消防设施专项工程设计人员培训班：气体灭火系统设计、施工及选型

1、消防设施专项工程设计人员培训班 气体灭火系统设计、施工及选型,目 录,第五部分 各类气体灭火系统设计 第一章 二氧化碳灭火系统 第一节 GB50193-93二氧化碳灭火系统设计 规范 第二节 局部灭火系统实例分析 第三节 全淹没灭火系统实例分析 第四节 低压二氧化碳灭火系统工程施工,第二章 七氟丙烷灭火系统及IG541灭火系统 第一节 气体灭火系统设计规范（报批稿） 第二节 七氟丙烷灭火系统实例分析 第三节 七氟丙烷灭火系统工程施工 第四节 IG541灭火系统实例分析 第三章 三氟甲烷灭火系统 第一节 三氟甲烷（HFC-23）洁净气体灭火系统 设计（北京地方标准）,第一节、二氧化碳灭火系统,二氧化碳灭火系统设计规范GB 50193-93 （1999年修订版）,1 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

2、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、镐等活泼金属火灾。 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。,2.1 术 语 2.1.1全淹没灭火系统 total flooding extinguishing system 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 local application extinguishing system 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 protected area 能满足二氧化碳全淹没灭火系统应用条件，并被其保护的封

3、闭空间。,2.1.4组合分配系统 combined distribution systems 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 flame extinguishing concentration 在101kpa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与二氧化碳的混合物中的最小体积百分比。 2.1.5A设计浓度design concentration 由灭火浓度乘以1.7得到的用于工程设计的浓度。,2.1.6抑制时间 inhibition time 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 pressure relief opening 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 equivalent orifice area 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充装系数 filling factor 高压系统储存容器中二氧化碳的质量与该容器容积之比。,2.1.9装量系数 loading factor 低压

4、系统储存容器中液态二氧化碳的体积与该容器容积之比。 2.1.10物质系数 material factor 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。 2.1.11高压系统 high-pressure system 灭火剂在常温下储存的二氧化碳灭火系统。 2.1.12低压系统 low-pressure system 灭火剂在-18-20低温下储存的二氧化碳灭火系统。 2.1.13均相流 equilibrium flow 气相与液相均匀混合的二相流。,2.2 符 号 2.2.1几何参数符号 A 折算面积 Ao 开口总面积 Ap 在假定的封闭罩中存在的实体墙等实际围封面的面积 At 假定的封闭罩侧面围封面面积 Av 防护区的内侧面、底面、顶面（包括其中的开口）的总内表面积 Ax 泄压口面积 D 管道内径,F 喷头等效孔口面积 L 管道计算长度 Lb 单个喷头正方形保护面积的边长 Lp 瞄准点偏离喷头保护面积中心的距离 N 喷头数量 Ng 安装在计算支管流程下游的喷头数量 Np 高压系统储存容器数量 V 防护区的净容积 Vo 单个储存容器的容积 Vd 管道容积,Vg 防护区内不燃

5、烧体和难燃烧体的总面积 Vi 管网内第段管道的容积 Vv 防护区容积 喷头安装角 2.2.2 物理参数符号 Cp 管道金属材料的比热 H 二氧化碳的蒸发潜热 面积系数 体积系数 管径系数 高程校正系数 裕度系数,M 二氧化碳设计用量 Mc 二氧化碳储存量 Mg 管道质量 Mr 管道内的二氧化碳剩余量 Ms 储存容器内的二氧化碳剩余量 Mv 二氧化碳在管道中的蒸发量 Pi 第点管道内的平均压力 Pj 节点压力 Pt 围护结构的允许压强 Q 管道的设计流量 Qi 单个喷头的设计流量,qo 单位等效孔口面积的喷射率 qv 单位体积的喷射率 T1 二氧化碳喷射前管道的平均温度 T2 二氧化碳平均温度 喷射时间 td 延迟系数 Y 压力系数 Z 密度系数 a 充装系数 第段管道内二氧化碳平均密度,3 系 统 设 定 3.1 一 般 规 定 3.1.1二氧化碳灭火系统按应用方式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

6、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1200pa。 3.1.2.4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150mm。 3.1.4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。 3.1.4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或保护对象的储存量。 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，或者在48h内不能恢复时，二氧化碳应有

7、备用量，备用量不应小于系统设计的储存量。 对于高压系统和单独设置备用量储存容器的低压系统，备用的储存容器应于系统管网相连，应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的可燃物时，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： M = Kb（K1A+K2V） （3.2.31） A = Av+30A0 （3.2.32） V = Vv-Vg （3.2.33）,式中 M二氧化碳设计用量（kg）； Kb物质系数； K1面积系数（kg / m2），取0.2 kg / m2； K2体积系数（kg/m3），取0.7 kg / m3； A折算面积（m2）； Av防护区的内侧面、底面、顶面（包括其中的开口）的总面积（m2）； A0开口总面积（m2）； V防护区的净容积（m3）； Vv防护区容积（m3）； Vg防护区内非燃烧体和难燃烧体的总体积（m3）。,3.2.4 当防护区的环

8、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%。 3.2.5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： Ax = 0.0076Qt /Pt （3.2.7） 式中 Ax泄压口面积（m2）； Qt二氧化碳喷射率（kg / min）； Pt围护结构的允许压强（Pa）。 3.2.8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。,3.3 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和体积法。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.

9、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1.5min。 3.3.3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。,喷头偏离保护面积中心的距离 表3.3.3,注：Lb为单个喷头正方形保护面积的边长。,B1、B2喷头布置位置； E1、E2喷头瞄准点； S喷头出口至瞄准点的距离（m）； Lb单个喷头正方形保护面积的边长（m）； Lp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，并应完全覆盖保护对象。 3.3.3.6二氧化碳的设计用量应按下式计算： M = NQi t,式中 M二氧化碳设计用量（kg）； N喷头数量； Qi 单个喷头的设计流量（kg / min）； t喷射时间（min）。 3.3.4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，它们至保护对象边缘的距离不应小于0.6m。,3.3.4.

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