二氧化碳灭火系统立体停车楼

　　1二氧化碳概述

　　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，灭火后能快速散逸，不留痕迹，又没有毒害。它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。二氧化碳灭火系统是一种优良的灭火设备，经长期使用己得到证明。它适用于电子计算机房、数据库、图书馆、银行、仓库、食品库、烟草库、大型发电机、电缆隧道、船舶机舱、货舱、纺织机等生产作业，危险场所的防火、灭火设施。九十年代初国际上开始禁用破坏大气臭氧层的卤代烷产品以来，二氧化碳作为灭火剂，不导电，灭火后不沾污物品，且价格低廉，产品易得，是可以取代卤代烷灭火剂的产品。

　　2二氧化碳灭火系统在实际工程中的设计

　　二氧化碳灭火系统的工程设计，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。下面结合工程实例具体分析二氧化碳灭火系统在实际中的应用。

　　2．1设计基本参数选取

　　本工程为混凝土结构立体汽车库，共五个防护区，每个防护区为十二层车位加顶层机房。保护区高24m，总体积为2巧8m3，总面积为90。

　　本气体灭火系统本着集中控制、方便管理、节约经费的原则采用高压二氧化碳全淹没式组合分配灭火系统。

　　根据GB50193一93（2010年版）第3 · 2· 2中之规定，“当防护区有两种或两种以上可燃物时，防护区内二氧化碳设计浓度应采用可燃物中最大的二氧化碳设计浓度"。本工程中主要可燃物是汽油和油漆等，取油漆kb：1. 2，设计浓度为40％。

　　根据GB50193一93（2010年版）第3 · 2· 2中之规定，二氧化碳的设计用量应按下式计算：

　　M = Kb（kb · A + K2 · V) A = Av + 30A0 V = Vv一V 式中：M一二氧化碳设计用量（kg）；Kb一物质系数；本工程取1. 2； Kl一面积系数（kg/），取0 · 2 kg/；K2一体积系数（kg/ m3），取0· 7 kg/m3 ·

　　A一折算面积（）；Ao一开口总面积（）；

　　Av一防护区的内侧面、底面、顶面（包括其中的开口）的总内表面v一防护区的净容积（）；v，一防护区容积（m3）；一防护区非燃烧体和难燃烧体的总体积（m3）。

　　本工程：M：1. 2（0· 2A + 0· 7V）经计算A：H27，V：2巧8m3 所以：M = 2083kg（5）在高于地面18m以上的部位，在车库的侧面，每个保护区开一个泄压口，泄压口的面积可按下式计算：A = 0· 76式中：A，一泄压口面积（）；Qt一二氧化碳喷射率（kg/min）； Pt一围护结构的允许压强（Pa）；本工程泄压口的面积A，0巧0。

　　2．2设计原理

　　本系统具有自动、手动及机械应急操作三种启动方式。自动状态下，当防护区发生火警时，火灾自动报警控制器（以下简称控制器）接到防护区第一回路探测火灾信号时，控制器启动防护区门口上方的警铃，发出铃声，通知值班人员马上赶到现场处理，如果火情继续漫延，控制器收到第二回路火灾信号时，启动防护区内声光报警器，使其发出尖锐的警报声和闪烁的白光，通知工作人员马上撤离，同时立即发出联动信号切断电源关闭车库人口大门，为灭火作好准备。（如果发现火情并不严重，可以用手提式灭火器把火灭掉，在延时范围内可以按下紧急停止按钮可使系统不动作）。延迟30秒后，火灾报警控制器输出24伏直流电压。启动灭火系统，二氧化碳灭火剂经管网施放到防护区。同时，报警控制器接收压力讯号器反馈信号，控制器面板上喷放指示灯亮。并且防护区的放气指示门灯显亮，避免人员误人。

　　当工作人员在防护区工作时，可以通过防护区门外的手动/自动转换开关（防护区的主要出人口需安装手动/自动、紧急启动/停止开关），使系统从自动状态转换到手动状态，当防护区发生火警时，报警控制器只发出报警信号，不输出动作信号。由值班人员确认火警，按下控制器面板或击碎防护区门外紧急启动按钮，即可立即启动系统，喷放二氧化碳灭火剂。当自动、手动紧急启动都失灵时，可进人储瓶间内实现机械应急操作启动。只需拔出对应防护区启动器上的手动拉环，即可完成整套系统的启动喷放工作，操作简单。

　　2．3 设计用量计算

　　表1大坝工程混凝土配合比

　　序号防护区名称设计浓AvVv  (mg)C02设计用C02设计量M(kg)储存量、瓶 数喷射时11库40H2021282056222000< 60

　　22库4011272巧820832250< 60

　　33库4011272巧820832250

　　44库40H2721582083225000< 60

　　55库4011272巧820832250

　　2．4 管网计算

　　（1）管网中干管的设计流量

　　Q = M/t

　　取全部释放时间为t = Imin，最大防护区设计流量Q = 2083/ 1：

　　2083酽min

　　?¨2??管网中喷嘴的设计流量

　　对采用均衡布置的管网，均衡管网中喷嘴的设计流量可按下式计算：

　　Qi：Qg/N

　　式中：Q，一单个喷嘴的设计流量min；N一喷嘴总数，个；Qg一管网中干管的设计流量。kg/min；

　　?¨3??管径确定

　　根据GB50193一93（2010年版）之规定，全淹没灭火系统管网管径由下式确定：

　　D：Kd丿0其中：Kd：L 41、3 · 78，此处取Kd：2· 5，即D：2巧v@ （4）管段计算长度的确定各管段计算长度为对应的各管段实长与管道附件当量长度之和。各管段管道附件当量长度见二氧化碳灭火系统设计规范GB50四3一93 （2010年版）附录B。

　　（5）二氧化碳管道压力降计算

　　各防护区的二氧化碳管道压力降可根据下式计算： Y 2：Y I + ALQ 2 + B( Z 2 一z 1）Q 2式中：Y2一管段末端压力系数值（Mpa · kg/m3）；Yl一管段始端压力系数值（Mpa · kg/m3 ) ;· 295 ·

　　Z2一管段末端密度系数值；一管段始端密度系数值；Q一二氧化碳流量（kg/min)；L一管段计算长度（m)；A、B一二氧化碳管道简化计算系数，可分别表示为：

　　14950

　　0 · 8725 × 10一4 × D 刀4 二氧化碳的压力系数Y和z值见"二氧化碳灭火系统设计规范 GB50193一93（2010年版）附录D一1。二氧化碳管道简化计算系数A 和B见下表，工程计算时可直接采用。

　　二氧化碳管道简化计算系数A、B值表1大坝工程混凝土配合比管径細司B管径〔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在二氧化碳管道压力降计算中，对于管段两端存在高度差的应进行高程压力校正，并将此值计人管段的终端压力计算中。二氧化碳气体向上流动时高程压力校正值取负值，二氧化碳向下流动时高程压力校正值取正值。高程压力损失可按下式计算：

　　Ph = H · Kh 式中：H一喷头高度相对储瓶液面的高度差，m；Kh一高程校正系数，MP m，具体见二氧化碳灭火系统设计规范GB50193一93（2010年版）附录E一1。

　　本工程二氧化碳气瓶间设于小区内服务楼内地下一层，层高为3．65米。静压水头以平均压力5．17MPa查附录E一1得,Ph = 3．65m ·o．008MP m = 0· 03MPa 故二氧化碳气瓶出口处压力P产5．17一0．03 = 5．14MPa 管段（1）一（2）分析压力降计算过程：L = 75m，D = 100mm1040k min 始端（1）计算压力为PI = 5 · 14MPa,Yl = 23 · 8，Zl = 0．00巧由上表已知条件A：3 · 62 × 10 B = 4 · 95 × 10Y2：№ + ALQ2 + B( Z2一(l ) Q2：23．8 + 3，62 × 10一7 × 75 × 10402+未定项（忽略未定项） = 53，2 +未定项（忽略未定项）以Y2：53，2MPa · kg/m查表对应值Z2 = 0· 0033 补充计算未定式：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 +未定项（忽略未定项）：70．6 +未定项以Y3：70．6MPa · kg/"13，查表对应值70：0、0240 补充计算未定式《Y3 =Y2 +ALQ2 + B ( )3 - Z2 ) Q2：72．1查表得：5．()8MPa 以平均压力5．用MPa查附录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 +未定项（忽略未定项）：105．05 +未定项（忽略未定项）以Y4：I()5.05MPa ·，查表对应值Z4 = 0．0796 补充计算未定式：Y4：Y3 + ALQ2 + B（Z4一70）()2：] 06 · 3查表得墻：5．03MPa 以平均乐力5．()4MPa查附录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 依此计算方法，得出5 “巧各节点人口处压力，列人下表（6）喷嘴的选择

　　用每个喷嘴的喷射率和流量算出每个喷嘴的等效孔口面积，再根据等效孔口面积选定喷嘴产品规格。喷嘴的喷射率详见"二氧化碳灭火系统设计规范GB50193一93（2010年版）附录FO 公式如下：F =Q/qo式中：F一等效孔口面积，；Q一喷头流量，kg/m 一等效孔口单位面积喷射率,kg/( min · mm2）。

　　车库平面图及各参数如下表所示：

　　5

　　段流 (kg/min)量管段管径 mm管段计算长度 （mm压力降始端压力降终端喷射率等效孔口面积Q/qo喷嘴规格代号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小结

　　对立体停车楼进行二氧化碳气体灭火系统设计，把其划分为5个、

　　防护区，采用二套火火剂（其中一套为备用）贮存装置对其保护，计算得出本项目的二氧化碳最大设计用量为2083kg，对各防护区采用均衡管网布置，布置的喷嘴数为260个，通过计算二氧化碳烁力降和喷射率，确定各防护区的喷嘴型号为5．5、6、6巧。

　　3二氧化碳灭火系统在实际工程中的施工注意事项o）没置气体火火系统的场所应配备专业用的空气呼吸器或氧气呼吸器．（2）贮存容器贮存压力5．7MPao集流管上所没安全阀的动作压力为巧± 0 · 75 Pa。，最不利点喷头工作压力1,4MPa.

　　(D管道工作压力为5．17 MPa，（20。c）管道严密性试验压力为 7．8MPaD（2）防护区的门应向疏散方向开启，选用防火门并应加装自动闭门器；在任何情况下均能从防护区内打开，如用非密闭门，则应没防火卷帘。囹安全排放阀门的排气管应连接到筌外，以保证室内的气体浓度不会上升到危险的水平。@气瓶储存间的耐火等级不应低于二级，并必须保持于燥和通风良好。0防护区门窗的耐火极限应大于 0巧h，允许压强应人于] 200Pa。@防护区灭火时应保持封闭条件，除泄压口以外的其他开口，该防护区内的通风机和通风管道的防火阀等，在喷放前应自动关闭。0防护区的泄压口宜设在外墙上，应位于防护区净高的2/3以上。当设有外开弹性闭门器或弹簧门，其开口面积不小于泄压口计算面积时，不需另设泄压口。

　　4二氧化碳气体灭火系统管网安装

　　（1）管道安装，对于公称直径小于或等于80mm的管道宜采用螺纹连接，对于公称直径大于80mm的管道宜采用法兰连接。喷嘴管线均不得置于或经过高压设备与线路的上方。〈2）管道采用镀锌无缝钢管，所有管道沿梁底吊架固定或沿墙支架固定，喷头垂直管道安装．无缝钢管及管件内外应镀锌或涂防腐涂料；输送启动气体的管道采用紫铜管，其质量应符合国家有关标准．。（3）管道支承架应符合《气体灭火系统施工安装》规范要求。（4）管道安装完毕后，其表面应涂红色面漆