5.2.6  噴頭的單孔直徑不得小于6mm。

    條文說明

    5.2 選擇閥和噴頭
    5.2.1  在組合分配系統中,每個防護區或保護對象的管道上應設一個選擇閥。在火災發生時,可以有選擇地打開出現火情的防護區或保護對象管道上的選擇閥噴放滅火劑滅火。選擇閥上應設標明防護區或保護對象的永久性銘牌是防止操作時出現差錯。
    5.2.2  由于干粉滅火系統本身的特點,要求選擇閥使用快開型閥門,如球閥。其通徑要求主要考慮干粉系統滅火時,管道內為氣固二相流,為使滅火劑與驅動氣體無明顯分離,避免截留滅火劑。前蘇聯標準中規定該閥應采用球閥。
    5.2.3  這三種驅動方式是目前普遍采用的驅動方式,三種驅動方式可以任選其一;但無論哪種驅動方式,機械應急操作方式是必不可少的,目的是防止電動、氣動或液動失靈時可采取有效的應急操作,確保系統的安全可靠。
        選擇閥的公稱壓力不應小于儲存容器的設計壓力是從安全角度考慮的。
    5.2.4  滅火系統動作時,如果選擇閥滯后于容器閥打開會引起選擇閥至儲存容器之間的封閉管段承受水錘作用而出現超壓,故作此規定?!陡煞蹨缁鹧b置規范·設計與安裝》VdS 2111-1985 § 9.4.7也作了相同規定。
    5.2.5  噴頭裝配防護裝置的主要目的是防止噴孔堵塞。此外,干粉需在干燥環境中儲存,若接觸空氣會吸收空氣中的水分而潮解,失去滅火作用,而且潮解后的干粉會腐蝕儲存容器和管道,所以為了保持儲存容器及管道不進入潮氣,也需在噴嘴上安裝防護罩?!陡煞蹨缁鹣到y標準》NFPA 17—1998 § 2-3.1.4及其他國外規范也作了類似規定。
    5.2.6 此條系等效采用《干粉滅火裝置規范·設計與安裝》VdS 2111—1985 § 9.6.4的規定。


    5.3 管道及附件

    5.3.1 管道及附件應能承受最高環境溫度下工作壓力,并應符合下列規定:
        1 管道應采用無縫鋼管,其質量應符合現行國家標準《輸送流體用無縫鋼管》GB/T 8163的規定;管道規格宜按附錄A表A-1取值。管道及附件應進行內外表面防腐處理,并宜采用符合環保要求的防腐方式。
        2 對防腐層有腐蝕的環境,管道及附件可采用不銹鋼、銅管或其他耐腐蝕的不燃材料。
        3 輸送啟動氣體的管道,宜采用銅管,其質量應符合現行國家標準《拉制銅管))GB 1527的規定。
        4 管網應留有吹掃口。
        5 管道變徑時應使用異徑管。
        6 干管轉彎處不應緊接支管;管道轉彎處應符合附錄B的規定。
        7 管道分支不應使用四通管件。
        8 管道轉彎時宜選用彎管。
        9 管道附件應通過國家法定檢測機構的檢驗認可。
    5.3.2 管道可采用螺紋連接、溝槽(卡箍)連接、法蘭連接或焊接。公稱直徑等于或小于80mm的管道,宜采用螺紋連接;公稱直徑大于80mm的管道,宜采用溝槽(卡箍)或法蘭連接。
    5.3.3 管網中閥門之間的封閉管段應設置泄壓裝置,其泄壓動作壓力取工作壓力的(115±5)% 。
    5.3.4 在通向防護區或保護對象的滅火系統主管道上,應設置壓力信號器或流量信號器。
    5.3.5 管道應設置固定支、吊架,其間距可按附錄A表A-3取值??赡墚a生爆炸的場所,管網宜吊掛安裝并采取防晃措施。

    條文說明

    5.3 管道及附件
    5.3.1 本條各款規定說明如下:
        1 采用符合GB/T 8163規定的無縫鋼管是為了使管道能夠承受最高環境溫度下的壓力。表A-1系等效采用《二氧化碳滅火系統設計規范》GB 50193-93(1999年版)附錄J。為了防止銹蝕和減少阻力損失,要求管道和附件內外表面做防腐處理,熱固性鍍膜或環氧固化法都是目前能夠達到熱鍍鋅性能要求而在環保和使用性能上優之的防腐方式。
        2 當防護區或保護對象所在區域內有對防腐層腐蝕的氣體、蒸汽或粉塵時,應采取耐腐蝕的材料,如不銹鋼管或銅管。
        4 滅火后管道中會殘留干粉,若不及時吹掃干凈會影響下次使用,規定留有吹掃口是為了及時吹出殘留于管道內的剩余干粉。
        6 由于干粉滅火系統在管道中流動為氣固二相流,在彎頭處會產生氣固分離現象,但在20倍管徑的管道長度內即可恢復均勻。附錄B等效采用《干粉滅火系統標準》NFPA 17-1998 § A-3-9.1。
        7 干粉滅火系統管網內是氣固二相流,為避免流量分配不均造成氣固分離,影響滅火效果,宜對稱分流;四通管件的出口不能對稱分流,故管道分支時不應使用四通管件。
        8 此款等效采用《室內滅火裝置和設備·干粉系統規范》BS 5306 : pt7-1988 § 7.1規定。管道轉彎時,如果空間允許,宜選用彎管代替彎頭,不宜使用彎頭管件;根據現行國家標準《工業金屬管道工程施工及驗收規范》GB 50235-97中第4.2.2 條規定,彎管的彎曲半徑不宜小于管徑的5倍。若受空間限制,可使用長半徑彎頭,不宜使用短半徑彎頭。
        9 經國家法定檢測機構檢驗認可的項目包括附件的產品質量及其當量長度等。
    5.3.2 本條規定了管道的連接方式,對于公稱直徑不大于80 mm的管道建議采用螺紋連接,也可采用溝槽(卡箍)連接;公稱直徑大于80mm的管道可采用法蘭連接或溝槽(卡箍)連接,主要是考慮強度要求和安裝與維修方便。
    5.3.3 本條系參照國外相關標準制定,日本消防法施行規則第21條 § 4規定:“當在儲存容器至噴嘴之間設置選擇閥時,應該在儲存容器與選擇閥之間設置符合消防廳長官規定的安全裝置或爆破膜片”。泄壓動作壓力取值參照《干粉滅火系統部件通用技術條件》GB 16668-1996第6.1.6條制定。
    5.3.4 設置壓力信號器或流量信號器的目的是為了將滅火劑釋放信號及釋放區域及時反饋到控制盤上,便于確認滅火劑是否噴放。
    5.3.5 管網需要支撐牢固,如果支撐不牢固,會影響噴放效果,如果噴頭安裝在裝飾板外,會破壞裝飾板。表A-3系等效采用《室內滅火裝置和設備·干粉系統規范》BS 5306 :pt7-1988表4??赡墚a生爆炸的場所,管網吊掛安裝和采取防晃措施是為了減緩沖擊,以免造成管網破壞。國外標準也是這樣規定的,如BS5306 :pt7-1988 § 32. 2規定:“如果管網被裝置在潛在的爆炸危險區域,管道系統宜吊掛,其支撐是很少移動的”。


    6 控制與操作

    6.0.1  干粉滅火系統應設有自動控制、手動控制和機械應急操作三種啟動方式。當局部應用滅火系統用于經常有人的保護場所時可不設自動控制啟動方式。
    6.0.2  設有火災自動報警系統時,滅火系統的自動控制應在收到兩個獨立火災探測信號后才能啟動,并應延遲噴放,延遲時間不應大于30s,且不得小于干粉儲存容器的增壓時間。
    6.0.3  全淹沒滅火系統的手動啟動裝置應設置在防護區外鄰近出口或疏散通道便于操作的地方;局部應用滅火系統的手動啟動裝置應設在保護對象附近的安全位置。手動啟動裝置的安裝高度宜使其中心位置距地面1.5m。所有手動啟動裝置都應明顯地標示出其對應的防護區或保護對象的名稱。
    6.0.4  在緊靠手動啟動裝置的部位應設置手動緊急停止裝置,其安裝高度應與手動啟動裝置相同。手動緊急停止裝置應確保滅火系統能在啟動后和噴放滅火劑前的延遲階段中止。在使用手動緊急停止裝置后,應保證手動啟動裝置可以再次啟動。
    6.0.5  干粉滅火系統的電源與自動控制應符合現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》GB 50116的有關規定。當采用氣動動力源時,應保證系統操作與控制所需要的氣體壓力和用氣量。
    6.0.6  預制滅火裝置可不設機械應急操作啟動方式。

    條文說明

    6 控制與操作
    6.0.1  本條規定了干粉滅火系統的三種啟動方式。干粉滅火系統的防護區或保護對象大多是消防保護的重點部位,需要在任何情況下都能夠及時地發現火情和撲滅火災。干粉滅火系統一般與該部位設置的火災自動報警系統聯動,實現自動控制,以保證在無人值守、操作的情況下也能自動將火撲滅。但自動控制裝置有失靈的可能,在防護區內或保護對象有人監控的情況下,往往也不需要將系統置于自動控制狀態,故要求系統同時應設有手動控制啟動方式。手動控制啟動方式在這里是指由操作人員在防護區或保護對象附近采用按動電鈕等手段通過滅火控制器啟動干粉滅火系統,實施滅火??紤]到在自動控制和手動控制全部失靈的特別情況下也能實施噴放滅火,系統還應設有機械應急操作啟動方式。應急操作可以是直接手動操作,也可以利用系統壓力或機械傳動裝置等進行操作。
        在實際應用中,有些場所是無須設置火災自動報警系統的,如局部應用滅火系統的保護對象有的能夠做到始終處于專職人員的監控之下;有些工業設備只在人員操作運行時存在火災危險,而在設備停止運行后,能夠引起火災的條件也隨之消失。對這樣的場所如果確實允許不設置火災自動探測與報警裝置,也就失去了對滅火系統自動控制的條件。因此,規范對這兩種特別情況作了彈性處理,允許其不設置自動控制的啟動方式。
    6.0.2  本條對采用火災探測器自動控制滅火系統的要求和延遲時間進行了規定,在實際應用中,不論哪種類型的探測器,由于受其自身的質量和環境的影響,在長期運行中不可避免地存在出現誤報的可能。為了提高系統的可靠性,最大限度地避免由于探測器誤報引起滅火系統誤動作,從而帶來不必要的經濟損失,通常在保護場所設置兩種不同類型或兩組同一類型的探測器進行復合探測。本條規定的“應在收到兩個獨立火災探測信號后才能啟動”,是指只有當兩種不同類型或兩組同一類型的火災探測器均檢測出保護場所存在火災時,才能發出啟動滅火系統的指令。
        即使在自動控制裝置接收到兩個獨立的火災信號發出啟動滅火系統的指令,或操作人員通過手動控制裝置啟動滅火系統之后,考慮到給有關人員一定的時間對火情確認以判斷是否確有必要噴放滅火劑,以及從防護區內或保護對象附近撤離,亦不希望立即噴放滅火劑。當然,干粉滅火系統在噴放滅火劑之前要先對干粉儲存容器進行增壓,這也決定了它無法立即噴放滅火劑,因此,規范作了延遲噴放的規定。延遲時間控制在30s之內,是為了避免火災的擴大,也參照了習慣的做法,用戶可以根據實際情況減少延遲時間,但要求這一時間不得小于干粉儲存容器的增壓時間,增壓是在接到啟動指令后才開始的。
    6.0.3  本條對手動啟動裝置的安裝位置作了規定。手動啟動裝置是防護區內或保護對象附近的人員在發現火險時啟動滅火系統的手段之一,故要求它們安裝在靠近防護區或保護對象同時又是能夠確保操作人員安全的位置。為了避免操作人員在緊急情況下錯按其他按鈕,故要求所有手動啟動裝置都應明顯地標示出其對應的防護區或保護對象的名稱。
    6.0.4  手動緊急停止裝置是在系統啟動后的延遲時段內發現不需要或不能夠實施噴放滅火劑的情況時可采用的一種使系統中止的手段。產生這種情況的原因很多,比如有人錯按了啟動按鈕;火情未到非啟動滅火系統不可的地步,可改用其他簡易滅火手段;區域內還有人員尚未完全撤離等等。一旦系統開始噴放滅火劑,手動緊急停止裝置便失去了作用。啟用緊急停止裝置后,雖然系統控制裝置停止了后繼動作,但干粉儲存容器增壓仍然繼續,系統處于蓄勢待發的狀態,這時仍有可能需要重新啟動系統,釋放滅火劑。比如有人錯按了緊急停止按鈕,防護區內被困人員已經撤離等,所以,要求做到在使用手動緊急停止裝置后,手動啟動裝置可以再次啟動。強調這一點的另一個理由是,目前在用的一些其他的固定滅火系統的手動啟動裝置不具有這種功能。
    6.0.5  在現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》GB 50116—98中,對電源和自動控制裝置的有關內容都有明確的規定。干粉滅火系統的電源與自動控制裝置除了滿足本規范的功能要求之外,還應符合GB 50116的規定。
    6.0.6  由于預制滅火裝置的啟動設施一般是直接安裝在儲存裝置上,對于全淹沒滅火系統一般設置在防護區內,不具備手動機械啟動操作的基本條件,故本規范對這一類裝置做了彈性處理。


    7 安全要求

    7.0.1  防護區內及入口處應設火災聲光警報器,防護區入口處應設置干粉滅火劑噴放指示門燈及干粉滅火系統永久性標志牌。
    7.0.2  防護區的走道和出口,必須保證人員能在30s內安全疏散。
    7.0.3  防護區的門應向疏散方向開啟,并應能自動關閉,在任何情況下均應能在防護區內打開。

    7.0.4  防護區入口處應裝設自動、手動轉換開關。轉換開關安裝高度宜使中心位置距地面1.5m。
    7.0.5  地下防護區和無窗或設固定窗扇的地上防護區,應設置獨立的機械排風裝置,排風口應通向室外。
    7.0.6  局部應用滅火系統,應設置火災聲光警報器。
    7.0.7  當系統管道設置在有爆炸危險的場所時,管網等金屬件應設防靜電接地,防靜電接地設計應符合國家現行有關標準規定。
    條文說明

    7  安全要求
    7.0.1  每個防護區內設置火災聲光警報器,目的在于向在防護區內人員發出迅速撤離的警告,以免受到火災或施放的干粉滅火劑的危害。防護區外入口處設置的火災聲光警報器及干粉滅火劑噴放標志燈,旨在提示防護區內正在噴放滅火劑滅火,人員不能進入,以免受到傷害。
        防護區內外設置的警報器聲響,通常明顯區別于上下班鈴聲或自動噴水滅火系統水力警鈴等聲響。警報聲響度通常比環境噪聲高30dB。設置干粉滅火系統標志牌是提示進入防護區人員,當發生火災時,應立即撤離。
    7.0.2  干粉滅火系統從確認火警至釋放滅火劑滅火前有一段延遲時間,該時間不大于30s。因此通道及出口大小應保證防護區內人員能在該時間內安全疏散。
    7.0.3  防護區的門向外開啟,是為了防止個別人員因某種原因未能及時撤離時,都能在防護區內將門開啟,避免對人員造成傷害。門自行關閉是使防護區內釋放的干粉滅火劑不外泄,保持滅火劑設計濃度有利于滅火,并防止污染毗鄰的環境。
    7.0.4  封閉的防護區內釋放大量的干粉滅火劑,會使能見度降低,使人員產生恐慌心理及對人員呼吸系統造成障礙或危害。因此,人員進入防護區工作時,通過將自動、手動開關切換至手動位置,使系統處于手動控制狀態,即使控制系統受到干擾或誤動作,也能避免系統誤噴,保證防護區內人員的安全。
    7.0.5  當干粉滅火系統施放了滅火劑撲滅防護區火災后,防護區內還有很多因火災而產生的有毒氣體,而施放的干粉滅火劑微粒大量懸浮在防護區空間,為了盡快排出防護區內的有毒氣體及懸浮的滅火劑微粒,以便盡快清理現場,應使防護區通風換氣,但對地下防護區及無窗或設固定窗扇的地上防護區,難以用自然通風的方法換氣,因此,要求采用機械排風方法。
    7.0.6  設置局部應用滅火系統的場所,一般沒有圍封結構,因此只設置火災聲光警報器,不設門燈等設施。
    7.0.7  有爆炸危險的場所,為防止爆炸,應消除金屬導體上的靜電,消除靜電最有效的方法就是接地。有關標準規定,接地線應連接可靠,接地電阻小于100Ω。


    附錄A 管道規格及支、吊架間距







    附錄B 管網分支結構





    本規范用詞說明

    1 為便于在執行本規范條文時區別對待,對要求嚴格程度不同的用詞說明如下:
         1)表示很嚴格,非這樣做不可的用詞:
           正面詞采用“必須”,反面詞采用“嚴禁”。
         2)表示嚴格,在正常情況下均應這樣做的用詞:
           正面詞采用“應”,反面詞采用“不應”或“不得”。
         3)表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做的用詞:
           正面詞采用“宜”,反面詞采用“不宜”;
           表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的用詞,采用“可”。
    2 本規范中指明應按其他有關標準、規范執行的寫法為“應符合……的規定”或“應按……執行”。







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