劉景新

（北京沃利帕森工程技術有限公司，天津 300201)

我國國家標準的二氧化碳滅火系統(tǒng)設計與國外有許多相同之處，也有許多不同之處，國內(nèi)二氧化碳滅火系統(tǒng)設計規(guī)范為GB 50193-93《二氧化碳滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》，而國外多采用美國消防協(xié)會標 準 NFPA12《Standard on Carbon Dioxide Extinguishing systems》。因此，本文將主要針對這兩個規(guī)范的滅火系統(tǒng)進行分析，并著重分析這兩個規(guī)范的全淹沒滅火系統(tǒng)的相同點及不同點，因為全淹沒式的二氧化碳系統(tǒng)設計是普遍采用的滅火方式。

1 設計

1.1 定義

全淹沒滅火系統(tǒng)：是指在規(guī)定時間內(nèi)，向固定封閉的防護區(qū)噴射一定濃度的二氧化碳，并使其均勻地充滿整個防護區(qū)。

組合分配滅火系統(tǒng)：是指采用一組二氧化碳滅火設備同時保護兩個或兩個以上防護區(qū)的滅火系統(tǒng)。

單元獨立滅火系統(tǒng)：是指采用一組二氧化碳滅火設備保護一個獨立的防護區(qū)的滅火系統(tǒng)。

1.2 滅火方式的選擇

二氧化碳滅火系統(tǒng)按其組成方式可分為組合分配滅火系統(tǒng)和單元獨立滅火系統(tǒng)，當被保護房間較多時，出于經(jīng)濟考慮，組合分配滅火系統(tǒng)在實際中應用較多。但國標中規(guī)定在選擇組合分配保護形式時，若保護區(qū)為5個或超過五個，應設備用瓶組，滅火劑量不應小于設計用量。

2 設計計算

GB 50193-93與NFPA12-2008的CO2用量計算不同，下面通過兩個例子說明一下兩個標準各自的計算方式。

2.1 按GB 50193-93標準計算

以下為國內(nèi)某人工島上電器模塊內(nèi)的各個被保護區(qū)域CO2量計算表格，根據(jù)GB50193-93章節(jié)3.2可知，二氧化碳的設計濃度與房間凈容積、總表面積、物質(zhì)系數(shù)、設計濃度、泄壓口等諸多參數(shù)有關，其計算公式如下，具體內(nèi)容可見章節(jié)3.2.3.見表 1。

式中：M-二氧化碳設計用量（kg）；Kb-物質(zhì)系數(shù)；K1-面積系數(shù)，取0.2kg/m3；K2-體積系數(shù)，取0.7kg/m3；A-折算面積（m2）；Av-防護區(qū)的側(cè)面、底面、頂面（包括其中的開口）的總面積（m2）；A0-開口總面積（m2）；V-防護區(qū)的凈容積（m3）；Vv-防護區(qū)容積（m3）；Vg-防護區(qū)內(nèi)不燃燒體和難燃燒體的總體積（m3）。

系統(tǒng)采用組合分配方式，二氧化碳數(shù)量以保護體積最大房間為準。每瓶二氧化碳充裝45kg，則CO2瓶組數(shù)量為20瓶，因被保護區(qū)域大于等于5個，考慮100%備用，CO2總瓶數(shù)為20×2=40瓶。

2.2 按NFPA 12-2008標準計算

NFPA 12-2008中對全淹沒滅火系統(tǒng)也有兩種分類，一類為表面火災，一類為深位火災。根據(jù)NFPA 12-2008二氧化碳計算公式可知，二氧化碳的設計濃度與房間凈容積、體積系數(shù)等參數(shù)有關。房間凈容積可通過房間尺寸及內(nèi)部可扣除容積計算得出，體積系數(shù)根據(jù)被保護房間的性質(zhì)可通過表5.3.3或5.4.2.1查得。其計算公式如下：

表1

CO2氣體數(shù)量=房間凈體積 (m3)×體積系數(shù)(kg/m3)

以下為某浮式生產(chǎn)儲油輪電氣模塊內(nèi)被保護房間的計算表格，火災類型為深位火災，其體積系數(shù)通過表5.4.2.1查得見表2。

表2

系統(tǒng)采用組合分配方式，二氧化碳數(shù)量以保護體積最大房間為準，每瓶二氧化碳充裝45kg，則CO2瓶組數(shù)量為25瓶。

3 啟動方式

CO2系統(tǒng)的啟動有自動、手動、機械式應急等多種開啟方式。

3.1 定義

自動控制方式：是指滅火系統(tǒng)配有感煙火災探測器和感溫式火災探測器?？刂票P上有控制方式選擇鎖，當將其置于“自動”位置時，滅火控制器處于自動控制狀態(tài)。當兩種探測器同時發(fā)出火災信號時，控制器發(fā)出火災聲、光信號，通知有火災發(fā)生，有關人員應撤離現(xiàn)場，并發(fā)出聯(lián)動指令，關閉風機、防火閥等聯(lián)動設備，經(jīng)過一段時間延時后，即發(fā)出滅火指令，打開電磁閥，啟動氣體打開容器閥，釋放滅火劑，實施滅火。

手動控制方式：將控制器上的控制方式選擇鎖置于“手動”位置時，滅火控制器處于手動控制狀態(tài)。這時，當火災探測器發(fā)出火警信號時，控制器即發(fā)出火災聲、光報警信號，而不啟動滅火裝置，需經(jīng)人員觀察，確認火災已發(fā)生時，可按下保護區(qū)外或控制器操作面板上的“緊急啟動按鈕”，即可啟動滅火裝置，釋放滅火劑，實施滅火。

應急機械啟動工作方式：用于控制器失效時，當職守人員判斷為火災時，應立即通知現(xiàn)場所有人員撤離現(xiàn)場，在確定所有人員撤離現(xiàn)場后，手動關閉聯(lián)動設備并切斷電源，打開對應保護區(qū)選擇閥，成組或逐個打開對應保護區(qū)儲瓶組上的容器閥，即刻實施滅火。

3.2 啟動方式的選擇

GB50193-93規(guī)定CO2滅火系統(tǒng)應能自動、手動、機械式應急等操作，而NFPA 122008則要求系統(tǒng)應能自動或手動及手動應急操作。

4 系統(tǒng)組成

滅火系統(tǒng)主要由：滅火劑貯瓶、高壓軟管、液流單向閥、啟動裝臵、選擇閥、氣控單向閥、低壓泄壓閥、壓力訊號器、安全閥、集流總管、選擇閥集流管、出管件、框架、稱重機構(gòu)、泄漏報警箱、啟動管路、滅火劑輸送管道、噴嘴、報警控制系統(tǒng)等組成。

根據(jù)GB50193-93設計的系統(tǒng)組件應滿足GB50263-97《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》相關要求，根據(jù)NFPA 12-2008設計的系統(tǒng)組件一般應具備美國保險商實驗室(UL)或美國工廠互保研究中心（FM）等認證要求。

5 瓶組布置

二氧化碳瓶組可儲存在單獨的房間內(nèi)，或儲存在特制的鋼制箱體內(nèi)，國外習慣于放置在單獨的鋼制箱體內(nèi)。瓶組及組件放于室外時，應注意其上帶電組件的防爆等級要求，瓶組放于室內(nèi)時，應有自然或機械通風設備，以防止人進入時發(fā)生窒息危險。瓶組布置時應便于更換，并排布置時不應超過3排。

6 管網(wǎng)

室內(nèi)固定管網(wǎng)的材料國內(nèi)一般為20#高壓無縫鋼管內(nèi)外熱鍍鋅，并符合GB8163-87。國外通常采用A106 Gr.B等級的無縫鋼管。管網(wǎng)的管徑尺寸應通過計算獲得，噴嘴的設置應確保覆蓋房間的每個需保護區(qū)域，噴嘴安裝在滅火系統(tǒng)管網(wǎng)末端，噴嘴的尺寸也應計算，使管網(wǎng)及噴嘴的設計可以達到規(guī)范的釋放時間要求。另外兩個規(guī)范都規(guī)定全淹沒二氧化碳滅火系統(tǒng)的噴放時間不應小于1min，當撲救固體深位火災時，噴射時間不應大于7min，并應在2min內(nèi)使二氧化碳濃度達到30%。噴嘴有全淹沒無噴罩噴嘴，全淹沒有噴罩噴嘴，有噴罩噴嘴主要用于粉塵等較多的環(huán)境中。另外噴頭出口處不應有物體遮擋。

7 釋放報警系統(tǒng)

被保護房間室內(nèi)及入口門外應配有聲光報警系統(tǒng)，且門在任何情況下都應能從內(nèi)部打開，國外業(yè)主通常還要求門應有自動關閉及30s故障報警等功能。

8 結(jié)束語

GB 50193-93《二氧化碳滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》與NFPA12《Standard on Carbon Dioxide Extinguishing systems》兩個規(guī)范雖然在某些規(guī)定方面略有不同，但總體設計相差并不大，設計時的主要依據(jù)還是業(yè)主的規(guī)格書要求及相關規(guī)范中的規(guī)定，隨著國內(nèi)企業(yè)與國際間的不斷合作，不免要接觸一些國外的標準，希望本文能給大家在以后的工作中有所幫助。