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消防安全工程指南（第4部分：探测、启动和灭火）GB∕T31540.4-2015PDF文本

Download From bbs.infoeach.com1CS13.220.01C84中华人民共和国国家标准GB/T31540.4-2015消防安全工程指南第4部分：探测、启动和灭火氰eatc材eeguid2SCPart 4:Detection,activation and suppression(ISO/TR 13387-7:1999,Fire safety engineering-Detection,activation and suppression,MOD)2015-05-15发布2015-08-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布Download From bbs.infoeach.com興尚莲罚素村网Z.Z心.ET
Download From bbs.infoeach.comGB/T31540.4-2015目次前言……引言W1范围……12规范性引用文件……13术语和定义……………14符号和缩路语…………………25子系统4的使用说明………251总则……25.2信息流程…………46子系统4的评估内容…6.1探测时间6.2启动时间…763灭火系统的性能…………117工程评估方法…15?71一般规定………1572经验公式……1573计算机模型………157.4试验16附录A(资料性附录)本部分与IS0/TR13387-7:1999的章条编号对照情况…17附录B(资料性附录)本部分与IS0/TR13387-7:1999的技术性差异及其原因…19附录C(资料性附录)水喷淋的灭火机理………20附录D(资料性附录)定温探测器响应时间的计算方法…21Download From bbs.infoeach.com莲素村网Z.ZC.ET
Download From bbs.infoeach.comGB/T31540.4-2015前言GB/T31540《消防安全工程指南》分为以下部分：—第1部分：性能化在设计中的应用；—第2部分：火灾发生、发展及烟气的生成；—第3部分：结构响应和室内火灾的对外蔓延；—第4部分：探测、启动和灭火；本部分为GB/T31540的第4部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本部分使用重新起草法修改采用IS0/TR13387-7:1999《消防安全工程指南探测、启动和灭火》。本部分与IS0/TR13387-7:1999相比在结构上有较多调整，附录A中列出了本部分与IS0/TR13387-7:1999的章条编号对照一览表。本部分与IS0/TR13387-7:1999相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线()进行了标示，附录B中给出了相应技术性差异及其原因的一览表。为了方便使用和符合我国相关标准编写要求，本部分还做了下列编辑性修改：一删除了国际标准的前言，重新起草了前言；修政国际标准的引言，将其作为本部分的引言：JZ,J?SC.NE将国际标准的“本国际标准”一词改为“本部分”；将国际标准中某些标点符号修改为符合汉语习惯的标点符号；删除参考文献；一增加了附录A(资料性附录)，给出了本部分与国际标准的章条编号对照情况；增加了附录B(资料性附录)，给出了本部分与国际标准的技术性差异及其原因说明。本部分由中华人民共和国公安部提出。本部分由全国消防标准化技术委员会筑消防安全工程分技术委员会(SAC/TC113/SC13)归。本部分负责起草单位：公安部四川消防研究所。本部分参加起草单位：公安部沈阳消防研究所，北京利达集团有限公司。本部分主要起草人：王炯、邓玲、冯小军、梅志斌、张先来、熊筠、涂燕林、卢国、刘军军、伍萍、王莉平、张晓明。Download From bbs.infoeach.com莲素村网Z.ZC.ET
Download From bbs.infoeach.comGB/T31540.4-2015引言筑物的使用和管理人员通过各类探测装置发现和控制火灾，从而使筑物达到安全标准，并降低火灾损失。本部分采用GB/T31540.1规定的子系统4对筑中设置的各种主动灭火设施进行分析和评估。子系统4可用于计算各种火灾探测装置的探测时间、固定灭火装置的动作时间以及其他消防联动控制装置对火灾烟气的响应时间。计算过程中需要使用子系统1、子系统3所设定的火灾场景以及根据设定的火灾场景计算得出的火灾烟气的温度、浓度和流速。本部分参照相关消防规范、ISO/T℃21制定的固定灭火系统相关标准，并结合在设定火灾场景中使用这些标准规范时所做的工程判断，评估了不同灭火设施对火灾热释放速率的影响。本部分还采用工程方法对子系统4的重要输出结果（探测时间、启动时间和灭火系统性能）进行评估，并详细列出了评估过程中需要考虑的物理和化学过程、评估方法、评估所需信息以及评估结论。J.NEIDownload From bbs.infoeach.com莲素村网Z.ZC.ET
Download From bbs.infoeach.comGB/T31540.4-2015消防安全工程指南第4部分：探测、启动和灭火1范围GB/T31540的本部分规定了筑自动消防设施的工程分析方法，适用于火灾自动报警系统探测时间和自动灭火系统启动时间的计算，以及自动灭火系统效能的评估。本部分不考虑人为干预对探测、启动和灭火的影响。2：规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T5907(所有部分)消防词汇GB/T31540.1消防安全工程指南第1部分：性能化在设计中的应用(GB/T31540.1一2015，ISO/TR 13387-1,MOD)cB5o84典*整系段契将3术语和定义GB/T5907界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1启动时间activation time从传感器做出响应到灭火系统、防排烟系统、报警系统或其他防火系统完全动作之前的时间间隔。3.2实际喷水强度actual distribution density;ADD喷头喷洒到具有特定热释放速率的可燃物表面的水流速率。3.3喷洒agent outlet喷淋、灭火或控制装置等固定灭火系统的介质输出位置。3.4控制型喷头control-mode sprinkler通过使可燃物变湿润的方式来限制火灾蔓延的一种喷头类型（如普通喷头或喷雾喷头）。3.5普通喷头conventional sprinkler使总水量的40%~60%向下喷洒的洒水喷头。3.6探测时间detection time从火灾发生到通过自动或手动方式探测到火灾所需的时间。Download From bbs.infoeach.com莲筑素前网Z.ZC.EI
Download From bbs.infoeach.comGB/T31540.4-20153.7预浸湿prewetting水喷淋逐渐浸透或打湿燃料以及燃料周围区域的过程，从而限制火灾的蔓延。3.8设计喷水强度required distribution density;RDD喷洒到单位面积的燃料表面上的水流速率。3.9喷雾喷头spray sprinkler使总水量的80%~100%向下喷洒的洒水喷头。3.10抑制型喷头suppression-mode sprinkler直接将水释放到燃料表面，从而降低火灾热释放速率的一种喷头（如ESFR)。3.11细水雾灭火系统water mist protection system向保护对象喷射水雾，产生灭火或防护冷却效果的灭火系统。4符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。C传是系数，单位为dm平均粒子直径，单位为毫米(mm)K减光系数，单位为负一次方米(m1)N粒子数浓度，单位为负三次方米(m一3)T。探测器的感应温度，单位为开尔文(K)T。探测器的额定动作温度，单位为开尔文(K)T火灾时管道截面或探测器附近的环境温度，单位为开尔文(K)T。测试中的环境空气温度，单位为开尔文(K)探测器的响应时间，单位为秒($)火灾时管道截面或探测器附近的气流速度，单位为米每秒(/s)粒子直径的标准偏差，单位为毫米(mm)CFD计算流体力学(computational fluid dynamics)ESFR早期抑制快速响应喷头(early suppression fast response)HRR热释放速率(heat release rate).,单位为千瓦(kW)RTI响应时间指数(response time index),单位为(m·s)/a5子系统4的使用说明5.1总则本章描述的步骤应与GB/T31540的其他部分一起使用。为了在消防安全设计过程中更全面地使用本部分，本章对子系统4的重要参数和信息流程做了描述（见图1）。2Download From bbs.infoeach.com理素荷网Z.ZS心
Download From bbs.infoeach.comGB/31540.4-2015总体信息层1筑物环境火灾荷载O火灾场景5使用人员动力学模拟6筑状况7内储物状况8生成物9人员状况10人员位置11压力/流速12火灾规模/烟气范围13热其他影响因素14趣吉筑系$15控制响应16灭火响应17消防队干预子系统4评估信息层1探测时间米2启动时间米米3灭火系统性能米子系统4信息处理层1对流热探测2烟气探测米*辐射能探测米灭火系统介质流米5灭火系统和火的相互影响米6防排烟系统和灭火系统间的相互影响说明：输人数据；O—输出数据；X一子系统总线数据交换。图1子系统4的总体信息、评估信息和信息处理流程图Download From bbs.infoeach.com理筑素荷网Z..ET
Download From bbs.infoeach.comGB/T.31540.4-20155.2信息流程在GB/T31540.1规定的子系统4中，对于探测、启动或灭火中任何一种类型的评估，都应采用总体信息层的数据作为输入参数。子系统4计算得出火灾探测报警时间、烟热控制装置和主动灭火装置的动作响应时间，可供子系统5在评估人员疏散安全时使用。除了输出响应时间外，子系统4还可根据有效抑制或消除有焰燃烧所需灭火剂流速的经验数据，对主动灭火系统的效能做出评估。这些评估结果使子系统1、子系统2和子系统5更容易对环境和人员受火灾的综合影响做出评估。子系统4的信息处理层能够确定灭火介质的释放特性，从而使得复杂的场模型可在子系统1和子系统2中得到使用。6子系统4的评估内容6.1探测时间6.1.1影响因素在特定筑物中，火灾探测器的选型和安装位置的选择应与消防安全设计目标一致。点型感温探测器或线型感温探测器适合安装在对探测可靠性要求较高的部位；感烟探测器适合在要求探测灵敏度高、响应时间短的场所安装。如果点型火灾探测器的报警时间仍达不到设计要求，宜安装火焰探测器或空气采样探测器。探测器类型或安装位置如果选择不当，使得整个探测系统设计不合理，就可能导致大量的误报警。合理的设计以及对火灾探测报警系统的可靠维护，能够有效降低误报率：⌒，集中控制型火灾探测报警系统具备复杂的逻辑编程和软件控制功能。」在这样的系统中，探测时间的计算不仅取决于6.1中讨论的各项内容，还取决于整个集中控制系统的动作时间。选择合理的逻辑编程算法、提高探测功能的集成度、消除电磁干扰以及减少筑内部人员的误操作等措施，都能有效减低系统的误报率。6.1.2感温探测器6.1.2.1一般原则根据烟气与探测器之间的热传递情况，可计算出感温探测器的响应时间，探测器的“响应时间指数”(RTI)可通过风洞试验获得。6.1.2.2定温探测器响应时间的计算影响点型定温探测器响应时间的因素包括：a)热敏元件的热特性（质量、比热容、表面积）；b)火灾环境中的对流热传递系数；?)热敏元件与探测器的其他部分产生的传导热损失。通过测量元件的热特性和在局部火灾环境中的热传递系数可得到“响应时间指数”(RT)参数，同样，结合RTI并测量热敏元件的热损失可得到“导热系数”(C)参数（参见附录B)。通过探测器周围的平均气体速度和温度等相关信息可计算出探测器的响应时间。探测器的动作温度应与安装部位的标准环境温度相匹配。点型感温探测器的标准灵敏度试验采用了恒定气流速度和设定环境气体温度，试验得出的探测器响应时间可用于计算探测器的RTI(参数C可忽略)。另外，国家标准中规定的探测器安装间距也可转化为等效的RTI(参见附录B),用于工程评估。自动喷水灭火系统中洒水喷头上的热敏感应元件也是一种定温探测器，当易熔元件被加热达到其Download From bbs.infoeach.com理素荷网Z.ZS心
Download From bbs.infoeach.comGB/T31540.4-2015动作温度或温度等级后产生动作响应。采用与其他定温探测器相同的方式，可以计算出自动喷水灭火系统洒水喷头的动作时间。线型感温探测器适用于探测存在大量障碍物的封闭空间内的火灾，这种探测器的智能报警控制器能够沿线型探测器的铺设方向确定火灾位置。6.1.2.3差温探测器响应时间的计算点型差温探测器响应时间的计算方法是：假设单个热敏元件的响应时间指数(RT)和导热系数(C),按照6.1.2.2规定的方法计算热敏元件的温升速率值，该温升速率超过探测器动作所需温升速率时，即可得出探测器响应时间。差温线型探测器响应时间的计算也可以采用相似的方法。6.1.2.4输入输人信息包括：一火灾规模和烟气范围；热量（包括暖通空调系统的影响）；压力和速度（包括暖通空调系统的影响）；筑参数（探测器相对于火源位置、升温速率、RTI和C取值）。6.1.2.5输出输出信息为探测器实现火灾探测所需的时间或是否能够实现探测。6.13感烟探超.NE6.1.3.1烟气产物及其运动烟气中包含经高温分解和易燃材料的氧化反应等化学过程产生的微粒、溶胶和各类气体，这些燃烧产物受流域内的浮力和预加热以及通风和空调系统（暖通空调系统）的作用从火源位置流动到筑物的其他部位。6.1.3.2离子感烟探测器的响应时间离子感烟探测器的电离室内安装的放射源释放的射线使电离室内的空气被电离为导体，允许一定强度的电流在两个电极之间的空气中传导。烟粒子进入电离室后，与空气中的电离子相接合，使电离子移动减弱，从而降低了空气的导电性。当导电性低于预定值，或由火灾报警控制器判断导电性低于一个由环境条件确定的极限值时，离子感烟探测器就发出报警信号。离子感烟探测器的敏感性很大程度上取决于烟粒子的粒径分布，因此烟粒子数量浓度对响应时间的影响通常比质量浓度要大。这样的响应特性使得离子感烟探测器对纤维材料燃烧（如木材、纸张）等产生的高浓度、小颗粒烟粒子具有更高的敏感性，而对阴燃产生的低浓度、大颗粒烟粒子的敏感性则较低。6.1.3.3吸气式感烟探测器的响应时间吸气式感烟探测器由分布在受保护区域内的探测管网和与探测管网相连的探测单元构成。抽气泵通过管道将空气从受保护区域采样并输送到探测单元中，由探测单元对空气中包含的烟气进行分析。探测单元中的高灵敏度感烟器件，在探测单元内烟气浓度超过由用户设定的标准时产生响应。计算该类探测器的响应时间时，应考虑从采样孔到探测单元的气样传输时间。5Download From bbs.infoeach.com理筑素村网Z.ZC.T
Download From bbs.infoeach.comGB/T31540.4-20156.1.3.4光电感烟探测器的响应时间光电感烟探测器的探测腔内包含一个光源和一个光敏元件，光源发出的光线被设计为不能直接照射到光敏元件上。当烟粒子进入探测腔时，光源发出的光线受烟粒子的散射作用，可以照射到光敏元件上。当光敏元件接收到的散射光强度超过预定值时，探测器发出报警信号。单个粒子产生的、射向光敏元件方向的散射光强度（即光电感烟探测器的响应函数），受到光源强度、波长、散射角度和烟粒子大小的直接影响。受烟粒子大小的影响，光电感烟探测器对阴燃产生的大粒子具有更高的敏感性，而对纤维材料燃烧生成的小粒子敏感性较低。6.1.3.5点型感烟探测器响应时间的计算点型感烟探测器响应时间的计算应包含以下内容：a)探测器所在位置的烟密度达到规定值所需时间；b)烟气进入探测器所需时间；?)·传感器对探测器内烟气产生响应所需时间。如果通过试验获得了导致探测器报警的临界烟密度值，则可直接使用该试验结果来替代对探测器敏感性或响应时间的计算。临界烟密度不仅取决于燃料类型和燃烧方式（阴燃或有焰燃烧），还取决于测量烟密度的光波波长和表征烟密度的计量单位。如果已知燃料及火灾类型以及探测器的临界烟密度，通过评估或计算探测器所在位置的烟密度就能得到响应时间。如果未知临界烟密度，则可以通过假设探测器对其安装位置周围气体的小幅温升产生响应，获得一个粗略的响应时间计算结果。6.1.3.6输输入信息包括：一火灾荷载（包括燃料类型）；燃烧方式（阴燃或有焰燃烧）；压力或速度分布（包括暖通空调系统的影响）；烟气分布（包括暖通空调系统的影响）；筑参数（探测器相对于火源的位置、敏感性、延迟时间）。6.1.3.7.输出输出信息为探测器实现火灾探测所需的时间，或是否能够实现探测。6.1.4光束感烟探测器6.1.4.1需要考虑的因素光束感烟探测器由光发射器和光接收器组成，光接收器和光发射器之间的对射光束贯穿整个被保护区域。当火灾烟气到达对射光束时，烟气微粒的吸收和散射效应减弱了光接收器接收到的传输光强度。当光接收器接收到的传输光强度低于预定值，或由报警控制器判断，传输光产生的电信号低于根据周围环境参数设定的某阈值时，光束感烟探测器发出报警信号。6.1.4.2输入输人信息包括：—烟气分布；筑空间参数（光束距离地面的长度和高度、光束相对于水平面的夹角以及距离顶棚的垂直距离）。6Download From bbs.infoeach.com理筑素村网Z.ZC
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