细水雾灭火系统设计.docx

1、细水雾灭火系统设计细水雾灭火系统设计、施工及验收规范日期：2007-5-17 出自： 浏览 10646 次1 总 则1.0.1 本条提出了制定本规范的目的和意义，即合理地设计细水雾灭火系统通过正确的施工与调试方式，使之有效地保护人身和财产安全。细水雾灭火系统是以水为介质，采用特殊喷头在特定的工作压力下喷洒细水雾进行灭火或控火的一种固定式灭火系统。细水雾雾滴直径小，比表面积大，火场火焰及高温将其迅速汽化，细水雾在汽化过程中吸收大量热量，降低火场温度，并降低氧气含量，达到迅速灭火的功效。细水雾灭火系统的研究及应用的历史超过50年，但其技术发展也长期处于停滞不前状态。随着近几年科学技术的高速发展，加

2、之卤代烷系列灭火剂的全面被禁止使用，大量消防保护场所亟待新型的灭火系统予以保护。在各国科研、生产及学术研究机构的共同努力下细水雾灭火技术有了较大的发展。细水雾灭火系统对保护对象可实施灭火、抑制火、控制火、控温和降尘等多种方式的保护，同时，对于扑救带电设备火灾中发挥了良好的作用。其灭火机理可归纳如下：1、高效吸热细水雾喷头对具有一定压力的水流进行分流、撞击以及空气雾化，将喷头出口处雾滴粒径控制在1000以下，小粒径水滴在受热后易于汽化，在气、液相态变化过程中从燃烧物质表面吸收了大量的热量，按100水的蒸发潜热为2257kJ/kg计，每只喷嘴喷出的水雾吸热功率约为300kW。2、窒息细水雾喷入火场

3、后，雾滴在受热汽化后，体积增大了1700倍，最大限度地排除了火场的空气，在燃烧物周围形成一道屏障阻挡新鲜空气的吸入。当氧气周围的氧气浓度降低到一定水平时，火焰将被窒息、熄灭。3、阻隔辐射热细水雾喷入火场后，蒸发形成的蒸汽迅速将燃烧物、火焰和烟羽笼罩，对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力，能够有效抑制辐射热引燃周围其它物品，达到防止火焰蔓延的效果。我国的细水雾灭火系统研究以公安部天津消防科学研究所承担的国家“九五”重点科技攻关项目子专题“细水雾灭火系统的研究”课题为代表。该项目已于2001年12月通过了科技部和公安部组织的项目鉴定。该项目提出的高压细水雾灭火系统灭火机理、适用范围、工程应用技术参数等

4、数据和结论是编制本规范的重要基础和依据。为了尽快将细水雾灭火系统这项新技术应用到工程实际中，公安部天津消防科学研究所于2002年先后主持召开了“室内油浸式电力变压器细水雾灭火系统工程应用性实体灭火实验”和“图书、档案库房细水雾灭火系统工程应用性实体灭火实验”专家评定会，两次会议得出了关于A类、B类火灾的工程应用技术参数和结论，为编制本规范进一步提供了依据。美国防火协会于1996年第一次发布了细水雾灭火系统标准NFPA750，后经修订，又发布了2000版的细水雾灭火系统标准NFPA750。NFPA750是指导性标准，它对细水雾的概念、系统类型、系统构成、适用范围进行了阐述和界定。由于我国目前尚无

5、相关的技术标准，为了规范细水雾灭火系统的设计及施工过程，为了提供必要的消防审核、验收依据，特制定广东省地方性工程建设标准细水雾灭火系统设计及施工及验收规范。1.0.2 本规范目前不适用于运输工具中设置的细水雾灭火系统的设计。1.0.3 本条规定了细水雾灭火系统设计、施工及产品选型的原则。考虑到细水雾灭火系统本身就属于不断发展完善的新型灭火系统，需要不断地引进和开发新的技术，将成熟、先进的相关产品运用到灭火系统中来。但同时也要求在保障安全可行并且经济合理的前提下使用新技术、新产品。1.0.4 本条规定的细水雾灭火系统适用范围是在多次火灾模拟实验以及大量经证实安全可靠的国内外技术资料的基础上列出的

6、。本规范将细水雾灭火系统的适用范围限定在室内及地下建筑物内环境正是由于规范组目前所掌握的相关技术资料和试验数据还不足以证明细水雾灭火系统能够扑灭广东地区任何气候条件下的相关类型火灾。因此，在本规范适用范围中没有包括室外场所的内容。1.0.5 本条主要是明确了不能以水介质扑救的火灾类型。1.0.6 本条规定中所指的“现行的国家有关标准”，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、有关的产品标准；5、其它有关的标准。2 术语、符号2.1 术语2.1.1 细水雾 Wate

7、r Mist本条定义是参照NFPA-750关于细水雾的定义，但在水雾雾滴大小的选择上又略有不同。通常，水雾粒子粒径若Dv0.99小于400 ，则基本上可以扑灭B类火灾。较大粒径的水雾粒子由于对燃烧物有较佳的湿润效果，因此对扑灭A类火灾十分有效。由于以上原因，本规定定义细水雾系统为能产生Dv0.99小于1000的水雾系统。2.1.2 雾滴体积直径 Dvf雾滴体积中间直径Dv0.5， 表示喷雾液体总体积中50%是由直径大于此中间直径的液滴，另外50%是由直径小于此中间直径的液滴组成的。也就是说，在该直径以上或以下的粒子的累积体积相等。Dv0.5也可表示为VMD，是一种以被喷雾液体的体积来表示液滴大

8、小的方法。由于VMD是以喷雾液体体积为基础的表示方法，所以它被广泛引用。2.1.3 细水雾灭火系统Water Mist Systems细水雾灭火系统以水为介质，对火焰和烟羽区进行冷却、稀释氧气、阻隔辐射热以实现控制、抑制及扑灭火灾。2.1.4 低压系统 Low Pressure Systems根据NFPA-750的定义，系统工作压力小于175 psi（12.1 bar）为低压细水雾灭火系统。2.1.5 中压系统Intermediate Pressure Systems 根据NFPA-750的定义，系统工作压力大于175 psi（12 bar），小于500 psi (34.5 bar) 为中压细

9、水雾灭火系统。2.1.6高压系统 High Pressure Systems根据NFPA-750中定义，系统工作压力大于500 psi (34.5 bar) 为高压细水雾灭火系统。公安部天津消防研究所在进行细水雾实体灭火试验过程中特别侧重研究和试验了细水雾高、中、低压灭火系统对各类火灾的灭火效果。高压细水雾灭火系统适应范围最为广泛，它能扑灭：A类、B类、C类火灾和电器火灾。如：电子计算机房、通信设备房、控制室、磁带库、配电间、档案库、油浸变压器室、液压设备室、地铁车站等场所的消防保护，这些类型的保护区在国外已有很多采用高压系统保护的工程实例。中、低压系统较多用于B类火灾。2.1.7 单管系统

10、Single Piping Systems对于只有水一种液体在管道内流动，称为单流体系统，应该没有疑问；如果还有一种系统，管路内流动的有高压氮和水，尽管是气、液两相流，按照本规范的定义，也应该是单流体细水雾灭火系统。2.1.8 双管系统 Twin Piping System双管系统产生细水雾的机理是，低速流动的水流与较高速度流动的气流相接触，产生水雾雾滴。双流体系统的雾化喷头如图所示。2.1.9 预制式系统 Pre-engineered System系统所采用的水或气，既可以是由系统本身配备的储水罐或储气罐供给，也可以由系统以外的水源或气源供给。某一种规格或类型的预制式系统可以保护的火灾种类及

11、保护空间的规模，都要由实验室根据实际火灾试验来测定。进口的细水雾灭火系统多数都通过了FM认证，具有FMRC提供的实验报告。对于预制系统，厂商提供的设计手册包括了工程设计所需要的基本参数，设计师只需要简单计算就可选出适当的系统。该系统是应用最为广泛、最为成熟的一种细水雾灭火系统。2.1.10 全淹没系统 Total Flooding System主要用于保护整个防护区，而不同于局部应用系统，只保护一个具特定的设备或设备的某一部分。2.1.11 局部应用系统 Local Application System主要是保护一个特定的被保护对象，或该对象的一个局部，如燃气轮机的轴承。细水雾相对于气体灭火系

12、统的重要优势之一，就是被保护空间封闭程度对灭火效果的影响要比气体小的多，所以可以采用局部应用系统。2.1.12 组合分配系统 Combined Distribution System考虑到在一栋建筑内同一时间发生火灾的概率只有一次，因此，在建筑物内设有两个或两个以上防护区时就可以采用一套细水雾灭火系统进行保护。2.1.13 容器式系统 Self-Contained Supplying System由储水容器、储气容器、单向阀、集流管、安全泄压装置、控制阀、喷嘴、管道、连接管件及压力开关、探测器、报警控制器等部件组成的细水雾灭火系统。该系统备用状态下储水容器常压、储气容器高压。2.1.14 泵组

13、式系统 Pump Supplying System由储水箱、过滤器、高压泵组、集流管、安全泄压装置、控制阀、喷嘴、管道、连接管件及压力开关、探测器、报警控制器等部件组成的细水雾灭火系统。该系统备用状态下储水箱存储灭火所需全部水量。2.1.18 细水雾喷头 Water Mist Nozzle它是系统中最为关键的部件。根据喷嘴的结构形式、喷雾形状分及用途分为许多种类型，用于消防系统的喷嘴主要有螺旋式喷嘴（spiral nozzle）、雾化式喷嘴（air-atomizing nozzle）、撞击式喷嘴（Impinging nozzle）、多头喷嘴(cluster nozzles)、多孔喷嘴(mult

14、iple orifice nozzle)等。喷嘴产生细水雾的原理为下列几种方式之一：液体以相对于周围空气很高的速度被释放出来，由于液体与空气的速度差而被撕碎成在液滴直径在几百微米的水细水雾；液体流碰到固定的表面，因碰撞产生水微粒子；两股组成类似的流体相互碰撞，形成水微粒子。描述喷嘴水力特性的参数主要有，水雾液滴直径，喷嘴接口的螺纹尺寸、特性系数（K）、在各个压力下的流量、喷雾角度、喷嘴孔径、自由畅通直径。自由畅通直径（Free Pass Diameter）是指该尺寸的颗粒通过喷头时不至于堵塞。此外还有喷头的外形尺寸、重量、制造材料、消防认证等。2.1.19 雾化介质 Atomizing Med

15、ia作为雾化介质的气体，既可以是有高压氮气，也可以是压缩空气。2.1.20 防护区 Protected area 防护区必须具有一定的承压能力，保持相应封闭性。其围护结构应具有一定的耐火等级。2.1.21 系统响应时间 Response Time系统响应时间对有效扑救初起火灾具有重要意义。2.1.22 检验批inspection lot根据建筑工程质量验收统一标准，工程竣工验收所包括的最基本内容，在验收工作中的最小单位。3 设计方法 3.1.1由于细水雾喷头的孔径一般非常小，水中的杂质会影响细水雾灭火系统组件的正常工作，因此对该系统用水的水质提出要求。 对于特殊的被保护物体为达到更好的灭火效果

16、也可以在水中加入适当的灭火药剂。水质应为无污染、无腐蚀、无悬浮物、无沉淀物。其最低要求应达到国家饮用水水质标准，有特殊要求的被保护对象所需水质由设计者定。3.1.2 设置备用泵是为了保证系统供水的可靠性，备用泵的流量和扬程应不小于最大一台工作泵的流量和扬程。可靠的动力保障，也是保证可靠供水的重要措施。因此，提出了泵组式灭火系统的供电负荷必须达到一级负荷。这条规定与现行国家防火规范要求相同。3.1.3 全淹没灭火系统是对整个保护空间进行灭火，设计灭火系统时必须以整个保护空间的体积为依据进行设计计算；局部灭火系统是指细水雾完全分布到被保护的危险区域或物品的周围，局部应用系统必须设计成能保护在封闭、

17、半封闭或户外条件下的物品或危险区域，局部应用系统必须采用自动喷头或通过独立的探测系统来驱动。3.1.4 由于细水雾具有趋热特性，而且水颗粒细小、质量轻，所以细水雾系统释放灭火前，应关闭影响灭火效果的设备和设施。对于人员确认发生的火灾已经被扑灭后，才可启动排烟设备进行排烟和灾后处理。3.1.5 细水雾灭火系统对于A、B类火灾非常有效，但对于扑灭可燃气体的火灾，必须在细水雾灭火系统中设置联动信号，灭火系统释放前，关断可燃气体气源。3.1.6 本条严格限定了对全淹没灭火系统的要求，必须严格分析保护区域的特点，精密设计，使系统安全有效。3.1.6.1 对于全淹没细水雾灭火系统防护区允许开口面积系数和开

18、口设置位置是通过变压器实体灭火实验确定的。3.1.6.2 同等采用二氧化碳灭火系统设计规范GB50193-93第3.1.2.3条的规定。3.1.7.1 同等采用二氧化碳灭火系统设计规范GB50193-93第3.1.3.1条的规定。3.1.7.2 本条规定在喷头与保护对象之间喷头喷射角范围内不应有遮挡物。是因为雾滴喷射到遮挡物表面后会有一部分结成水滴流淌，降低灭火效果。3.1.8.1 本条规定对于两个或两个以上的防护区，细水雾灭火系统允许采用组合分配方式，但瓶组储水量或泵组流量应按最大区计算。3.1.8.2本条考虑瓶组式细水雾组合分配灭火系统的储水量是一定的，如果在规定的时间内不能有效控制火势，

19、则没有过量的水来补充。为了提高系统可靠性，降低火灾失控的概率，规定最多保护8个防护区或保护对象；如果超出上述防护区或保护对象数量应另外设置灭火系统。因泵组式细水雾系统能够连续供水喷雾，系统可靠性较高，本条对泵组式细水雾组合分配灭火系统未作相应规定。3.1.9 为了在细水雾灭火系统安装、调试结束或投入使用后，检验系统的可靠性，测试系统能否正常启动，要求在每一个保护区设置系统动作试验装置。系统动作试验装置是由多个阀门、管道、泄水口及固定支架组成，设置于区域控制阀与水雾喷头之间的目的主要是为了在系统动作试验过程中，避免开式喷头造成误喷现象。3.1.10 本条对系统类型的选择作了指引，而不同的项目选用

20、由设计者根据产品的特性、火灾的种类?即危险等级的不同、火灾报警器与喷头动作的时间差、以及保护区对水渍损失要求等综合因素确定。3.1.11 本条针对开式系统而言，这主要从现有市场产品设备配置的经济性和必要性而定。在实际设计中应根据保护区的燃烧种类，火灾损失和蔓延速度，且应特别注意系统的响应时间符合本规范第3.2.6条规定。3.1.12 本条适用闭式喷头系统保护区计算作用面积水量，其含义同我国现行自动喷水灭火系统设计规范相同。3.2.1目前细水雾灭火系统产品种类繁多、产品标准不一、参数各异，因此规定基本设计参数应根据防护区和保护对象的具体情况确定。3.2.2表3-1规定的累积喷雾时间是根据实体灭火

21、实验结果附加保险系数并参考NFPA的有关规定制订的。对于表中未涉及的保护对象，可通过实验确定。3.2.3.1喷头是细水雾灭火系统的关键组件，种类繁多、各厂家标准不一，难以对其参数做出统一规定。因此，在选择喷头过程中，只能依据各厂家提供的技术资料进行选择。这里必须强调的是，厂家提供的喷头技术资料是必须经过国家有关消防产品检测机构检测认可的产品。厂家在提供这类资料时，同时还应提供喷头在最不利情况或最大防护区尺寸下扑救同类火灾的相关证明材料。3.2.3.2为了把细水雾均匀、迅速地送达防护区每个角落，全淹没系统喷头宜均衡布置在防护区顶部。由于细水雾脱离喷头后冲量极小，因此对于高空间或较高物体应分层布置

22、喷头，以期把细水雾均匀、迅速地送达防护区每个角落。本条规定了细水雾系统中喷头的设计基本原则，喷头的计算和设计必须根据被保护区的特点进行配置，其中需要确定的因素有：喷头间最大间隔；喷头距墙最大距离；喷头距天花板最大距离；喷头最小间距；细水雾系统喷头排列方式；决定喷头数，计算房间长度部分所需的喷头数：（无条件进位成整数）沿着房间长度部分之喷头数=长度最大喷头间距计算房间宽度部分所需的喷头数：（无条件进位成整数）沿着房间宽度部分之喷头数=宽度最大喷头间距决定喷头间距计算喷头在房间长度方向上真正的间距在格子型布置之长度方向上，间距如下：格子型布置之长度方向上之喷头间距=房间长度沿着房间长度部分之喷头数

23、喷头距长度方向上端墙距离：距离墙最近之喷头，距离不得大于格子型布置之长度方向上喷头间距的一半。喷头距端墙距离格子型布置之长度方向喷头间距2计算喷头在房间宽度方向上真正的间距在格子型布置之宽度方向上，间距如下：格子型布置之宽度方向上的喷头间距=房间宽度沿着房间宽度部分之喷头数喷头距宽度方向上端墙距离：距端墙最近之喷头，距离不得大于格子型布置之宽度方向之喷头间距的一半。喷头距端墙距离格子型布置的宽度方向的喷头间距3.2.3.3从各细水雾灭火系统生产厂家提供的资料来看，喷头间距均不大于3.0m，并很少小于1.5m。而且在实体灭火实验中也采用了同样喷头间距范围。3.2.3.4本条要求根据喷头喷射特性进

24、行系统设计，是整个系统能够有效实施灭火的必要保证。3.2.3.6本条规定是根据公安部天津消防科学研究所委托天津电力实验研究院进行的高压细水雾系统带电喷雾实验的结果制订的。由于细水雾具有良好的电绝缘性能，因此细水雾系统可用于扑灭电气设备火灾，但是细水雾喷头和管道，均要与带电的电器部件保持一定的距离。鉴于上述原因，细水雾喷头、管道与高压电气设备带电（裸露）部分的最小安全静距是设计中不可忽略的问题，各国相应的规范、标准均作了具体规定。 NFPA750中1-7：细水雾系统设备与带电无绝缘电气设备的间距，见下表：本条规定了细水雾喷头、管道与高压带电（裸露）部分的最小安全净距离。3.2.4 本条是借鉴了气

25、体灭火系统的有关规定而制定的。3.2.4.2本条规定的细水雾灭火系统储气容器和储水容器的数量比应为1：3，且容器容积应一致，是形成细水雾的基本保证。3.2.5.1 单个喷头的流量 为通用算式，不同型号的喷头具有不同的K值计算喷头的流量。当保护对象发生时，细水雾灭火系统通过喷头实施喷雾灭火或防护冷却，因此本规范规定系统的计算流量按系统启动后同时喷雾的喷头流量之和确定。本规范细水雾灭火系统的计算流量，从最不利点喷头开始，沿程按同时动作的每个细水雾喷头实际工作压力逐个计算其流量，然后累计同时动作的喷头总流量确定为系统流量。 3.2.5.2 本公式所给出的系统用水量为系统流量与喷射累积时间之和。3.2

26、.5.3 系统储水量3.2.5.3.1 考虑到容器式细水雾灭火系统的储水量是预先设置的，而且储水容器相对安全可靠，不易造成水量遗失。因此，储水量可按用水量进行计算。该式计算示例：假设：按3.2.3.1系统布置10只喷头（n=10），每只喷头K=0.5，喷雾时间为t=20min，选用V0=80L储水瓶，充装率=0.99，则：系统用水量=1.1*0.5*10*20=110L，每瓶储水量=0.99*80=79.2L，储水容器的数量N=110/79.2=2 只储水瓶 （圆整）3.2.5.3.2 为了安全起见，在设定水箱储水量时，在灭火用水量的基础上加设了一定量的安全系数。3.2.6细水雾灭火系统的响应

27、时间是从探测器动作到报警控制器输出启动信号至细水雾灭火装置的时间。且从系统启动到喷头喷出细水雾的时间实际上也限制了系统管道的长度。这两个时间之和不大于65s，也是实体火灾实验的结果。本条规定的细水雾灭火系统的响应时间，3.2.7中高压系统管网计算等同采用NFPA750给出的Darcy-Weisbach计算公式，对于低压系统管网计算公式仍等同采用NFPA750给出的Hazen-Williams计算公式，密度和动力粘度参考NFPA750提供的数据和我国化工手册公布的数据。4 系统组件 4.1 一般规定4.1.1 经国家固定灭火系统及耐火构件质量监督检验中心检测合格，说明该厂商生产的细水雾灭火系统成

28、套产品的技术性能达到了标准规定的要求。4.1.2 本条规定在贮存容器上设置耐久的固定标牌，目的是为了便于对灭火系统进行验收、检查和维护。由于细水雾灭火系统具有腐蚀小、久贮不变的优点，储水容器和储气容器可以使用相当长的时间，甚至可达几十年之久。因此，设置一个耐久的固定标牌是必要的。4.1.3 解释同上。4.2 组件要求4.2.1 过滤器过滤器是细水雾灭火系统关键部件之一。对于以水泵供水的系统，储水箱前的供水管、水泵进水口前应设过滤器。对于预制式系统，根据该系统本身的要求，设置过滤器。有的喷头自带过滤器，该过滤器的应作为喷头的组成部分经过检测。过滤器滤网的网孔太大，则造成喷头堵塞，太小则影响系统流

29、量，规定应不大于喷头流水通径的80 %。4.2.2 喷头喷嘴是细水雾灭火系统最为重要的部件，其技术参数应该是有关检测机构认可的数据。不论是工程设计系统还是预制系统，都应该在制造商的技术手册内提供文中所列的各项技术参数，为工程设计提供基本的设计依据。4.2.3 安全泄压装置中压、高压细水雾灭火系统的系统工作压力明显高于其它自动喷水灭火系统的系统工作压力，因此，对于储气容器和储水容器的安全性应引起足够的重视。为了保障细水雾灭火系统的储气容器、储水容器不会因某项事故环节而对人员和财产造成伤害，必须在每个压力容器上设置安全泄压装置。现行国家标准GB150钢制压力容器、压力容器安全技术监察规程中也要求压

30、力容器设安全泄压装置，且应实行定期检验制度。具体的设置方案应由设计配合生产厂家完成。4.2.4 控制阀4.2.4.1 控制阀是细水雾灭火系统的主要部件之一，功能包括了启动细水雾灭火系统和在组合分配系统中选择保护区的功用。操作方式上不但规定了电动而且还手动应急操作，这主要考虑到万一电动操作失灵（包括停电），应能通过人为的手动操作启动灭火系统进行灭火。4.2.4.2在组合分配系统中，每个防护区或保护对象应设置一个控制阀。在火灾发生时，可以有选择地打开出现火情的防护区或保护对象的控制阀，喷射细水雾进行灭火。控制阀上设有对应防护区或保护对象的永久性铭牌是防止操作时出现差错。4.2.5 容器和泵组4.2

31、.5.1专用设备间内环境温度要求450，主要考虑到灭火介质水及系统部件对环境温度的要求，设置在专用设备间内主要是为了便于管理及安全。对于瓶组式细水雾灭火系统，如果设置在防护区外有困难时，可以设置在防护区内，但为了应用钢制瓶组柜加以保护。4.2.5.2专用设备间的耐火等级不应低于二级，与建筑设计防火规范对水泵房的等级相同。室内应保持干燥，可避免容器、管道、电气仪表等因潮湿而锈蚀。良好通风可避免因检修或加压气体氮气的泄漏造成设备间内浓度过高而对人身造成危害。4.2.6 管道、连接件及支架4.2.6.1因为细水雾喷头对水质要求很高，如果管道锈蚀，会造成喷头的堵塞，且细水雾灭火系统压力较高，所以本条规定选用必须无缝钢管。本条所规定的各种管道公称通径和壁厚，是通过计算与试验所得到，且满足了管道的各种连接方法。4.2.6.3本条的要求，主要使细水雾灭火系统的管道安装牢固，不产生径向晃动与轴向窜动。4.2.7细水雾灭火系统的报警和控制线路应穿金属管保护符合GB50116火灾自动报警系统设