GB50219-95水噴霧滅火係統設計規範
Code of design for water spray extinguishing systems
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:1995年9月1日
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關於發布國家標準《水噴霧滅火係統設計規範》的通知
建標[1994]807號
根據國家計委計綜[1987]2390號文的要求,由公安部會同有關部門共同編製的《水噴霧滅火係統設計規範》,已經有關部門會審。現批準《水噴霧滅火係統設計規範》GB50219-95為強製性國家標準。自1995年9月1日起施行。
本標準由公安部負責管理,其具體解釋等工作由公安部天津消防科學研究所負責,出版發行由建設部標準定額研究所負責組織。
中華人民共和國建設部
一九九五年一月十四日
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目 次
1 總 則
1.0.1 為了合理地設計水噴霧滅火係統,減少火災危害,保護人身和財產安全,製定本規範。
1.0.2 本規範適用於新建、擴建、改建工程中生產、儲存裝置或裝卸設施設置的水噴霧滅火係統的設計;本規範不適用於運輸工具或移動式水噴霧滅火裝置的設計。
1.0.3 水噴霧滅火係統可用於撲救固體火災,閃點高於60℃的液體火災和電氣火災。並可用於可燃氣體和甲、乙、丙類液體的生產、儲存裝置或裝卸設施的防護冷卻。
1.0.4 水噴霧滅火係統不得用於撲救遇水發生化學反應造成燃燒、爆炸的火災,以及水霧時保護對象造成嚴重破壞的火災。
1.0.5 水噴霧滅火係統的設計,除應執行本規範的規定外,尚應符合國家現行有關標準、規範的規定。
2 術語、符號
2.1 術語
2.1.1 水噴霧滅火係統 water spray extinguishing system
由水源、供水設備、管道、雨淋閥組、過濾器和水霧噴頭等組成,向保護對象噴射水霧滅火或防護冷卻的滅火係統。
2.1.2 傳動管 transfer pipe
利用閉式噴頭探測火災,並利用氣壓或水壓的變化傳輸信號管道。
2.1.3 響應時間 response time
由火災自動報警係統發出火警信號起,至係統中最不利點水霧噴頭噴出水霧的時間。
2.1.4 水霧噴頭 spray nozzle
在一定水壓下,利用離心或撞擊原理將水分解成細小水滴的噴頭。
2.1.5 水霧噴頭的有效射程 effective range of spray nozzle
水霧噴頭水平噴射時,水霧達到的最高點與噴口之間的距離。
2.1.6 水霧錐 water spray cone
在水霧噴頭有效射程內水霧形成的圓錐體。
2.1.7 雨淋閥組 deluge valves unit
由雨淋閥、電磁閥、壓力開關、水力警鈴、壓力表以及配套的通用閥門組成的閥組。
3 設計基本參數和噴頭布置
3.1 設計基本參數
3.1.1 水噴霧滅火係統的設計基本參數應根據防護目的和保護對象確定。
3.1.2 設計噴霧強度和持續噴霧時間不應小於表 3.1.2的規定:
3.1.3 水霧噴頭的工作壓力,當用於滅火時不應小於0.35MPa;用於防護冷卻時不應小於0.2MPa。
3.1.4 水噴霧滅火係統的響應時間,當用於滅火時不應大於45s;當用於液化氣生產、儲存裝置或裝卸設施防護冷卻時不應大於60s;用於其他設施防護冷卻時不應大於300s。
3.1.5 采用水噴霧滅火係統的保護對象,其保護麵積應按其外表麵麵積確定,並應符合下列規定:
3.1.5.1 當保護對象外形不規則時,應按包容保護對象的最小規則形體的外表麵麵積確定;
3.1.5.2 變壓器的保護麵積除應按扣除底麵麵積以外的變壓器外表麵麵積確定外,尚應包括油枕、冷卻器的外表麵麵積和集油坑的投影麵積;
3.1.5.3 分層敷設的電纜的保護麵積應按整體包容的最小規則形體的外表麵麵積確定。
3.1.6 可燃氣體和甲、乙、丙類液體的灌裝間、裝卸台、泵房、壓縮機房等的保護麵積應按使用麵積確定。
3.1.7 輸送機皮帶的保護麵積應按上行皮帶的上表麵麵積確定。
3.1.8 開口容器的保護麵積應按液麵麵積確定。
3.2 噴頭布置
3.2.1 保護對象的水霧噴頭數量應根據設計噴霧強度、保護麵積和水霧噴頭特性按本規範式 7.1.1和式 7.1.2計算確定,其布置應使水霧直接噴射和覆蓋保護對象,當不能滿足要求時應增加水霧噴頭的數量。
3.2.2 水霧噴頭、管道與電氣設備帶電(裸露)部分的安全淨距應符合國家現行有關標準的規定。
3.2.3 水霧噴頭與保護對象之間的距離不得大於水霧噴頭的有效射程。
3.2.4 水霧噴頭的平麵布置方式可為矩形或菱形。當按矩形布置時,水霧噴頭之間的距離不應大於1.4倍水霧噴頭的水霧錐底圓半徑;當按菱形布置時,水霧噴頭之間的距離不應大於1.7倍水霧噴頭的水霧錐底圓半徑。水霧錐底圓半徑應按下式計算:
R=Btg(/2) ( 3.2.4)
式中 R — 水霧錐底圓半徑(m);
B — 水霧噴頭的噴口與保護對象之間的距離(m);
θ — 水霧噴頭的霧化角(°)。θ的取值範圍為30、45、60、90、120。
3.2.5 當保護對象為油浸式電力變壓器時,水霧噴頭布置應符合下列規定:
3.2.5.1 水霧噴頭應布置在變壓器的周圍,不宜布置在變壓器頂部;
3.2.5.2 保護變壓器頂部的水霧不應直接噴向高壓套管;
3.2.5.3 水霧噴頭之間的水平距離與垂直距離應滿足水霧錐相交的要求;
3.2.5.4 油枕、冷卻器、集油坑應設水霧噴頭保護。
3.2.6 當保護對象為可燃氣體和甲、乙、丙類液體儲罐時,水霧噴頭與儲罐外壁之間的距離不應大於0.7m。
3.2.7 當保護對象為球罐時,水霧噴頭布置尚應符合下列規定:
3.2.7.1 水霧噴頭的噴口應麵向球心;
3.2.7.2 水霧錐沿緯線方向應相交,沿經線方向應相接;
3.2.7.3 當球罐的容積等於或大於1000m3時,水霧錐沿緯線方向應相交,沿經線方向宜相接,但赤道以上環管之間的距離不應大於 3.6m;
3.2.7.4 無防護層的球罐鋼支柱和罐體液位計、閥門等處應設水霧噴頭保護。
3.2.8 當保護對象為電纜時,噴霧應完全包圍電纜。
3.2.9 當保護對象為輸送機皮帶時,噴霧應完全包圍輸送機的機頭、機尾和上、下行皮帶。
4 係統組件
4.0.1 水霧噴頭、雨淋閥組等必須采用經國家消防產品質量監督檢測中心檢測,並符合現行的有關國家標準的產品。
4.0.2 水霧噴頭的選型應符合下列要求:
4.0.2.1 撲救電氣火災應選用離心霧化型水霧噴頭;
4.0.2.2 腐蝕性環境應選用防腐型水霧噴頭;
4.0.2.3 粉塵場所設置的水霧噴頭應有防塵罩。
4.0.3 雨淋閥組的功能應符合下列要求:
4.1.3.1 接通或關斷水噴霧滅火係統的供水;
4.1.3.2 接收電控信號可電動開啟雨淋閥,接收傳動管信號可液動或氣動開啟雨淋閥;
4.1.3.3 具有手動應急操作閥;
4.1.3.4 顯示雨淋閥啟、閉狀態;
4.1.3.5 驅動水力警鈴;
4.1.3.6 監測供水壓力;
4.1.3.7 電磁閥前應設過濾器。
4.0.4 雨淋閥組應設在環境溫度不低於4℃、並有排水設施的室內,其安裝位置宜在靠近保護對象並便於操作的地點。
4.0.5 雨淋閥前的管道應設置過濾器,當水霧噴頭無濾網時,雨淋閥後的管道亦應設過濾器。過濾器濾網應采用耐腐蝕金屬材料,濾網的孔徑應為4.0~4.7目/cm2。
4.0.6 給水管道應符合下列要求:
4.0.6.1 過濾器後的管道,應采用內外鍍鋅鋼管,且宜采用絲扣連接;
4.0.6.2 雨淋閥後的管道上不應設置其他用水設施;
4.0.6.3 應設泄水閥、排汙口。
5 給 水
5.0.1 水噴霧滅火係統的用水可由市政給水管網、工廠消防給水管網、消防水池或天然水源供給,並應確保用水量。
5.0.2 水噴霧滅火係統的取水設施應采取防止被雜物堵塞的措施,嚴寒和寒冷地區的水噴霧滅火係統的給水設施應采取防凍措施。
6 操作與控製
6.0.1 水噴霧滅火係統應設有自動控製、手動控製和應急操作三種控製方式。當響應時間大於60s時,可采用手動控製和應急操作兩種控製方式。
6.0.2 火災探測與報警應按現行的國家標準《火災自動報警係統設計規範》的有關規定執行。
6.0.3 火災探測器可采用纜式線型定溫火災探測器、空氣管式感溫火災探測器或閉式噴頭。當采用閉式噴頭時,應采用傳動管傳輸火災信號。
6.0.4 傳動管的長度不宜大於300m,公稱直徑宜為15~25mm。傳動管上閉式噴頭之間的距離不宜大於2.5m。
6.0.5 當保護對象的保護麵積較大或保護對象的數量較多時,水噴霧滅火係統宜設置多台雨淋閥,並利用雨淋閥控製同時噴霧的水霧噴頭數量。
6.0.6 保護液化氣儲罐的水噴霧滅火係統的控製,除應能啟動直接受火罐的雨淋閥外,尚應能啟動距離直接受火罐1.5倍罐徑範圍內鄰近罐的雨淋閥。
6.0.7 分段保護皮帶輸送機的水噴霧滅火係統,除應能啟動起火區段的雨淋閥外,尚應能啟動起火區段下遊相鄰區段的雨淋閥,並應能同時切斷皮帶輸送機的電源。
6.0.8 水噴霧滅火係統的控製設備應具有下列功能:
6.0.8.1 選擇控製方式;
6.0.8.2 重複顯示保護對象狀態;
6.0.8.3 監控消防水泵啟、停狀態;
6.0.8.4 監控雨淋閥啟、閉狀態;
6.0.8.5 監控主、備用電源自動切換。
7 水力計算
7.1 係統的設計流量
7.1.1 水霧噴頭的流量應按下式計算:
( 7.1.1)
式中 q — 水霧噴頭的流量(L/min);
P — 水霧噴頭的工作壓力(MPa);
K — 水霧噴頭的流量係數,取值由生產廠提供。
7.1.2 保護對象的水霧噴頭的計算數量應按下式計算:
( 7.1.2)
式中 N — 保護對象的水霧噴頭的計算數量;
S — 保護對象的保護麵積(m2);
W — 保護對象的設計噴霧強度(L/min·m2)。
7.1.3 係統的計算流量應按下式計算:
( 7.1.3)
式中 Qj — 係統的計算流量(L/s);
n — 係統啟動後同時噴霧的水霧噴頭的數量;
qi— 水霧噴頭的實際流量(L/min),應按水霧噴頭的實際工作壓力pi(MPa)計算。
7.1.4 當采用雨淋閥控製同時噴霧的水霧噴頭數量時,水噴霧滅火係統的計算流量應按係統中同時噴霧的水霧噴頭的最大用水量確定。
7.1.5 係統的設計流量應按下式計算:
( 7.1.5)
式中
— 係統的設計流量(L/s);
— 安全係數,應取1.05~1.10。
7.2 管道水力計算
7.2.1 鋼管管道的沿程水頭損失應按下式計算:
( 7.2.1)
式中 i— 管道的沿程水頭損失(MPa/m);
— 管道內水的流速(m/s),宜取≤5m/s;
— 管道的計算內徑(m)。
7.2.2 管道的局部水頭損失宜采用當量長度法計算,或按管道沿程水頭損失的20%~30%計算。
7.2.3 雨淋閥的局部水頭損失應按下式計算:
( 7.2.3)
式中— 雨淋閥的局部水頭損失(MPa);
— 雨淋閥的比阻值,取值由生產廠提供;
Q — 雨淋閥的流量(L/s)。
7.2.4 係統管道入口或消防水泵的計算壓力應按下式計算:
( 7.2.4)
式中 H—係統管道入口或消防水泵的計算壓力(MPa);
— 係統管道沿程水頭損失與局部水頭損失之和(MPa);
— 最不利點水霧噴頭的實際工作壓力(MPa);
Z— 最不利點水霧噴頭與係統管道入口或消防水池最低水位之間的高程差,當係統管道入口或消防水池最低位高於最不利點水霧噴頭時,Z應取負值(m)。
7.3 管道減壓措施
7.3.1 管道采用減壓孔板時宜采用圓缺型孔板。減壓孔板的圓缺孔應位於管道底部,減壓孔板前水平直管段的長度不應小於該段管道公稱直徑的2倍。
7.3.2 管道采用節流時,節流管內水的流速不應大於20m/s,長度不宜小於1.0m,其公稱直徑宜按表 7.3.2的規定確定。
附錄A 本規範用詞說明
A.0.1為便於在執行本規範條文時區別對待,對要求嚴格程度不同的用詞說明如下:
1.表示很嚴格,非這樣作不可的:
正麵詞采用“必須”;
反麵詞采用“嚴禁”。
2.表示嚴格,在正常情況下均應這樣作的:
正麵詞采用“應”;
反麵詞采用“不應”或“不得”。
3.表示允許稍有選擇,在條件許可時,首先應這樣作的:
正麵詞采用“宜”或“可”;
反麵詞采用“不宜”。
A.0.2條文中指定應按其它有關標準、規範執行時,寫法為“應符合……的規定”。或“應按……執行”
附加說明
本規範主編單位、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:中國石油化工總公司北京設計院
水利部電力部西北勘測設計院
中國市政工程華北設計院
大連市消防支隊
主要起草人:甘家林 何以申 張建國 王永新 李婉芳 李國生 張興權 穆桐林
馮修遠 馬 恒
GB50219-95水噴霧滅火係統設計規範條文說明
1 總 則
1.0.1 本條提出了製定本規範的目的,即合理地設計水噴霧滅火係統。
水噴霧滅火係統是利用水霧噴頭在一
定水壓下將水流分解成細小水霧滴進行滅火或防護冷卻的一種固定式滅火係統,該係統是在自動噴水係統的
基礎上發展起來的,不僅安全可靠,經濟實用,而且具有適用範圍廣,滅火效率高的優點。
水噴霧係統與自動噴水係統相比較具有以下幾方麵的特點。
一、保護對象:係統的保護對象主要為火災危險性大,火災撲救難度大的專用設施或設備。
二、適用範圍:該係統不僅能夠撲救固體火災,尚可撲救液體火災和電氣火災。
三、水噴霧不僅可用於滅火而且可用於控火和防護冷卻。
由於具備以上特點,水噴霧係統在世界上工業發達國家的應用很普遍,尤其在工業領域中的石化、交通和電
力部門獲得了十分廣泛的應用,近年來我國引進的大型成套石化、電力設備均配置了水噴霧係統,充分說明
了該係統的應用已經很普及。我國六十年代開始研究水噴霧係統,並於七十年代將研究成果應用在變壓器的
保護等方麵,為進一步推動水噴霧係統的應用,針對應用中存在缺乏配套產品和工程應用技術薄弱這兩個環
節,公安部天津消防科研所與有關單位協作,按照公安部下達的科研計劃,從1982年開始對水噴霧係統進行
了全麵深入的研究,先後完成了“自動噴水雨淋係統的研究”、“液化石油氣貯罐火災受熱時噴水冷卻試驗
的研究”和“液化石油氣貯罐區固定式水噴霧消防係統工程應用技術的研究”三個部級重點課題研究任務,
實現了係統產品的配套和工程應用技術的基本完善,使水噴霧係統的應用出現欣欣向榮的局麵。我國現行的
《建築設計防火規範》、《高層民用建築設計防火規範》以及石化、電力部門的有關規範均對應設置水噴霧
係統的場所做出了明確規定,為水噴霧係統的應用提供了依據。十幾年來我國各省市均已有不同行業的單位
設置了水噴霧係統,保護對象包括油浸式電力變壓器、液化石油氣儲罐、輸煤裝置等,其應用範圍和數量正
在逐步擴大。由於我國目前尚無水噴霧係統的配套規範,在已經投入運行和正在設計施工的係統均存在較多
問題,其中包括產品質量、施工質量和管理不善等問題,但更突出的問題仍集中在設計方麵,設計上的無章
可循,使一些工程設計不盡合理完善,造成直接影響水噴霧係統的正常工作,製定本規範的目的就是為了解
決這些問題,為水噴霧係統的設計提供依據,同時也為消防監督管理部門提供監督和審查的依據。
1.0.2本條規定了本規範的適用範圍和不適用範圍
一、適用範圍
本規範屬於固定滅火係統工程建設國家規範,其主要任務是提出解決工程建設中設計水噴霧滅火係統的技術
要求,國家標準《建築設計防火規範》、《高層民用建築設計防火規範》及石化、電力部門的有關規範均對
應設置水噴霧係統的場所做出了明確的規定,本規範與上述國家標準配套並銜接,因此適用於各類新建、擴
建、改建工程中的生產儲存裝置或裝卸設施設置的水噴霧係統。
二、不適用範圍
由於在車、船等運輸工具中設置的水噴霧裝置及移動式水噴霧裝置均執行其本行業規範或一些相關的規定,
而且這些水噴霧裝置通常不屬於一個完整的係統,因此對於本規範是不適用的。
1. 0. 3 本條規定了采用水噴霧係統滅火和防護冷卻的適用範圍。
規定水噴霧係統用於滅火的適用範圍的依據如下:
一、水噴霧的滅火機理
根據國內外多年來對水噴霧滅火機理的研究,一致的結論是當水以細小的水霧滴噴射到正在燃燒的物質表麵
時會產生以下作用:
(一)表麵冷卻:相同體積的水以水霧滴形態噴出時比直射流形態噴出時的表麵積要大幾百倍,當水霧滴噴
射到燃燒表麵時,因換熱麵積大而會吸收大量的熱迅速汽化,使燃燒物質表麵溫度迅速降到物質熱分解所需
要的溫度以下,使熱分解中斷,燃燒即終止。表麵冷卻的效果不僅取決於噴霧液滴的表麵積,同時還取決於
滅火用水的溫度與可燃物閃點的溫度差,閃點愈高,與噴霧用水兩者之間溫差愈大,冷卻效果亦愈好。對於
氣體和閃點低於滅火所使用的水的溫度的液體火災,表麵冷卻是無效的,大量的試驗證明,閃點低於 60℃
的液體火災通過表麵冷卻來實現滅火的效果是不盡理想的。
(二)窒息:水霧滴受熱後汽化形成原體積1680倍的水蒸汽,可使燃燒物質周圍空氣中的氧含量降低,燃燒
將會因缺氧而受抑或中斷,實現窒息滅火的效果取決於能否在瞬間生成足夠的水蒸汽並完全覆蓋整個著火麵
。
(三)乳化:.乳化隻適用於不溶於水的可燃液體,當水霧滴噴射到正在燃燒的液體表麵時,由於水霧滴的
衝擊,在液體表層造成攪拌作用,從而造成液體表層的乳化,由於乳化層的不燃性使燃燒中斷。對於某些輕
質油類,乳化層隻在連續噴射水霧的條件下存在,但對粘度大的重質油類,乳化層在噴射停止後仍能保持相
當長的時間,這一點對防止複燃是十分有利的。
(四)稀釋:對於水溶性液體火災,可利用稀釋液體,使液體的燃燒速度降低而較易撲滅,滅火的效果取決
於水霧的冷卻、窒息和稀釋的綜合效應。 1
以上四種作用在水霧噴射到燃燒物質表麵時通常以幾種作用同時發生,並實現滅火的。
由於水噴霧所具備的上述滅火機理,使水噴霧具有適用範圍廣的優點,不僅在撲滅固體可燃物火災中提高了
水的滅火效率,同時由於它細小水霧滴的形式所具有的不會造成液體火飛濺、電氣絕緣度高的特點,在撲滅
可燃液體火災和電氣火災中得到廣泛的應用。
二、國內進行水噴霧滅火運用範圍的研究
我國從1982年由公安部天津消防科研所對水噴霧係統的應用和適用範圍進行了全麵深入的研究,不僅對各種
固體火災如木材、紙張等進行了各種滅火實驗,而且著重對撲滅液體火災和電氣火災進行了一係列試驗。
水噴霧可以可靠地撲滅閃點高於60℃的液體火災,試驗數據摘錄如下:
為了對國內自行研製的水霧噴頭的電氣絕緣性能進行評價,公安部天津消防科學研究所委托天津電力試驗所
對該所研製的水霧噴頭進行了電絕緣性能試驗。
試驗布置如圖1
試驗在高壓霧室進行,高壓電極為 2mX2m的鍍鋅鋼板,水噴霧滅火係統,包括水霧噴頭、管路、水泵、水箱
,全部用10mrn厚的環氧布板與地麵絕緣,試驗時高壓電極上施加交流工頻電壓 146kV,水霧噴頭距離高壓
電極1M,在不同水壓下向高壓電極噴射水霧,此時通過微安表測得的電流數值如下表。
試驗條件:水電阻率2500Ω·cm;室溫28~30℃,濕度85%;氣壓0.1MPa。
試驗結果說明:水霧噴頭工作壓力愈高,水霧滴直徑愈小,泄漏電流也愈小;在工作壓力相同的條件下,流
量規格小的水霧噴頭的泄漏電流小,同時也說明研製的兩種型號水霧噴頭用於電氣火災的撲救是安全的。
上述試驗充分證明了水噴霧係統用於電氣火災的撲救是十分安全的。
三、國外有關規範的規定
(一)美國NFPA一15《固定式防火水噴霧係統規範》中有關規定如下:
1一4 適用範圍
1一4.1 水霧係統可用於防護特定事故和設備,可以單獨使用,也可以作為其它防火安全係統或設備的一部
分。
1一4.2 水噴霧係統可用於下列事故的防護:
(A) 氣體和易燃液體火災;
(B)諸如變壓器、油開關、電機、電纜盤和電纜隧道等電氣設施發生的火災事故;
(C)普通可燃物如紙張、木材和紡織品火災;
(D)某些固體危險物火災。
1—5 用途:火噴霧能有效地用於下列目的中的一種或幾種:
(A)滅火:
(B)控製燃燒;
(C)暴露防護;
(D)預防火災:
在附錄中對上述四種目的的解釋如下:
(A)利用水霧冷卻和產生的水蒸汽窒息,以及使有些易燃液體乳化和稀釋等手段均可實現滅火,在有些情
況下這些手段是同時發生作用來實現滅火的。
(B)控製燃燒是通過對燃燒物噴射水霧的方法來實現的,凡是利用水霧進行徹底滅火效果不理想的燃燒物
或不需要徹底滅火的情況下均可采用控製燃燒。
(C)暴露防護是利用向暴露在火災中的建築或設備直接噴射水霧來實現驅除或減少火焰傳遞的熱量,水霧
屏障比直接向燃燒物噴水霧的效果差,但在合適的情況下,可利用其將著火區分割。但同時應考慮風阻、熱
氣流等不利因素的影響。
(D)預防火災,利用水霧溶解、稀釋、驅散或冷卻易燃物或將易燃物蒸氣濃度降到燃燒極限以下來實現
(二)日本《消火設備概論》將水霧的防護目的劃分為四類:
①滅火;②抑製或控製火勢;③防止火災蔓延;④預防火災。
並解釋如下:
抑製和控製火勢
對於低閃點的油品,水噴霧雖不能徹底滅火,但可抑製燃燒;對可燃氣體火,為防止滅火後的二次爆炸,可
用水噴霧使燃燒在受控條件下進行。
防止蔓延
對於應重點保護的電氣設施,可燃液體儲罐和輸送機皮帶等,使用水噴霧覆蓋和冷卻,可防止火災的蔓延或
擴大。
預防火災
當裝有可燃液體或氣體的裝置的溫度超過某一值時可能發生著火或爆炸危險,利用具有冷卻效果的水霧可控
製裝置的溫度。
(三)英國消防委員會《關於中速和高速水噴霧係統的臨時規則》將水噴霧係統的防護目的劃分為兩類,即
高速水噴霧係統用於閃點高於66℃以上的液體火災的滅火,中速水噴霧係統用於閃點低於66℃的液體火災的
控製和冷卻。
水噴霧係統可用於防護冷卻目的,其適用範圍的依據如下:
防護冷卻是水噴霧係統的重要用途,對於發生火災時不宜滅火的保護對象或采用水噴霧不能滅火的場所,水
噴霧係統可以向保護對象提供安全的保護措施,使保護對象在火災條件下或在受到火災威脅時免遭破壞,為
采取其它滅火手段和事故處理措施爭取時間。
如液化氣儲罐發生火災時,儲罐內尚有剩餘可燃氣體時就將火撲滅,殘餘的可燃氣體泄漏出來與空氣混合到
一定濃度,遇明火就會發生爆炸,產生更大的危害,因此當這種火災發生時,應先將可燃氣體的氣源切斷,
同時維持殘餘氣體繼續燃燒,直到可燃氣體停止泄漏後,才可將火撲滅。當殘餘氣體繼續燃燒時,應對著火
罐及相鄰罐進行噴水冷卻保護,使儲罐不會因受熱發生損壞。事實證明這種事故處理方法是行之有效的,並
且在國外及國內得到了廣泛的應用。
美國和日本的規範將防護目的劃分為四類,其後三類的概念均可由防護冷卻來表達。我國水噴霧係統的應用
起步較晚,應用主要集中在兩類保護對象:一是變壓器的滅火;二是液化氣儲罐的防護冷卻,今後隨著水噴
霧係統的應用普及,將會有更多的場所和保護對象采用,但其防護目的仍不外滅火和防護冷卻兩大類,或者
二者兼有有,因此本規範綜合國外和國內應用的具體情況將水噴霧係統的防護目的劃分為兩類。
美國和日本基本是以具體的保護對象來規定適用範圍的。本規範是采用我國消防規範標準對火災類型的劃分
方式來規定水噴霧係統的適用範圍的。
附:水噴霧係統防滬目的與霧滴粒徑舉例
因此本條規定是綜合了國有關規範的內容和國內多年來開展水噴霧滅火及防護冷卻試驗研究成果的基礎上製
訂的。
1.0.4本條規定了水噴霧係統的不適用範圍,包括兩部分內容:
第一部分是不適宜用水撲救的物質,可劃分為兩類。第一類為過氧化物如:過氧化鉀、過氧化鈉、過氧化鋇
、過氧化鎂,這些物質遇水後會發生劇烈分解反應,放出反應熱並生成氧氣。當與某些有機物、易燃物、可
燃物、輕金屬及其鹽類化合物接觸能引起劇烈的分解反應,由於反應速度過快可能引起爆炸或燃燒。
第二類為遇水燃燒物質,這類物質遇水能使水分解,奪取水中的氧與之化合,並放出熱量和產生可燃氣體造
成燃燒或爆炸的惡果,這類物質主要有:金屬鉀、金屬鈉、碳化鈣(電石)、碳化鋁、碳化鈉、碳化鉀等。
第二部分為使用水霧會造成爆炸或破壞的場所,這裏主要指以下幾種情況:
一、高溫度密閉的容器內或空間內,當水霧噴入時,由於水霧的急劇汽化使容器或空間內的壓力急劇升高,
造成破壞或爆炸的危險。
二、對於表麵溫度經常處於高溫狀態的可燃液體,當水霧噴射至其表麵時會造成可燃液體的飛濺,致使火災
蔓延。
3 設計基本參數和噴頭布置
3.1 設計基本參數
3.1.1 設計基本參數包括設計噴霧強度、持續噴霧時間、水霧噴頭的工作壓力和係統響應時間,並根據水
噴霧係統的防護目的與保護對象的類別選取。
3.1.2 本條規定了水噴霧滅火係統的噴霧強度和持續噴霧時間。噴霧強度是係統在單位時間內向每平方米
保護麵積提供的最低限度的噴霧量,噴霧強度和持續噴霧時間是保證滅火或防護冷卻效果的基本設計參數,
本條按防護目的,針對不同保護對象規定了各自的噴霧強度和持續噴霧時間。其主要依據如下:
一、國外同類數據的規定
噴霧強度:
1.按防護目的的規定
美國NFPA一15中對不同防護目的規定的噴霧強度如下表:
防護目的 噴霧強度(L min·M2)
滅 火 8~30
控 火 10~20
防止火災蔓延 3~10
日本保險協會才不同防護目的規定的噴霧強度如下表:
防護目的 噴霧強度(L min·m2)
滅 火 30
控 火 20
防 火 10
2.按保護對象的規定
美國NFPA-15的規定、
保護對象 噴霧強度(L min·M2)
普通可燃物滅火 8~20
可燃液體滅火 20
電纜滅火 6~30
可燃氣體、液體容器與鋼結構防護冷卻 10.2
變壓器表麵 10.2
變壓器周圍地麵 6
皮帶輸送機(傳動裝置及皮帶) 10.2
日本有關法規的規定
保護對象 噴霧強度(L min·”)
通迅機房 4
汽車庫、停車場 20
液化石油氣儲罐及設備 7
變壓器表麵 10
變壓器周圍地麵 6
英國有關法規的規定
保護對象 噴霧強度(L/MIN·M2)
液化石油氣儲罐 10.2
室外變壓器 24
持續噴霧時間:
美國NFPA一15對水噴霧係統的持續噴霧時間作為一個工程判斷問題處理。對防護冷卻係統要求能持續噴霧數
小時不中斷。
日本保險協會規定水噴霧係統的持續噴霧時間不應小於90min。日本消防法、日本液化石油氣保安規則對具
體保護對象的持續噴霧時間規定如下:通迅機房和貯存可燃物的場所,汽車庫和停車場要求水源保證不小於
持續噴霧20min的水量。
二、國內規範的規定
1。固體火災
《自動噴水滅火係統設計規範)OBJ84一85中規定嚴重危險級建構築物的設計噴水強度:
生產建築物 10L/MIN·m2
儲存建築物 15L/MIN·M2
消防水量按火災延續時間不小於1h計算;
2.電氣火災
油浸式電力變壓器、電纜等的噴霧強度的依據來源於《變電站設計防火規範》。
3.防護冷卻
《建築設計防火規範》GBJ16一87規定液化石油氣儲罐防護冷卻的用水供給強度不應小於0.15L/S·M2,火
災延續時間按6H計算,規定甲、乙、丙類液體貯罐冷卻水延續時間,直徑不超過20m的按4h計算,直徑超過
20m的按6h計算。
三、國內外有關試驗數據
(一)英國消防研究所的皮·內斯發表的論文《水噴霧應用於易燃液體火災時的性能》,對試驗數據介紹如
下:
1.高閃點油火:滅火要求的噴霧強度為9.6~60L/MIN·m2;
2.水溶性易燃液體火;滅火的噴霧強度為9。6~18L/MIN·m2;
3.變壓器火災:噴霧強度為9.6~60L/min·m2
4.液化石油氣儲罐:9.6L/min·m2。
(二)英國消防協會G·布雷發表的論文《液化氣儲罐的水噴霧保護》中指出:隻有以:10L/MIN·M2”的噴
霧強度向儲罐噴射水霧才能為火焰包圍的儲罐提供安全保護。
(三)英國石油協會(API)和日本工業技術院資源技術試驗所分另在本世紀五十年代和六十年代進行了液
化氣儲罐水噴霧保護的試驗結果均表明對液化石油氣儲罐的噴霧強度大於6L/MIN·m2即是安全的、采用1OL
/min·M2的噴霧強度是可靠的。
(四)公安部天津消防科研所1982 年至1984年進行了液化石油氣貯罐受火災加熱時噴霧冷卻試驗,對一個
被火焰包圍的球罐麵壁進行噴霧冷卻,獲得與矣、英、日等國同類試驗數據基本一致的結論,即6L/MIN·M2
噴霧強度是接近控製壁溫,防止儲罐幹壁強度下降的臨界值,10L/MIN·M2噴霧強度可獲得露天有風條件下
保護儲罐幹壁的滿意效果。
3.1.3 此條規定的主要依據
一、防護目的
水霧噴頭均須在一定工作壓力下才能使出水形成噴霧狀態。一般來說,對一種水霧噴頭而言,工作壓力愈高
其出水的霧化效果愈好。此外,相同噴霧強度下,霧化效果好有助於提高滅火效率。滅火時,要求噴霧的動
量較大。霧滴粒徑較小,因此需要向水霧噴頭提供較高的水壓,防護冷卻時,要求噴霧的動量較小。霧滴粒
徑較大,儒要提供給噴頭的水壓不宜太高。
二、國外同類規範
美國消防協會與日本損害保險料率算定會規則規定,用於滅火時火霧噴頭的最低工作壓力為0.35MPa。
日本《水噴霧滅火設備》按照不同的防護目的給出了噴頭工作壓力如下:
滅火:0.25-0.7MPA
防護:0.15~0。5MPa
三、國產水霧噴頭性能
雖然水霧噴頭的種類很多,但通常其噴霧工作壓力均不低於0.2MPa。目前我國生產的水霧噴頭,多數在壓
力大於或等於0.2MPa
時,能獲得良好的水量分布和霧化要求,滿足防護冷卻的要求;壓力大於或等於0.35MPa時,能獲得良好的
霧化效果,滿足滅火的要
求。
綜合以上三個方麵,尤其是根據我國水霧噴頭產品現狀和水平,確定了噴頭最低工作壓力。
3.1.4 水噴霧係統應用於火災危險性大、火災蔓延速快、滅火難度大的保護對象。當發生火災時如不及時
滅火或防護冷卻將造成較大的損失或嚴重後果,因此水噴霧係統不僅要保證足夠的噴霧強度和持續噴霧時間
,而且要保證係統能迅速啟動噴霧,響應時間是評價水噴霧係統啟動快慢的性能指標,也是係統設計必須考
慮的基本參數之一,其他固定滅火係統均對此項性能有類似的規定。
本條針對不同防護目的和保護對象規定了水噴霧係統的響應時間。
美國NFPA一15中4一4.3.1(B)規定用於暴露防護的自動水噴霧係統設計應達到在保護表麵產生積碳以前
和由於高溫可能使盛放易燃液體或氣體的容器損壞前馬上操作的要求,所以,要求在監視係統工作後30S內
水噴霧係統應立即工作,從噴嘴噴出有效的水霧。
此外,某些外國標準與規範推薦水噴霧係統采用與火災自動報警係統聯網自動控製,係統組成中采用雨淋閥
控製水流;並使其能自動或手動開啟的作法均是為了保證係統響應火災麵啟動的時間。
3.1.5 不淪是平麵的還是立體的保護對象,在設計水噴霧係統時,按設計噴霧強度向保護對象表麵直接噴
霧,並使水霧覆蓋或包圍保護對象是保證滅火或防護冷卻效果的關鍵,保護對象的保護麵積是直接影響布置
水霧噴頭,確定係統流量和係統操作的重要因素,因此是不可忽略的係統設計參數。
3.1.5.1 將保護對象的外表麵麵積確定為保護麵積是本條規定的基本原則。對於外形不規則的保護對象
,則規定為首先將其調整成能夠包容保護對象的規則體或規則體的組合體,然後按規則體或組合體的外表麵
麵積確定保護麵積。
上述確定保護麵積的基本原則是國際上的習慣作法:在決定不規則保護對象的保護麵積時,首先將其歸納為
簡單的幾何圖形,圓筒形或長方體等,這便是設計的初步。
3.1.5. 2 本條規定了油浸式電力變壓器保護麵積的確定方法,對此各國均有類似的規定。
美國NFPA一15對變壓器的防護應考慮它整個外表麵的噴霧,包括變壓器和附屬設備的外殼,貯油箱和散熱器
等。
美國VIKING公司:外形凹凸不平而且有許多突出物的變壓器,在決定麵積時可以作為一個整體圓整為簡化的
圖形,除了離地少於
0.3m的底麵外,所有外露出來的麵積都要計算在內。當設有卵石層和集油坑時,需將變壓器向四邊延長0.
3m的麵積計算在內。
3.1.5.3 本條根據3.1.5.1條的規定,要求分層敷設的多層電纜,在計算保護麵積時按包容多層電纜
及其托架總體的規則體的外表麵麵積確定;對於單層敷設的電纜,保護麵積按其所占空間的上表麵麵積確定
。
3. 1.6 本條的適用範圍:
1.液化氣罐裝間實瓶庫和火災危險品生產車間、散裝庫房等以保護建築物為目的而設置的水噴霧滅火係統;
2.以滅火或防護冷卻為主要目的,但建築物內部容納的可燃物品或設備的高度較低,占據的空間較小,如泵
房,壓縮機房等。
為此本條規定將保護麵積按平麵處理並以建築物的使用麵積確定。
3. 1.7 本條規定出於以下考慮:
1.皮帶及輸送物占據其包容體的空間較小,按包容體確定保護麵積將使水霧噴頭的布置數量和係統的流量偏
大;
2.按上行皮帶上表麵麵積確定保護麵積仍能做到使上下二層皮帶置於噴霧的包圍之中,且下行返回皮帶仍能
被由上行皮帶淌下來的水滅火。
3·1·8 對用於撲救貯罐、容器內部液體火災水噴霧係統,則要求噴霧覆蓋整個液麵。因此本條規定按貯槽
、容器的液麵麵積確定其保護麵積。
3.2 噴頭布置
3. 2. 1 合理地布置水霧噴頭,可以使噴霧均勻地完全覆蓋保護對象,確保噴霧強度。因此,水霧噴頭的布
置是保證係統有效工作的一項重要措施,也是係統設計的一個重要環節。本條規定了確定噴頭的布置數量和
布置噴頭的原則性要求。
水霧噴頭的布置數量按保護對象的保護麵積。噴霧強度和選用噴頭的流量特性經計算確定;水霧噴頭的位置
根據噴頭的霧化角,有效射程按滿足噴霧直接噴射並完全覆蓋保護對象表麵布置。當計算確定的布置數量不
能滿足上述要求時,適當增設噴頭直至噴霧能夠滿足直接噴射並完全租蓋保護對象表麵的要求。
各國對布置水霧噴頭的要求均有類似的規定:
其中,美國NFPA一15中4一8.2規定:噴頭的位置應能將保護區用噴霧覆蓋住,噴頭的布置應根據其特性規
定,應注意使水打到目標表麵。噴頭布置不當,將降低噴霧強度和係統的效率。
日本《水噴霧消防設備規則》規定:噴頭應根據保護對象的整個表麵、有效空間、水霧噴頭的噴霧形狀和有
效射程進行配置。水霧噴頭的安裝,要保證噴霧能包圍保護對象(平麵的、立體的),要求水霧噴頭能直接
向燃燒表麵或冷卻的部位噴霧,任何障礙物不得影響噴霧。
3. 2. 2 由於水霧噴頭噴射的霧狀水滴是不連續的間斷水滴,所以具有良好的電絕緣性能。因此水噴霧係統
可用於撲滅電氣設備火災。但是,水霧噴頭和管道,均要與帶電的電器部件保持一定的距離。
鑒於上述原因,水霧噴頭、管道與高壓電氣設備帶電(裸露)部分的最小安全淨距是設計中不可忽略的問題
,各國相應的規範、標準均作了具體規定。
日本對水霧噴頭與不同電壓的帶電部件之間最小間距的有關規定如下表所示。
噴頭、管道與高壓電氣設備帶電(裸露)部分的最小安全淨距本規範采用中華人民共和國水利電力部部標準
《高壓配電裝置設計技術規程》SDJ 5一85的規定。
3.2. 3 本條根據水霧噴頭的水力特性規定了噴頭與保護對象之間的距離,在水霧噴頭的有效射程內,噴霧
粒徑小且均勻,滅火和防護冷卻的效率高,超出有效射程後噴霧性能明顯下降,且可能出現漂移的現象,因
此限製水霧噴頭與保護對象之間的距離是十分必要的。
3.2.4 對3.1.6條適用的保護對象,當保護麵積按平麵處理時,其水霧噴頭的布置方式通常為矩形或菱
形。為使水霧完全覆蓋,不出現空白,必須保證矩形布置時的噴頭間距不大於1.4R,菱形布置時的噴頭間距
不大子1.7R,如下圖所示。
本條規定的依據出自日本《液化石油氣保安規則》
對立體保護對象,其表麵為平麵的部分亦可按上述方法布置水霧噴頭。
3.2.5 本條規定油浸式電力變壓器布置水霧噴頭的要求。
油浸式電力變壓器是水噴霧滅火係統重要的應用對象,其不規則的外形使水霧噴頭的布置較為困難。美國
vIKING公司在《水噴霧滅火係統的應用與設計》中對變壓器的水霧噴頭布置作了較詳細的介紹。
設計一套變壓器的水噴霧滅火係統是比較困難的。最主要原因是它的不規則形狀和要照顧到保持對高壓電器
的距離。總的來說,變壓器的表麵對於噴出來的水霧幹擾極大,比保護油罐的設計更為複雜,為了這個原故
,我們必須采用多一點的水霧噴頭予以補充,通常實際噴水量要比計算中的噴水量為高。因為必須要照顧到
整個變壓器都會被水霧覆蓋。在係統設計前,最好取得變壓器的頂部、側麵和底部的詳圖,決定不同形狀的
變壓器麵積。最好將變壓器的形狀歸納為簡單的幾何圖形。如果變壓器的形狀凹凸不平,而且有很多突出物
,也可以將圖形略為加大。簡化的變壓器圖形,除了底部外,所有露出來的麵積都要計算,然後將管道包圍
著這個幾何圖形。
變壓器通常被一圈一圈的管道包圍,而噴頭就均勻地和適當地安裝於管道上。所有噴嘴必須安裝在適當位置
上,以便符合設計要求。布置的準則是要達到足夠的噴霧強度和完全覆蓋。但又不會過量,通常最頂一層的
管道是安裝於變壓器最頂部附近。
在設計過揮中,最重要而必須考慮的事情,就是噴頭及管道與電器設備之間的安全距離。所有噴嘴及管道與
非絕緣的電力部件或帶電部分必須符合要求。
通常最好避免管道橫越變壓器的頂部,所以大部分頂部噴頭的設計都是從旁邊安裝的,但是橫越散熱器之間
的管道是允許的,水霧最好避免直接噴在帶電高壓套管上。
水霧噴在平滑而垂直的表麵是最理想的,但變壓器是有很多配件或形狀是突出的,可能會影響噴霧不能完全
覆蓋,這時便須加裝噴頭,以補充因突出的地方布水的不足。
最初的設計麵積和噴水量往往比布置水霧噴頭後的噴水量少。如果水量過多或過少,可以將噴頭的口徑或壓
力調整,使之可得出一個最理想的設計水量。注意,因為變壓器的不規則形狀,可能使噴頭的數目比預期的
多,同時為了要照顧到噴頭與管道對帶電設備的安全距離,可能噴頭的數量是不能減少的,這時,實際需要
的流量是會比最初設計的為多。
3.2.6 噴頭布置要求以規定的噴霧強度完全覆蓋整個罐體表麵,以達到利用水霧的直接噴射罐壁的衝擊冷
卻效果,水對罐壁的衝擊能使罐壁迅速降溫,並可去除罐壁表麵的含油積炭,有利於水膜的形成,在保證噴
射水霧在罐壁表麵成膜效果的前提下,盡量使噴頭靠近被保護表麵,以減少火焰的熱氣流與風對水霧的影響
,減少水霧在穿越被火焰加熱的空間時氣化損失。根據國內進行的噴水成膜性能試驗並參照國外的有關規定
,本規範要求噴頭與儲罐外壁之間的距離不大於0.7m。
3.2.7 球罐的噴頭布置規定了噴頭噴口的方向和水霧錐之間的相對位置,使噴霧在罐壁均勻分布形成完整
連續的水膜。容積等於或大於1000m3的球罐布置噴頭時,徑線方向僅要求水霧錐相接,比水平方向的要求放
寬,主要考慮了水在罐壁沿徑線方向的流淌作用。
噴頭布置除考慮罐體外,對附件,尤其是液位計、閥門等容易發生泄漏的部位應同時設置噴頭保護,對有防
護層的鋼結構支柱可不設直噴頭。
本條規定主要依據於國外有關規範,如美國NFPA一15等,各國規範對液化氣貯罐水霧噴頭布置均有類似規定
:
噴頭的位置應仔細考慮,以保證在著火時整個罐體表麵有足夠的水量,噴嘴的定位分布應能使噴霧覆蓋住容
器和可能發生泄漏的地方如法蘭、活接頭、泵、閥門等等。
當設計一套噴霧裝置時,對於風的影響必須加以考慮,通常噴頭與罐壁的距離不得超過600mm,特別是可能
被某些附屬裝置如安全閥等遮擋的地方,噴頭與罐壁的距離更小一些為好。
3. 2. 8、3. 2. 9 電纜和輸送機皮帶的外形雖然是規則的,但細長比很大,由於多層布置的電纜和上行皮
帶對噴霧的阻擋作用,本條規定水霧噴頭按使水劣直接噴射包容多層電纜和上行及下行皮帶整體的規則形體
表麵,且能使水霧包圍電纜和上行及下行皮帶的要求布置。
規定本條的依據來自NFPA一15:
當用水霧防護電纜托盤和電纜敷設線路,並安排噴嘴時,要使電纜管道或管子、支架和托板所在的水平成垂
直麵區域內均能射到12.2L/MIN·M2,密度的水而受到保護。
輸送機皮帶安裝噴嘴後,可以自動噴濕上部皮帶和其輸送物及下部返回皮帶。噴嘴的排列和噴霧方式應是包
圍式的。
4 係統組件
4. 0. 1 本條規定了設計水噴霧滅火係統時選用組件的要求。
1.水噴霧滅火係統屬於消防專用的給水係統與生產、生活給水係統相比,對其組件有很多特殊的要求,例
如產品的耐壓等級,工作的可靠性,自動控製操作時的動作時間等,都有更為嚴格的規定。因此本條規定水
噴霧滅火係統中的關鍵部件——水霧噴頭和雨淋閥組,均要采用經過國家消防產品質量監督檢測中心檢測合
格的產品。國外有關規範以及我國其他固定滅火係統設計規範均對此作出了相同的規定。
2.我國八十年代初開始研製和生產水噴霧滅火係統組件產品,目前已有若幹個廠家生產多種規格,不同結
構的組件,水霧噴頭、雨淋閥、壓力開關等組件的國家標準或已經頒布執行或正在製訂中。國家消防產品質
量監督檢測中心也已經開展檢測工作,這樣就完全可以滿足水噴霧滅火係統對產品的需求,也為本規範的製
訂打下了物質基礎。
4.0.2 離心霧化型噴頭噴射出的霧狀水滴是不連續的間斷水滴,故具有良好的電絕緣性能。不僅可有效地
撲救電氣火災,而且不導電,適合在保護電氣設施的水噴霧滅火係統中使用。撞擊型水霧噴頭是利用撞擊原
理分解水流的,水的霧化程度較差,不能保證霧狀水的電絕緣性能,因此不適用於撲救電氣火災。
本條規定含有腐蝕性介質的場所和粉塵場所對水霧噴頭選型的要求。
眾所周知,消防係統一旦安裝調試完畢,開通使用後就長期處於備用狀態。不難設想,不符合防腐要求的水
霧噴頭如果長期暴露在腐蝕性環境中就會很容易被腐蝕,當發生火災時必然影響水霧噴頭的使用效率。
水霧噴頭內部裝有霧化芯的居絕大多數,裝有霧化芯的水霧噴頭,其內部的有效水流通道的截麵積較小,如
長期暴露在粉塵場所內,其內部水流通道很容易被堵塞,所以本條規定要配帶防塵罩。對防生罩的要求是:
平時防塵罩在水霧噴頭的噴口上,發生火災時防塵罩在係統給水的水壓作用下打開或脫落,不影響水霧噴頭
的正常工作。
4.0.3 水噴霧滅火係統是典型的固定滅火係統,其標準的組成要求采用雨淋閥組。對此,國內外規範的要
求是一致的。雨淋閥是一種消防專用的水力快開閥,具有既可遠程遙控、又可就地人為操作兩種開啟閥門的
操作方式,因此能夠滿足水噴霧滅火係統的自動控製、手動控製和應急操作三種控製方式的要求。此外,雨
淋閥
一旦開啟,可使水流在瞬間達到額定流量狀態。以上特性是通用的自控閥門所不具備的,當水噴霧滅火係統
遠程遙控開啟雨淋閥時,除電控開閥外尚可利用傳動管液動或氣動開閥。
除雨淋閥外,閥組尚要求配套設置壓力表、水力警鈴和壓力開關、水流控製閥和檢查閥等,以滿足監測水噴
霧滅火係統的供水壓力,顯示雨淋閥啟閉狀態和便於維護檢查等要求。
4.0.4 本條規定雨淋閥組設置地點的要求。1.為防止冬季凍壞充水管道,對設置地點的環境溫度提出了要
求:2.為保護雨淋閥組免受日曬雨淋的損傷,以及非專業人員的誤操作,要求其設在室內或專用閥室內;3
.為了便於調試和維護檢查,要求設置地點有排水設施。4.為使人員迅速實施應急操作及時啟動係統和保
障人員安全,要求將雨淋閥組設在既靠近保護對象,又便於操作的地點。
4.0.5 過濾器是水噴霧滅火係統必不可少的組件,在係統供水管道上選擇適當位置設置過濾器是為了保障
水流的暢通和防止雜物破壞雨淋閥的嚴密性,以及堵塞電磁閥、水霧噴頭內部的水流通道。各國均規定水噴
霧滅火係統必須設置過濾器。
美國NFPA一15:
水噴霧係統應裝主管濾淨器。如需安裝單個噴嘴濾淨器時,濾淨器的類型應能將水中足以堵住噴嘴孔的顆粒
物濾除。選擇濾淨器時要小心,尤其對噴嘴水通路狹小時更得謹慎,要考慮濾網的穿孔尺寸、容積合理,無
積聚物形成又無過多的摩擦損耗,還要考慮檢查和清洗是否方便。
日本《水噴霧滅火設備規則》:
過濾器是用以防止塵埃等雜物進入管道和閥門,使之不致影響正常的放水狀態。應在管或閥門部位設置過濾
器。過濾器網目(網孔)的大小即過水孔的大小應小於噴霧噴頭或通水設備最小過水口徑的 1/2。過濾器
的過水孔的總麵積應為與過濾器相連接的水管的內徑麵積的4倍以上。過濾器的結構應便於雜物的清除,選
用過濾器的材質應考慮防鏽和強度。
規定的濾網孔徑是結合目前國產水霧噴頭內部水流通道的口徑確定的。4.0~4.1目/CM2過濾網不僅可以保證
水霧不被堵塞,而且過濾網的局部水頭損失較小。
4.0.6 本條規定水噴霧滅火係統管道的要求。水噴霧滅火係統具有工作壓力高,流量大,滅火與防護冷卻
噴霧強度高,水霧噴頭易堵塞等特點,因此要合理地選擇管道材料。為了保證過濾器後的管道不再有影響雨
淋閥、水霧噴頭正常工作的鏽渣生成,本條規定過濾器後的管道采用內外鍍鋅鋼管。管道“宜采用絲扣連接
”的含意在於:公稱直徑小於或等於100mm的管道采用絲扣連接;公稱直徑大子100mm的管道,當采用絲扣連
接有困難或無法采用絲扣連接的管道用法蘭連接。
無論是用於滅火或是防護冷卻的水噴霧係統,必須有可靠的供水保障,因此為係統設置獨立的供水管道是十
分必要的。當在雨淋閥後設置其他用水設施時,將可能發生由於水量分配的不均勻而影響水噴霧係統的正常
工作,甚至使係統的供水壓力和供水量無法滿足設計工作壓力和設計流量的要求。
為了防止管道內因積水結冰而造成管道的損傷,在管道的最低點和容易形成積水的部位設迂泄水閥及相應的
排水設施,使可能結冰的積水排盡。
設置管道排汙口的目的是為了便於清除管道內的雜物,其位置設在使雜物易於聚積且便於排出的部位。
5 給 水
5.0.1 水噴霧滅火係統屬於水消防係統範疇,其對水源的要求與消防栓、自動噴水滅火係統相同,即:可
由市政給水管網、消防水池或天然水源供給;對大型企業中設置的水噴霧滅火係統,本條規定其用水可由企
業內部獨立的消防給水管網供給。無論采用哪種水源,本條規定均要求能夠確保水噴霧滅火係統持續噴霧時
間內所需的用水量。
5.0.2 本條規定當水噴霧滅火係統采用消防水池或天然水源時,要采取防止雜草、樹葉和其他雜物堵塞取
水設施、管道或損傷水泵的措施。如在取水口處設置護欄、設過濾網、沉澱池等。
我國南北地區的溫差很大,在東北、華北和西北的嚴寒和寒冷地區,設置水噴霧滅火係統時,要求對給水設
施和管道采取防凍措施,如保溫、伴熱、采暖和泄水等,具體方式要根據當地的條件確定。
6 操作與控製
6.0.1 本條規定的水噴霧滅火係統的控製要求,是根據係統應具備快速啟動功能並針對凡是自動滅火係統
應同時具備應急操作功能的要求規定的。國外同類規範均有類似規定。
美國NFPA一15:
水噴霧係統的設計應能使其在許可的時間內將火撲滅。自動監測裝置應能很快地感測出陰燃或慢起的燃火。
自動水噴霧係統的設計應在監測係統工作後的30S以內從水霧噴頭噴出有效的水霧。
美國VIKING公司《水噴霧滅火係統的應用和設計》:整個水噴霧滅火係統可由人工、定溫式感應器、差定溫
式感應器、紅外線感應器或紫外光感應器、煙霧感應器、危險氣體感應器、壓力開關等啟動。而威景水噴霧
控製係統可由手動、水動、氣動、電動或任何以上幾種的組合操作,啟動水霧控製閥及水泵等,並通過水霧
噴嘴噴出水霧。同時在現場附近安裝有一緊急手動操作裝置,可以在緊急時刻,手動啟動閥門。此外,在控
製室內也可透過水霧控製屏啟動噴霧水係統。
日本《水噴霧滅火設備規則》:
水噴霧滅火設備可手動或通過報警設備自動操作。采用手動還是自動,取決於防火對象的危險性質和要求。
一般情況下采用自動方式。
自動控製方式和其它一般自動滅火設備一樣,使用閉式噴頭或與火災報警設備聯鎖進行啟動。由火災報警器
發出火災信號,並將信號輸入控製盤,由控製盤再將信號分別送給自動閥、加壓送水設備,並自動噴水霧。
水噴霧滅火設備的控製閥門的開閉,除自動外,還必須手動操作。這裏所說的手動操作,不是用人力,而是
用機械、空氣壓力、水壓力或電氣等。
三種控製方式:
自動控製:指水噴霧滅火係統的火災探測、報警部分與供水設備、雨淋閥組等部件自動聯鎖操作的控製方式
;
手動搖控:指人為遠距離操縱供水設備、雨淋閥組等係統組件的控製方式;
應急操作:指人為現場操縱供水設備、雨淋閥組等係統組件的控製方式。
對3.1.4條規定響應時間大於60S的水噴霧係統,本條規定可以僅采用手動搖控和應急操作兩種方式。
6.0.2 本條規定自動控製的水噴霧滅火係統,其配套設置的火災自動報警係統按《火災自動報警係統設計
規範》的規定執行。
6.0.3 在條件惡劣的場所設置水噴霧滅火係統時,要因地製宜地選擇火災探測器。除通用型火災探測器外
可選用感溫電纜式、空氣管式感溫探惻器,或采用閉式噴頭探測火情。當采用閉式噴頭作火災探測器時,要
求與傳動管配合使用。
傳動管直接啟動係統:傳動管和雨淋閥的控製腔直接連接,雨淋閥控製腔與傳動管同時降壓,雨淋閥在其入
口水壓作用下開啟,並聯鎖啟動係統。
傳動管間接啟動係統:傳動管的壓降信號通過壓力開關傳輸至報警控製器啟動係統。
6.0.4 傳動管的長度限製,援引自美國防火協會NFPA一15《水噴霧固定防火係統標準》。閉式噴頭布置間
距的限製援引自英國。
6.0.5 由於水噴霧滅火係統可以撲救多種類型的火災,而且當用於嚴重危險類場所或保護對象時,不僅滅
火與防護冷卻效果好而且用水量較少,所以應用範圍很廣泛。當用於工業場所時,往往係統防範的麵積很大
或對象很多,在這種情況下,為了使係統的用水量不致過大,要求設計在確保滅火或防護冷卻效果的前提下
、采取用雨淋閥控製同時噴霧的水霧噴頭數量的方法,控製係統的噴霧區域,達到控製係統流量的目的。遇
到上述情況時,需將保護場所內布置的水霧噴頭按滅火或防護冷卻時的實際需求劃分成若幹組,並設置若幹
個雨淋閥分別控製各組水霧噴頭。
6.0.6 根據《建築設計防火規範》第8.2.7條規定:液化氣貯罐區應安裝固定冷卻水設備,著火罐及其1
.5倍罐徑範圍內相鄰罐應防護冷卻,本規範3.1.4條規定用於液化氣設施的水噴霧滅火係統的響應時間不
應大於60S。
鑒於上述要求,當罐區內設有多台液化氣貯罐時,采取將罐區內貯罐劃分為若幹個噴霧區域,設置若幹個雨
淋閥的形式組成水噴霧滅火係統,並能在任何一個貯罐發生火災時按著火罐及其1.5倍罐徑範圍內相鄰罐同
時噴霧防護冷卻的方式操作與控製雨淋閥的設計是合理的。
6.0.7 本條規定用於皮帶輸送機的水噴霧滅火係統的操作與控製要求。
6.0.8 水噴霧滅火係統分段噴霧保護輸送距離較長的皮帶輸送機,將有利於控製係統用水量和降低水漬損
失。
皮帶輸送機發生火災時,起火區域的火災自動探測裝置應動作。在輸送機構停機前,引燃的皮帶或輸送物將
繼續前移並可能移至起火區域下遊一段距離,因此用於保護皮帶輸送機的水噴霧係統,其控製裝置應在啟動
係統切斷輸送機電源的同時,開啟起火點和其下
遊相鄰區域的雨淋閥,同時向兩個噴水區噴水。
NFPA一15中4一4.3.5(b)規定了保護皮帶輸送機的水噴霧係統的防護範圍應擴展到相鄰區域的皮帶或設
備,係統的控製裝置應能自動啟動下遊相鄰區域的防護係統。
因此本條規定與美國消防協會NFPA一15標準的有關規定是一致的。
6。0.8 本條規定水噴霧滅火係統控製設備的功能要求。
根據係統應有三種控製方式的規定,要求控製設備具有選擇控製方式的功能。
控製設備在接收火災報警器的火警信號後動作,重複顯示保護對象狀態有利於操作人員確認火災和火警部位
,以便於手動遙控。
監控消防水泵、雨淋閥狀態將便於操作人員判斷係統工作的可靠性及係統的備用狀態是否正常。
7 水力計算
7,1 係統的設計流量
7.1.1 q=K10P為通用算式。不同型號的水霧噴頭具有不同K值。設計時按生產廠給出的K值計算水霧噴頭
的流量。
7.1.2 本條規定了保護對象確定水霧噴頭用量的計算公式,水霧噴頭的流量q按公式(7.1. 1)計算,水
霧噴頭工作壓力取值按防護目的和水霧噴頭特性確定。
7.1.3 本條規定水噴霧滅火係統計算流量的要求。
當保護對象發生火災時,水噴霧滅火係統通過水霧噴頭實施噴霧滅火或防護冷卻,因此本規範規定係統的計
算流量按係統啟動後同時噴霧的 |