水喷雾灭火系统设计规范附带条文说明GB50219-95

1总则1.0.1为了合理地设计水喷雾灭火系统，减少火灾危害，保护人身和财产安全，制定本规范。【条文说明】1.0.1本条提出了制定本规范的目的，即合理地设计水喷雾灭火系统。水喷雾灭火系统是利用水雾喷头在一定水压下将水流分解成细小水雾滴进行灭火或防护冷却的一种固定式灭火系统。该系统是在自动喷水系统的基础上发展起来的，不仅安全可靠，经济实用，而且具有适用范围广，灭火效率高的优点。水喷雾系统与自动喷水系统相比较具有以下几方面的特点。一、保护对象：系统的保护对象主要为火灾危险性大，火灾扑救难度大的专用设或设备。二、适用范围：该系统不仅能够扑救固体火灾，尚可扑救液体火灾和电气火灾。三、水喷雾不仅可用于灭火而且可用于控火和防护冷却。由于具备以上特点，水喷雾系统在世界上工业发达国家的应用很普遍，尤其在工业领域中的石化、交通和电力部门获得了十分广泛的应用。近年来我国引进的大型成套石化、电力设备均配置了水喷雾系统，充分说明了该系统的应用已经很普及。我国从六十年代开始研究水喷雾系统，并于七十年代将研究成果应用在变压器的保护等方面。为进一步推动水喷雾系统的应用，针对应用中存在缺乏配套产品和工程应用技术薄弱这两个环节，公安部天津消防科研所与有关单位协作，按照公安部下达的科研计划，从1982年开始对水喷雾系统进行了全面深入的研究，先后完成了“自动喷水雨淋系统的研究”、“液化石油气贮罐火灾受热时喷水冷却试验的研究”和“液化石油气贮罐区固定式水喷雾消防系统工程应用技术的研究”三个部级重点课题研究任务，实现了系统产品的配套和工程应用技术的基本完善，使水喷雾系统的应用出现欣欣向荣的局面。我国现行的《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》以及石化、电力部门的有关规范均对应设置水喷雾系统的场所做出了明确规定，为水喷雾系统的应用提供了依据。十几年来我国各省市均已有不同行业的单位设置了水喷雾系统，保护对象包括油浸式电力变压器、液化石油气储罐、输煤装置等，其应用范围和数量正在逐步扩大。由于我国目前尚无水喷雾系统的配套规范，在已经投入运行和正在设计施工的系统均存在较多问题，其中包括产品质量、施工质量和管理不善等问题，但更突出的问题仍集中在设计方面，设计上的无章可循，使一些工程设计不尽合理完善，造成直接影响水喷雾系统的正常工作，制定本规范的目的就是为了解决这些问题，为水喷雾系统的设计提供依据，同时也为消防监督管理部门提供监督和审查的依据。1.0.2本规范适用于新建、扩建、改建工程中生产、储存装置或装卸设施设置的水喷雾灭火系统的设计；本规范不适用于运输工具或移动式水喷雾灭火装置的设计。【条文说明】1.0.2本条规定了本规范的适用范围和不适用范围。一、适用范围。本规范属于固定灭火系统工程建设国家规范，其主要任务是提出解决工程建设中设计水喷雾灭火系统的技术要求，国家标准《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》及石化、电力部门的有关规范均对应设置水喷雾系统的场所做出了明确的规定，本规范与上述国家标准配套并衔接，因此适用于各类新建、扩建、改建工程中的生产、储存装置或装卸设施设置的水喷雾系统。二、不适用范围。由于在车、船等运输工具中设置的水喷雾装置及移动式水喷雾装置均执行其本行业规范或一些相关的规定，而且这些水喷雾装置通常不属于一个完整的系统，因此对于本规范是不适用的。1.0.3水喷雾灭火系统可用于扑救固体火灾，闪点高于60℃的液体火灾和电气火灾。并可用于可燃气体和甲、乙、丙类液体的生产、储存装置或装卸设施的防护冷却。【条文说明】1.0.3本条规定了采用水喷雾系统灭火和防护冷却的适用范围。规定水喷雾系统用于灭火的适用范围的依据如下：一、水喷雾的灭火机理。根据国内外多年来对水喷雾灭火机理的研究，一致的结论是当水以细小的水雾滴喷射到正在燃烧的物质表面时会产生以下作用：（一）表面冷却。相同体积的水以水雾滴形态喷出时比直射流形态喷出时的表面积要大几百倍，当水雾滴喷射到燃烧表面时，因换热面积大而会吸收大量的热迅速汽化，使燃烧物质表面温度迅速降到物质热分解所需要的温度以下，使热分解中断，燃烧即终止。表面冷却的效果不仅取决于喷雾液滴的表面积，同时还取决于灭火用水的温度与可燃物闪点的温度差，闪点愈高，与喷雾用水两者之间温差愈大，冷却效果亦愈好。对于气体和闪点低于灭火所使用的水的温度的液体火灾，表面冷却是无效的，大量的试验证明，闪点低于60℃的液体火灾通过表面冷却来实现灭火的效果是不尽理想的。（二）窒息。水雾滴受热后汽化形成原体积1680倍的水蒸汽，可使燃烧物质周围空气中的氧含量降低，燃烧将会因缺氧而受抑或中断，实现窒息灭火的效果取决于能否在瞬间生成足够的水蒸汽并完全覆盖整个着火面。（三）乳化。乳化只适用于不溶于水的可燃液体，当水雾滴喷射到正在燃烧的液体表面时，由于水雾滴的冲击，在液体表层造成搅拌作用，从而造成液体表层的乳化，由于乳化层的不燃性使燃烧中断。对于某些轻质油类，乳化层只在连续喷射水雾的条件下存在，但对粘度大的重质油类，乳化层在喷射停止后仍能保持相当长的时间，这一点对防止复燃是十分有利的。（四）稀释。对于水溶性液体火灾，可利用稀释液体，使液体的燃烧速度降低而较易扑灭。灭火的效果取决于水雾的冷却、窒息和稀释的综合效应。以上四种作用在水雾喷射到燃烧物质表面时通常以几种作用同时发生，并实现灭火的。高了水的灭火效率，同时由于它细小水雾滴的形式所具有的不会造成液体火飞溅、电气绝缘度高的特点，在扑灭可燃液体火灾和电气火灾中得到广泛的应用。二、国内进行水喷雾灭火运用范围的研究。我国从1982年由公安部天津消防科研所对水喷雾系统的应用和适用范围进行了全面深入的研究，不仅对各种固体火灾如木材、纸张等进行了各种灭火实验，而且着重对扑灭液体火灾和电气火灾进行了一系列试验。水喷雾可以可靠地扑灭闪点高于60℃的液体火灾，试验数据见表1：为了对国内自行研制的水雾喷头的电气绝缘性能进行评价，公安部天津消防科学研究所委托天津电力试验所对该所研制的水雾喷头进行了电绝缘性能试验。试验布置如图1。试验在高压雾室进行，高压电极为2m×2m的镀锌钢板，水喷雾灭火系统包括水雾喷头、管路、水泵、水箱，全部用10mrn厚的环氧布板与地面绝缘，试验时高压电极上施加交流工频电压146kV，水雾喷头距离高压电极1M，在不同水压下向高压电极喷射水雾，此时通过微安表测得的电流数值如下表２。试验结果说明，水雾喷头工作压力愈高，水雾滴直径愈小，泄漏电流也愈小；在工作压力相同的条件下，流量规格小的水雾喷头的泄漏电流小，同时也说明研制的两种型号水雾喷头用于电气火灾的扑救是安全的。上述试验充分证明了水喷雾系统用于电气火灾的扑救是十分安全的。三、国外有关规范的规定。（一）美国NFPA一15“固定式防火水喷雾系统规范”中有关规定如下：1一4适用范围。1一4.1水雾系统可用于防护特定事故和设备，可以单独使用，也可以作为其他防火安全系统或设备的一部分。1一4.2水喷雾系统可用于下列事故的防护：(a)气体和易燃液体火灾；（b）诸如变压器、油开关、电机、电缆盘和电缆隧道等电气设施发生的火灾事故；（c）普通可燃物如纸张、木材和纺织品火灾；（d）某些固体危险物火灾。1—5用途：火喷雾能有效地用于下列目的中的一种或几种：（a）灭火；（b）控制燃烧；（c）暴露防护；（d）预防火灾；在附录中对上述四种目的的解释如下：（a）利用水雾冷却和产生的水蒸汽窒息，以及使有些易燃液体乳化和稀释等手段均可实现灭火，在有些情况下这些手段是同时发生作用来实现灭火的。（b）控制燃烧是通过对燃烧物喷射水雾的方法来实现的，凡是利用水雾进行彻底灭火效果不理想的燃烧物或不需要彻底灭火的情况下均可采用控制燃烧。（c）暴露防护是利用向暴露在火灾中的建筑或设备直接喷射水雾从而驱除或减少火焰传递的热量来实现的，水雾屏障比直接向燃烧物喷水雾的效果差，但在合适的情况下，可利用其将着火区分割。但同时应考虑风阻、热气流等不利因素的影响。（d）预防火灾，利用水雾溶解、稀释、驱散或冷却易燃物或将易燃物蒸气浓度降到燃烧极限以下来实现。（二）日本《消火设备概论》将水雾的防护目的划分为四类：①灭火；②抑制或控制火势；③防止火灾蔓延；④预防火灾。并解释如下：抑制和控制火势。对于低闪点的油品，水喷雾虽不能彻底灭火，但可抑制燃烧，对可燃气体火，为防止灭火后的二次爆炸，可用水喷雾使燃烧在受控条件下进行。防止蔓延。对于应重点保护的电气设施、可燃液体储罐和输送机皮带等，使用水喷雾覆盖和冷却，可防止火灾的蔓延或扩大。预防火灾。当装有可燃液体或气体的装置的温度超过某一值时可能发生着火或爆炸危险，利用具有冷却效果的水雾可控制装置的温度。（三）英国消防委员会《关于中速和高速水喷雾系统的临时规则》将水喷雾系统的防护目的划分为两类，即高速水喷雾系统用于闪点高于66℃以上的液体火灾的灭火，中速水喷雾系统用于闪点低于66℃的液体火灾的控制和冷却。水喷雾系统可用于防护冷却目的，其适用范围的依据如下：为采取其它灭火手段和事故处理措施争取时间。如液化气储罐发生火灾时，储罐内尚有剩余可燃气体时就将火扑灭，残余的可燃气体泄漏出来与空气混合到一定浓度，遇明火就会发生爆炸，产生更大的危害。因此当这种火灾发生时，应先将可燃气体的气源切断，同时维持残余气体继续燃烧，直到可燃气体停止泄漏后，才可将火扑灭。当残余气体继续燃烧时，应对着火罐及相邻罐进行喷水冷却保护，使储罐不会因受热发生损坏。事实证明这种事故处理方法是行之有效的，并且在国外及国内得到了广泛的应用。美国和日本的规范将防护目的划分为四类，但按其效果仍可归纳为两类，其后三类的概念均可由防护冷却来表达。我国水喷雾系统的应用起步较晚，应用主要集中在两类保护对象，一是变压器的灭火，二是液化气储罐的防护冷却，今后随着水喷雾系统的应用普及，将会有更多的场所和保护对象采用，但其防护目的仍不外灭火和防护冷却两大类，或者二者兼有。因此本规范综合国外和国内应用的具体情况将水喷雾系统的防护目的划分为两类。另外美国和日本基本是以具体的保护对象来规定适用范围的。本规范是采用我国消防规范标准对火灾类型的划分方式来规定水喷雾系统的适用范围的。因此本条规定是综合了国外有关规范的内容和国内多年来开展水喷雾灭火及防护冷却试验研究成果的基础上制订的。水喷雾系统防护目的与雾滴粒径举例见表3。1.0.4水喷雾灭火系统不得用于扑救遇水发生化学反应造成燃烧、爆炸的火灾，以及水雾对保护对象造成严重破坏的火灾。【条文说明】1.0.4本条规定了水喷雾系统的不适用范围，包括两部分内容：第一部分是不适宜用水扑救的物质，可划分为两类，第一类为过氧化物，如过氧化钾、过氧化钠、过氧化钡、过氧化镁，这些物质遇水后会发生剧烈分解反应，放出反应热并生成氧气。当与某些有机物、易燃物、可燃物、轻金属及其盐类化合物接触能引起剧烈的分解反应，由于反应速度过快可能引起爆炸或燃烧。第二类为遇水燃烧物质，这类物质遇水能使水分解，夺取水中的氧与之化合，并放出热量和产生可燃气体造成燃烧或爆炸的恶果。这类物质主要有：金属钾、金属钠、碳化钙（电石）、碳化铝、碳化钠、碳化钾等。第二部分为使用水雾会造成爆炸或破坏的场所，这里主要指以下几种情况：一、高温密闭的容器内或空间内，当水雾喷入时，由于水雾的急剧汽化使容器或空间内的压力急剧升高，造成破坏或爆炸的危险。二、对于表面温度经常处于高温状态的可燃液体，当水雾喷射至其表面时会造成可燃液体的飞溅，致使火灾蔓延。1.0.5水喷雾灭火系统的设计，除应执行本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。2术语、符号2.1术语2.1.1水喷雾灭火系统watersprayextinguishingsystem由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成，向保护对象喷射水雾灭火或防护冷却的灭火系统。2.1.2传动管transferpipe利用闭式喷头探测火灾，并利用气压或水压的变化传输信号管道。2.1.3响应时间responsetime由火灾自动报警系统发出火警信号起，至系统中最不利点水雾喷头喷出水雾的时间。2.1.4水雾喷头spr