对《二氧化碳灭火系统设计规范》的一点意见

　　提要　根据有关计算公式 ,经核算认为《二氧化碳灭火系统设计规范》( GB50193 - 93) 中二氧化碳灭火系统设计参数---可燃物物质系数规定的数值存在一定误差。并对此进行比较分析。

　　关键词　二氧化碳灭火系统设计规范　物质系数　计算

　　0引言

　　根据《中国消耗臭氧层物质淘汰国家方案》和《中国消防行业哈龙整体淘汰计划》的要求 ,我国将于 2005 年停止生产卤代烷 1211 灭火剂 ,2010 年停止生产卤代烷 1301 灭火剂 ,卤代烷灭火系统会逐步被淘汰。目前 ,除了二氧化碳以外 ,国内尚无有关惰性气体和含氢氟烃(HFC) 灭火系统设计与施工的国家标准。因此 ,二氧化碳灭火系统以其优良的灭火性能 ,必然成为我国消防行业主要的气体灭火手段之一。《二氧化碳灭火系统设计规范》( GB50193 93) (以下简称“规范”) 是建设部发布的国家标准 ,其中规定的计算公式和有关数据的准确程度将直接影响灭火系统的安全性能。笔者在实践中 ,通过查阅参考文献 ,对“规范”规定的有关参数作了详细计算 , 发现个别数据不够准确 ,现将计算所得陈述如下。

　　1对“规范”有关参数的计算

　　“规范”第 3 23 条规定 ,二氧化碳的设计用量应按下式计算 :

　　M =Kb ( K1 A + K2 V ) 式中 M ---二氧化碳设计用量 ,kg ;

　　Kb ---物质系数 ;

　　K1 ---面积系数 ,取 0 2 kg/ m2 ; K2 ---体积系数 ;取 0 7 kg/ m3 ;

　　A ---折算面积 ,m2 ;

　　V ---防护区净容积 ,m3 。

　　“规范”第 3 342 条规定 ,二氧化碳的单位体积的喷射率应按下式计算 :

　　qv =Kb(16 - 12 A p/ A t)

　　式中 qv ---单位体积的喷射率 ,kg/ (min·m3) ; A t ---假定的封闭罩侧面围封面积 ,m2 ;

　　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 ,m2 。

　　上述两个计算公式中 ,均涉及物质系数 Kb 值。为了方便计算“规范”附表, A 列出了 61 种可燃物的二氧化碳设计灭火体积分数 C 值和抑制时间 ,以及物质系数 Kb 值。

　　根据文献 ,物质系数 Kb 是这样确定的。为了灭火系统设计方便 ,取二氧化碳最小设计灭火体积分数 34 %时 ,物质系数 Kb = 1 ,制定出反映各物质间不同灭火设计体积分数的倍数关系 ,用下式表示 : b Kb b1= ln(1 b- C) / lnb1(1 - b01342003b2) b b1

　　式中 C ---某物质的二氧化碳灭火设计体积分数。

　　笔者按此公式对“规范”附表 A 中所列可燃物的 K 值进行了计算 ,发现所得结果与“规范”附表

　　A 中所列之数据有一定的出入 ,见表 1。

　　表 1 中 K 为“规范”附表 A 所列之 K 值 , Kb2 为笔者计算所得之 K 值 ,误差值为 K - K 的差

　　值 ,误差百分率为误差值与 K 的百分比。

　　2讨论

　　从表 1 可以看出 ,丙酮等 12 种可燃物的灭火设计体积分数为 34 % ,其物质系数 K 值为 1 ,没有误差。其余 44 种可燃物均有不同程度的误差。误差率最小为 068 % ,最大为 45 %。其中误差率小于 1 %的有 25种 ,全部为液体与气体可燃物 ;误差率大于等于 1 %小于 2 %的有 6 种,主要为液体与气体可燃物 ;误差率大于等于 2 %的有 13 种 ,全部为固体类及特种场合可燃物。

　　总体看来 ,所有数据的误差率均不超过 5 %。现以“规范”条文说明第 3 23 条计算示例为例 ,看

　　Kb 值误差对二氧化碳设计用量的影响。

　　给水排水　Vol29 　No3　 95

　　表1　可燃物的二氧化碳设计灭火体积分数和物质系数

　　设计体积物质系 物质系误差百序号 可　燃　物误差值

　　分数/ % 数 Kb1 数 Kb2分率/ %

　　1 丙酮341 001 0000

　　2 乙炔662 572 60+ 0 031 17

　　3 航空燃料 115 # / 145 #361 061 07+ 0 010 94

　　4 粗苯(安息油、偏苏油) 、苯371 101 11+ 0 010 91

　　5 丁二烯411 261 27+ 0 010 80

　　6 丁烷341 001 0000

　　7 丁烯 + 1371 101 11+ 0 010 91

　　8 二硫化碳723 033 06+ 0 031 00

　　9 一氧化碳642 432 46+ 0 031 23

　　10 煤气或天然气371 101 11+ 0 010 91

　　11 环丙烷371 101 11+ 0 010 91

　　12 柴油341 001 0000

　　13 二甲醚401 221 23+ 0 010 82

　　14 二苯与其氧化物的混合物461 471 48+ 0 010 68

　　15 乙烷401 221 23+ 0 010 82

　　16 乙醇(酒精)431 341 35+ 0 010 75

　　17 乙醚461 471 48+ 0 010 68

　　18 乙烯491 601 62+ 0 021 25

　　19 二氯乙烯341 001 0000

　　20 环氧乙烷531 801 82+ 0 021 11

　　21 汽油341 001 0000

　　22 己烷351 031 04+ 0 010 97

　　23 正庚烷351 031 04+ 0 010 97

　　24 氢753 303 34+ 0 041 21

　　25 硫化氢361 061 07+ 0 010 94

　　26 异丁烷361 061 07+ 0 010 94

　　27 异丁烯341 001 0000

　　28 甲酸异丁酯341 001 0000

　　29 航空煤油 JP - 4361 061 07+ 0 010 94

　　30 煤油341 001 0000

　　31 甲烷341 001 0000

　　32 醋酸甲酯351 031 04+ 0 010 97

　　33 甲醇401 221 23+ 0 010 82

　　34 甲基丁烯 - 1361 061 07+ 0 010 94

　　35 甲基乙基酮(丁酮)401 221 23+ 0 010 82

　　36 甲酸甲酯391 181 19+ 0 010 85

　　37 戊烷351 031 04+ 0 010 97

　　38 正辛烷351 031 04+ 0 010 97

　　39 丙烷361 061 07+ 0 010 94

　　40 丙烯361 061 07+ 0 010 94

　　41 淬火油(灭弧油) 、润滑油341 001 0000

　　42 纤维材料622 252 33+ 0 083 56

　　43 棉花582 002 09+ 0 094 50

　　44 纸张622 252 33+ 0 083 56

　　45 塑料(颗粒)582 002 09+ 0 094 50

　　46 聚苯乙烯341 001 0000

　　47 聚氨基甲酸甲酯(硬)341 001 0000

　　48 电缆间和电缆沟471 501 53+ 0 032 00

　　49 数据储存间622 252 33+ 0 083 56

　　50 电子计算机房471 501 53+ 0 032 00

　　51 电器开关和配电室401 201 23+ 0 032 50

　　52 带冷却系统的发电机582 002 09+ 0 094 50

　　53 油浸变压器582 002 09+ 0 094 50

　　54 数据打印设备间622 252 33+ 0 083 56

　　55 油漆间和干燥设备401 201 23+ 0 032 50

　　56 纺织机582 002 09+ 0 09450

　　96　给水排水　Vol 29 　No3 　2003

　　该计算示例中 ,防护区为一侧墙上有 2m ×1m 开口(不关闭) 的散装乙醇库 ,实际尺寸为长 16 m , 宽 10 m ,高 3 5 m。二氧化碳设计用量按公式 M = Kb (0 2 A + 0 7 V ) 计算。根据给定数据计算得出 A = 562 m2 , V = 560 m3 ,则 M = 504 4 Kb 。采用表 1 所列之 Kb 值 ,当 Kb = 1 34 时 , M = 675 90 kg ; 当 Kb = 1 35 时 , M = 680 94 kg ,差值为 5 kg。

　　假定该防护区为一塑料 (颗粒) 库房 ,二氧化碳设计用量即为 M = 504 4 Kb 。按表 1 ,当 Kb = 2 00

　　3 　蒋永琨 ,等. 高层建筑消防设计手册1 . 上海1 :同济大学出版社 ,19951 时 ,M = 1 008 8kg ;当 Kb = 2 09 时 , M = 1 054 2 kg ,差值为 45 40 kg。

　　可以看出可燃物的物质系数 Kb 值 ,在误差率小于 5 %的情况下亦对二氧化碳设计用量的计算存在一定的影响。

　　3结语

　　根据上述计算结果可见“规范”附表,A 中所列之可燃物物质系数 Kb 值 ,存在一定的误差 ,对二氧化碳设计用量的计算具有一定的影响。笔者认为 , “规范”作为国家标准 ,是国内所有设计人员必须遵循的技术准则 ,其所规定的设计计算公式和数据应该在条件许可的范围内 ,力求科学、正确 ,以便设计人员据以设计的系统更趋合理、更加安全。

　　随着科学技术的进步“规范”也会不断完善。, 本文表 1 中所列之 Kb2值 ,仅为笔者根据有关参考文献所载之公式计算所得 ,供有关专家在修订规范时参考。