1、中华人民共和国国家标准干粉灭火系统设计规范中华人民共和国建设部年月日中华人民共和国建设部公告第号建设部关于发布国家标准干粉灭火系统设计规范的公告现批准干粉灭火系统设计规范为国家标准编号为自年月日起实施其中第条款为强制性条文必须严格执行本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行中华人民共和国建设部二四年九月二日前言根据建设部建标号文关于印发一九九九年工程建设国家标准制定修订计划的通知要求本规范由公安部负责主编具体由公安部天津消防研究所会同吉林省公安消防总队云南省公安消防总队东北大学深圳市公安消防支队广东胜捷消防设备有限公司杭州新纪元消防科技有限公司陕西消防工程公司吉林化学工业公司设计
2、院等单位共同编制完成在编制过程中编制组遵照国家有关基本建设的方针政策以及预防为主防消结合的消防工作方针对我国干粉灭火系统的研究设计生产和使用情况进行了调查研究在总结已有科研成果和工程实践经验的基础上参考了欧洲及英国德国日本美国等发达国家的相关标准经广泛地征求有关专家消防监督部门设计和科研单位大专院校等的意见最后经专家审查定稿本规范共分七章和两个附录内容包括总则术语和符号系统设计管网计算系统组件控制与操作安全要求等其中黑粗体字为强制性条文本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释公安部负责具体管理公安部天津消防研究所负责具体技术内容的解释请各单位在执行本规范过程中注意总结经验积累资料并及时把意见
3、和有关资料寄规范管理组公安部天津消防研究所地址天津市南开区卫津南路号邮编以供今后修订时参考本规范主编单位参编单位和主要起草人名单主编单位公安部天津消防研究所参编单位吉林省公安消防总队云南省公安消防总队东北大学深圳市公安消防支队广东胜捷消防设备有限公司杭州新纪元消防科技有限公司陕西消防工程公司吉林化学工业公司设计院主要起草人东靖飞宋旭东魏德洲郑智罗兴康刘跃红李深梁何文辉伍建许丁国臣戴殿峰石秀芝杨丙杰沈纹王宝伟总则为合理设计干粉灭火系统减少火灾危害保护人身和财产安全制定本规范本规范适用于新建扩建改建工程中设置的干粉灭火系统的设计干粉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
4、合理干粉灭火系统可用于扑救下列火灾灭火前可切断气源的气体火灾易燃可燃液体和可熔化固体火灾可燃固体表面火灾带电设备火灾干粉灭火系统不得用于扑救下列物质的火灾硝化纤维炸药等无空气仍能迅速氧化的化学物质与强氧化剂钾钠镁钛锆等活泼金属及其氢化物干粉灭火系统的设计除应符合本规范的规定外尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定术语和符号术语干粉灭火系统由于粉供应源通过输送管道连接到固定的喷嘴上通过喷嘴喷放干粉的灭火系统全淹没灭火系统在规定的时间内向防护区喷射一定浓度的干粉并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统局部应用灭火系统主要由一个适当的灭火剂供应源组成它能将灭火剂直接喷放到着火物上或认为危险的区域防护区满
5、足全淹没灭火系统要求的有限封闭空间组合分配系统用一套灭火剂贮存装置保护两个及以上防护区或保护对象的灭火系统单元独立系统用一套干粉储存装置保护一个防护区或保护对象的灭火系统预制灭火装置按一定的应用条件将灭火剂储存装置和喷嘴等部件预先组装起来的成套灭火装置均衡系统装有两个及以上喷嘴且管网的每一个节点处灭火剂流量均被等分的灭火系统非均衡系统装有两个及以上喷嘴且管网的一个或多个节点处灭火剂流量不等分的灭火系统干粉储存容器储存干粉灭火剂的耐压不可烯容器也称干粉储罐驱动气体输送干粉灭火剂的气体也称载气驱动气体储瓶储存驱动气体的高压钢瓶驱动压力输送干粉灭火剂的驱动气体压力驱动气体系数在干粉驱动气体二相流中气
6、体与干粉的质量比也称气固比增压时间干粉储存容器中从干粉受驱动至干粉储存容器开始释放的时间装量系统干粉储存容器中干粉的体积按松密度计算值与该容器容积之比符号几何参数符号不能自动关闭的防护区开口面积在假定封闭罩中存在的实体墙等实际围封面面积假定封闭罩的侧面围封面面积防护区的内侧面底面顶面包括其中开口的总内表面积泄压口面积管道内径喷头孔口面积管段计算长度管道附件的当量长度对称管段计算长度最大值对称管段计算长度最小值管段几何长度喷头数量安装在计算管段下游的喷头数量驱动气体储瓶数量均衡系统的结构对称度防护区净容积驱动气体储瓶容积干粉储存容器容积整个管网系统的管道容积防护区内不燃烧体和难燃烧体的总体积保护
7、对象的计算体积防护区容积不能切断的通风系统的附加体积流体流向与水平面所成的角管道内壁绝对粗糙度泄压口缩流系数物理参数符号重力加速度干粉储存容器的装量系数灭火剂设计浓度开口补偿系数干粉设计用量干粉储存量驱动气体设计用量驱动气体储存量管网内驱动气体残余量干粉储存容器内驱动气体剩余量管网内干粉残余量干粉储存容器内干粉剩余量管网起点压力高程校正后管段首端压力高程校正前管段首端压力非液化驱动气体充装压力管段末端压力管段中的平均压力防护区围护结构的允许压力管道中的干粉输送速率干管的干粉输送速率支管的干粉输送速率单个喷头的干粉输送速率通风流量在一定压力下单位孔口面积的干粉输送速率单位体积的喷射速率干粉喷射时
8、间气固二相流比容泄放混合物比容液化驱动气体充装系数管段单位长度上的压力损失相对误差驱动气体摩擦阻力系数驱动气体系数干粉灭火剂松密度干粉驱动气体二相流密度管道内驱动气体密度在压力下驱动气体密度常态下驱动气体密度系统设计一般规定干粉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扑救封闭空间内的火灾应采用全淹没灭火系统扑救具体保护对象的火灾应采用局部应用灭火系统采用全淹没灭火系统的防护区应符合下列规定喷放干粉时不能自动关闭的防护区开口其总面积不应大于该防护区总内表面积的且开口不应设在底面防护区的围护结构及门窗的耐火极限不应小于吊顶的耐火极限不应小于围护结构及门窗的允许压力不宜小于采用局部应
9、用灭火系统的保护对象应符合下列规定保护对象周围的空气流动速度不应大于必要时应采取挡风措施在喷头和保护对象之间喷头喷射角范围内不应有遮挡物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当防护区或保护对象有可燃气体易燃可燃液体供应源时启动干粉灭火系统之前或同时必须切断气体液体的供应源可燃气体易燃可燃液体和可熔化固体火灾宜采用碳酸氢钠干粉灭火剂可燃固体表面火灾应采用磷酸铵盐干粉灭火剂组合分配系统的灭火剂储存量不应小于所需储存量最多的一个防护区或保护对象的储存量组合分配系统保护的防护区与保护对象之和不得超过个当防护区与保护对象之和超过个时或者在喷放后内不能恢复到正常工作状态时灭火剂应有备用量备用量
10、不应小于系统设计的储存量备用干粉储存容器应与系统管网相连并能与主用干粉储存容器切换使用全淹没灭火系统全淹没灭火系统的灭火剂设计浓度不得小于灭火剂设计用量应按下列公式计算式中干粉设计用量灭火剂设计浓度防护区净容积开口补偿系数不能自动关闭的防护区开口面积防护区容积防护区内不燃烧体和难燃烧体的总体积不能切断的通风系统的附加体积通风流量干粉喷射时间防护区的内侧面底面顶面包括其中开口的总内表面积全淹没灭火系统的干粉喷射时间不应大于全淹没灭火系统喷头布置应使防护区内灭火剂分布均匀防护区应设泄压口并宜设在外墙上其高度应大于防护区净高的泄压口的面积可按下列公式计算式中泄压口面积干管的干粉输送速率气固二相流比容
11、泄压口缩流系数取防护区围护结构的允许压力泄放混合物比容在压力下驱动气体密度驱动气体系数按产品样本取值干粉灭火剂松密度按产品样本取值常态下驱动气体密度局部应用灭火系统局部应用灭火系统的设计可采用面积法或体积法当保对象的着火部位是平面时宜采用面积法当采用面积法不能做到使所有表面被完全覆盖时应采用体积法室内局部应用灭火系统的干粉喷射时间不应小于室外或有复燃危险的室内局部应用灭火系统的干粉喷射时间不应小于当采用面积法设计时应符合下列规定保护对象计算面积应取被保护表面的垂直投影面积架空型喷头应以喷头的出口至保护对象表面的距离确定其干粉输送速率和相应保护面积槽边型喷头保护面积应由设计选定的干粉输送速率确定
12、干粉设计用量应按下列公式计算式中喷头数量单个喷头的干粉输送速率按产品样本取值喷头的布置应使喷射的干粉完全覆盖保护对象当采用体积法设计时应符合下列规定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实际底面封闭罩的侧面及顶部当无实际围护结构时它们至保护对象外缘的距离不应小于干粉设计用量应按下列公式计算式中保护对象的计算体积单位体积的喷射速率在假定封闭罩中存在的实体墙等实际围封面面积假定封闭罩的侧面围封面面积喷头的布置应使喷射的干粉完全覆盖保护对象并应满足单位体积的喷射速率和设计用量的要求预制灭火装置预制灭火装置应符合下列规定灭火剂储存量不得大于管道长度不得大于工作压力不得大于一个防护区或
13、保护对象宜用一套预制灭火装置保护一个防护区或保护对象所用预制灭火装置最多不得超过套并应同时启动其动作响应时间差不得大于管网计算管网起点干粉储存容器输出容器阀出口压力不应大于管网最不利点喷头工作压力不应小于管网中干管的干粉输送速率应按下列公式计算管网中支管的干粉输送速率应按下列公式计算式中支管的干粉输送速率安装在计算管道下游的喷头数量管道内径宜按下列公式计算式中管道内径宜按附录表取值管道中的干粉输送速率管段的计算长度应按下列公式计算式中管段计算长度管段几何长度管段附件的当量长度可按附录表取值管网宜设计成均衡系统均衡系统的结构对称度应满足下列公式要求式中均衡系统的结构对称度对称管段计算长度最大值对
14、称管段计算长度最小值管网中各管段单位长度上的压力损失可按下列公式估算式中管段单位长度上的压力损失管段末端压力驱动气体摩擦阻力系数重力加速度取管道内壁绝对粗糙度高程校正前管段首端压力可按下列公式计算式中高程校正前管段首端压力用管段中的平均压力代替公式中的管段末端压力再次求取新的高程校正前的管段首端压力两次计算结果应满足下列公式要求否则应继续用新的管段平均压力代替公式中的管段末端压力再次演算直至满足下列公式要求式中管段中的平均压力相对误差计算次序高程校正后管段首端压力可按下列公式计算式中高程校正后管段首端压力干粉驱动气体二相流密度流体流向与水平面所成的角管道内驱动气体的密度喷头孔口面积应按下列公式
15、计算式中喷头孔口面积在一定压力下单位孔口面积的干粉输送速率干粉储存量可按下列公式计算式中干粉储存量干粉储存容器内干粉剩余量管网内干粉残余量整个管网系统的管道容积干粉储存容器容积可按下列公式计算式中干粉储存容器容积取系列值干粉储存容器的装量系数驱动气体储存量可按下列公式计算非液化驱动气体液化驱动气体式中驱动气体储存量驱动气体储瓶数量驱动气体储瓶容积非液化驱动气体充装压力管网起点压力驱动气体设计用量干粉储存容器内驱动气体剩余量管网内驱动气体残余量液化驱动气体充装系数清扫管网内残存干粉所需清扫气体量可按倍管网内驱动气体残余量选取瓶装清扫气体应单独储存清扫工作应在内完成系统组件储存装置储存装置宜由于粉
16、储存容器容器阀安全泄压装置驱动气体储瓶瓶头阀集流管减压阀压力报警及控制装置等组成并应符合下列规定干粉储存容器应符合国家现行标准压力容器安全技术监察规程的规定驱动气体储瓶及其充装系数应符合国家现行标准气瓶安全监察规程的规定干粉储存容器设计压力可取或压力级其干粉灭火剂的装量系数不应大于其增压时间不应大于安全泄压装置的动作压力及额定排放量应按现行国家标准干粉灭火系统部件通用技术条件执行干粉储存容器应满足驱动气体系数干粉储存量输出容器阀出口干粉输送速率和压力的要求驱动气体应选用惰性气体宜选用氮气二氧化碳含水率不应大于其他气体含水率不得大于驱动压力不得大于干粉储存容器的最高工作压力储存装置的布置应方便检
17、查和维护并宜避免阳光直射其环境温度应为储存装置宜设在专用的储存装置间内专用储存装置间的设置应符合下列规定应靠近防护区出口应直接通向室外或疏散通道耐火等级不应低于二级宜保持干燥和良好通风并应设应急照明当采取防湿防冻防火等措施后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选择阀和喷头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干粉储存容器并便于手动操作方便检查和维护选择阀上应设有标明防护区的永久性铭牌选择阀应采用快开型阀门其公称直径应与连接管道的公称直径相等选择阀可采用电动气动或液动驱动方式并应有机械应急操作方式阀的公称压力不应小于干粉储存容器的设计压力系统启动时选择
18、阀应在输出容器阀动作之前打开喷头应有防止灰尘或异物堵塞喷孔的防护装置防护装置在灭火剂喷放时应能被自动吹掉或打开喷头的单孔直径不得小于管道及附件管道及附件应能承受最高环境温度下工作压力并应符合下列规定管道应采用无缝钢管其质量应符合现行国家标准输送流体用无缝钢管的规定管道规格宜按附录表取值管道及附件应进行内外表面防腐处理并宜采用符合环保要求的防腐方式对防腐层有腐蚀的环境管道及附件可采用不锈钢铜管或其他耐腐蚀的不燃材料输送启动气体的管道宜采用铜管其质量应符合现行国家标准拉制铜管的规定管网应留有吹扫口管道变径时应使用异径管干管转弯处不应紧接支管管道转弯处应符合附录的规定管道分支不应使用四通管件管道转弯
19、时宜选用弯管管道附件应通过国家法定检测机构的检验认可管道可采用螺纹连接沟槽卡箍连接法兰连接或焊接公称直径等于或小于的管道宜采用螺纹连接公称直径大于的管道宜采用沟槽卡箍或法兰连接管网中阀门之间的封闭管段应设置泄压装置其泄压动作压力取工作压力的在通向防护区或保护对象的灭火系统主管道上应设置压力信号器或流量信号器管道应设置固定支吊架其间距可按附录表取值可能产生爆炸的场所管网宜吊挂安装并采取防晃措施控制与操作干粉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启动方式设有火灾自动报警系统时灭火系统的自动控制应在收到两个独立火灾探测信号后才
20、能启动并应延迟喷放延迟时间不应大于且不得小于干粉储存容器的增压时间全淹没灭火系统的手动启动装置应设置在防护区外邻近出口或疏散通道便于操作的地方局部应用灭火系统的手动启动装置应设在保护对象附近的安全位置手动启动装置的安装高度宜使其中心位置距地面所有手动启动装置都应明显地标示出其对应的防护区或保护对象的名称在紧靠手动启动装置的部位应设置手动紧急停止装置其安装高度应与手动启动装置相同手动紧急停止装置应确保灭火系统能在启动后和喷放灭火剂前的延迟阶段中止在使用手动紧急停止装置后应保证手动启动装置可以再次启动干粉灭火系统的电源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
21、应保证系统操作与控制所需要的气体压力和用气量预制灭火装置可不设机械应急操作启动方式安全要求防护区内及入口处应设火灾声光警报器防护区入口处应设置干粉灭火剂喷放指示门灯及干粉灭火系统永久性标志牌防护区的走道和出口必须保证人员能在内安全疏散防护区的门应向疏散方向开启并应能自动关闭在任何情况下均应能在防护区内打开防护区入口处应装设自动手动转换开关转换开关安装高度宜使中心位置距地面地下防护区和无窗或设固定窗扇的地上防护区应设置独立的机械排风装置排风口应通向室外局部应用灭火系统应设置火灾声光警报器当系统管道设置在有爆炸危险的场所时管网等金属件应设防静电接地防静电接地设计应符合国家现行有关标准规定附录管道规
22、格及支吊架间距表干粉灭火系统管道规格公称直径封闭段管道开口端管道外径壁厚表管道附件当量长度参考值弯头三通表管道支吊架最大间距公称直径最大间距附录管网分支结构图管网分支结构图本规范用词说明为便于在执行本规范条文时区别对待对要求严格程度不同的用词说明如下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反面词采用不宜表示有选择在一定条件下可以这样做的用词采用可本规范中指明应按其他有关标准规范执行的写法为应符合的规定或应按执行中华人民共和国国家标准干粉灭火系统设计规范条
23、文说明总则本条提出了编制本规范的目的干粉灭火剂的主要灭火机理是阻断燃烧链式反应即化学抑制作用同时干粉灭火剂的基料在火焰的高温作用下将会发生一系列的分解反应这些反应都是吸热反应可吸收火焰的部分热量而这些分解反应产生的一些非活性气体如二氧化碳水蒸汽等对燃烧的氧浓度也具稀释作用干粉灭火剂具有灭火效率高灭火速度快绝缘性能好腐蚀性小不会对生态环境产生危害等一系列优点干粉灭火系统是传统的四大固定式灭火系统水气体泡沫干粉之一应用广泛受到了各工业发达国家的重视如美国日本德国英国都相继制定了干粉灭火系统规范近年来由于卤代烷对大气臭氧层的破坏作用消防界正在探索卤代烷灭火系统的替代技术而干粉灭火系统正是应用较成熟的
24、该类技术之一中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案已将干粉灭火系统的应用技术列为卤代烷系统替代技术的重要组成部分本规范的制定为干粉灭火系统的设计提供了技术依据将对干粉灭火系统的应用起到良好的推动作用本条规定了本规范的适用范围即适用于新建扩建改建工程中设置的干粉灭火系统的设计目前更多用于生产或储存场所本条规定结合我国国情规定了干粉灭火系统设计中应遵循的一般原则目前由于我国干粉灭火系统主要用于重点要害部位的保护而干粉灭火系统工程设计涉及面较广因此在设计时应推荐采用新技术新工艺新设备同时干粉灭火系统的设计应正确处理好以下两点首先设计人员应根据整个工程特点防火要求和各种消防设施的配置情况制定合理的设计方案
25、正确处理局部与全局的关系虽然干粉灭火系统是重要的灭火设施但是不是采用了这种灭火手段后就不必考虑其他辅助手段例如易燃可燃液体储罐发生火灾在采用干粉灭火系统扑救火灾的同时消防冷却水也是不可少的其次在防护区的设置上应正确确定防护区的位置和划分防护区的范围根据防护区的大小形状开口通风和防护区内可燃物品的性质数量分布以及可能发生的火灾类型火源起火部位等情况合理选择和布置系统部件合理选择系统操作控制方式本条规定了干粉灭火系统可用于扑救的火灾类型即可用于扑救可燃气体可燃液体火灾和可燃固体的表面火灾及带电设备的火灾灭火试验的结果表明采用干粉灭火剂扑灭上述物质火灾迅速而有效在我国相关规范中如现行国家标准石油化工
26、企业设计防火规范对干粉灭火系统的应用都作了相应规定同其他灭火剂一样普通干粉灭火剂扑救的火灾类型也有局限性也就是说普通干粉灭火剂对有些物质的火灾不起灭火作用普通干粉灭火剂不能扑救的火灾主要包括两大类第一类是本身含有氧原子的强氧化剂这些氧原子可以供燃烧之用在具备燃烧的条件下与可燃物氧化结合成新的分子反应激烈干粉灭火剂的分子不能很快渗入其内起化学反应这类物质主要包括硝化纤维炸药等第二类主要是化学性质活泼的金属和金属氢化物如钾钠镁钛锆等这类物质的火灾不能用普通干粉灭火剂来扑救对于活泼金属火灾目前采用的灭火剂通常为干砂石墨氯化钠等特种干粉灭火剂而特种干粉灭火剂目前工程设计数据不足因此本规范不涉及此类干粉
27、灭火系统本条规定中所指的国家现行的有关强制性标准除本规范中已指明的外还包括以下几个方面的标准防火基础标准中与之有关的安全基础标准有关的工业与民用建筑防火规范有关的火灾自动报警系统标准规范有关干粉灭火系统部件灭火剂标准其他有关标准系统设计一般规定本条包含两部分内容一是规定了干粉灭火系统按应用方式分两种类型即全淹没灭火系统和局部应用灭火系统国外标准也是这样进行分类如日本消防法施行令第条干粉灭火设备分为固定式和移动式两种型式固定式干粉灭火设备又分为全保护区喷放方式和局部喷放方式两种类型二是规定了两种系统的选用原则关于全淹没灭火系统局部应用灭火系统的应用美国标准干粉灭火系统标准全淹没灭火系统只有在环绕
28、火灾危险有永久性密封的空间处采用这样的空间内能足以构成所要求的浓度其不可关闭的开口总面积不能超过封闭空间的侧面顶面和底面总内表面积的不可关闭开口面积超过封闭空间的总内表面积的时应采用局部应用系统保护英国标准室内灭火装置和设备干粉系统规范能用全淹没系统扑灭的火灾是包括可燃液体和固体的表面火灾能用局部应用系统扑灭或控制的火灾是含有可燃液体和固体的表面火灾应该指出在满足全淹没灭火系统应用条件时也可以采用局部应用灭火系统具体选型由设计者根据实际情况决定本条规定了全淹没灭火系统的应用条件第款等效采用国外标准数据见条说明第款等效采用现行国家标准二氧化碳灭火系统设计规范年版第条数据规定不能自动关闭的开口不应
29、设在底面出于以下考虑国家标准规定干粉灭火剂的松密度大于或等于若设计浓度按计算则体积为因目前国内厂家没提供驱动气体系数数据现按日本消防法施行规则数据干粉灭火剂需要标准状态下氮气标准状态下氮气密度为那么干粉灭火剂需要氮气如是粉雾的密度为显然比空气重标准状态下空气密度为常态下空气密度更小另外一般都是从上向下喷射带有一定动能和势能很容易在底面扩散流失影响灭火效果故作此规定干粉灭火系统是依靠驱动气体惰性气体驱动干粉的干粉固体所占体积与驱动气体相比小得多宏观上类似气体灭火系统因此可采用二氧化碳灭火系统设计数据防护区围护结构具有一定耐火极限和强度是保证灭火的基本条件本条规定了局部应用灭火系统的应用条件参照国
30、内气体灭火系统规范制定其中空气流动速度不应大于是引用现行国家标准干粉灭火系统部件通用技术条件中的数据这里容器缘口是指容器的上边沿它距液面不应小于是测定喷头保护面积等参数的试验条件是为了保证高速喷射的粉体流喷到液体表面时不引起液体的飞溅避免产生流淌火带来更大的火灾危险所以应遵循该试验条件喷射干粉前切断气体液体的供应源的目的是防止引起爆炸同时也可防止淡化干粉浓度影响灭火扑灭类火灾的干粉中较成熟和经济的是碳酸氢钠干粉故予推荐干粉固然也能扑灭类火灾但不经济故不推荐用干粉扑灭类火灾扑灭类火灾只能用干粉其中较成熟和经济的是磷酸铵盐干粉所以扑灭类火灾推荐采用磷酸铵盐干粉组合分配系统是用一套干粉储存装置同时保
31、护多个防护区或保护对象的灭火系统各防护区或保护对象同时着火的概率很小不需考虑同时向各个防护区或保护对象释放干粉灭火剂但应考虑满足任何干粉用量的防护区或保护对象灭火需要组合分配系统的干粉储存量只有不小于所需储存量最多的一个防护区或保护对象的储存量才能够满足这种需要提请注意防护区体积最大用量不一定最多本条规定了组合分配系统保护的防护区与保护对象最大限度备用灭火剂的设置条件数量和方法防护区与保护对象之和不得大于个是基于我国现状的暂定数据防护区与保护对象为个以上时灭火剂应有备用量是等效采用固定式灭火系统干粉系统设计安装与维护的数据内不能恢复时应有备用量是参照二氧化碳灭火系统设计规范年版确定的防护区与保
32、护对象的数量和系统恢复时间是设置备用灭火剂的两个并列条件只要满足其一就应设置备用量应该指出设置备用灭火剂不限于这两个条件当防护区或保护对象火灾危险性大或为重要场所时为了不间断保护也可设置备用灭火剂灭火剂备用量是为了保证系统保护的连续性同时也包含扑救二次火灾的考虑因此备用量不应小于系统设计的储存量备用干粉储存容器与系统管网相连与主用干粉储存容器切换使用的目的是为了起到连续保护作用当主用干粉储存容器不能使用时备用干粉储存容器能够立即投入使用全淹没灭火系统全淹没灭火系统灭火剂设计浓度最小值取值等效采用室内灭火装置和设备干粉系统规范和固定式灭火系统干粉系统设计安装与维护数据因为我国干粉灭火剂标准规定的
33、灭火效能不低于非类干粉灭火剂技术条件规定另外我国标准碳酸氢钠干粉灭火剂和磷酸铵盐干粉灭火剂分别要求碳酸氢钠干粉和磷酸铵盐干粉扑灭类火灾时灭火效能相同综合以上数据并考虑到多种火灾并存情况本规范确定全淹没灭火系统灭火剂设计浓度不得小于本条系等效采用室内灭火装置和设备干粉系统规范和固定式灭火系统干粉系统设计安装与维护规定本条系等效采用室内灭火装置和设备干粉系统规范和固定式灭火系统干粉系统设计安装与维护规定本条规定可有效利用灭火剂减少系统响应时间达到快速灭火目的国外标准仅室内灭火装置和设备干粉系统规范提到泄压口但没给出计算式为避免防护区内超压导致围护结构破坏应该设置泄压口考虑到干粉灭火系统与气体灭火系
34、统存在相似性本条参照采用二氧化碳灭火系统设计规范年版第条制定公式是参考二氧化碳灭火系统规范导出设防护区内部压力为防护区外部压力为泄压口面积为泄放混合物质量流量为如图图薄壁孔口则有薄壁孔口流量公式式中泄放混合物质量流量泄压口缩流系数窗式开口取泄压口面积泄放混合物密度防护区围护结构的允许压力泄放混合物比容泄压过程中有防护区内气体被置换过程为使问题简化根据从泄压口泄放混合物体积流量等于喷入防护区气固二相流体积流量数量关系干粉真实密度防护区内常态空气密度为则有应该指出当防护区门窗缝隙不可关闭开口及防爆泄压口面积总和不小于按公式计算值时可不再另设置泄压口局部应用灭火系统局部应用灭火系统的设计方法分为面积
35、法和体积法这是国外标准比较一致的分类法面积法仅适用于着火部位为比较平直表面情况体积法适用于着火对象是不规则物体情况此条系等效采用室内灭火装置和设备干粉系统规范规定本条各款规定说明如下由于单个喷头保护面积是按被保护表面的垂直投影方向确定的所以计算保护面积也需取整体保护表面垂直投影的面积国内外对干粉灭火系统的研究都不够深入定性的资料多定量的资料少本条借鉴了二氧化碳局部应用系统研究的成果因二者存在相似性同时参考了国外一些厂家的资料架空型也称顶部型喷头是安装在油盘上空一定高度处的喷头其保护面积应是在内扑灭液面距油盘缘口为距离的着火圆形油盘的内接正方形面积其对应的干粉输送速率即是实践和理论都证明架空型喷
36、头保护面积和相应干粉输送速率是喷头的出口至保护对象表面的距离的函数槽边型喷头是安装在油槽侧面的侧向喷射喷头其保护面积应是在时间内扑灭液面距油盘缘口为距离的着火扇形油盘的内接矩形面积试验表明槽边型喷头灭火面积呈扇形其大小与喷头的射程有关喷头射程与干粉输送速率有关基于此作了第款规定确定喷头保护面积时取喷射时间为为安全计使用喷头时取喷射时间为当计算保护面积需要个喷头才能完全覆盖时故其干粉设计用量按公式计算为了保证可靠灭火喷头的布置应按被喷射覆盖面不留空白的原则执行本条参照了干粉灭火装置规范设计与安装和二氧化碳灭火系统设计规范年版制定其中直接采用了干粉灭火装置规范设计与安装的数据根据干粉灭火装置规范设
37、计与安装对无围封保护对象供给量取按喷射时间求得是根据干粉灭火装置规范设计与安装对四面有围封保护对象供给量取按喷射时间求得假定封闭罩是假想的几何体其侧面围封面面积就是该几何体的侧面面积其中包括实体墙面积和无实体墙部分的假想面积预制灭火装置因为预制灭火装置应按试验条件使用本条规定的灭火剂储存量和管道长度数据系采用了国内试验数据本规范不侧重推广应用预制灭火装置因其只能在试验条件下使用有局限性本条规定出于可靠性考虑本条规定基于国内试验数据用套本规范规定为套预制灭火装置作灭火试验喷射时间为其动作响应时间差为由此得取喷射时间得动作响应时间差本规范规定为管网计算管网起点是从干粉储存容器输出容器阀出口算起单元
38、独立系统和组合分配系统均如此计算管网起点压力是干粉储存容器的输出压力管网起点压力不应大于是依据干粉储存容器的设计压力确定的管网最不利点所要求的压力是依据喷头工作压力规定的这里等效采用了日本标准日本消防法施行规则第条指出喷头工作压力不应小于注本规范压力取值除特别说明外均指表压为使干粉灭火系统管道内干粉与驱动气体不分离干粉驱动气体二相流要维持一定流速即管道内流量不得小于允许最小流量依此等效采用了英国标准推荐数据室内灭火装置和设备干粉系统规范给出对应管子的最小流量为管子的内径是由此得管径系数其他国外标准没提供管径系数数据主张采用生产厂家提供的数据在搜集到的资料中有两组数据所得管径系数值与本规定接近具
39、体如表所示表管径系数公称直径内径美国数据日本数据公称直径内径美国数据日本数据平均管径系数值注取自美国公司干粉灭火系统对应气固比取自日本灭火设备概论日本工业出版社年版或见消防设备全书陕西科学技术出版社年版对应气固比应该指出以上计算得到的是最大管径值根据需要实际管径值应取比计算值较小的恰当数值经济流速时管径值随驱动气体系数而异当时经济流速时管径系数即其最佳管道流量是允许最小流量的倍另外当厂家以实测数据给出流量管径关系时应该采用厂家提供的数据实际管径应取系列值关于管道附件的当量长度应该按厂家给出的实测当量长度值取值但目前实际还做不到不给出数据又无法设计计算按周亨达给出的管道附件的当量长度计算式为其中
40、是当量长度系数弯头取三通的直通部分取三通的侧通部分取下面一同给出国外管道附件当量长度数据做比较见表表管道附件当量长度日本数据弯头三通数据弯头三通按周亨达计算式计算值弯头三通直三通侧注东京消防厅预防事务审查检查基准东京防灾指导协会年出版美国公司干粉灭火系统图表周亨达主编工程流体力学冶金工业出版社年出版显然按周亨达计算式计算值误差偏大而国外数据是在一定驱动气体系数下的测定值考虑到日本数据比数据通用性更好些暂时推荐该组日本数据作为参考值设计管网时应尽量设计成结构对称均衡管网使干粉灭火剂均匀分布于防护区内但在实践中不可能做到管网结构绝对精确对称布置只要对称度在范围内就可以认为是结构对称均衡管网可实现喷
41、粉的有效均衡见图在系统中可以使用不同喷射率的喷嘴来调整管网的不均衡见图图结构对称均衡系统注所有喷嘴均以同一流量喷射图结构不对称均衡系统注喷嘴分别以或流量喷射该计算式系等效采用室内灭火装置和设备干粉系统规范规定应该指出在调研中也见到了非均衡系统但本规范主张管网应尽量设计成对称分流的均衡系统所以前半句采用宜字均衡系统可以是对称结构也可以是不对称结构结构对称与不对称的分界在对称度所以后半句采用应字国外标准没提供压力损失系数数据主张采用生产厂家提供的数据本计算式是依据沿程阻力的计算导出的其推导过程如下根据周建刚等人就粉体高浓度气体输送进行的试验研究结果引自周建刚沈熙身马恩祥等著粉体高浓度气体输送控制与
42、分配技术北京冶金工业出版社年出版管道中的压力损失计算式为式中管道中的压力损失气体流动引起的压力损失气体携带的粉状物料引起的压力损失驱动气体的摩擦阻力系数干粉的摩擦阻力系数驱动气体系数管道内驱动气体密度管道内驱动气体流动速度管道内径管段计算长度把公式和公式代入公式并移项得式中管段单位长度上的压力损失当时有式中重力加速度取在常温下得管道中驱动气体密度的表达式为式中常态下驱动气体密度计算管段末端压力表压驱动气体在管道中的流速可由其体积流量和管道内径表示即有将以作单位以作单位以作单位整理上述各式并化简得由于气固二相流体在管道中的流速很大所以沿程阻力损失系数按水力粗糙管的情况计算即公式来自周亨达主编工程
43、流体力学北京冶金工业出版社年出版应该指出当厂家以实测曲线图给出之值时应该采用厂家提供的数据在公式中取常温下管道中驱动气体密度的表达式为公式中为计算管段末端压力按理说应该取高程校正前管段平均压力代替公式中计算结果才是的真值可那时计算管段首端压力还是未知数无法求得高程校正前管段平均压力通过公式已估算出高程校正前管段首端压力故可估算出高程校正前管段平均压力为求得高程校正前管段首端压力户真值应采用逐步逼近法逼近误差当然是越小越好公式已满足工程要求管道节点压力计算有两种计算顺序一种是从后向前计算顺序已知管段末端压力求管段首端压力这种计算顺序的优点是避免能源浪费另一种是从前向后计算顺序已知管段首端压力求末
44、端压力这种计算顺序方便选取干粉储存容器当采用从前向后计算顺序时对以上计算式移项处理即可另外注意当采用上式计算时求取时需要用代替公式中的为了使设计者掌握该节点压力计算方法下面举例说明其中管壁绝对粗糙度按镀锌钢管取见周亨达主编工程流体力学北京冶金工业出版社年出版例已知末端压力干粉输送速率管段计算长度流向与水平面夹角常态下驱动气体密度干粉松密度气固比如图所示管段求管段首端压力解图竖直管段初次估算得一次逼近得即高程校正前管段首端压力高程校正后即管段首端压力例已知首端压力干粉输送速率管段计算长度流向与水平面夹角常态下驱动气体密度干粉松密度气固比如图所示管段求管段末端压力解图水平管段初次估算得一次逼近得二
45、次逼近得三次逼近得因为所以即不需要高程校正即管段末端压力管网内干粉的残余量的计算式是按管网内残存的驱动气体的质量除以驱动气体系数而推导出来的管网内残存的驱动气体质量为当以作单位时所以有应该指出理论上讲干粉储存容器内干粉剩余量为式中干粉储存容器容积但此时是未知数另外驱动气体系数是理论上的平均值实际上对单元独立系统和组合分配系统中干粉需要量最多的防护区或保护对象来说到喷射时间终了时气固二相流中含粉量已很小按公式计算得到的管网内干粉残余量已含很大裕度因此按之值初选一干粉储存容器然后加上厂商提供的值作为值可以说够安全非液化驱动气体在储瓶内遵从理想气体状态方程所以可按公式和公式计算驱动气体储存量液化驱动
46、气体在储瓶内不遵从理想气体状态方程所以应按公式和公式计算驱动气体储存量清扫管道内残存干粉所需清扫气体量取倍管网内驱动气体残余量为经验数据当清扫气体采用储瓶盛装时应单独储存若单位另有清扫气体气源采用管道供气则不受此限制要求清扫工作在内完成是依据干粉灭火系统应在内恢复要求规定的系统组件储存装置干粉储存容器的工作压力国外一些标准未加明确规定考虑到国内干粉灭火系统应用不普遍系统组件不够标准化为了规范市场简化系统组件的压力级别使其生产标准化通用化和系列化根据国内一些生产厂家的实际经验规定了两个设计压力级别即或此压力基本上能满足不同场合的使用要求并与各类阀门公称压力一致平时不加压的干粉储存容器可根据使用场
47、合不同选择或之所以规定设计压力而不规定工作压力是因为在国家现行标准压力容器安全技术监察规程中压力容器是按设计压力分级的干粉灭火剂的装量系数不大于是为了使干粉储存容器内留有一定净空间以便在加压或释放时干粉储存容器内的气粉能够充分混合这是试验所证明的日本消防法施行规则也作了类似的规定增压时间对于抓住灭火战机来说自然是越快越好由于驱动气体储瓶输气通径一般为对于大型装置来讲用较多气瓶组合来扩大输气速度应考虑减压阀的输送流量及制造成本干粉灭火装置规范设计与安装规定不应超过综合干粉灭火系统部件通用技术条件规定和国外数据取增压时间为不大于安全泄压装置是对干粉储存容器而言一般设置在干粉储存容器上虽然驱动气体先
48、经过减压阀后输进干粉储存容器从安全角度考虑为防止干粉储存容器超压而设置安全阀并执行有关规定驱动气体应使用惰性气体国内外生产厂家多采用氮气和二氧化碳气体氮气和二氧化碳比较氮气物理性能稳定故本规范规定驱动气体宜选用氮气驱动气体含水率指标等效采用固定式灭火系统干粉系统设计安装与维护数据驱动压力是输送干粉的压力此压力不得大于干粉储存容器的最高工作压力是出于安全考虑的这里最高工作压力按国家现行标准压力容器安全技术监察规程定义是指压力容器在正常使用过程中顶部可能出现的最高压力它应小于或等于设计压力避免阳光直射可防止装置老化和温差积水影响使用功能环境温度取值等效采用干粉灭火系统部件通用技术条件第条数据本条是
49、对储存装置设置的部位提出的要求是从使用维护安全角度而考虑的等效采用二氧化碳灭火系统设计规范年版第条选择阀和喷头在组合分配系统中每个防护区或保护对象的管道上应设一个选择阀在火灾发生时可以有选择地打开出现火情的防护区或保护对象管道上的选择阀喷放灭火剂灭火选择阀上应设标明防护区或保护对象的永久性铭牌是防止操作时出现差错由于干粉灭火系统本身的特点要求选择阀使用快开型阀门如球阀其通径要求主要考虑干粉系统灭火时管道内为气固二相流为使灭火剂与驱动气体无明显分离避免截留灭火剂前苏联标准中规定该阀应采用球阀这三种驱动方式是目前普遍采用的驱动方式三种驱动方式可以任选其一但无论哪种驱动方式机械应急操作方式是必不可少的目的是防止电动气动或液动失灵时可采取有效的应急操作确保系统的安全可靠选择阀的公称压力不应小于储存容器的设计压力是从安全角度考虑的灭火系统动作时如果选择阀滞后于容器阀打开会引起选择阀至储存容器之间的封闭管段承受水锤作用而出现超压故作此规定干粉灭火装置规范设计与安装也作了相同规定喷头装配防护
