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自動噴水滅火系統設計規范

[2015-3-24] [收藏本頁] [打印本頁] [關閉窗口]

1 總 則
1.0.1 為了合理地設計二氧化碳滅火系統,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、改建、 擴建工程及生產和儲存裝置中設置的二氧化碳滅火系統的設計。
1.0.3 二氧化碳滅火系統的設計,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 二氧化碳滅火系統可用于撲救下列火災:
1.0.4.1 滅火前可切斷氣源的氣體火災。
1.0.4.2 液體火災或石蠟、瀝青等可熔化的固體火災。
1.0.4.3 固體表面火災及棉毛、織物、紙張等部分固體深位火災。
1.0.4.4 電氣火災。
1.0.5 二氧化碳滅火系統不得用于撲救下列火災:
1.0.5.1 硝化纖維、火藥等含氧化劑的化學制品火災。
1.0.5.2 鉀、鈉、鎂、鈦、鋯等活潑金屬火災。
1.0.5.3 氫化鉀、氫化鈉等金屬氫化物火災。
1.0.6 二氧化碳滅火系統的設計,除執行本規范的規定外, 尚應符合現行的有關國家標準的規定。

2 術語、符號
2.1 術語
2.1.1 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二氧化碳,并使其均勻地充滿整個防護區的滅火系統。
2.1.2 局部應用滅火系統 local application extinguishing system
向保護對象以設計噴射率直接噴射二氧化碳,并持續一定時間的滅火系統。
2.1.3 防護區 protected area
能滿足二氧化碳全淹沒滅火系統要求的有限封閉空間。
2.1.4 組合分配系統 combined distribution systems
用一套二氧化碳儲存裝置保護兩個或兩個以上防護區或保護對象的滅火系統。
2.1.5 滅火濃度 flame extinguishing concentration
在101KPa大氣壓和規定的溫度條件下,撲滅某種火災所需二氧化碳在空氣中的最小體積百分比。
2.1.6 抑制時間 inhibition time
維持設計規定的二氧化碳濃度使固體深位火災完全熄滅所需的時間。
2.1.7 泄壓口 pressure relief opening
設在防護區外墻或頂部用以泄放防護區內部超壓的開口。
2.1.8 等效孔口面積 equivalent orifice area。
與水流量系數為0.98的標準噴頭孔口面積進行換算后的噴頭孔口面積。
2.1.9 充裝率 filting ratio
儲存容器中二氧化碳的質量與該容器容積之比。
2.1.10 物質系數 material factor
可燃物的二氧化碳設計濃度對34%的二氧化碳濃度的折算系數。
2. 2 符 號
符號 表2.2

3 系統設計
3.1 一般規定
3.1.1 二氧化碳滅火系統可分為全淹沒滅火系統和局部應用滅火系統。
全淹沒滅火系統應用于撲救封閉空間內的火災;局部應用滅火系統應用于撲救不需封閉空間條件的具體保護對象的非深位火災。
3.1.2 采用全淹沒滅火系統的防護區。應符合下列規定:
3.1.2.1 對氣體、液體、電氣火災和固體表面火災,在噴放二氧化碳前不能自動關閉的開口,其面積不應大于防護區總內表面積的3%, 且開口不應設在底面。
3.1.2.2 對固體深位火災,除泄壓口以外的開口,在噴放二氧化碳前應自動關閉。
3.1.2.3 防護區的圍護結構及門、窗的耐火極限不應低于0.50h,吊頂的耐火極限不應低于0.25h;圍護結構及門窗的允許壓強不宜小于1200Pa。
3.1.2.4 防護區用的通風機和通風管道中的防火閥,在噴放二氧化碳前應自動關閉。
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:
3.1.3.1 保護對象周圍的空氣流動速度不宜大于3m/s。必要時,應采取擋風措施。
3.1.3.2 在噴頭與保護對象之間,噴頭噴射角范圍內不應有遮擋物。
3.1.3.3 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 啟動釋放二氧化碳之前或同時,必須切斷可燃、助燃氣體的氣源。
3.1.5 當組合分配系統保護5個及以上的防護區或保護對象時,二氧化碳應有備用量,備用量不應小于系統設計的儲存量。備用量的儲存容器應與系統管網相連,宜能與主儲存容器切換使用。
3.2 全淹沒滅火系統
3.2.1 二氧化碳設計濃度不應小于滅火濃度的1.7倍,并不得低于34%。
可燃物的二氧化碳設計濃度可按本規范附錄A的規定采用。
3.2.2 當防護區內存有兩種及兩種以上可燃物時, 防護區的二氧化碳設計濃度應采用可燃物中最大的二氧化碳設計濃度。
3.2.3 二氧化碳的設計用量應按下式計算:
M=Kb(K1A+K2V) (3.2.3-l)
A=Av+30A0(3.2.3.2)
V=Vv-Vg (3.2.3.一3)
式中 M--二氧化碳設計用量(Kg);
Kb--物質系數;
K1--面積系數(kg/m^2),取0.2Kg/m^2;
K2--體積系數(kg/m^3),取0.7kg/m^3;
A--折算面積(m^2):
Av--防護區的內側面、底面、頂面(包括其中的開口)的總面積(m^2);
A0--開口總面積(m^2);
V--防護區的凈容積(m^3);
Vv--防護區容積(m^3):
Vg--防護區內非燃燒體和難燃燒體的總體積(m3);
3.2.4 當防護區的環境溫度超過100℃時 二氧化碳的設計用量應在本規范第3.2.3條計算值的基礎上每超過5℃增加2%。
3.2.5 當防護區的環境溫度低于-20℃時 二氧化碳的設計用量應在本規范第3.2.3條計算值的基礎上每降低1℃增加2%。
3.2.6 防護區應設置泄壓口,并宜設在外墻上, 其高度應大于防護區凈高的2/3。當防護區設有防爆泄壓孔時,可不單獨設置泄壓口。
3.2.7 泄壓口的面積可按下式計算:
Ax=0.0076Qt/√Pt (3.2.7)
式中 Ax--泄壓口面積(m^2);
Qt--二氧化碳噴射率(Kg/min) ;
Pt--圍護結構的允許壓強(Pa);
3.2.8 全淹沒滅火系統二氧化碳的噴放時間不應大于1min。當撲救固體深位火災時,噴放時間不應大于7min,并應在前2min內使二氧化碳的濃度達到30%。
3.2.9 二氧化碳撲救固體深位火災的抑制時間應按本規范附錄A的規定采用。
3.2.10 二氧化碳的儲存量應為設計用量與殘余量之和。殘余量可按設計用量的8%計算。組合分配系統的二氧化碳儲存量, 不應小于所需儲存量最大的一個防護區的儲存量。
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比較平直的表面時,宜采用面積法;當著火對象為不規則物體時,應采用體積法。
3.3.2 局部應用滅火系統的二氧化碳噴射時間不應小于0.5min。對于燃點溫度低于沸點溫度的液體和可熔化固體的火災,二氧化碳的噴射時間不應小于1.5min。
3.3.3 當采用面積法設計時,應符合下列規定:
3.3.3.1 保護對象計算面積應取被保護表面整體的垂直投影面積。
3.3.3.2 架空型噴頭應以噴頭的出口至保護對象表面的距離確定設計流量和相應的正方形保護面積;槽邊型噴頭保護面積應由設計選定的噴頭設計流量確定。
3.3.3.3 架空型噴頭的布置宜垂直于保護對象的表面,其瞄準點應是噴頭保護面積的中心。當確需非垂直布置時,噴頭的安裝角不應小于45°。其瞄準點應偏向噴頭安裝位置的一方(圖3.3.3),噴頭偏離保護面積中心的距離可按
表3.3.3確定
表3.3.3

圖3. 3.3架空型噴頭布置方法
B1、B2--噴頭布置位置;
E1、E2--噴頭瞄準點;
S--噴頭出口至瞄準點的距離(m);
Lb--單個噴頭正方形保護面積的邊長(m)
Lψ--瞄準點偏離噴頭保護面積中心的距離(m)
ψ--噴頭安裝角(°)。
噴頭偏離保護面積中心的距離 表3.3.3
注:Lψ為單個噴頭正方形保護面積的邊長。
3.3.3.4 噴頭非垂直布置時的設計流量和保護面積應與垂直布置的相同。
3.3.3.5 噴頭宜等距布置,以噴頭正方形保護面積組合排列,并應完全覆蓋保護對象。
3.3.3.6 二氧化碳的設計用量應按下式計算:
M=N·Q·t(3.3·3)
式中 M--二氧化碳設計用量(Kg);
N--噴頭數量;
Q1--單個噴頭的設計流量(Kg/min);
t--噴射時間(min)。
3.3.4 當采用體積法設計時,應符合下列規定:
3.3.4.1 保護對象的計算體積應采用假定的封閉罩的體積。封閉罩的底應是保護對象的實際底面;封閉罩的側面及頂部當無實際圍封結構時,它們至保護對象外緣的距離不應小于0.6m。
3.3.4.2 二氧化碳的單位體積的噴射率應按下式計算:
qv=kb(16-12Ap/At) (3. 3.4-1)
式中qv--單位體積的噴射率Kg/(min.m^2) ;
At--假定的封閉罩側面圍封面面積(m^2);
Ap棗在假定的封閉罩中存在的實體墻等實際圍封面的面積(m^2)。
3.3.4.3 二氧化碳設計用量應按下式計算:
M=V1×qv·t (3.3.4.2)
式中V1一一保護對象的計算體積(m^3)。
3.3.4.4 噴頭的布置與數量應使噴射的二氧化碳分布均勻,并滿足單位體積的噴射率和設計用量的要求。
3.3.5 二氧化碳儲存量,應取設計用量的1.4倍與管道蒸發量之和。 組合分配系統的二氧化碳儲存量,不應小于所需儲存量最大的一個保護對象的儲存量。
3.3.6 當管道敷設在環境溫度超過45℃的場所且無絕熱層保護時, 應計算二氧化碳在管道中的蒸發量,蒸發量可按下式計算:
Mv=Mg.Cp(T1-T2)/H (3.3.6)
式中 Mv棗二氧化碳在管道中的蒸發量(kg)t;
M棗受熱管網的管道質量(Kg);
Cq棗管道金屬材料的比熱「KJ/(kg·℃),鋼管可取0.46KJ/(Kg .℃);
T1棗二氧化碳噴射前管道的平均溫度(℃),可取環境平均溫度;
T2棗二氧化碳平均溫度(℃),可取15.6℃;
H棗二氧化碳蒸發潛熱(KJ/kg),可取150.7KJ/kg。

4 管網計算
4.0.1 輸送二氧化碳管網的管道內徑應根據管道設計流量和噴頭入口壓力通過計算確定。
4.0.2 管網中干管的設計流量應按下式計算;
Q=M/t(4.0.2)
式中 Q棗管道的設計流量(Kg/min)。
4.0.3 管網中支管的設計流量應按下式計算:
Q=∑1,NgQ1 (4. 0. 3)
式中Ng--安裝在計算支管流程下游的噴頭數量
Q1--單個噴頭的設計流量(Kg/min)。
4.0.4 管段的計算長度應為管道的實際長度與管道附件當量長度之和。
管道附件的當量長度可按本規范附錄B采用。
4.0.5 管道壓力降可按下式換算或按本規范附錄C采用。
0.8725·10^(-4)·D^5.25·Y
Q^2=---------------------------- (4.0.5)
L+(0.04319·D1.25·Z)
式中 D棗管道內徑(min);
L棗管段計算長度(m)
Y棗壓力系數(MPa·Kg/m^3),應按本規范附錄D采用;
Z棗密度系數,應按本規范附錄D采用。
4.0.6 管道內流程高度所引起的壓力校正值,可按本規范附錄E采用,并應計入該管段的終點壓力。終點高度低于起點的取正值,終點高度高于起點的取負值。
4.0.7 噴頭入口壓力計算值不應小于1.4MPa(絕對壓力)。
4.0.8 噴頭等效孔口面積應按下式計算:
F=Q1/q0(1.0.8)
式中 F棗噴頭等效孔口面積(mm^2);
q0棗等效孔口單位面積的噴射率[kg/(min·mm^2)〕, 按本規范附錄F選取。
4.0.9 噴頭規格應根據等效孔口面積確定。
4.0.10 儲存容器的數量可按下式計算:
Np=Mc/(α·v0) (4.0.10)
式中 Np棗儲存容器數;
Mc棗儲存量(Kg); 
α棗充裝率(Kg/L)
V0棗單個儲存容器的容積(L)。

5 系統組件
5.1 儲存裝置
5.1.1 儲存裝置宜由儲存容器、容器閥、單向閥和集流管等組成。
5.1.2 儲存容器中充裝的二氧化碳應符合現行國家標準《二氧化碳滅火劑》的規定。
5.1.3儲存容器中二氧化碳的充裝率應為0.6~0.67Kg/L; 當儲存容器工作壓力不小于20MPa時,其充裝率可為0.75Kg/L。
5.1.4 儲存裝置應設稱重檢漏裝置。 當儲存容器中充裝的二氧化碳量損失10%時,應及時補充。
5.1.5 儲存容器的工作壓力不應小于15MPa。儲存容器閥上應設泄壓裝置,其泄壓動作壓力應為19±0.95MPa。
5.1.6 儲存裝置的布置應方便檢查和維護,并應避免陽光直射。
5.1.7 儲存裝置宜設在專用的儲存容器間內。 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。專用的儲存容器間的設置應符合下列規定:
5.1.7.1 應靠近防護區,出口應直接通向室外或疏散走道。
5.1.7.2 耐火等級不應低于二級。
5.1.7.3 室內溫度應為0-49℃,并應保持干燥和良好通風。
5.1.7.4 設在地下的儲存容器間應設機械排風裝置,排風口應通向室外。
5.2 選擇閥與噴頭
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儲存容器,并應便于手動操作,方便檢查維護。選擇閥上應設有標明防護區的銘牌。
5.2.2 選擇閥可采用電動、氣動或機械操作方式。 閥的工作壓力不應小于12MPa。
5.2.3 系統啟動時,選擇閥應在容器閥動作之前或同時打開。
5.2.4 設置在粉塵場所的噴頭應增設不影響噴射效果的防塵罩。
5.3 管道及其附件
5.3.1 管道及其附件應能承受最高環境溫度下二氧化碳的儲存壓力,并應符合下列規定:
5.3.1.1 管道應采用符合現行國家標準《冷撥或冷軋精密無縫鋼管》中規定的無縫鋼管,并應內外鍍鋅。
5.3.1.2 對鍍鋅層有腐蝕的環境,管道可采用不銹鋼管、銅管或其它抗腐蝕的材料。
5.3.1.3 撓性連接的軟管必須能承受系統的工作壓力,并宜采用符合現行國家標準《不銹鋼軟管》中規定的不銹鋼軟管。
5.3.2 管道可采用螺紋連接、 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,宜采用法蘭連接。
5.3.3 集流管的工作壓力不應小于12MPa,并應設置泄壓裝置,其泄壓動作壓力應為15±0.75MPa。

6 控制與操作
6.0.1 二氧化碳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。
6.0.2 當采用火災探測器時, 滅火系統的自動控制應在接收到兩個獨立的火災信號后才能啟動。根據人員疏散要求,宜延遲啟動,但延遲時間不應大于30s。
6.0.3 手動操作裝置應設在防護區外便于操作的地方,并應能在一處完成系統啟動的全部操作。局部應用滅火系統手動操作裝置應設在保護對象附近。
6.0.4 二氧化碳滅火系統的供電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》的有關規定。當采用氣動動力源時,應保護系統操作與控制所需要的壓力和用氣量。

7 安全要求
7.0.1 防護區內應設火災聲報警器,必要時,可增設光報警器。防護區的人口處應設光報警器。報警時間不宜小于滅火過程所需的時間,并應能手動切除報警信號。
7.0.2 防護區應有能在30s內使該區人員疏散完畢的走道與出口。在疏散走道與出口處,應設火災事故照明和疏散指示標志。
7.0.3 防護區入口處應設滅火系統防護標志和二氧化碳噴放指示燈。
7.0.4 當系統管道設置在可燃氣體、 蒸氣或有爆炸危險粉塵的場所時,應設防靜電接地。
7.0.5 地下防護區和無窗或固定窗扇的地上防護區,應設機械排風裝置。
7.0.6 防護區的門應向疏散方向開啟,并能自動關閉; 在任何情況下均應能從防護區內打開。
7.0.7 設置滅火系統的場所應配備專用的空氣呼吸器或氧氣呼吸器。
附錄A 可燃物的二氧化碳設計濃度和抑制時間
注:附表A中未列出的可燃物,其滅火濃度應通過試驗確定。
附錄 本規范用詞說明
0.1 執行本規范條文時,對要求嚴格程度的用詞作如下規定, 以便執行時區別對待。
(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"或"可";
反面詞采用"不宜"。
G.0.2 條文中應按指定的標準、規范執行時, 寫法為"應符合……的規定"或"應按……執行"。
附加說明
本規范主編單位、參加單位和主要起草人名單
主編單位:公安部天津消防科學研究所
參加單位:機械工業部設計研究院
上海船舶設計研究院
江蘇省公安廳
主要起草人:徐炳耀 謝德隆 宋旭東 劉俐娜
馮修遠 劉天牧 錢國泰 羅德安
馬少奎 馬 恒

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