二氧化碳灭火系统设计规范（2010版） GB50193-93

1.0.1 为了合理地设计二氧化碳灭火系统，减少火灾危害，保护人身和财产安全，制定本规范。  1.0.2 本规范适用于新建、改建、 扩建工程及生产和储存装置中设置的二氧化碳灭火系统的设计。  1.0.3 二氧化碳灭火系统的设计，应积极采用新技术、新工艺、新设备，做到安全适用，技术先进，经济合理。  1.0.4 二氧化碳灭火系统可用于扑救下列火灾：   1.0.4.1 灭火前可切断气源的气体火灾。    1.0.4.2 液体火灾或石蜡、沥青等可熔化的固体火灾。    1.0.4.3 固体表面火灾及棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾。    1.0.4.4 电气火灾。
1.0.5 二氧化碳灭火系统不得用于扑救下列火灾：   1.0.5.1 硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾。    1.0.5.2 钾、钠、镁、钛、锆等活泼金属火灾。    1.0.5.3 氰化钾、氰化钠等金属氰化物火灾。  1.0.5A 二氧化碳全淹没灭火系统不应用于经常有人停留的场所。  1.0.6 二氧化碳灭火系统的设计，除执行本规范的规定外，尚应符合现行的有关国家标准的规定。
 
条文说明
  1  总 则 

1.0.1 本条阐明了编制本规范的目的，即为了合理地设计二氧化碳灭火系统，使之有效地保护人身和财产的安全。     二氧化碳是一种能够用于扑救多种类型火灾的灭火剂。它的灭火作用主要是相对地减少空气中的氧气含量，降低燃烧物的温度，使火焰熄灭。     二氧化碳是一种惰性气体，对绝大多数物质没有破坏作用，灭火后能很快散逸，不留痕迹，又没有毒害。适用于扑救各种可燃、易燃液体和那些受到水、泡沫、干粉灭火剂的沾污而容易损坏的固体物质的火灾。另外，二氧化碳是一种不导电的物质，可用于扑救带电设备的火灾。目前，在国际上已广泛地应用于许多具有火灾危险的重要场所。国际标准化组织和美国、英国、日本、前苏联等工业发达国家都已制定了有关二氧化碳灭火系统的设计规范或标准。使用二氧化碳灭火系统可保护图书、档案、美术、文物等珍贵资料库房；散装液体库房，电子计算机房，通讯机房，变配电室等场所，也可用于保护贵重仪器，设备。     我国从50年代即开始应用二氧化碳灭火系统。80年代以来，根据我国社会主义建设发展的需要，在现行国家标准《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》中对应设置二氧化碳灭火系统的场所作出了明确规定，这对我国二氧化碳灭火系统的推广应用起到了积极的促进作用。     近年来，随着国际上对卤代烷的使用限制越来越严，二氧化碳灭火系统的应用将会不断增加。二氧化碳灭火系统能否有效地保护防护区内人员生命和财产的安全，首要条件是系统的设计是否合理。因此，建立一个统一的设计标准是至关重要的。     本规范的编制，是在对国外先进标准和国内研究成果进行综合分析并在广泛征求专家意见的基础上完成的。它为二氧化碳灭火系统的设计提供了一个统一的技术要求，使系统的设计做到正确、合理、有效地达到预期的保护目的。本规范也可以作为消防管理部门对二氧化碳灭火系统工程设计进行监督审查的依据。
1.0.2 本条规定了本规范的适用范围。     本规范所涉及的二氧化碳灭火系统，既包括全淹没灭火系统，也包括局部应用灭火系统，主要适用于新建、改建、扩建工程及生产和储存装置的火灾防护。     本规范的主要任务是解决工程建设中的消防问题。国家标准《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》及其它有关标准规范对设置二氧化碳灭火系统的场所都做出了相应规定。 1.0.3 本条系根据我国的具体情况规定了二氧化碳灭火系统工程设计所应遵守的基本原则和应达到的要求。
    二氧化碳灭火系统的工程设计，必须根据防护区或保护对象的具体情况，选择合理的设计方案。首先，应根据工程的防火要求和二氧化碳灭火系统的应用特点，合理地划分防护区，制定合理的总体设计方案。在制定总体方案时，要把防护区及其所处的同一建筑物或建筑物的消防问题作为一个整体考虑，要考虑到其它各种消防力量和辅助消防设施的配置情况，正确处理局部和全局的关系。第二，应根据防护区或保护对象的具体情况，如防护区或保护对象的位置、大小、几何形状，防护区内可燃物质的种类、性质、数量和分布等情况，可能发生火灾的类型、起火源和起火部位以及防护区内人员分布，针对上述情况合理地选择采用不同结构形式的灭火系统，进而确定设计灭火剂用量、系统组件的型号和布置以及系统的操作控制形式。     二氧化碳灭火系统设计上应达到的总要求是“安全适用、技术先进、经济合理”。“安全适用”是要求所设计的灭火系统在平时应处于良好的运行状态，无火灾时不得发生误动作，且不得妨碍防护区内人员的正常活动与生产的进行；在需要灭火时，系统应能立即启动并施放出必需量的灭火剂，把火灾扑灭在初期。灭火系统本身做到便于维护、保养和操作。“技术先进”则要求系统设计时尽可能采用新的成熟的先进设备和科学的设计、计算方法。“经济合理”则要求在保证安全可靠、技术先进的前提下，尽可能考虑到节省工程的投资费用。 1.0.4 本条规定了二氧化碳灭火系统可用来扑救的火灾种类：气体火灾：液体或可熔化的固体火灾；固体表面火灾及部分固体深位火灾，电气火灾。     制定本条的依据：
  （1）二氧化碳灭火系统在我国已应用一段时间并做过一些专项试验。其结果表明，二氧化碳灭火系统扑救上述几类火灾是有效的。   （2）参照或沿用了国际和国外先进标准。      ①国际标准ISO 6183规定：“二氧化碳适合扑救以下类型的火灾：液体或可熔化的固体火灾；气体火灾，但如灭火后由于继续逸出气体而可能引起爆炸情况的除外；某些条件下的固体物质火灾，它们通常可能是正常燃烧产生炽热余烬的有机物质；带电设备的火灾。”      ②英国标准BS5306规定：“二氧化碳可扑救BS 4547标准中所定义的A类火灾和B类火灾；并且也可扑救C类火灾，但灭火后存在爆炸危险的应慎重考虑。此外，二氧化碳还适用于扑救包含日常电器在内的电气火灾。”      ③美国标准NFpAl2规定：“适用于二氧化碳保护的火灾危险和设备有：可燃液体（因为用二氧化碳扑救室内气体火灾有产生爆炸的危险，故不予推荐。如果用来扑救气体火灾时，要注意使用方法、通常应切断气源……）；电气火灾，如变压器、油开关与断路器、旋转设备、电子设备；使用汽油或其它液体燃料的内燃机；普通易燃物；如纸张、木材、纤维制品、易燃固体。”   需要说明的两点是：   （1）对扑救气体火灾的限制。本条文规定：二氧化碳灭火系统可用于扑救灭火之前能切断气源的气体火灾。这一规定同样见于ISO、BS及NFPA标准。这样规定的原因是：尽管二氧化碳灭气体火灾是有效的，但由于二氧化碳的冷却作用较小，火虽然能扑灭，但难于在短时间内使火场环境温度包括其中设置物的温度降至燃气的燃点以下。如果气源不能关闭，则气体会继续逸出，当逸出量在空间里达到或高过燃烧下限浓度，即有产生爆炸的危险。故强调灭火前必须能切断气源，否则不能采用。   （2）对扑救固体深位火灾的限制。条文规定：可用于扑救棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾。其中所指“部分”的含义，即是本规范附录A中可燃物项所列举出的有关内容。换言之，凡未列出者，未经试验认定之前不应作为“部分”之内。如遇有“部分”之外的情况，则需要做专项试验，明确它的可行性以及可供应用的设计数据。 1.0.5 本条规定了不可用二氧化碳灭火系统扑救的物质对象，概括为三大类：含氧化剂的化学制品，活泼金属，金属氰化物。
  制定本条内容的依据，主要是参照了国际和国外先进标准。   （1）国际标准ISO 6183规定：“二氧化碳不适合扑救下列物质的火灾：自身供氧的化学制品，如硝化纤维，活泼金属和它们的氰化物（如钠、钾、镁、钛、锆等）。”   （2）英国标准BS 5306规定：“二氧化碳对金属氰化物，钾、钠、钠、钛、锆之类的活泼金属，以及化学制品含氧能助燃的纤维素等物质的灭火无效。”   （3）美国标准NFPAI2规定：“在燃烧过程中，有下列物质的则不能用二氧化碳灭火：      ①自身含氧的化学制品，如硝化纤维；      ②活泼金属，如钠、钾、镁、钛、锆；      ③金属氰化物。”
1.0.5A 考虑到二氧化碳灭火系统一旦发生误喷或泄漏，很可能对人员造成伤害。在我国曾先后发生过几次不同程度的二氧化碳灭火系统误喷及储瓶间二氧化碳泄漏事故，造成了人身安全事故。为避免因系统误动作或泄漏引起的人身伤害，规定经常有人停留的场所不应采用二氧化碳全淹没灭火系统。 1.0.6 本条规定中所指的“现行的有关国家标准”，除在本规范中已指明的以外，还包括以下几个方面的标准：   （1）防火基础标准与有关的安全基础标准；   （2）有关的工业与民用建筑防火标准、规范；   （3）有关的火灾自动报警系统标准、规范；   （4）有关的二氧化碳灭火剂标准；   （5）其它有关的标准。
 2.1.1 全淹没灭火系统 total flooding extinguishing system      在规定的时间内，向防护区喷射一定浓度的二氧化碳，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。  2.1.2 局部应用灭火系统 local application extinguishing system      向保护对象以设计喷射率直接喷射二氧化碳，并持续一定时间的灭火系统。  2.1.3 防护区 protected area      能满足二氧化碳全淹没灭火系统应用条件，并被其保护的 封闭空间。  2.1.4 组合分配系统 combined distribution systems      用一套二氧化碳储存装置保护两个或两个以上防护区或保护对象的灭火系统。  2.1.5 灭火浓度 flame extinguishing concentration      在101kPa 大气压和规定的温度条件下，扑灭某种火灾所需二氧化碳在空气与二氧化碳的混合物中的最小体积百分比。  2.1.5A 设计浓度 design concentration
    由灭火浓度乘以1.7得到的用于工程设计的浓度。  2.1.6 抑制时间 inhibition time      维持设计规定的二氧化碳浓度使固体深位火灾完全熄灭所需的时间。  2.1.7 泄压口 pressure relief opening      设在防护区外墙或顶部用以泄放防护区内部超压的开口。  2.1.8 等效孔口面积 equivalent orifice area
    与水流量系数为0.98 的标准喷头孔口面积进行换算后的喷头孔口面积。  2.1.9 充装系数 filling factor      高压系统储存容器中二氧化碳的质量与该容器容积之比。  2.1.9A 装量系数 loading factor      低压系统储存容器中液态二氧化碳的体积与该容器容积之比。  2.1.10 物质系数 material factor      可燃物的二氧化碳设计浓度对34%的二氧化碳浓度的折算系数。  2.1.11 高压系数 high-pressure system      灭火剂在常温下储存的二氧化碳灭火系统。  2.1.12 低压系数 low-pressure system      灭火剂在-18℃～20℃低温下储存的二氧化碳灭火系统。  2.1.13 均相流 equilibrilum flow      气相与液相均匀混合的二相流。