Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7161-5:2021 (ISO 14520-5:2019) về Hệ thống chữa cháy bằng khí

• Số hiệu: TCVN7161-5:2021
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2021

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7161-5 : 2021

ISO 14520-5 : 2019

HỆ THỐNG CHỮA CHÁY BẰNG KHÍ - TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG - PHẦN 5: KHÍ CHỮA CHÁY FK-5-1-12

Gaseous fire-extinguishing systems - Physical properties and system design - Part 5: FK-5-1-12 extinguishant

Lời nói đầu

TCVN 7161-5:2021 hoàn toàn tương đương với ISO 14520-5:2019.

TCVN 7161-5:2021 do Cục Cảnh sát Phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ biên soạn, Bộ Công an đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

...

...

...

TCVN 7161-1:2009 (ISO 14520-1:2006) - Phần 1: Hệ thống chữa cháy bằng khí -Tính chất vật lý và thiết kế hệ thống - Phần 1: Yêu cầu chung.

TCVN 7161-9:2009 (ISO 14520-9:2006) - Phần 9: Hệ thống chữa cháy bằng khí - Tính chất vật lý và thiết kế hệ thống - Phần 9: Khí chữa cháy HFC-227ea.

TCVN 7161-13:2009 (ISO 14520-13:2005) - Phần 13: Hệ thống chữa cháy bằng khí - Tính chất vật lý và thiết kế hệ thống - Phần 13: Khí chữa cháy IG-100.

ISO 14520 Gaseous fire-extinguishing systems - Physical properties and system design còn có các phần sau:

- Part 2: CF₃L extinguishant;

- Part 6: HCFC Blend A extinguishant;

- Part 8: HFC 125 extinguishant;

- Part 10: HFC 23 extinguishant;

- Part 11: HFC 236fa extinguishant;

...

...

...

- Part 14: IG-55 extinguishant;

- Part 15: IG-541 extinguishant.

HỆ THỐNG CHỮA CHÁY BẰNG KHÍ - TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG - PHẦN 5: KHÍ CHỮA CHÁY FK-5-1-12

Gaseous fire-extinguishing systems - Physical properties and system design - Part 5: FK-5-1-12 extinguishant

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu riêng biệt đối với hệ thống chữa cháy bằng khí FK-5-1-12. Tiêu chuẩn này bao gồm các thông tin chi tiết về tính chất vật lý, đặc tính kỹ thuật, cách sử dụng, phương pháp thiết kế và điều kiện an toàn.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho hệ thống chữa cháy tự động bằng khí FK-5-1 -12 hoạt động tại các áp suất danh nghĩa 25 bar, 34,5 bar, 42 bar và 50 bar được nén bằng nitơ. Tiêu chuẩn này cũng có thể áp dụng cho các hệ thống tại các điều kiện áp suất khác.

2  Tài liệu viện dẫn

...

...

...

TCVN 7161-1-2009 (ISO 14520-1:2006), Hệ thống chữa cháy bằng khí - Tính chất vật lý và thiết kế hệ thống - Phần 1: Yêu cầu chung.

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong TCVN 7161-1 (ISO 14520-1).

4  Đặc tính kỹ thuật và sử dụng

4.1  Quy định chung

Khí chữa cháy FK-5-1-12 phải đáp ứng yêu cầu về đặc tính kỹ thuật nêu trong Bảng 1.

Khí chữa cháy FK-5-1-12 là khí trong suốt, không màu, hầu như không có mùi và không dẫn điện, có tỷ trọng gần bằng 11 lần so với không khí.

Các tính chất vật lý được nêu trong Bảng 2. FK-5-1-12 dập tắt đám cháy chủ yếu bằng cơ chế vật lý nhưng cũng có thể bằng một số cơ chế hóa học.

Bảng 1 - Yêu cầu về đặc tính kỹ thuật của FK-5-1-12

...

...

...

Yêu cầu

Độ tinh khiết

Không nhỏ hơn 99,0 % theo thể tích

Độ axit

Không lớn hơn 3 × 10^-^6 theo khối lượng

Hàm lượng nước

Không lớn hơn 0,001 % theo khối lượng

Cặn không bay hơi

Không lớn hơn 0,03 % theo khối lượng

...

...

...

Không xuất hiện

Bảng 2 - Tính chất vật lý của FK-5-1-12

Tính chất

Đơn vị

Giá trị

Khối lượng phân tử

g/mol

316,04

...

...

...

°C

49,2

Điểm đông đặc

°C

-108,0

Nhiệt độ tới hạn

°C

168,66

Áp suất tới hạn

...

...

...

18,646

Thể tích tới hạn

cm^3/mol

494,5

Khối lượng riêng tới hạn

kg/m^3

639,1

Áp suất hóa hơi ở 20 °C

bar (tuyệt đối) ^(*)

...

...

...

Khối lượng riêng chất lỏng ở 20 °C

g/ml

1,616

Khối lượng riêng hơi bão hòa ở 20°C

kg/m^3

4,3305

Thể tích riêng của hơi quá nhiệt ở 1,013 bar và 20 °C

m^3/kg

0,0719

...

...

...

KJ/kg

88,0

Công thức hóa học

CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂

Dodecafluoro-2-methylpentan-3-one

Tên hóa học

(*) 1 bar = 0,1 MPa = 10^5 Pa; 1 MPa = 1 N/mm^2

4.2  Sử dụng các hệ thống FK-5-1-12

Các hệ thống chữa cháy theo thể tích bằng khí FK-5-1-12 có thể sử dụng để dập tắt các đám cháy thuộc tất cả các loại chất cháy trong phạm vi quy định tại Điều 4, TCVN 7161-1 (ISO 14520-1).

...

...

...

Các nồng độ dập tắt và nồng độ thiết kế đối với heptan và các mối nguy hiểm bề mặt loại A được nêu trong Bảng 4. Các nồng độ dập tắt và nồng độ thiết kế đối với các chất cháy khác được nêu trong Bảng 5, và đối với các nồng độ khí trơ được nêu trong Bảng 6.

Bảng 3 - Lượng chất chữa cháy FK-5-1-12

Nhiệt độ

T

°C

Thể tích riêng

S

m^3/kg

Yêu cầu về khối lượng FK-5-1-12 trên một đơn vị thể tích của không gian được bảo vệ, m/V (kg/m^3)

...

...

...

3 %

4 %

5 %

6 %

7 %

8 %

9 %

10 %

-20

...

...

...

0,5077

0,6840

0,8640

1,0407

1,2357

1,4275

1,6236

1,8241

-15

...

...

...

0,4965

0,6690

0,8450

1,0248

1,2084

1,3961

1,5879

1,7839

-10

...

...

...

0,4859

0,6545

0,8268

1,0027

1,1824

1,3660

1,5537

1,7455

-5

...

...

...

0,4756

0,6407

0,8094

0,9816

1,1575

1,3372

1,5209

1,7087

0

...

...

...

0,4658

0,6275

0,7926

0,9613

1,1336

1,3096

1,4895

1,6734

5

...

...

...

0,4564

0,6148

0,7766

0,9418

1,1106

1,2831

1,4593

1,6395

10

...

...

...

0,4473

0,6026

0,7612

0,9232

1,0886

1,2576

1,4304

1,6070

15

...

...

...

0,4386

0,5909

0,7464

0,9052

1,0674

1,2332

1,4026

1,5757

20

...

...

...

0,4302

0,5796

0,7322

0,8879

1,0471

1,2096

1,3758

1,5457

25

...

...

...

0,4222

0,5688

0,7184

0,8713

1,0275

1,1870

1,3500

1,5167

30

...

...

...

0,4144

0,5583

0,7052

0,8553

1,0086

1,1652

1,3252

1,4888

35

...

...

...

0,4069

0,5482

0 6925

0,8399

0,9904

1,1442

1,3013

1 4620

40

...

...

...

0,3997

0,5385

0,6802

0,8250

0,9728

1,1239

1,2783

1,4361

45

...

...

...

0,3928

0,5291

0,6684

0,8106

0,9559

1,1043

1,2560

1,4111

50

...

...

...

0,3860

0,5201

0,6570

0,7967

0,9395

1,0854

1,2345

1,3869

55

...

...

...

0,3795

0,5113

0,6459

0,7833

0,9237

1,0671

1,2137

1,3636

60

...

...

...

0,3733

0,5029

0,6352

0,7704

0,9084

1,0495

1,1936

1,3410

65

...

...

...

0,3672

0,4947

0,6247

0,7578

0,8936

1,0324

1,1742

1,3191

70

...

...

...

0,3613

0,4868

0,6148

0,7457

0,8793

1,0158

1,1554

1,2980

75

...

...

...

0,3556

0,4791

0,6052

0,7339

0,8654

0,9998

1,1372

1,2775

80

...

...

...

0,3501

0,4716

0,5958

0,7225

0,8520

0,9843

1,1195

1,2577

85

...

...

...

0,3447

0,4644

0,5866

0,7115

0,8390

0,9692

1,1024

1,2385

90

...

...

...

0,3395

0,4574

0,5778

0,7008

0,8263

0,9547

1,0858

1,2198

95

...

...

...

0,3345

0,4507

0,5692

0,6904

0,8141

0,9405

1,0697

1,2014

100

...

...

...

0,3296

0,4441

0,5609

0,6803

0,8022

0,9267

1,0540

1,1842

CHÚ THÍCH: Thông tin này chỉ áp dụng cho FK-5-1-12 và không dùng cho bất kỳ sản phẩm nào khác có chứa thành phần dode-cafluoromethylpentan-3-one.

...

...

...

m/V là yêu cầu về khối lượng của khí chữa cháy trên một đơn vị thể tích (kg/m^3), nghĩa là khối lượng khi cần thiết m tính bằng kilôgam cho một mét khối thể tích được bảo vệ V để tạo ra nồng độ yêu cầu ở nhiệt độ quy định;

V là thể tích của khu vực nguy hiểm (m^3); nghĩa là thể tích được bao che trừ đi thể tích các cấu kiện cố định không thấm khí chữa cháy.

T là nhiệt độ (°C); nghĩa là nhiệt độ thiết kế trong khu vực nguy hiểm;

S là thể tích riêng (m^3/kg); thể tích riêng của hơi quá nhiệt FK-5-1-12 ở áp suất 1,013 bar có thể xác định gần đúng theo công thức: S = k₁ + k₂T

trong đó: k₁ = 0,0664; k₂ = 0,000274

c là nồng độ (%), nghĩa là nồng độ theo thể tích của FK-5-1-12 trong không khí ở nhiệt độ xác định và áp suất tuyệt đối 1,013 bar.

Bảng 4 - Nồng độ dập tắt và nồng độ thiết kế của FK-5-1-12

...

...

...

Nồng độ dập tắt
% theo thể tích

Nồng độ thiết kế nhỏ nhất
% theo thể tích

Loại B

Heptan (chén nung)

4,5

5,9

Heptan (thử trong phòng)

4,4

Bề mặt loại A

...

...

...

3,4

5,3

Polymethyl methacrylate (PMMA)

4,1

Polypropylen (PP)

4,0

Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)

4,0

Khu vực nguy hiểm cao hơn loại A

...

...

...

5,6

CHÚ THÍCH 1. Các giá trị nồng độ dập tắt đối với các chất cháy loại B và bề mặt loại A được xác định bằng thử nghiệm theo Phụ lục B và Phụ lục C, TCVN 7161-1 (ISO 14520-1).

CHÚ THÍCH 2. Nồng độ thiết kế nhỏ nhất đối với chất cháy loại B là giá trị cao hơn của nồng độ dập tắt chất cháy heptan theo phép thử chén nung hoặc nồng độ dập tắt chất cháy heptan theo phép thử trong phòng nhân với hệ số 1,3.

CHÚ THÍCH 3. Nồng độ thiết kế nhỏ nhất đối với chất cháy bề mặt loại A là giá trị cao nhất của các nồng độ dập tắt theo các phép thử trên cũi gỗ, PMMA, PP hoặc ABS và nhân với hệ số 1,3. Trong trường hợp không có bất cứ giá trị nào trong bốn giá trị nồng độ dập tắt nêu trên thì nồng độ thiết kế nhỏ nhất phải là giá trị đối với chất cháy cho khu vực nguy hiểm cao hơn chất cháy loại A.

CHÚ THÍCH 4. Nồng độ thiết kế nhỏ nhất cho các chất cháy khu vực nguy hiểm cao hơn loại A phải là nồng độ cao hơn của nồng độ thiết kế nhỏ nhất của chất cháy bề mặt loại A hoặc 95% nồng độ thiết kế nhỏ nhất của chất cháy loại B.

CHÚ THÍCH 5. Tham khảo Điều 7.5.1.3, TCVN 7161-1 (ISO 14520-1) đối với các hướng dẫn về các chất cháy loại A.

Bảng 5 - Nồng độ dập tắt và nồng độ thiết kế của FK-5-1-12 cho các chất cháy khác

Chất cháy

...

...

...

Nồng độ thiết kế nhỏ nhất
% theo thể tích

Axeton

4,5

5,9

Rượu etylic

5,5

7,2

Dầu diesel tàu thủy

4,5

...

...

...

Methanol

6,5

8,5

2-Butanone

4,5

5,9

n-heptan

4,5

5,9

...

...

...

4,5

5,9

CHÚ THÍCH 1. Các nồng độ dập tắt đối với các chất cháy loại B nêu trên được xác định bằng phương pháp tại Phụ lục B, TCVN 7161-1 (ISO 14520-1).

CHÚ THÍCH 2. Các giá trị thiết kế nhỏ nhất đã được tăng lên đến nồng độ thiết kế nhỏ nhất được xác lập cho heptan phù hợp với Điều 7.5.1, TCVN 7161-1 (ISO 14520-1).

Bảng 6 - Nồng độ trơ và nồng độ thiết kế của FK-5-1-12

Chất cháy

Nồng độ trơ

%

Nồng độ thiết kế nhỏ nhất

...

...

...

Mêtan

8,8

9,7

Propan

8 1

8 9

CHÚ THÍCH: Các nồng độ khí trơ và nồng độ thiết kế nhỏ nhất được xác định theo TCVN 7161-1 (ISO 14520 1).

5  An toàn cho người

Trong thiết kế hệ thống chữa cháy bằng khí FK-5-1-12 cần phải lưu ý đến mọi yếu tố nguy hiểm đối với con người do quá trình xả FK-5-1-12 tạo ra.

...

...

...

a) Khí chữa cháy xả ra từ hệ thống;

b) Các sản phẩm của đám cháy;

c) Các sản phẩm phân hủy của khí chữa cháy do tiếp xúc với đám cháy.

Đối với các yêu cầu an toàn tối thiểu, tham khảo Điều 5, TCVN 7161-1 (14520-1)

Thông tin về tính chất độc hại đối với FK-5-1-12 được nêu trong Bảng 7.

Bảng 7 - Tính chất độc hại của khí FK-5-1-12

Tính chất

Giá trị

%

...

...

...

>10 %

Mức độ ảnh hưởng có hại không quan sát được (NOAEL)

10 %

Mức độ ảnh hưởng có hại thấp nhất quan sát được (LOAEL)

>10 %

Chú thích: LC₅₀ là nồng độ gây tử vong cho 50% đàn chuột tiếp xúc trong 4 giờ.

6  Thiết kế hệ thống

6.1  Mật độ nạp

Mật độ nạp của bình chứa không được vượt quá các giá trị quy định trong Bảng 8 đến Bảng 11 đối với các hệ thống 25 bar, 34,5 bar, 42 bar hoặc 50 bar.

...

...

...

Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ được nêu trong Hình 1 áp dụng cho các mật độ nạp khác nhau.

Bảng 8 - Đặc tính của bình chứa khí FK-5-1-12 loại 25 bar

Tính chất

Đơn vị

Giá trị

Mật độ nạp tối đa

kg/m^3

1 480

Áp suất làm việc lớn nhất của bình chứa tại 50 °C

...

...

...

(áp kế)

29

Áp suất nén cực đại tại 20 °C

bar

(áp kế)

25

CHÚ THÍCH: Xem Hình 1 để có thêm dữ liệu về mối quan hệ áp suất/nhiệt độ.

Bảng 9 - Đặc tính của bình chứa khí FK-5-1-12 loại 34,5 bar

...

...

...

Đơn vị

Giá trị

Mật độ nạp tối đa

kg/m^3

1 200

Áp suất làm việc lớn nhất của bình chứa tại 50 °C

bar

(tuyệt đối)

38

...

...

...

bar

(tuyệt đối)

34,5

CHÚ THÍCH: Xem Hình 2 để có thêm dữ liệu về mối quan hệ áp suất/nhiệt độ.

Bảng 10 - Đặc tính của bình chứa khí FK-5-1-12 loại 42 bar

Tính chất

Đơn vị

Giá trị

...

...

...

kg/m^3

1 440

Áp suất làm việc lớn nhất của bình chứa tại 50 °C

bar

(tuyệt đối)

48

Áp suất nén cực đại tại 20 °C

bar

(tuyệt đối)

...

...

...

CHÚ THÍCH: Xem Hình 3 để có thêm dữ liệu về mối quan hệ áp suất/nhiệt độ.

Bảng 11 - Đặc tính của bình chứa khí FK-5-1-12 loại 50 bar

Tính chất

Đơn vị

Giá trị

Mật độ nạp tối đa

kg/m^3

1 200

Áp suất làm việc lớn nhất của bình chứa tại 50 °C

...

...

...

(tuyệt đối)

57

Áp suất nén cực đại tại 20 °C

bar

(tuyệt đối)

50

CHÚ THÍCH: Xem Hình 4 để có thêm dữ liệu về mối quan hệ áp suất/nhiệt độ.

6.2  Áp suất nén cực đại

Các bình chứa phải được nén cực đại bằng nitơ có độ ẩm không lớn hơn 60 × 10^-^6 khối lượng so với áp suất cân bằng 25 bar , 34,5 bar , 42 bar  hoặc 50 bar  ở nhiệt độ 20°C.

...

...

...

Yêu cầu lượng khí chữa cháy nhỏ nhất phải đạt được nồng độ thiết kế cho khu vực nguy hiểm ở nhiệt độ thấp nhất, được xác định như trong Bảng 3 và theo phương pháp nêu tại Điều 7.6, TCVN 7161-1 (ISO 14520-1).

Nồng độ thiết kế được quy định cho các khu vực nguy hiểm có liên quan nêu trong Bảng 4, bao gồm hệ số an toàn tối thiểu bằng 1,3 lần nồng độ dập tắt.

Nên lưu ý tăng hệ số này cho các khu vực nguy hiểm cụ thể, đồng thời tham vấn ý kiến của các cơ quan chức năng liên quan.

Chú dẫn:

X  nhiệt độ, °C

Y  áp suất, bar

Hình 1 - Đồ thị nhiệt độ/áp suất đối với FK-5-1-12 được nén cực đại bằng nitơ đến 25 bar ở 20°C

...

...

...

Chú dẫn:

X  nhiệt độ, °C

Y  áp suất, bar

Hình 2 - Đồ thị nhiệt độ/áp suất đối với FK-5-1-12 được nén cực đại bằng nitơ đến 34,5 bar ở 20°C

Chú dẫn:

X  nhiệt độ, °C

...

...

...

Hình 3 - Đồ thị nhiệt độ/áp suất đối với FK-5-1-12 được nén cực đại bằng nitơ đến 42 bar ở 20°C

Chú dẫn:

X  nhiệt độ, °C

Y  áp suất, bar

Hình 4 - Đồ thị nhiệt độ/áp suất đối với FK-5-1-12 được nén cực đại bằng nitơ đến 50 bar ở 20°C

6.4  Mật độ nạp khác và các mức áp suất nén cực đại

Ngoài các giá trị quy định tại 6.1 và 6.2, các mật độ nạp và áp suất nén cực đại khác được phép áp dụng khi nhà sản xuất cung cấp cho người dùng và cơ quan chuyên môn các thông tin dữ liệu tương tự như trình bày tại 6.1, 6.2, 6.3, bao gồm:

...

...

...

b) Áp suất bình chứa ở nhiệt độ nạp;

c) Áp suất bình chứa ở nhiệt độ bảo quản lớn nhất;

d) Các mức áp suất của bình chứa ở mật độ nạp tối đa trong dải nhiệt độ bảo quản từ thấp nhất tới cao nhất, trình bày ở dạng đồ thị tương tự như tại 6.3.

7  Đặc tính môi trường

Các thuộc tính môi trường của khí chữa cháy FK-5-1-12 như sau:

GWP (100 năm)  1

ODP   01)

Trong đó:

GWP (Global Warming Potential): Chỉ số làm nóng toàn cầu.

...

...

...

CHÚ THÍCH 1: Tham khảo TCVN 7161-1 (ISO 14520-1), 4.2.1 về thảo luận các giá trị GWP và mối quan hệ của chúng với ảnh hưởng của khí đối với sự thay đổi khí hậu/nóng lên toàn cầu.

CHÚ THÍCH 2: Các thuộc tính môi trường được trích dẫn từ các tài liệu sau:

- IPCC, Report AR4 Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Chapter 2 “Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing,” Table 2.14. “Lifetimes, radiative efficiencies and direct (except for CH4) GWPs relative to CO2. For ozone-depleting substances and their replacements, data are taken from IPCC/TEAP (2005) unless otherwise indicated,” pp. 212-213;

- ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 40 CFR Part 82 [EPA-HQ-OAR-2015-0663; FRL-9952-18-OAR], RIN 2060-AS80 Protection of Stratospheric Ozone: New Listings of Substitutes; Changes of Listing Status; and Reinterpretation of Unacceptability for Closed Cell Foam Products under the Significant New Alternatives Policy Program; and Revision of Clean Air Act Section 608 Venting Prohibition for Propane, Table 22: “GWP, ODP, and voc Status of 2-BTP Compared to other Total Flooding and streaming Agents,” 9/26/2016.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]  IPCC, Report AR4 Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Chapter 2 “Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing,” Table 2.14. “Lifetimes, radiative efficiencies and direct (except for CH4) GWPs relative to CO2. For ozone-depleting substances and their replacements, data are taken from IPCC/TEAP (2005) unless otherwise indicated,” pp. 212-213.

[2]  ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 40 CFR Part 82 [EPA-HQ-OAR-2015-0663; FRL-9952-18-OAR], RIN 2060-AS80 Protection of Stratospheric Ozone: New Listings of Substitutes; Changes of Listing Status; and Reinterpretation of Unacceptability for Closed Cell Foam Products under the Significant New Alternatives Policy Program; and Revision of Clean Air Act Section 608 Venting Prohibition for Propane, Table 22: “GWP, ODP, and VOC Status of 2-BTP Compared to Other Flooding and Streaming Agents,” 9/26/2016.

...

...

...

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ, định nghĩa

4  Đặc tính kỹ thuật và sử dụng

4.1  Quy định chung

4.2  Sử dụng các hệ thống FK-5-1-12

5  An toàn cho người

6  Thiết kế hệ thống

...

...

...

6.2  Áp suất nén cực đại

6.3  Lượng khí chữa cháy

6.4  Mật độ nạp khác và các mức áp suất nén cực đại

7  Đặc tính môi trường

Thư mục tài liệu tham khảo