二氧化碳滅火系統(tǒng)立體停車樓
1二氧化碳概述
二氧化碳是一種能夠用于撲救多種類型火災(zāi)的滅火劑。它的滅火作用主要是相對減少空氣中的氧氣含量。降低燃燒物的溫度，使火焰熄滅。二氧化碳是一種惰性氣體，對絕大多數(shù)物質(zhì)沒有破壞作用，滅火后能快速散逸，不留痕跡，又沒有毒害。它適用于撲救各種可燃、易燃液體和那些受到水、泡沫、干粉滅火劑的沾污而容易損壞的固體物質(zhì)的火災(zāi)。另外，二氧化碳是一種不導(dǎo)電的物質(zhì)，可用于撲救帶電設(shè)備的火災(zāi)。二氧化碳滅火系統(tǒng)是一種優(yōu)良的滅火設(shè)備，經(jīng)長期使用己得到證明。它適用于電子計算機房、數(shù)據(jù)庫、圖書館、銀行、倉庫、食品庫、煙草庫、大型發(fā)電機、電纜隧道、船舶機艙、貨艙、紡織機等生產(chǎn)作業(yè)，危險場所的防火、滅火設(shè)施。九十年代初國際上開始禁用破壞大氣臭氧層的鹵代烷產(chǎn)品以來，二氧化碳作為滅火劑，不導(dǎo)電，滅火后不沾污物品，且價格低廉，產(chǎn)品易得，是可以取代鹵代烷滅火劑的產(chǎn)品。
2二氧化碳滅火系統(tǒng)在實際工程中的設(shè)計
二氧化碳滅火系統(tǒng)的工程設(shè)計，須根據(jù)防護區(qū)或保護對象的具體情況，選擇合理的設(shè)計方案。下面結(jié)合工程實例具體分析二氧化碳滅火系統(tǒng)在實際中的應(yīng)用。
2．1設(shè)計基本參數(shù)選取
本工程為混凝土結(jié)構(gòu)立體汽車庫，共五個防護區(qū)，每個防護區(qū)為十二層車位加頂層機房。保護區(qū)高24m，總體積為2巧8m3，總面積為90。
本氣體滅火系統(tǒng)本著集中控制、方便管理、節(jié)約經(jīng)費的原則采用高壓二氧化碳全淹沒式組合分配滅火系統(tǒng)。
根據(jù)GB50193一93（2010年版）第3 · 2· 2中之規(guī)定，“當(dāng)防護區(qū)有兩種或兩種以上可燃物時，防護區(qū)內(nèi)二氧化碳設(shè)計濃度應(yīng)采用可燃物中最大的二氧化碳設(shè)計濃度"。本工程中主要可燃物是汽油和油漆等，取油漆kb：1. 2，設(shè)計濃度為40％。
根據(jù)GB50193一93（2010年版）第3 · 2· 2中之規(guī)定，二氧化碳的設(shè)計用量應(yīng)按下式計算：
M = Kb（kb · A + K2 · V) A = Av + 30A0 V = Vv一V 式中：M一二氧化碳設(shè)計用量（kg）；Kb一物質(zhì)系數(shù)；本工程取1. 2； Kl一面積系數(shù)（kg/），取0 · 2 kg/；K2一體積系數(shù)（kg/ m3），取0· 7 kg/m3 ·
A一折算面積（）；Ao一開口總面積（）；
Av一防護區(qū)的內(nèi)側(cè)面、底面、頂面（包括其中的開口）的總內(nèi)表面v一防護區(qū)的凈容積（）；v，一防護區(qū)容積（m3）；一防護區(qū)非燃燒體和難燃燒體的總體積（m3）。
本工程：M：1. 2（0· 2A + 0· 7V）經(jīng)計算A：H27，V：2巧8m3 所以：M = 2083kg（5）在高于地面18m以上的部位，在車庫的側(cè)面，每個保護區(qū)開一個泄壓口，泄壓口的面積可按下式計算：A = 0· 76式中：A，一泄壓口面積（）；Qt一二氧化碳噴射率（kg/min）； Pt一圍護結(jié)構(gòu)的允許壓強（Pa）；本工程泄壓口的面積A，0巧0。
2．2設(shè)計原理
本系統(tǒng)具有自動、手動及機械應(yīng)急操作三種啟動方式。自動狀態(tài)下，當(dāng)防護區(qū)發(fā)生火警時，火災(zāi)自動報警控制器（以下簡稱控制器）接到防護區(qū)第一回路探測火災(zāi)信號時，控制器啟動防護區(qū)門口上方的警鈴，發(fā)出鈴聲，通知值班人員馬上趕到現(xiàn)場處理，如果火情繼續(xù)漫延，控制器收到第二回路火災(zāi)信號時，啟動防護區(qū)內(nèi)聲光報警器，使其發(fā)出尖銳的警報聲和閃爍的白光，通知工作人員馬上撤離，同時立即發(fā)出聯(lián)動信號切斷電源關(guān)閉車庫人口大門，為滅火作好準備。（如果發(fā)現(xiàn)火情并不嚴重，可以用手提式滅火器把火滅掉，在延時范圍內(nèi)可以按下緊急停止按鈕可使系統(tǒng)不動作）。延遲30秒后，火災(zāi)報警控制器輸出24伏直流電壓。啟動滅火系統(tǒng)，二氧化碳滅火劑經(jīng)管網(wǎng)施放到防護區(qū)。同時，報警控制器接收壓力訊號器反饋信號，控制器面板上噴放指示燈亮。并且防護區(qū)的放氣指示門燈顯亮，避免人員誤人。
當(dāng)工作人員在防護區(qū)工作時，可以通過防護區(qū)門外的手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（防護區(qū)的主要出人口需安裝手動/自動、緊急啟動/停止開關(guān)），使系統(tǒng)從自動狀態(tài)轉(zhuǎn)換到手動狀態(tài)，當(dāng)防護區(qū)發(fā)生火警時，報警控制器只發(fā)出報警信號，不輸出動作信號。由值班人員確認火警，按下控制器面板或擊碎防護區(qū)門外緊急啟動按鈕，即可立即啟動系統(tǒng)，噴放二氧化碳滅火劑。當(dāng)自動、手動緊急啟動都失靈時，可進人儲瓶間內(nèi)實現(xiàn)機械應(yīng)急操作啟動。只需拔出對應(yīng)防護區(qū)啟動器上的手動拉環(huán)，即可完成整套系統(tǒng)的啟動噴放工作，操作簡單。
2．3 設(shè)計用量計算
表1大壩工程混凝土配合比
序號防護區(qū)名稱設(shè)計濃AvVv (mg)C02設(shè)計用C02設(shè)計量M(kg)儲存量、瓶 數(shù)噴射時11庫40H2021282056222000< 60
22庫4011272巧820832250< 60
33庫4011272巧820832250
44庫40H2721582083225000< 60
55庫4011272巧820832250
2．4 管網(wǎng)計算
?。?）管網(wǎng)中干管的設(shè)計流量
Q = M/t
取全部釋放時間為t = Imin，最大防護區(qū)設(shè)計流量Q = 2083/ 1：
2083釅min
?¨2??管網(wǎng)中噴嘴的設(shè)計流量
對采用均衡布置的管網(wǎng)，均衡管網(wǎng)中噴嘴的設(shè)計流量可按下式計算：
Qi：Qg/N
式中：Q，一單個噴嘴的設(shè)計流量min；N一噴嘴總數(shù)，個；Qg一管網(wǎng)中干管的設(shè)計流量。kg/min；
?¨3??管徑確定
根據(jù)GB50193一93（2010年版）之規(guī)定，全淹沒滅火系統(tǒng)管網(wǎng)管徑由下式確定：
D：Kd丿0其中：Kd：L 41、3 · 78，此處取Kd：2· 5，即D：2巧v@ （4）管段計算長度的確定各管段計算長度為對應(yīng)的各管段實長與管道附件當(dāng)量長度之和。各管段管道附件當(dāng)量長度見二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50四3一93 （2010年版）附錄B。
（5）二氧化碳管道壓力降計算
各防護區(qū)的二氧化碳管道壓力降可根據(jù)下式計算： Y 2：Y I + ALQ 2 + B( Z 2 一z 1）Q 2式中：Y2一管段末端壓力系數(shù)值（Mpa · kg/m3）；Yl一管段始端壓力系數(shù)值（Mpa · kg/m3 ) ;· 295 ·
Z2一管段末端密度系數(shù)值；一管段始端密度系數(shù)值；Q一二氧化碳流量（kg/min)；L一管段計算長度（m)；A、B一二氧化碳管道簡化計算系數(shù)，可分別表示為：
14950
0 · 8725 × 10一4 × D 刀4 二氧化碳的壓力系數(shù)Y和z值見"二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB50193一93（2010年版）附錄D一1。二氧化碳管道簡化計算系數(shù)A 和B見下表，工程計算時可直接采用。
二氧化碳管道簡化計算系數(shù)A、B值表1大壩工程混凝土配合比管徑細司B管徑〔m司AB
7 9．30 × 10 一6977．78 × 1013，79 × 107，92 × 10 一4丨693．× 10 ·63姬38 × 10 一4653．48 × 106 一2．77 × ] 0 一425524，87 × 106 一] 26，72 × ] 0 冖4L17 × 10“，6L21 × 10 一4143．61 ×用一647．2] × 10 一43．62 x107 一4．95又用44、06 一冱33 × 10 一4251.12xIO7 一2．03幻0 一5在二氧化碳管道壓力降計算中，對于管段兩端存在高度差的應(yīng)進行高程壓力校正，并將此值計人管段的終端壓力計算中。二氧化碳氣體向上流動時高程壓力校正值取負值，二氧化碳向下流動時高程壓力校正值取正值。高程壓力損失可按下式計算：
Ph = H · Kh 式中：H一噴頭高度相對儲瓶液面的高度差，m；Kh一高程校正系數(shù)，MP m，具體見二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50193一93（2010年版）附錄E一1。
本工程二氧化碳氣瓶間設(shè)于小區(qū)內(nèi)服務(wù)樓內(nèi)地下一層，層高為3．65米。靜壓水頭以平均壓力5．17MPa查附錄E一1得,Ph = 3．65m ·o．008MP m = 0· 03MPa 故二氧化碳氣瓶出口處壓力P產(chǎn)5．17一0．03 = 5．14MPa 管段（1）一（2）分析壓力降計算過程：L = 75m，D = 100mm1040k min 始端（1）計算壓力為PI = 5 · 14MPa,Yl = 23 · 8，Zl = 0．00巧由上表已知條件A：3 · 62 × 10 B = 4 · 95 × 10Y2：№ + ALQ2 + B( Z2一(l ) Q2：23．8 + 3，62 × 10一7 × 75 × 10402+未定項（忽略未定項） = 53，2 +未定項（忽略未定項）以Y2：53，2MPa · kg/m查表對應(yīng)值Z2 = 0· 0033 補充計算未定式：Y2；53．2十4 · 95 × 10一5 × 0．0018 × 10402：53，3 查表得P2：5．10MPa 以P2：5．10MPa值查表得：Y2：55．4MPa · kg/m3 ,Z2：0．0035 管段（2）一（3）L：16、2m，D：65mm，Q：520k minY3：Y2 + ALQ2 + B（一70）()2 = 55．4 + 3．48 ×用 6 ×丨6．2 ×5202 +未定項（忽略未定項）：70．6 +未定項以Y3：70．6MPa · kg/"13，查表對應(yīng)值70：0、0240 補充計算未定式《Y3 =Y2 +ALQ2 + B ( )3 - Z2 ) Q2：72．1查表得：5．()8MPa 以平均壓力5．用MPa查附錄E一1得,Ph：3巧m · 0 · 0078MP m= 0．03MPa
P'3：5 · 08一0．03：5．05MPa 以P'3：5 · 05MPa值查表得：Y3：97 · 2MPa · kg/m3 ,7,3：0 · 0600 管段（3）一（4）L：9．79m,D =65mm,Q =480kg/miIlY4：Y3 + ALQ2 + B（7,4一Z3）Q2：97．2 + 3．48 ×用一6 × 9．79 ×4802 +未定項（忽略未定項）：105．05 +未定項（忽略未定項）以Y4：I()5.05MPa ·，查表對應(yīng)值Z4 = 0．0796 補充計算未定式：Y4：Y3 + ALQ2 + B（Z4一70）()2：] 06 · 3查表得墻：5．03MPa 以平均樂力5．()4MPa查附錄E一]得,PI,= l . 61m · 0．0075 MPa/m= 0，()2MPa
= 5．03一0．02 = 5．01 MPa
· 296 ·
以P'4 = 5 · 01MPa值查表得：Y4：125．44MPa · kg/m ,Z4：0．0780 依此計算方法，得出5 “巧各節(jié)點人口處壓力，列人下表（6）噴嘴的選擇
用每個噴嘴的噴射率和流量算出每個噴嘴的等效孔口面積，再根據(jù)等效孔口面積選定噴嘴產(chǎn)品規(guī)格。噴嘴的噴射率詳見"二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50193一93（2010年版）附錄FO 公式如下：F =Q/qo式中：F一等效孔口面積，；Q一噴頭流量，kg/m 一等效孔口單位面積噴射率,kg/( min · mm2）。
車庫平面圖及各參數(shù)如下表所示：
5
段流 (kg/min)量管段管徑 mm管段計算長度 （mm壓力降始端壓力降終端噴射率等效孔口面積Q/qo噴嘴規(guī)格代號0 厶10401開755口45．103．02813 · 21
3-52016．25．105．052．86513．965巧
乙 '4809．795．055.012．73514．63
9．795．0]4．982．667巧．006
i?04開509．124．984．932．579巧巧16
0 /3608．454．934．892巧08巧．956
8320& 454· 894．842．41916巧46
2808．454．844．802．36416．926
9一102407．684· 804．752．30017．396
10一11200406．914．754．712．24917 · 796巧一12160404．714· 662· 18518．31
12一131207．144．664．622．14018．696．5
1 3一146．484．624．572．088四．166巧
14一巧40204口84．574．522．035四．6656．52．5小結(jié)
對立體停車樓進行二氧化碳氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計，把其劃分為5個、
防護區(qū)，采用二套火火劑（其中一套為備用）貯存裝置對其保護，計算得出本項目的二氧化碳最大設(shè)計用量為2083kg，對各防護區(qū)采用均衡管網(wǎng)布置，布置的噴嘴數(shù)為260個，通過計算二氧化碳爍力降和噴射率，確定各防護區(qū)的噴嘴型號為5．5、6、6巧。
3二氧化碳滅火系統(tǒng)在實際工程中的施工注意事項o）沒置氣體火火系統(tǒng)的場所應(yīng)配備專業(yè)用的空氣呼吸器或氧氣呼吸器．（2）貯存容器貯存壓力5．7MPao集流管上所沒安全閥的動作壓力為巧± 0 · 75 Pa。，最不利點噴頭工作壓力1,4MPa.
(D管道工作壓力為5．17 MPa，（20。c）管道嚴密性試驗壓力為 7．8MPaD（2）防護區(qū)的門應(yīng)向疏散方向開啟，選用防火門并應(yīng)加裝自動閉門器；在任何情況下均能從防護區(qū)內(nèi)打開，如用非密閉門，則應(yīng)沒防火卷簾。囹安全排放閥門的排氣管應(yīng)連接到筌外，以保證室內(nèi)的氣體濃度不會上升到危險的水平。@氣瓶儲存間的耐火等級不應(yīng)低于二級，并必須保持于燥和通風(fēng)良好。0防護區(qū)門窗的耐火極限應(yīng)大于 0巧h，允許壓強應(yīng)人于] 200Pa。@防護區(qū)滅火時應(yīng)保持封閉條件，除泄壓口以外的其他開口，該防護區(qū)內(nèi)的通風(fēng)機和通風(fēng)管道的防火閥等，在噴放前應(yīng)自動關(guān)閉。0防護區(qū)的泄壓口宜設(shè)在外墻上，應(yīng)位于防護區(qū)凈高的2/3以上。當(dāng)設(shè)有外開彈性閉門器或彈簧門，其開口面積不小于泄壓口計算面積時，不需另設(shè)泄壓口。
4二氧化碳氣體滅火系統(tǒng)管網(wǎng)安裝
?。?）管道安裝，對于公稱直徑小于或等于80mm的管道宜采用螺紋連接，對于公稱直徑大于80mm的管道宜采用法蘭連接。噴嘴管線均不得置于或經(jīng)過高壓設(shè)備與線路的上方。〈2）管道采用鍍鋅無縫鋼管，所有管道沿梁底吊架固定或沿墻支架固定，噴頭垂直管道安裝．無縫鋼管及管件內(nèi)外應(yīng)鍍鋅或涂防腐涂料；輸送啟動氣體的管道采用紫銅管，其質(zhì)量應(yīng)符合國家有關(guān)標準．。（3）管道支承架應(yīng)符合《氣體滅火系統(tǒng)施工安裝》規(guī)范要求。（4）管道安裝完畢后，其表面應(yīng)涂紅色面漆
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