3.1 一般规定
3.1.1 系统设计采用的产品及组件,应符合现行国家标准《细水雾灭火系统及部件通用技术条件》GB/T 26785等的有关规定。
3.1.2 系统的选型与设计,应综合分析保护对象的火灾危险性及其火灾特性、设计防火目标、保护对象的特征和环境条件以及喷头的喷雾特性等因素确定。
3.1.3 系统选型应符合下列规定:
1 液压站,配电室、电缆隧道、电缆夹层,电子信息系统机房,文物库,以及密集柜存储的图书库、资料库和档案库,宜选择全淹没应用方式的开式系统;
2 油浸变压器室、涡轮机房、柴油发电机房、润滑油站和燃油锅炉房、厨房内烹饪设备及其排烟罩和排烟管道部位,宜采用局部应用方式的开式系统;
3 采用非密集柜储存的图书库、资料库和档案库,可选择闭式系统。
3.1.4 系统宜选用泵组系统,闭式系统不应采用瓶组系统。
3.1.5 开式系统采用全淹没应用方式时,防护区内影响灭火有效性的开口宜在系统动作时联动关闭。当防护区内的开口不能在系统启动时自动关闭时,宜在该开口部位的上方增设喷头。
3.1.6 开式系统采用局部应用方式时,保护对象周围的气流速度不宜大于3m/s。必要时,应采取挡风措施。
条文说明
3.1一般规定
3.1.1 本条要求细水雾灭火系统产品和组成部件应符合国家标准。
细水雾灭火系统及其部件属于消防专用产品,质量把关至关重要。设计不得采用未检测或检测不合格的产品。对于需要经过国家授权的质量监督检验机构检验的产品或组件,需要提供通过相应检验的合格报告;如不需要认证的产品或组件,则要提供证明其符合国家标准的相应合格检验报告或证明书。
细水雾灭火系统的灭火效果离不开火灾试验验证。规范要求供货商生产的细水雾灭火系统成套产品的技术性能应符合相关产品、试验方法等国家标准的有关规定。供货商不仅要提供细水雾灭火装置的灭火试验测试报告,而且要提供相应产品的设计性能参数。
3.1.2 本条规定了细水雾灭火系统在设计时需要考虑的主要因素。
火灾危险性与可燃物的数量、种类、位置及分布、受遮挡的情况以及空间特性和火灾蔓延扩大的可能性等因素有关。
保护对象的环境条件,主要指保护对象周围的通风或对流情况、环境温度、腐蚀度、洁净度等。
喷头的喷雾特性,主要是指喷头的雾滴直径、流量系数、雾化角、雾动量等。
3.1.3 本条规定了不同应用场所的系统选型原则。
在系统选型时,主要考虑可燃物种类、数量、摆放位置及抑制或扑灭防火的设计目标等因素。闭式系统主要用于控制火灾,保护以可燃固体火灾为主的对象,且主要用于扑救可燃固体表面的火灾。开式系统既可用于抑制火灾,也可用于扑灭火灾,可用于保护多种类型火灾的对象。
3.1.4 泵组系统种类繁多,应用范围广,可以持续灭火,适合长时间、持续工作的场所,尤其是涉及人员保护或防护冷却的场所。
由于瓶组系统储水量小,难以保证持续供水,容易导致灭火失败,故防护区内设置闭式系统时,不应采用瓶组系统。
3.1.5 为了保证开式系统采用全淹没应用方式时,系统喷放细水雾后具有良好的窒息效果,当系统启动时,要避免因空间的开口而导致细水雾流失,减少环境对流的影响。对于不能关
闭的开口,要考虑在其开口处增设局部应用喷头等补偿或等效分隔措施。
3.1.6 细水雾雾滴粒径小,流动性及弥散性良好,容易受风的影响。采用局部应用方式的系统保护的对象通常为某一较大空间内的某一设备或局部空间,周围空间不受系统保护,因此,灭火时细水雾受环境对流气流的影响较大,需要结合试验情况限制环境风速,以保证系统的灭火效果。
3.2 喷头选择与布置
3.2.1 喷头选择应符合下列规定:
1 对于环境条件易使喷头喷孔堵塞的场所,应选用具有相应防护措施且不影响细水雾喷放效果的喷头;
2 对于电子信息系统机房的地板夹层,宜选择适用于低矮空间的喷头;
3 对于闭式系统,应选择响应时间指数(RTI)不大于50(m·s)0.5的喷头,其公称动作温度宜高于环境最高温度30℃,且同一防护区内应采用相同热敏性能的喷头。
3.2.2 闭式系统的喷头布置应能保证细水雾喷放均匀、完全覆盖保护区域,并应符合下列规定:
1 喷头与墙壁的距离不应大于喷头最大布置间距的1/2;
2 喷头与其他遮挡物的距离应保证遮挡物不影响喷头正常喷放细水雾;当无法避免时,应采取补偿措施;
3 喷头的感温组件与顶棚或梁底的距离不宜小于75mm,并不宜大于150mm。当场所内设置吊顶时,喷头可贴临吊顶布置。
3.2.3 开式系统的喷头布置应能保证细水雾喷放均匀并完全覆盖保护区域,并应符合下列规定:
1 喷头与墙壁的距离不应大于喷头最大布置间距的1/2;
2 喷头与其他遮挡物的距离应保证遮挡物不影响喷头正常喷放细水雾;当无法避免时,应采取补偿措施;
3 对于电缆隧道或夹层,喷头宜布置在电缆隧道或夹层的上部,并应能使细水雾完全覆盖整个电缆或电缆桥架。
3.2.4 采用局部应用方式的开式系统,其喷头布置应能保证细水雾完全包络或覆盖保护对象或部位,喷头与保护对象的距离不宜小于0.5m。用于保护室内油浸变压器时,喷头的布置尚应符合下列规定:
1 当变压器高度超过4m时,喷头宜分层布置;
2 当冷却器距变压器本体超过0.7m时,应在其间隙内增设喷头;
3 喷头不应直接对准高压进线套管;
4 当变压器下方设置集油坑时,喷头布置应能使细水雾完全覆盖集油坑。
3.2.5 喷头与无绝缘带电设备的最小距离不应小于表3.2.5的规定。表3.2.5 喷头与无绝缘带电设备的最小距离
3.2.6 系统应按喷头的型号规格储存备用喷头,其数量不应小于相同型号规格喷头实际设计使用总数的1%,且分别不应少于5只。
条文说明
3.2 喷头选择与布置
3.2.1 本条规定了细水雾喷头的选择原则。
系统设置在含粉尘或含油类物质等的场所时,容易造成喷头堵塞,在这些场所要考虑防尘、防油脂等防护措施,这些措施在火灾时不能影响细水雾喷头的正常工作。
闭式系统选择快速响应型喷头能提高系统控制初起火灾的能力。
3.2.2、3.2.3 规定了细水雾灭火系统喷头布置的基本要求。
细水雾喷头一般按矩形布置,也有按其他形式布置的。对于开式系统,其基本要求是要能将细水雾均匀分布并充填防护空间,完全遮蔽保护对象。对于闭式系统,喷头的覆盖面应无空白。
闭式细水雾喷头的感温元件是热敏玻璃球等,在喷头布置时需要考虑其集热效果,喷头感温元件与顶板的距离,要能使系统喷头及时开放。
位于细水雾喷头附近的遮挡物有可能对喷头喷雾效果产生不利影响,如阻止喷雾顺利到达或完全包络保护对象等,设计时要避开遮挡物体,或采取局部加强保护措施。
对于电缆隧道等狭长防护区域,可以采用线形方式布置喷头,一般将喷头布置在隧道的过道上方。无论何种方式,均需保证细水雾能够完全充满所防护的电缆隧道空间。
3.2.4 本条规定了系统采用局部应用方式时,喷头布置的基本要求。
开式系统采用局部应用方式保护时,由于产品不同且保护对象各异,其喷头布置没有固定方式,需要结合保护对象的几何形状进行设计,以保证细水雾能完全包络或覆盖保护对象或部位。细水雾喷头与保护对象间要求有最小距离的限值,以实现细水雾喷头在这个距离的
良好雾化。细水雾喷头与保护对象间也要求有最大距离的限值,以保证喷雾具有足够的冲量,并到达保护对象表面。
细水雾灭火系统用于保护油浸变压器,是开式系统局部应用方式的典型应用。本条给出了更具体的喷头布置要求,但仍需要以火灾试验为依据。
3.2.5 本条参照NFPA 750(见表1),规定了细水雾喷头、管道与电气设备带电(裸露)部分的最小安全净距。
表1 中未列入的设计基本绝缘电压,其对应的间距数值可以采用插入法计算确定。
表1 中系统设置在海拔在1000m以上的地区时,海拔每升高100m,表中的数值需要增加1%。
3.2.6 本条要求细水雾灭火系统设置备用喷头。
设计细水雾灭火系统时,要求在设计资料中提出备用喷头的数量,以便在系统投入使用后,因火灾或其他原因损伤喷头时能够及时更换,缩短系统恢复戒备状态的时间。当在设计中采用了不同型号的喷头时,除了对备用喷头总数的要求外,不同型号的喷头也要有各自的备品。
3.3 系统组件和管道及其布置
3.3.1 系统的主要组件宜设置在能避免机械碰撞等损伤的位置,当不能避免时,应采取防止机械碰撞等损伤的措施。
系统组件应具有耐腐蚀性能,当系统组件处于重度腐蚀环境中时,应采取防腐蚀的保护措施。
3.3.2 开式系统应按防护区设置分区控制阀。每个分区控制阀上或阀后邻近位置,宜设置泄放试验阀。
3.3.3 闭式系统应按楼层或防火分区设置分区控制阀。分区控制阀应为带开关锁定或开关指示的阀组。
3.3.4 分区控制阀宜靠近防护区设置,并应设置在防护区外便于操作、检查和维护的位置。
分区控制阀上宜设置系统动作信号反馈装置。当分区控制阀上无系统动作信号反馈装置时,应在分区控制阀后的配水干管上设置系统动作信号反馈装置。
3.3.5 闭式系统的最高点处宜设置手动排气阀,每个分区控制阀后的管网应设置试水阀,并应符合下列规定:
1 试水阀前应设置压力表;
2 试水阀出口的流量系数应与一只喷头的流量系数等效;
3 试水阀的接口大小应与管网末端的管道一致,测试水的排放不应对人员和设备等造成危害。
3.3.6 采用全淹没应用方式的开式系统,其管网宜均衡布置。
3.3.7 系统管网的最低点处应设置泄水阀。
3.3.8 对于油浸变压器,系统管道不宜横跨变压器的顶部,且不应影响设备的正常操作。
3.3.9 系统管道应采用防晃金属支、吊架固定在建筑构件上。支、吊架应能承受管道充满水时的重量及冲击,其间距不应大于表3.3.9的规定。
支、吊架应进行防腐蚀处理,并应采取防止与管道发生电化学腐蚀的措施。表3.3.9 系统管道支、吊架的间距
3.3.10 系统管道应采用冷拨法制造的奥氏体不锈钢钢管,或其他耐腐蚀和耐压性能相当的金属管道。管道的材质和性能应符合现行国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T 14976和《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB/T 12771的有关规定。
系统最大工作压力不小于3.50MPa时,应采用符合现行国家标准《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T 20878中规定牌号为022Crl7Nil2Mo2的奥氏体不锈钢无缝钢管,或其他耐腐蚀和耐压性能不低于牌号为022Crl7Nil2Mo2的金属管道。
3.3.11 系统管道连接件的材质应与管道相同。系统管道宜采用专用接头或法兰连接,也可采用氩弧焊焊接。
3.3.12 系统组件、管道和管道附件的公称压力不应小于系统的最大设计工作压力。对于泵组系统,水泵吸水口至储水箱之间的管道、管道附件、阀门的公称压力,不应小于1.0 MPa。
3.3.13 设置在有爆炸危险环境中的系统,其管网和组件应采取静电导除措施。
条文说明
3.3 系统组件和管道及其布置
3.3.1 本条规定了细水雾灭火系统主要组件的设置位置,以避免外力破坏,确保各组件能正常发挥作用。
另外,细水雾灭火系统由于喷头孔径小,当管道设备、阀组等锈蚀时,很容易造成喷头堵塞。同时,细水雾喷头本身也需要有良好的耐腐蚀性能,以防止喷头锈蚀影响其雾滴直径、雾化角、流量特性等,进而影响其灭火效能。为此,规定系统组件要选用防锈材质或采取防腐蚀措施。
3.3.2 本条规定了开式系统分区控制阀和泄放试验阀的设置要求。
开式系统的分区控制阀平时保持关闭,火灾时能够接收控制信号自动开启,使细水雾向对应的防护区.或保护对象喷放。开式系统的分区控制阀可选用电磁阀、电动阀、气动阀、雨淋阀等自动控制阀组,有些厂家称为选择阀、分配阀,本规范统一称作分区控制阀。
开式系统的泄放试验阀与闭式系统的试水阀相对应,但不仅用于试水(冷喷试验),也具有阀门检修时的泄放功能。在开式系统每个分区控制阀上,建议尽量留出出口以连接泄放试验阀,或在控制阀后的管道上选择低点位置设置泄放试验阀。泄放试验间出口需要设置可接泄水口和可接试水喷头的接口。
3.3.3 本条规定了闭式系统分区控制阀的设置要求。
闭式系统的分区控制阀平时保持开启,主要用于切断管网的供水水源,以便系统排空、检修管网及更换喷头等。闭式系统的分区控制阀要求采用具有明显启闭标志的阀门或专用于消防的信号阀。使用信号阀时,其开启状态要能够反馈到消防控制室;使用普通阀门时,须用锁具锁定阀板位置,防止误操作,造成配水管道断水。
3.3.4 本条规定了开式系统及闭式系统分区控制阀的共同设置要求。
分区控制阀多设置在防护区外,一般采用集中或分散设置两种方式。开式系统采用局部应用方式时,分区控制阀可设置在保护对象附近不受火灾影响且便于操作处。
规范要求分区控制阀后的主管道上设置压力开关等信号反馈装置,是为了反馈系统是否喷放细水雾的信号,并不是用于启动水泵。当系统选择雨淋阀组等本身带有压力开关的阀组作为分区控制阀时,不需增设压力开关。
3.3.5 本条规定了闭式系统中排气阀和试水阀的设置要求。
闭式系统的排气阀要求设置在所属区段管道的最高点,在系统管网充满水形成准工作状态时使用,为了可靠,多采用手动排气阀。
闭式系统的试水阀要求设置在管网末端,其口径和管网末端口径相等。
3.3.7 本条规定了细水雾灭火系统中泄水阀的设置要求。泄水阀的设置位置要视系统管网的布置情况而定,在系统管网最低点处需要设置泄水总阀。对于泵组系统,管网最低点一般
在水泵出口处。若系统管网最低点不止一处,则还要根据管网情况设置多个泄水阀。
3.3.9 本条规定了系统管道支、吊架的设置位置、间距及承重要求,以保证细水雾灭火系统的管道安装牢固,不产生径向晃动和轴向窜动。表中规定的数值参考了NFPA 750的相关规定,见表2。表2 管道吊架最大间距(NFPA 750)
当系统工作压力较高时,系统管道固定需要采取防晃措施。防晃支架的设置可参照现行国家标准《气体灭火系统施工及验收规范》GB 50263的相关规定。
3.3.10 本条规定了系统管道的材质要求,为强制性条文。
符合要求的管道材质是确保系统正常工作的必要保证,细水雾喷头喷孔较小,为防止喷头堵塞,影响灭火效果,需要采用能防止管道锈蚀、不利于微生物滋生的管材。同时,细水雾灭火系统的工作压力高,对管道的承压能力要求高。因此,细水雾灭火系统管道材质的选择与自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等有所区别。
无论欧盟标准CEN/TS 14972,还是美国消防协会标准NF-PA 750,都强调细水雾灭火系统管道的耐腐蚀性能,并规定首选不锈钢管道。本规范参考国际标准的相关规定,综合考虑管道的防腐、承压等相关要求并兼顾经济性,规定细水雾灭火系统的管道材质采用冷拔法制造的奥氏体不锈钢管。当采用其他管材时,需要证实其耐火、耐腐蚀性能、耐压性能不低于本条规定的相应奥氏体不锈钢钢管的性能。
当系统的工作压力较高时,要提高管道的耐腐蚀性能和承压能力的要求。鉴于现有多种规格的奥氏体不锈钢管,为便于选择并确保质量,本条结合现行国家标准《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T 20878确定了管材的具体牌号。本条规定的牌号为022Crl7Nil2Mo2的奥氏体不锈钢,对应的统一数字代号为S31603,即原316L。S31603号不锈钢的含碳量小于0.030%,并且含有2%~3%的钼元素,与S30408和S30403号不锈钢(即原304和304L)相比,提高了对还原性盐、无机酸和有机酸、碱类的耐腐蚀性能和抗应力腐蚀性能;与S31608号不锈钢(即原316)相比,具有更好的加工性能。
管道壁厚需要根据系统的设计工作压力选取,管道的规格和壁厚等要符合相应国家标准的要求,不锈钢无缝管的规格可参考表3进行选择。表3摘录自现行国家标准《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 17395。表3 不锈钢无缝管常用规格
3.3.11 本条规定了细水雾灭火系统管道的连接方式。
焊接时强调采用氩弧焊工艺,以尽量减少焊接时因高温造成管道内的氧化。管件材质要求与管道相同,以保证管件的耐腐蚀性,不与管道发生电化学腐蚀。
3.3.12 本条规定了细水雾灭火系统各组件的压力要求。
条文中的“工作压力”,是指系统在正常工作条件下,分配管网中流动介质的压力。系统的最大工作压力,对于瓶组系统,是指储气容器充装氮气后,在最高工作温度下,储气容器的压力或减压装置的出口压力;对于泵组系统,是指水泵在额定流量条件下的最大输出压力。
3.3.13 本条为强制性条文。本规范规定的细水雾灭火系统在喷放细水雾时,流体在管道内的压力和流速均较高,容易导致管网产生静电。本条规定主要为防止这些静电在管网中积聚产生火花而引发爆炸危险。
3.4 设计参数与水力计算
I 设计参数
3.4.1 喷头的最低设计工作压力不应小于1.20MPa。
3.4.2 闭式系统的喷雾强度、喷头的布置间距和安装高度,宜经实体火灾模拟试验确定。
当喷头的设计工作压力不小于10MPa时,闭式系统也可根据喷头的安装高度按表3.4.2的规定确定系统的最小喷雾强度和喷头的布置间距;当喷头的设计工作压力小于10MPa时,应经试验确定。表3.4.2 闭式系统的啧雾强度、喷头的布置间距和安装高度
3.4.3 闭式系统的作用面积不宜小于140m2。
每套泵组所带喷头数量不应超过100只。
3.4.4 采用全淹没应用方式的开式系统,其喷雾强度、喷头的布置间距、安装高度和工作压力,宜经实体火灾模拟试验确定,也可根据喷头的安装高度按表3.4.4确定系统的最小喷雾强度和喷头的布置间距。表3.4.4 采用全淹没应用方式开式系统的喷雾强度、喷头的布置间距、安装高度和工作压力
3.4.5 采用全淹没应用方式的开式系统,其防护区数量不应大于3个。
单个防护区的容积,对于泵组系统不宜超过3000m3,对于瓶组系统不宜超过260 m3。当超过单个防护区最大容积时,宜将该防护区分成多个分区进行保护,并应符合下列规定:
1 各分区的容积,对于泵组系统不宜超过3000 m3,对于瓶组系统不宜超过260 m3;
2 当各分区的火灾危险性相同或相近时,系统的设计参数可根据其中容积最大分区的参数确定;
3 当各分区的火灾危险性存在较大差异时,系统的设计参数应分别按各自分区的参数确定;
4 当设计参数与本规范表3.4.4不相符合时,应经实体火灾模拟试验确定。
3.4.6 采用局部应用方式的开式系统,当保护具有可燃液体火灾危险的场所时,系统的设计参数应根据产品认证检验时,国家授权的认证检验机构根据现行国家标准《细水雾灭火系统及部件通用技术条件》GB/T 26785认证检验时获得的试验数据确定,且不应超出试验限定的条件。
3.4.7 采用局部应用方式的开式系统,其保护面积应按下列规定确定:
1 对于外形规则的保护对象,应为该保护对象的外表面面积;
2 对于外形不规则的保护对象,应为包容该保护对象的最小规则形体的外表面面积;
3 对于可能发生可燃液体流淌火或喷射火的保护对象,除应符合本条第1或2款的要求外,还应包括可燃液体流淌火或喷射火可能影响到的区域的水平投影面积。
3.4.8 开式系统的设计响应时间不应大于30s。
采用全淹没应用方式的开式系统,当采用瓶组系统且在同一防护区内使用多组瓶组时,各瓶组应能同时启动,其动作响应时差不应大于2s。
3.4.9 系统的设计持续喷雾时间应符合下列规定:
1 用于保护电子信息系统机房、配电室等电子、电气设备间,图书库、资料库、档案库,文物库,电缆隧道和电缆夹层等场所时,系统的设计持续喷雾时间不应小于30min;
2 用于保护油浸变压器室、涡轮机房、柴油发电机房、液压站、润滑油站、燃油锅炉房等含有可燃液体的机械设备间时,系统的设计持续喷雾时间不应小于20min;
3 用于扑救厨房内烹饪设备及其排烟罩和排烟管道部位的火灾时,系统的设计持续喷雾时间不应小于15s,设计冷却时间不应小于15min;
4 对于瓶组系统,系统的设计持续喷雾时间可按其实体火灾模拟试验灭火时间的2倍确定,且不宜小于10min。
3.4.10 为确定系统设计参数的实体火灾模拟试验应由国家授权的机构实施,并应符合本规范附录A的规定。在工程应用中采用实体模拟实验结果时,应符合下列规定:
1 系统设计喷雾强度不应小于试验所用喷雾强度;
2 喷头最低工作压力不应小于试验测得最不利点喷头的工作压力;
3 喷头布置间距和安装高度分别不应大于试验时的喷头间距和安装高度;
4 喷头的安装角度应与试验安装角度一致。
II 水力计算
3.4.11 系统管道的水头损失应按下列公式计算:
式中:Pf——管道的水头损失,包括沿程水头损失和局部水头损失(MPa);
Q——管道的流量(L/min);
L——管道计算长度,包括管段的长度和该管段内管接件、阀门等的当量长度(m);
d——管道内径(mm);
f——摩阻系数,根据Re和△值按图3.4.11确定;
ρ——流体密度(kg/m3),根据表3.4.11确定;
Re——雷诺数;
μ——动力黏度(cp),根据表3.4. 11确定;
△——管道相对粗糙度;
E——管道粗糙度(mm),对于不锈钢管,取0.045mm。表3.4.11 水的密度及其动力黏度系数
3.4.12 当系统的管径大于或等于20mm且流速小于7.6m/s时,其管道的水头损失也可按下式计算:
式中:C——海澄-威廉系数;对于钢管和不锈钢管,取130。
3.4.13 管件和阀门的局部水头损失宜根据其当量长度计算。
3.4.14 系统管道内的水流速度不宜大于10m/s,不应超过20m/s。
3.4.15 系统的设计供水压力应按下式计算:
式中:Pt——系统的设计供水压力(MPa);
Pe——最不利点处喷头与储水箱或储水容器最低水位的高程差(MPa);
Ps——最不利点处喷头的工作压力(MPa)。
3.4.16 喷头的设计流量应按下式计算:
式中:q——喷头的设计流量(L/min);
K——喷头的流量系数[L/min/(MPa)1/2];
P——喷头的设计工作压力(MPa)。
3.4.17 系统的设计流量应按下式计算:
式中:Qs——系统的设计流量(L/min);
n——计算喷头数;
qi——计算喷头的设计流量(L/min)。
3.4.18 闭式系统的设计流量,应为水力计算最不利的计算面积内所有喷头的流量之和。
一套采用全淹没应用方式保护多个防护区的开式系统,其设计流量应为其中最大一个防护区内喷头的流量之和。当防护区间无耐火构件分隔且相邻时,系统的设计流量应为计算防护区与相邻防护区内的喷头同时开放时的流量之和,并应取其中最大值。
采用局部应用方式的开式系统,其设计流量应为其保护面积内所有喷头的流量之和。
3.4.19 系统设计流量的计算,应确保任意计算面积内任意4只喷头围合范围内的平均喷雾强度不低于本规范表3.4.2和表3.4.4的规定值或实体火灾模拟试验确定的喷雾强度。
3.4.20 系统储水箱或储水容器的设计所需有效容积应按下式计算:
式中:V ——储水箱或储水容器的设计所需有效容积(L);
t ——系统的设计喷雾时间(min)。
3.4.21 泵组系统储水箱的补水流量不应小于系统设计流量。
条文说明
3.4 设计参数与水力计算
I 设计参数3.4.2 本条规定了闭式系统的设计参数选择要求。
由于细水雾产品多种多样,影响细水雾灭火效果的因素众多、关系复杂,细水雾灭火系统的研究、设计和应用一直建立在实体火灾试验或实体火灾模拟试验的基础上。NFPA 750及CEN/TS 14972中都没有规定具体参数,而是要求进行相关的火灾试验确定。因此,本规范在编制时,经多次讨论,确定以实体火灾模拟试验的结果作为系统参数设计的依据。这一规定要求制造商提供与实际应用场景相适应的细水雾灭火系统应用参数。否则,要按照本规范附录A的要求经实体火灾模拟试验确定。
同时,考虑我国实际情况,为便于设计,在参考国内、外主要细水雾灭火系统生成商的相关试验结果和技术资料的基础上,规范组归纳总结出一些典型的系统设计参数值列于表3.4.2。细水雾灭火系统的特点和灭火机理,决定了其灭火效果与喷雾强度、雾滴动量、空间高度等参数有关。例如,同一细水雾灭火系统,如安装高度不同,其灭火效果可能会有很大差异。因此,表3.4.2中同时规定了在一定喷头设计工作压力范围内的系统喷雾强度、布置间距和安装高度等参数。
尽管本规范表3.4.2中列出了部分典型场所在一定应用条件下的设计参数取值,但由于影响细水雾灭火效果的因素较多,不同制造商生产的产品性能差异较大,设计人员在设计时,还应根据制造商提供的细水雾灭火系统性能参数确定。但是,当制造商提供的参数取值小于本规范要求时,要按规范的取值确定。
同时,由于能采用归纳法总结出来的参数有限,不能涵盖细水雾灭火系统的全部应用情况,当系统的实际设计和应用情况不符合表3.4.2的规定时,要进行实体火灾模拟试验并以试验结果为基础进行设计。为保证试验的客观公正和数据的可靠性,实体火灾模拟试验要由权威机构结合工程的实际情况,按照本附录第A.l节的要求进行。
3.4.3 本条规定了闭式系统的作用面积。该规定参考了NFPA 750“对于轻危险的公共空间和住宿空间,系统作用面积应是最大水力要求的覆盖区域,最大面积为140m2”的规定。作用面积的提法与现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084的相关术语保持一致。
3.4.4 本条规定了开式系统采用全淹没应用方式时的设计参数选择要求。
本条规定与国际标准和本规范第3.4.2条对于闭式系统的规定原则一致,要求系统的设计参数以实体火灾试验的结果为基础,具体问题具体分析。对于开式系统采用全淹没应用方式,当用于保护电缆隧道电缆夹层、电子信息系统机房的地板夹层空间及存在可燃液体火灾危险的设备室时,有关实体火灾模拟试验可以参考本附录第A.2~A.5节的规定进行;当用于保护文物库、图书库、资料库、档案库、配电房或电子信息系统机房主机工作间等场所时,要由有关火灾试验的权威机构结合实际工程的具体情况,按照本附录第A.l节的原则要求设计试验方案和进行模拟试验。
表3.4.4规定了部分典型应用场所在一定应用条件下的喷雾强度等设计参数。表中规定的喷雾强度值,是细水雾喷头在相应的最低设计工作压力、最大安装高度和相应布置间距时的最小喷雾强度。设计人员在选用本规范表3.4.2给出的设计参数时,需要同时参考制造商提供的细水雾灭火系统性能参数。当制造商提供的参数取值小于本规范要求时,要按规范的取值确定。
3.4.5 本条规定了开式系统采用全淹没应用方式时,可保护的防护区最多数量和单个防护区的最大容积。参考国际海事组织(IMO)等国际权威机构的试验结果,对于泵组系统,目前采用全淹没应用方式进行实体火灾模拟试验的防护区体积基本不超过3000m3。超过该体积时,系统的灭火有效性需要进一步试验验证。瓶组系统由于其持续供水能力有限,因此要求单个防护区的最大容积小于采用泵组系统保护时的容积。对单个防护区的容积进行限定也考虑到防护区容积过大时,采用全淹没应用方式不够经济。
采用开式系统全淹没应用方式保护的单个防护区,当容积过大时,可将其分成若干个小于3000m3或更小的防护区后按照第3.4.4条的要求进行设计,也可以根据实际工程情况参考表3.4.4确定设计参数。当这些防护区的火灾危险性相同或相近,可以按照其中最大一个防护区的要求设计。
3.4.6 本条规定了开式系统采用局部应用方式时的设计参数选择。
对于开式系统,当火灾可能发生在某一设备或设备的某一个或几个部位的危险场所,可采用局部应用方式。局部应用方式多用于保护室内油浸变压器、柴油发电机和燃油锅炉等设备。局部应用方式的喷头布置与保护对象关系密切,布置形式较复杂,系统喷雾强度的试验值差别也较大,不易统一。所以,开式系统采用局部应用方式保护存在可燃液体火灾的场所时,系统的设计参数以产品检测时测定的“局部应用细水雾灭火系统B类火灭火试验”数据为依据,但不能超出所测定的参数值。
3.4.7 本条规定了开式系统采用局部应用方式时的保护面积计算方法。
开式系统采用局部应用方式保护特定对象时,向其表面直接喷雾,并使足够的细水雾覆盖或包络保护对象,是保证灭火效果的关键。一般,是将保护对象的外表面面积确定为设计的保护面积,但对于外形不规则的保护对象,则较复杂。本条规定的设计保护面积计算方法,参考了现行国家标准《水喷雾灭火系统技术规范》GB 50219的要求。
3.4.8 本条规定了开式系统的设计响应时间,以确保系统有效扑救初起火灾。同时,本规范还对一个防护区内使用多套预制瓶组系统的应用作了限制。
3.4.9 细水雾灭火系统的设计喷雾时间,是保证系统能否灭火并防止其复燃的重要参数,本条规定为强制性条文。该时间是在实体火灾模拟试验的实际灭火时间基础上,考虑安全系数确定的,也参考了国外相关标准规范的要求。
对于用于扑救厨房内烹饪设备及其排烟罩和排烟管道部位火灾的系统,其设计喷雾时间要求参考了中国工程建设标准化协会标准《厨房设备灭火装置技术规程》CECS 233的规定。
3.4.10 本条规定了本规范第3.4.2、3.4.4条和3.4.5 条中有关系统实体火灾模拟试验的原则要求,主要规定了实体火灾模拟试验的实施机构、具体试验方案及试验结果的工程应用要求等。只有满足这些规定,实体火灾模拟试验的结果才可以作为确定系统设计参数的依据。
附录A规定了细水雾灭火系统实体火灾模拟试验的火灾模型、试验的引燃方式和预燃时间等的要求,并规定了液压站、润滑油站、柴油发电机房、燃油锅炉房、涡轮机房等存在可燃液体火灾危险的场所,电缆隧道、电缆夹层、电子信息系统机房的地板夹层空间等场所的试验方法、试验程序及试验结果判定等,包括试验空间、设备模型、模拟火源。对于用于保护图书库、资料库、档案库或电子信息系统机房主机工作间、文物库、配电室等场所的细水雾灭火系统,目前尚无统一的试验方法。细水雾灭火系统用于保护这些场所时,需要由有关火灾试验的机构结合工程的实际情况,按照本规范第A.l节的要求确定火灾模型,并进行模拟试验。II 水力计算3.4.11、3.4.12 规范要求细水雾灭火系统采用Darcy-Weis-bach(达西-魏茨)公式进行管道水头损失计算。当系统管径大于20mm且流速小于7.6m/s时,管道水头损失可以采用Hazen-Williams(海澄-威廉)公式计算。与海澄-威廉公式相比,达西-魏茨公式考虑了水头损失受管道的粗糙度、管道内流体的密度、动力黏度、流速等因素影响的问题,较复杂,但更精确。
3.4.13 本条规定了系统管件及阀门局部水头损失的计算方法。
区别于将沿程水头损失乘以系数作为局部水头损失的方法,当量长度计算方法较为精确,在欧美等国普遍采用。各种阀门、管接件、过滤器的等效当量长度由制造商提供。表4是摘录自NFPA 750有关铜连接件和阀的等效当量长度数据。表4 铜管管件及阀门的当量长度(m)
表4中所列的当量长度是以K型铜管为基准的数据,是基于Hazen-Williams(海澄-威廉)公式中C值取150确定的。对于C值取100、120、130和140 的情况,需将表中数值分别乘以0.472、0.662、0.767和0.880的换算系数。对于流线型的焊接连接件需要考虑一定的裕量。
3.4.17、3.4.18 规定了细水雾灭火系统的设计流量计算方法。系统的设计流量应从最不利点喷头开始,按沿程同时动作的每个细水雾喷头的实际工作压力逐个计算各喷头的流量,然后累计同时动作的喷头流量计算确定。
第3.4.18条规定了累积同时动作的喷头数,即公式(3. 4.17)中的计算喷头数n。“当防护区间无耐火构件分隔且相邻时”,多数对应的是本规范第3.4.5条规定的、因单个防护区容积较大而分成多个较小防护区的情况。此时,为避免因着火点在划分的防护区交界处等,导致仅单个防护区内喷头开启而无法控制火势蔓延的情况,除要求着火的防护区的喷头喷放细水雾外,相邻两个防护区的喷头也要能够同时喷放细水雾。
3.4.20 本条规定了计算细水雾灭火系统储水箱或储水容器容量的方法。
系统储水箱的容量要按储水箱的有效容积确定,即储水箱溢流口以下且不包括水箱底部无法取水的部分。对于泵组系统,无论外部水源能否在系统动作时保证可靠连续补水,其储水箱均需储存系统设计的全部灭火用水量。
3.5 供水
3.5.1 系统的水质除应符合制造商的技术要求外,尚应符合下列要求:
1 泵组系统的水质不应低于现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的有关规定;
2 瓶组系统的水质不应低于现行国家标准《瓶(桶)装饮用纯净水卫生标准》GB 17324的有关规定;
3 系统补水水源的水质应与系统的水质要求-致。
3.5.2 瓶组系统的供水装置应由储水容器、储气容器和压力显示装置等部件组成,储水容器、储气容器均应设置安全阀。
同一系统中的储水容器或储气容器,其规格、充装量和充装压力应分别一致。
储水容器组及其布置应便于检查、测试、重新灌装和维护,其操作面距墙或操作面之间的距离不宜小于0.8m。
3.5.3 瓶组系统的储水量和驱动气体储量,应根据保护对象的重要性、维护恢复时间等设置备用量。对于恢复时间超过48h的瓶组系统,应按主用量的100%设置备用量。
3.5.4 泵组系统的供水装置宜由储水箱、水泵、水泵控制柜(盘)、安全阀等部件组成,并应符合下列规定:
1 储水箱应采用密闭结构,并应采用不锈钢或其他能保证水质的材料制作;
2 储水箱应具有防尘、避光的技术措施;
3 储水箱应具有保证自动补水的装置,并应设置液位显示、高低液位报警装置和溢流、透气及放空装置;
4 水泵应具有自动和手动启动功能以及巡检功能。当巡检中接到启动指令时,应能立即退出巡检,进入正常运行状态;
5 水泵控制柜(盘)的防护等级不应低于IP54;
6 安全阀的动作压力应为系统最大工作压力的1.15倍。
3.5.5 泵组系统应设置独立的水泵,并应符合下列规定:
1 水泵应设置备用泵。备用泵的工作性能应与最大一台工作泵相同,主、备用泵应具有自动切换功能,并应能手动操作停泵。主、备用泵的自动切换时间不应大于30s;
2 水泵应采用自灌式引水或其他可靠的引水方式;
3 水泵出水总管上应设置压力显示装置、安全阀和泄放试验阀;
4 每台泵的出水口均应设置止回阀;
5 水泵的控制装置应布置在干燥、通风的部位,并应便于操作和检修;
6 水泵采用柴油机泵时,应保证其能持续运行60min。
3.5.6 闭式系统的泵组系统应设置稳压泵,稳压泵的流量不应大于系统中水力最不利点一只喷头的流量,其工作压力应满足工作泵的启动要求。
3.5.7 水泵或其他供水设备应满足系统对流量和工作压力的要求,其工作状态及其供电状况应能在消防值班室进行监视。
3.5.8 泵组系统应至少有一路可靠的自动补水水源,补水水源的水量,水压应满足系统的设计要求。
当水源的水量不能满足设计要求时,泵组系统应设置专用的储水箱,其有效容积应符合本规范第3.4.20条的规定。
3.5.9 在储水箱进水口处应设置过滤器,出水口或控制阀前应设置过滤器,过滤器的设置位置应便于维护、更换和清洗等。
3.5.10 过滤器应符合下列规定:
1 过滤器的材质应为不锈钢、铜合金,或其他耐腐蚀性能不低于不锈钢、铜合金的材料;
2 过滤器的网孔孔径不应大于喷头最小喷孔孔径的80%。
3.5.11 闭式系统的供水设施和供水管道的环境温度不得低于4℃,且不得高于70℃。
条文说明
3.5 供水
3.5.1 本条为强制性条文。本条规定了系统水质的相关要求。
要保证系统中形成细水雾的部件正常工作,水源的水质是关键。系统对水质的要求较高,也是细水雾灭火系统与自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等的重要区别之一。
对于泵组系统,其供水的水质要符合制造商的技术要求和现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB 5749的有关规定,以限制水中的固体悬浮物(TTS)、浊度及自由氯离子(或氯原子)的含量,防止造成细水雾喷头的喷孔堵塞或系统管道腐蚀。对于补水水源的水质,也需要满足这些要求。
对于瓶组系统,制造商对其供水的水质一般都有自己的要求,由于更换储水容器内的水相对较困难,对水质的要求更严格。
对于可能带电并需要及时恢复工作的保护对象,系统用水要尽量采用电导率更低的蒸馏水或去离子水。
3.5.2 本条规定了瓶组系统供水装置的相关要求。
瓶组系统的供水装置主要包括储气瓶组和储水瓶组。储气瓶组包括储存的气体及储气容器、分区控制阀(容器阀)、安全泄放装置、压力显示装置等。储水瓶组包括储存的水及储水容器、安全泄放装置、瓶接头及虹吸管等。储气容器上要求有可靠的压力显示装置,以显示充压或复充气体的容器压力。
由于细水雾灭火系统的工作压力高,要求在储气容器和储水容器上设置安全泄压装置,以防止这些压力容器发生事故,造成人员伤害和财产损失。
对于使用多个储水容器或储气容器的系统,要求同一集流管下所有容器的型号、充装量和充装压力均保持一致,以确保灭火效果,便于维护、检修、管理。
3.5.3 本条参考NFPA 750和现行国家标准《气体灭火系统设计规起》GB 50370的相关规定,规定了瓶组系统的备用量设置要求。
3.5.4 本条规定了对泵组系统供水装置的相关要求。
对于储水箱,要求储水箱的材质具备耐腐蚀性能,以保证水质。由于细水雾喷头的过水孔径细小,任何微小的固体颗粒都有可能堵塞喷头,因此储水箱还需要采取防尘、避光等防止水质腐败、藻类滋生的措施。储水箱至少需要具备一条自动补水管,以确保水箱的设计水位不会因蒸发等原因而降低,且在灭火时能自动补水。储水箱设置的液位显示装置,包括就地指示和远传指示。
水泵的启动方式包括自动、手动两种。自动启动是指利用压力开关连锁或接收火灾报警控制器的信号,自动启动水泵。手动启动是指在泵房现场,人工启动控制柜的按钮,启动水泵。水泵一旦启动,不应该自动停止,而要由具有管理权限的工作人员确定后再关停。
为确保系统供水的可靠性,需要对水泵进行定期人工巡检或自动巡检。巡检时,要做到使水泵定期运转,并能实现主备用泵切换,反映消防泵运行的完整工况。当巡检中遇到火灾信号时,能立即自动退出巡检,进入灭火运行状态。巡检后,需要记录巡检情况并定期检查。
规范要求水泵控制柜的防护等级不低于IP54,以确保控制柜的防尘、防水性能,减少出现误动作和故障的概率。
3.5.5 本条规定了泵组系统水泵的设置要求。
系统的工作泵及稳压泵均需要设置备用泵,备用泵的流量和压力等要求与最大一台工作泵相同。在一组水泵的出水总管上要求设置泄放试验阀,以便巡检和检修水泵,测试后的水和泄流的水要采取措施尽量回流至储水箱。在水泵的出水总管上设置安全阀,以承受水泵所产生的压力波动,防止其超过系统的工作压力范围。
3.5.8 泵组系统需要有能不间断自动补水的可靠水源,水源的总量、水质均能够满足设计要求。当泵组系统补水水源的水质或水量不能满足设计要求时,要设置储水箱来储存系统所需消防用水量。细水雾灭火系统的水质要求高,泵组系统的储水箱要能避免与其他灭火系统的消防水箱合用。
3.5.9 本条规定了细水雾灭火系统过滤器的设置要求。过滤器是细水雾灭火系统的关键部件之一,安装过滤器可以防止水中杂质损坏设备和堵塞喷头,由于喷头一般均自带过滤网,因此,首先要在供水水源和供水管网上设置过滤器进行初级过滤。对于预制系统,可根据该系统本身的要求设置过滤器。
3.5.10 本条规定了细水雾灭火系统过滤器的材质和网孔大小要求,为强制性条文。
过滤器本身应具备耐腐蚀性能,以保证水质,避免堵塞细水雾喷头。系统的过滤器要选择不锈钢或铜合金等耐腐蚀性能较好的材质。当采用其他材质时,需要有足够材料能证明其耐腐蚀性能不低于系统允许采用的不锈钢或铜合金的耐腐蚀性能。
系统中设置的过滤器滤网,网孔太大会造成喷头堵塞,太小则影响系统流量,为此本规范规定过滤器网孔不大于喷头流水通径的80%,同时设置过滤器时要考虑其摩擦阻力对系统供水能力的影响。对于安装在储水箱入口的过滤器,要满足系统补水时间和通过流量的要求;对于储水箱出口及控制阀前设置的过滤器,要满足系统正常工作时的压力和流量要求。
3.6 控制
3.6.1 瓶组系统应具有自动、手动和机械应急操作控制方式,其机械应急操作应能在瓶组间内直接手动启动系统。
泵组系统应具有自动、手动控制方式。
3.6.2 开式系统的自动控制应能在接收到两个独立的火灾报警信号后自动启动。
闭式系统的自动控制应能在喷头动作后,由动作信号反馈装置直接联锁自动启动。
3.6.3 在消防控制室内和防护区人口处,应设置系统手动启动装置。
3.6.4 手动启动装置和机械应急操作装置应能在一处完成系统启动的全部操作,并应采取防止误操作的措施。手动启动装置和机械应急操作装置上应设置与所保护场所对应的明确标识。
设置系统的场所以及系统的手动操作位置,应在明显位置设置系统操作说明。
3.6.5 防护区或保护场所的人口处应设置声光报警装置和系统动作指示灯。
3.6.6 开式系统分区控制阀应符合下列规定:
1 应具有接收控制信号实现启动、反馈阀门启闭或故障信号的功能;
2 应具有自动、手动启动和机械应急操作启动功能,关闭阀门应采用手动操作方式;
3 应在明显位置设置对应于防护区或保护对象的永久性标识,并应标明水流方向。
3.6.7 火灾报警联动控制系统应能远程启动水泵或瓶组、开式系统分区控制阀,并应能接收水泵的工作状态、分区控制阀的启闭状态及细水雾喷放的反馈信号。
3.6.8 系统应设置备用电源。系统的主备电源应能自动和手动切换。
3.6.9 系统启动时,应联动切断带电保护对象的电源,并应同时切断或关闭防护区内或保护对象的可燃气体、液体或可燃粉体供给等影响灭火效果或因灭火可能带来次生危害的设备和设施。
3.6.10 与系统联动的火灾自动报警和控制系统的设计,应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116的有关规定。
条文说明
3.6 控制
3.6.1 本条规定了瓶组系统和泵组系统的基本启动方式。
3.6.2 本条规定了细水雾灭火系统采用自动控制方式时的要求。
开式系统为了减少火灾探测器误报引起的误动作,要求设置两路独立回路的火灾探测器以确认火灾的真实性。“接到两个独立的火灾信号后才能启动”,是指只有当两种不同类型或两独立回路中同一类型的火灾探测器均检测出防护场所的火灾信号时,才能发出启动灭火系统的指令。
对于闭式系统,当发生火灾时,由闭式喷头上的感温元件自动接受火灾温度和触发喷头动作,继而使压力开关动作,自动启动水泵(含稳压泵)。
3.6.3 本条规定了对细水雾灭火系统手动控制方式的要求。
系统的手动控制方式,包括控制中心远程控制和防护区就地控制,其设置位置要避免受火灾或环境的危害或易导致误动作,且便于操作。在消防控制室和防护区入口处设置该手动操作装置,可以方便发生火灾时快速启动系统。
3.6.4 本条规定了细水雾灭火系统的于动启动装置和机械应急操作装置的设置要求。
为了快速启动灭火系统,要求以一个控制动作就能使整个系统启动。为防止于动或机械应急操作的误操作,所有手动启动和机械应急操作装置的外观要有明显的区别标识,便于辨认,且在相应的手动操作装置上要设置与被防护场所一一对应的标识和文字说明。特别是多个防护区的应急手动操作装置集中布置在一起时,更要标识明确,以保证能快捷、准确操作启动系统。
同时规范要求设置有细水雾灭火系统的场所,在显著位置设置标识系统的操作流程图或操作指示说明。在系统的每个操作位置处清楚标明操作要求与方法,利于保证操作的准确性,特别是在系统紧急启动时便于识别,不致混乱,以免操作失误。
3.6.6 本条规定了开式系统分区控制阀的设置要求。
分区控制阀的自动操作方式可采用电动、液动或气动方式。手动操作方式为防护区外(或保护对象附近)的手动按钮启动和消防控制室手动远控。
规范要求分区控制阀能够接收由火灾报警控制器发出的控制信号,启动阀组,并将阀门的启闭状态及故障情况以信号方式反馈,以保证分区控制阀安全、可靠地启动,实现对保护对象的及时供水。在分区控制阀上或其后的主管道上或分区控制阀附近的其他明显位置,要求设置对应防护区或保护对象的永久性标识并标明水流方向,以防止操作时出现差错。
3.6.7 本条规定了细水雾灭火系统报警控制器的功能要求,包括控制和监视功能。
要求报警控制器能够在接收到火灾报警信号后动作,启动水泵、瓶组或控制阀。为了防止由于维护不当或误操作等原因导致系统灭火失败,火灾报警控制器还要能够监视系统主要部件的状态,以利于操作人员确认火灾和火灾部位,对系统工作是否可靠做
出正确判断,并便于手动遥控。
3.6.8 可靠的动力保障也是保证系统可靠供水的重要措施。细水雾灭火系统的电源要求采用消防电源,并符合现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052的要求。
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