二氧化碳灭火系统设计规范（2010版） GB50193-93

2.2.1 几何参数   A——折算面积；    A₀——开口总面积；    A_p——在假定的封闭罩中存在的实体墙等实际围封面的面积；    A_t——假定的封闭罩侧面围封面面积；    A_v——防护区的内侧面、底面、顶面（包括其中的开口)的总内表面积；    A_x——泄压口面积；    D——管道内径；    F——喷头等效孔口面积；     L——管道计算长度；    L_b——单个喷头正方形保护面积的边长；     L_p——瞄准点偏离喷头保护面积中心的距离；    N——喷头数量；    N_g——安装在计算支管流程下游的喷头数量；     N_p——高压系统储存容器数量；    V——防护区的净容积；    V₀——单个储存容器的容积；    V_d——管道容积；     V_g——防护区内不燃烧体和难燃烧体的总体积；    V_i——管网内第i 段管道的容积；    V₁——保护对象的计算体积；    V_v——防护区的容积；    φ——喷头安装角。 2.2.2 物理参数   C_p——管道金属材料的比热；     H——二氧化碳蒸发潜热；    K₁——面积系数；     K₂——体积系数；    K_b——物质系数；     K_d——管径系数；    K_h——高程校正系数；     K_m——裕度系数；    M——二氧化碳设计用量；     M_c——二氧化碳储存量；     M_g——管道质量；     M_r——管道内的二氧化碳剩余量；    M_s——储存容器内二氧化碳剩余量；     M_v——二氧化碳在管道中的蒸发量；     P_i——第i 段管道内的平均压力；     P_j——节点压力；    P_t——围护结构的允许压强；    Q——管道的设计流量；    Q_i——单个喷头的设计流量；    Q_t——二氧化碳喷射率；    q₀——单位等效孔口面积的喷射率；    q_v——单位体积的喷射率；    T₁——二氧化碳喷射前管道的平均温度；    T₂——二氧化碳平均温度；    t——喷射时间； 
   t_d——延迟时间；    Y——压力系数；    Z——密度系数；     a——充装系数；    ρ_i——第i 段管道内二氧化碳平均密度。
3.1.1 二氧化碳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。全淹没灭火系统应用于扑救封闭空间内的火灾；局部应用灭火系统应用于扑救不需封闭空间条件的具体保护对象的非深位火灾。  3.1.2 采用全淹没灭火系统的防护区，应符合下列规定：    3.1.2.1 对气体、液体、电气火灾和固体表面火灾，在喷放二氧化碳前不能自动关闭的开口，其面积不应大于防护区总内表面积的3%，且开口不应设在底面。    3.1.2.2 对固体深位火灾，除泄压口以外的开口，在喷放二氧化碳前应自动关闭。    3.1.2.3 防护区的围护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.50h吊顶的耐火极限不应低于0.25h，围护结构及门窗的允许压强不宜小于1200Pa。    3.1.2.4 防护区用的通风机和通风管道中的防火阀，在喷放二氧化碳前应自动关闭。  3.1.3 采用局部应用灭火系统的保护对象,应符合下列规定：    3.1.3.1 保护对象周围的空气流动速度不宜大于3m/s。必要时，应采取挡风措施。    3.1.3.2 在喷头与保护对象之间，喷头喷射角范围内不应有遮挡物。    3.1.3.3 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150mm。  3.1.4 启动释放二氧化碳之前或同时，必须切断可燃、助燃气体的气源。
3.1.4A 组合分配系统的二氧化碳储存量，不应小于所需储存量最大的一个防护区或保护对象的储存量。  3.1.5 当组合分配系统保护5 个及以上的防护区或保护对象时，或者在48h 内不能恢复时，二氧化碳应有备用量，备用量不应小于系统设计的储存量。 
  对于高压系统和单独设置备用量储存容器的低压系统，备用量的储存容器应与系统管网相连，应能与主储存容器切换使用。
  条文说明

3.1一般规定
  3.1.1 本条包含两部分内容，其一是规定二氧化碳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；其二是规定两种系统的不同应用条件（范围），全淹没灭火系统只能应用在封闭的空间里，而局部应用灭火系统可以应用在开敞的空间。     关于全淹没灭火系统、局部应用灭火系统、局部应用灭火系统的应用条件，BS 5306：pt4指出：“全淹没灭火系统有一个固定的二氧化碳供给源永久地连向装有喷头的管道，用喷头将二氧化碳放到封闭的空间里，使得封闭空间内产生足以灭火的二氧化碳浓度“；局部应用灭火系统……喷头的布置应是直接向指定区域内发生的火灾喷射二氧化碳，这指定区域是无封闭物包围的，或仅有部分被包围着，无需在整个存放被保护物的容积内形成灭火浓度。“此外，1SO6183和NFPA I2中都有与上述内容大致相同的规定。 3.1.2 本条规定了全淹没灭火系统的应用条件。   3.1.2.1 本款参照ISO 6183、 BS 5306和NFPA 12等标准，规定了全淹没系统防护区的封闭条件。     条文中规定对于表面火灾在灭火过程中不能自行关闭的开口面积不应大于防护区总表面积的3％，而且3％的开口不能开在底面。
    开口面积的大小，等效采用ISO 6183规定：“当比值A_o/A_v大于0.03时，系统应设计成局部应用灭火系统；但并不是说，比值小于0.03时就不能应用局部应用灭火系统”。提出开口不能开在底部的原因是：二氧化碳的密度比空气的密度约大50％，即二氧化碳比空气重，最容易在底面扩散流失，影响灭火效果。   3.1.2.2 在本款中规定，对深位火灾，除泄压口外，在灭火过程中不能存在不能自动关闭的开口，是根据以下情况确定的。     采用全淹没方式灭深位火灾时，必须是封闭的空间才能建立起规定的设计浓度，并能保持住一定的抑制时间，使燃烧彻底熄灭，不再复燃。否则，就无法达到这一目的。   关于深位火灾防护区开口的规定，参考了下述国际和国外先进标准：     ISO 6183规定：“当需要一定抑制时间时，不允许存在开口，除非在规定的抑制时间内，另行增加二氧化碳供给量，以维持所要求的浓度”。NFPA 12规定：“对于深位火灾要求二氧化碳喷放空间是封闭的。在设计浓度达到之后，其浓度必须维持不小于20min的时间”。BS 5306规定：“深位火灾的系统设计以适度的不透气的封闭物为基础，就是说应安装能自行关闭的挡板和门，这些挡板和门平时可以开着，但发生人灾时应自行关闭。这种系统和围护物应设计成使二氧化碳设计浓度保持时间不小于20min。”   3.1.2.3 本款规定的全淹没灭火系统防护区的建筑构件最低耐火极限，是参照国家标准《建筑设计防火规范》对非燃烧体及吊顶的耐火极限要求，并考虑下述情况提出的：
  （1）为了保证采用二氧化碳全淹没灭火系统能完全将建筑物内的火灾扑灭，防护区的建筑构件应该有足够的耐火极限，以保证完全灭火所需时间。完全灭火所需要的时间一般包括火灾探测时间、探测出火灾后到施放二氧化碳之前的延时时间、施放二氧化碳时间和二氧化碳的抑制时间。这几段时间中的二氧化碳的抑制时间是最长的一段，固体深位火灾的抑制时间一般需20min左右。若防护区的建筑构件的耐火极限低于上述时间要求，则有可能在火灾尚未完全熄灭之前就被烧坏，使防护区的封闭性受到破坏，造成二氧化碳大量流失而导致复燃。   （2）二氧化碳全淹没灭火系统适用于封闭空间的防护区，也就是只能扑救围护结构内部的可燃物火灾。对围护结构本身的火灾是难以起到保护作用的。为了防止防护区外发生的火灾蔓延到防护区内，因此要求防护区的围护构件、门、窗、吊顶等，应有一定的耐火极限。     关于防护区围护结构耐火极限的规定，同时也参考了国际和国外先进标准的有关规定，如ISO 6183规定：“利用全淹没二氧化碳灭火系统保护的建筑结构应使二氧化碳不易流散出去。房屋的墙和门窗应该有足够的耐火时间，使得在抑制时间内，二氧化碳能维持在预定的浓度。“BS 5306规定：”被保护容积应该用耐火构件封闭，该耐火构件按BS 476第八部分进行试验，耐火时间不小于30min。” 3.1.2.4 本款规定防护区的通风系统在喷放二氧化碳之前应自动关闭，是根据下述情况提出的：     向一个正在通风的防护区施放二氧化碳，二氧化碳随着排出的空气很快流出室外，使防护区内达不到二氧化碳设计浓度，影响灭火；另外，火灾有可能通过风道蔓延。     本款的提出参考了国际和国外先进标准规定：     ISO 6183规定：“开口和通风系统，在喷放二氧化碳之前，至少在喷放的同时，能够自动断电并关闭”。BS 5306规定：”在有强制通风系统的地方，在开始喷射二氧化碳之前或喷射的同时，应该把通风系统的电源断掉，或把通风孔关闭”。 NFPA 12规定：“在装有空调系统的地方，在喷放二氧化碳之前或同时，把空调系统切断或关闭，或既切断又关闭，或提供附加的补偿气体。” 3.1.3 本条规定了局部应用灭火系统的应用条件。   3.1.3.1 二氧化碳灭火剂属于气体灭火剂，易受风的影响，为了保证灭火效果，必须把风的因素考虑进去。为此，曾经在室外作过喷射试验。发现在风速小于3m/s时，喷射效果较好，风对灭火效果影响不大，仍然满足设计要求。依此，规定了保护对象周围的空气流动速度不宜大于3m/s的要求。又为了对环境风速条件不宜限制过死，有利于设计和应用，故又规定当风速大于3m/s时，可考虑采取挡风措施的做法。     国外有关标准也提到了风的影响，但对风速规定不具体。 如BS 5306规定：“喷射二氧化碳一定不能让强风或空气流吹跑。”   3.1.3.2 局部应用系统是将二氧化碳直接喷射到被保护对象表面而灭火的，所以在射流的沿程是不允许有障碍物的，否则会影响灭火效果。   3.1.3.3 当被保护对象为可燃液体时，流速很高的液态二氧化碳具有很大的功能，当二氧化碳射流喷到可燃液体表面时，可能引起可燃液体的飞溅，造成流淌火或更大的火灾危险。为了避免这种飞溅的出现，可以在射流速度方面作出限制，同时对容器缘口到液面的距离作出规定。为了和局部应用喷头设计数据的试验条件相一致，故作出液面到容器缘口的距离不得小于150mm的规定。     国际标准和国外先进标准也都是这样规定的。如，ISO 6183规定：对于深层可燃液体火灾，其容器缘口至少应高于液面150mm；NFPA 12中规定：当保护深层可燃液体灭火时，必须保证油盘缘口要高出液面至少6in（150mm）。 3.1.4 喷射二氧化碳前切断可燃、助燃气体气源的目的是防止引起爆炸。同时，也为防止淡化二氧化碳浓度，影响灭火。
3.1.4A 组合分配系统是用一套二氧化碳储存装置同时保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二氧化碳灭火剂。但应考虑满足任何二氧化碳用量的防护区或保护对象灭火需要，组合分配系统的二氧化碳储存量，不小于所需储存量最大的一个防护区或保护对象的储存量，能够满足这种需要。 3.1.5 本条规定了备用量的设置条件、数量和方法。
  （1）备用量的设置条件。这里指出两点，一是组合分配系统防护区或保护对象确定为5个及以上时应有备用量，这是等效采用VdS 2093制定的；其二是48h内不能恢复时应设备用量。这是参照BS 5306：pt4并结合我国国情制定的。应该指出，设置备用量不限于这两点，当防护区或保护对象或者危险性大或非常重要时，为了不间断保护，也可设置备用量。   （2）备用量的数量。备用量是为了保证系统保护的连续性，同时也包含了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。   （3）备用量的设置方法。对高压系统只能是另设一套备用量储存容器；对低压系统，可以另设一套备用量储存容器，也可以加大主储存容器的容量，本条第二段是针对另设一套储存容器而言的。备用量的储存容器与系统管网相连，与主储存容器切换使用的目的，是为了起到连续保护作用。当主储存容器不能使用时，备用储存容器可立即投入使用。