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      氣體滅火系統選型與配置技術要點

      日期:2022-05-14 08:08
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      摘要:
      羅定元    黨宏偉    尹忠珍
      摘要   隨著我國國民經濟的飛速發展,近年來在工業與民用建筑工程項目中需要采用氣體滅火系統的場所越來越多。何謂潔凈氣體滅火劑?為了保護地球大氣環境,我國在氣體消防領域有哪些政策規定?我們在建筑工程設計中應如何選用潔凈氣體滅火系統?諸如上述涉及氣體滅火系統選型與配置技術等方面的問題,為廣大消防部門、消防企業專業技術人員和建筑給水排水工程設計人員所共同關注。
         關鍵詞   氣體滅火系統、潔凈氣體滅火劑、防護區、選型與配置技術要點
        
      改革開放以來,隨著我國科學技術的不斷進步和國民經濟的飛速發展,在工業與民用建筑工程項目中需要采用氣體滅火系統的場所不斷增多。**了解與掌握氣體滅火系統的選型與配置技術,為廣大消防部門、消防企業專業技術人員和建筑給水排水工程設計人員所關注。
      由于1211、1301鹵代烷氣體滅火劑在滅火效能、低毒性、性價比等方面有著明顯的綜合優勢,在二十世紀九十年代以前得到了普遍的推廣和應用。在國際國內氣體消防領域曾經占有十分重要的位置。
          隨著人類環境保護意識的不斷加強,科學家們發現上述氣體滅火藥劑被釋放并上升到大氣平流層時,在強烈的太陽紫外線照射下,分解出的Cl、Br自由基與大氣中的臭氧會發生一系列連鎖反應,每個自由基可摧毀10萬個臭氧分子,嚴重破壞大氣臭氧層。逐步淘汰鹵代烷氣體滅火劑,開發并應用新型清潔的氣體滅火劑,已成為世界各國氣體消防發展的必然趨勢。
      1 氣體滅火系統的基本術語
      1.1 潔凈氣體滅火劑
          滅火后對被保護對象沒有污損、帶電滅火安全、其臭氧耗損潛能值(ODP)和溫室效應潛能值(GWP)等指標均能達到聯合國環境署(UNEP)規定的大氣環保要求的氣體滅火劑。
      1.2 純天然氣體滅火劑
          由在大氣中自然存在的氣體組成的滅火劑。例如IG-541、IG-100、IG-55和IG-01等IG類氣體滅火劑。
      1.3 氫氟烴類氣體滅火劑
          由以鹵素原子中的氟原子取代烷烴分子中的部分氫原子后生成的HFC類氣體滅火劑。例如七氟丙烷、三氟甲烷和六氟丙烷等。
      1.4 經常有人停留場所
          經常有人停留或工作,且停留時間超過5min的建筑物場所。
      1.5 短暫有人停留場所
          偶爾有人停留或工作,從事抄表記錄、存取貨物或日常巡視等短時間作業,停留時間大于1min且小于等于5min的建筑物場所。
      1.6 無人停留場所
          很少有人停留,僅偶爾從事例行巡查等極短時間作業,停留時間小于等于1min的建筑物場所。
      1.7 必要場所
          需要配置鹵代烷滅火設施的重要建筑物場所和軍事要害設施。
      1.8 非必要場所
          可不必配置鹵代烷滅火設施的一般建筑物場所。
      2  潔凈氣體滅火劑的基本要求
      2.1 不破壞大氣臭氧層。
      2.2 不產生溫室效應,或溫室效應相對較小。
      2.3 在大氣中的存活期限較短。
      2.4 對人體無毒害作用,或影響輕微。能用于經常有人停留或工作場所。
      2.5 不可燃。
      2.6 滅火效能高,設計滅火濃度較低。
      2.7 噴射后能全部汽化,在封閉空間內各方向分布迅速、均勻;
      2.8 滅火后無固體或液體殘留物,不導電,不擊穿電子電氣設備,不污損、腐蝕和損毀被保護場所的設備、器材、文物。
      3 氣體滅火系統的分類
      3.1 按滅火劑品種分類
      3.1.1 化學滅火劑系統
        (1)鹵代烷1211滅火系統(我國已于2005年停止生產1211滅火劑)
         (2)鹵代烷1301滅火系統(我國承諾2010年底停止生產1301滅火劑)               
        (3)七氟丙烷(HFC-227ea)滅火系統
        (4)三氟甲烷(HFC-23)滅火系統
        (5)六氟丙烷(HFC-236fa)滅火系統
      3.1.2 純天然氣體滅火劑系統
        (1)IG-541(N2、Ar、CO2混合氣體)滅火系統
        (2)IG-100(N2)滅火系統
        (3)IG-55(N2、Ar混合氣體)滅火系統
        (4)IG-01(Ar)滅火系統
        (5)二氧化碳(CO2)滅火系統
      3.2 按滅火劑輸送壓力的來源及形式分類
      3.2.1 內貯壓式氣體滅火系統
          滅火劑在儲瓶內用驅動氣體(一般為N2)加壓貯存,系統動作時靠儲瓶內的充壓氣體輸送滅火劑。如:
          (1)七氟丙烷滅火系統    
          (2)六氟丙烷滅火系統
          (3)鹵代烷1301滅火系統
      3.2.2 外貯壓式氣體滅火系統
         系統動作時滅火劑由專設的充壓氣體(一般為N2)瓶組進行加壓的系統。如上海金盾消防安全設備有限公司研制生產的外貯壓式七氟丙烷滅火系統(原名稱為備壓式七氟丙烷滅火系統)。
      3.2.3 自壓式氣體滅火系統
      滅火劑依靠其自身飽和蒸汽壓力或充裝壓力進行輸送的滅火系統。如:
      (1)三氟甲烷滅火系統      (2)IG-541滅火系統
      (3)IG-100滅火系統      (4)IG-55滅火系統
      (5)IG-01滅火系統       (6)二氧化碳(CO2)滅火系統
      3.3 按滅火劑貯存壓力分類
      3.3.1 高壓系統
          20℃時滅火劑在儲存容器內的充裝壓力大于等于5.6MPa的氣體滅火系統。如:
          (1)IG-541滅火系統          (2)IG-100滅火系統
          (3)IG-55滅火系統           (4)IG-01滅火系統
          (5)5.6MPa七氟丙烷滅火系統     (6)高壓二氧化碳(CO2)滅火系統(5.7MPa)
      3.3.2 中壓系統
          20℃時滅火劑在儲存容器內的充裝壓力小于5.6MPa且大于2.5MPa 的氣體滅火系統。如:
          (1)4.2MPa七氟丙烷滅火系統      (2)4.2MPa三氟甲烷滅火系統
          (3)4.2MPa六氟丙烷滅火系統      (4)4.2MPa鹵代烷1301滅火系統
      3.3.3 低壓系統
      20℃時滅火劑在儲存容器內的充裝壓力小于等于2.5MPa的氣體滅火系統。如:
       (1)2.5MPa七氟丙烷滅火系統       (2)2.5MPa三氟甲烷滅火系統
      (3)2.5MPa六氟丙烷滅火系統       (4)2.5MPa鹵代烷1301滅火系統
           (5)低壓二氧化碳(CO2)滅火系統(2.1MPa)
      3.4 按滅火系統的保護范圍分類
      3.4.1 全淹沒系統
          滅火劑在規定的噴放時間內使整個防護區密閉空間達到設計滅火濃度。
          除二氧化碳(CO2)以外的其它種類氣體滅火劑均只適用于此系統。
      3.4.2 局部應用系統
      以設計噴射率向具體保護對象噴放滅火劑并持續一定時間。
      二氧化碳(CO2)是唯壹可用于局部應用滅火系統的氣體滅火劑。
      3.5 按有無滅火劑輸送管網分類
      3.5.1 有管網系統
          滅火劑需經由管網(干管及支管)從儲存裝置輸送至噴放組件(噴嘴)才能實施噴放的系統。
          其中一套滅火劑儲存裝置只保護一個防護區或保護對象的系統為單元獨立系統;而用一套滅火劑儲存裝置保護兩個及兩個以上防護區或保護對象的系統為組合分配系統。
      3.5.2 無管網預制系統
      按一定的應用條件將滅火劑儲存裝置和噴放組件等組裝成套且具有聯動控制
      功能的氣體滅火系統。如:
      (1)七氟丙烷預制滅火系統      (2)高壓二氧化碳(CO2)預制滅火系統
      (3)三氟甲烷預制滅火系統      (4)六氟丙烷預制滅火系統
      4 我國氣體消防領域現行有關政策法規
      為了保護大氣臭氧層和人類共同的生存環境,造福子孫后代,我國政府在1984年和1991年分別簽署了《關于保護臭氧層的維也納公約》和《關于破壞臭氧層物質的蒙特利爾議定書》。1991年7月15日,國家保護臭氧層領導小組成立。先后編制了《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》和《中國消防行業哈龍整體淘汰計劃》。承諾2005年停止生產鹵代烷1211滅火劑,2010年底停止生產鹵代烷1301滅火劑。 1993年3月,蒙特利爾多邊基金執委會第九次會議討論并通過了《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》。
      4.1 根據《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》和《中國消防行業哈龍整體淘汰計劃》,我國各級政府職能部門陸續制訂、頒發了“加強哈龍替代品及其替代技術管理”和《氣體滅火系統設計規范》等一系列政策、法規和技術標準。
      另外,北京、上海、廣東、廣西、浙江、江蘇、安徽、陜西、山西、云南、湖南等省、市從1999年到2005年間也陸續制訂、頒發了一批有關氣體滅火系統設計、施工及驗收方面的工程技術地方標準。
      4.2 我國逐步限制和淘汰鹵代烷氣體滅火劑,開發應用新型潔凈氣體滅火劑的指導方針和基本原則:
      4.2.1 哈龍替代工作必須堅持對必要場所與非必要場所區別對待,傳統滅火技術與哈龍替代技術并舉。主要原因為:
      (1)迄今為止,世界各國還沒有研制出能夠完全達到甚至超過鹵代烷1211、1301氣體滅火劑的滅火效能、可以完全替代1211、1301的新型氣體滅火劑。
      (2)在確保我國哈龍淘汰工作順利進行的前提下,做到不因哈龍的淘汰而使消防保護能力有所降低。
      4.2.2 禁止使用含氫氯氟烴(HCFC)、含氫溴氟烴(HBFC)、含全氟烴(PFC)類物質的氣體滅火劑和五氟乙烷(HFC-125)作為哈龍替代品。
      4.2.3 可以使用含氫氟烴類物質的氣體滅火劑(如七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷)及純天然氣體滅火劑(如IG-541、IG-100、IG-55、IG-01)作為哈龍替代品。
      4.2.4 禁止在非必要場所設計、安裝、使用哈龍氣體滅火系統。非必要場所可采用傳統滅火技術(如 CO2、水噴淋、泡沫),也可采用哈龍替代滅火技術。
      4.2.5 必要場所既可以使用哈龍1301滅火系統,也可以采用哈龍替代滅火技術。
      4.2.6 禁止在非必要場所配置鹵代烷1211滅火器,非必要場所應選配干粉、泡沫、水系等類型的建筑滅火器。
      必要場所仍可以配置鹵代烷1211滅火器。     
      4.2.7 
      哈龍替代產品應通過國家消防產品質量監督檢驗中心的型式檢驗。未經檢驗或檢驗不合格的國內及國外產品不能在國內銷售和使用。
      4.3 我國目前允許使用的氣體滅火劑種類
          自上世紀九十年代初期至今,經過近二十年的應用實踐,在氣體消防領域我們已經積累了比較豐富的經驗,有了自己比較完整的應用理論、技術標準以及生產制造、工程施工、維護管理、產品質量檢測體系。
          目前,我國允許使用的氣體滅火劑有七氟丙烷、IG-541、IG-100、IG-55、IG-01、二氧化碳、三氟甲烷、六氟丙烷。
      限制使用的有1301 、1211(滅火器)。
      我國允許使用的氣體滅火劑種類
      滅火劑名稱
      化學(或商品)名稱
      化學組成
      類  別
      政策允許使用情況
      七氟丙烷
      HFC-227ea
      CF3CHFCF3
      鹵代烴HFC
      N2、Ar、CO2
      混合氣體
      IG-541
      N2(52%)
      Ar(40%)
      CO2(8%)
      純天然氣體
      氮  氣
      IG-100
      N2(100%)
      N2、Ar
      混合氣體
      IG-55
      N2(50%)
      Ar(50%)
      氬  氣
      IG-01
      Ar(100%)
      二氧化碳
      CO2
      CO2(100%)
      三氟甲烷
      HFC-23
      CHF3
      鹵代烴 HFC
      六氟丙烷
      HFC-236fa
      CHF3CH2CF3
      鹵代烴HFC
      1211(滅火器)
       
      CF2ClBr
      鹵代烷
      限制使用
      1301
       
      CBrF3
      鹵代烷
      限制使用
      5  幾種常用氣體滅火劑性能比較
      七氟丙烷、IG-541、二氧化碳、三氟甲烷、IG-100、六氟丙烷是目前技術上比較成熟、綜合性能指標比較合理、國際國內應用較為普遍的幾種常用氣體滅火劑。
      5.1七氟丙烷
      七氟丙烷滅火劑滅火效能高(與鹵代烷1301比較接近),滅火速度快,設計滅火濃度低,滅火劑用量較少,不導電,不破壞大氣臭氧層,在常溫下可加壓液化。在常溫常壓條件下能全部揮發,無二次污染,滅火后無殘留物。滅火劑存放的安全性好,儲瓶間占用面積相對較小,是鹵代烷滅火劑比較理想的替代品。
      與其它幾種氣體滅火劑相比,七氟丙烷滅火劑價格相對較高,且存在一定的溫室效應;內貯壓式七氟丙烷滅火系統輸送距離較短,其有管網系統不太適宜用于保護儲瓶間與防護區之間高差較大、距離較遠的工程項目。
      5.2 IG-541
      IG-541混合氣體滅火劑無色、無味、無毒,屬于純天然潔凈氣體滅火劑。它不破壞大氣臭氧層,對地球不產生溫室效應,對大氣、人體及動植物無任何不利影響。電絕緣性好,遇高溫不會分解,無有害物質產生,噴放時溫度變化很小,不會形成濃霧,滅火過程潔凈,滅火后不留痕跡,噴放過程中不會對人體和被保護對象構成傷害。日常維護成本較低。滅火劑高壓儲存及氣態輸送成為保護半徑*大的氣體滅火系統之一。
      IG-541混合氣體滅火劑設計滅火濃度較高,滅火劑用量較多。對滅火藥劑的混合配比、儲氣瓶、管路、閥門、噴嘴、儲瓶間的要求較為嚴格,系統的設備制造及安裝工藝相對復雜。
      5.3 二氧化碳(CO2)
          二氧化碳滅火系統是成熟的滅火技術。美國早在1928年就頒發了二氧化碳滅火規范,我國從二十世紀五十年代開始應用二氧化碳滅火系統。
          二氧化碳對大多數物質沒有腐蝕破壞作用,不導電,滅火迅速徹底,滅火后能很快散逸,不留痕跡,不污損物品,沒有水漬損失。
      二氧化碳滅火劑來源廣泛,價格低廉,并可長期儲存。與其它幾種純天然氣體滅火劑相比,它的滅火效能*好。是唯壹可用于局部應用系統的氣體滅火劑。除固體表面火災以外,也適宜用于固體物質深位火災及可熔化固體物質火災。
          二氧化碳滅火系統對防護區面積和容積沒有具體限制。高壓系統輸送距離較遠。
      二氧化碳滅火設計濃度較高,滅火劑用量較多;儲瓶間或儲罐間需要的面積較大;對地球環境會產生溫室效應;對人有窒息毒害作用,不適宜用于經常有人工作或停留的場所;在釋放過程中因為有固態CO2(干冰)存在,會使防護區溫度急劇下降,對精密儀器和精密設備造成影響。
      5.4 三氟甲烷
          三氟甲烷滅火劑無色、無味、不導電,藥劑毒性低。它不含溴元素和氯元素,不破壞大氣臭氧層。滅火速度快,效能高。滅B類火用量較少。噴射后無殘留物,對設備無污損。其毒副作用小于鹵代烷1211、1301滅火劑,對人的不安全性低于七氟丙烷。具有在寒冷、酷熱環境都能使用的特點及價格優勢。
          由于三氟甲烷在20℃時的飽和蒸汽壓(4.18MPa)遠高于七氟丙烷(0.39MPa),有很好的氣化性能和流動性能,無需采用氮氣增壓即可自行噴放。
          三氟甲烷滅火設計濃度高于七氟丙烷,所以滅火劑計算用量也要大于七氟丙烷。
      5.5 IG-100(N2)
          IG-100是純天然氣體,無色、無味、無毒、具弱導電性,是地球大氣層的主要成分,屬于完全意義上的潔凈氣體滅火劑。IG-100滅火過程迅速徹底,滅火效能在純天然氣體滅火劑中僅次于二氧化碳。適用于保護經常有人工作和停留場所。   
      氮氣可以從空氣中分離制取,來源廣泛,各地工礦企業、制氧廠都有充足的氮氣來源,充裝費用低廉。
      5.6 六氟丙烷
      六氟丙烷不含溴元素和氯元素,對大氣臭氧層無破壞作用。其毒性非常低,對人體安全,可以在有人工作場所使用。六氟丙烷無腐蝕性,并具有良好的氣相絕緣性。
      5.7 常用氣體滅火劑性能比較表
      幾種常用氣體滅火劑性能比較表
      滅火劑名稱
      ODP
      GWP 
      大氣中存留壽命
      NOAEL
      LOAEL
      滅火設計基本濃度
      七氟丙烷
      0
      3140
      34.2a
      9
      10.5
      ~8%
      IG-541
      0
      0
      0
      43
      52
      36%~43.7%
      二氧化碳
      0
      1
      120a
      <5%
      10
      34%~47%
      IG-100
      0
      0
      0
      43
      52
      36%~43.7%
      三氟甲烷
      0
      14310
      270a
      30
      >50%
      ~16.2%
      六氟丙烷
      0
      9500
      240a
      10
      15
      8.8%~9.8%
      ODP-對臭氧層的耗損潛能值;       GWP-溫室效應潛能值;
      NOAEL-無毒性反應濃度;          LOAEL-有毒性反應濃度。
      6  化學滅火劑的滅火機理
          長期以來,對七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷等化學滅火劑的滅火機理,人們都習慣表述為“化學抑制”或“化學反應”。但國際標準化組織(ISO)2000年頒發的國際標準《氣體滅火系統--物理性能和系統設計》ISO14520則明確:七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷主要以物理方式(窒息、隔離)和部分化學方式滅火。
      7 氣體滅火系統選型配置技術要點
      7.1 設計選型應掌握的基本原則
      7.1.1 對不宜用水保護或滅火的建筑物場所方可考慮設置氣體滅火系統。
      7.1.2 氣體滅火系統選型時應注意安全適用,潔凈環保,技術先進,經濟合理,符合國家方針政策。
      7.2 如何選用潔凈氣體滅火劑
      7.2.1 對大氣層和水土等地球自然環境應無危害。
      7.2.2 不得破壞大氣臭氧層,其臭氧耗損潛能值ODP應小于等于0.05,ODP=0者應優先選用。
      7.2.3 不產生溫室效應或溫室效應相對較小,其溫室效應潛能值GWP宜小于CO2,GWP=0者應優先選用。
      7.2.4 對人體應無毒性危害,或僅有輕微影響。無毒或微毒者應優先選用。
      7.2.5 不可燃,滅火效能較高。設計滅火濃度接近5%(體積百分數)和在10s內能滅火者應優先選用。
      7.2.6 噴射后應能全部汽化、閃蒸,在防護區封閉空間內各方向(上、下、左、右)分布迅速、均勻。
      7.2.7 不導電,其擊穿電壓和絕緣電阻的性能應合格。
      7.2.8 滅火后不得含有固相或液相殘留物,對被保護對象、場所和設備應無污損。
      7.2.9 存儲穩定性好。包括耐熱穩定性和化學穩定性,對金屬的腐蝕性應較小。
      7.2.10 與彈性密封元件有良好的相容性,長久貯存應不泄漏。
      7.3 氣體滅火系統適用與不適用火災類型應注意的幾個方面
      7.3.1 對于棉毛、織物、紙張等固體物質的深位火災,只能采用二氧化碳全淹沒滅火系統。
      7.3.2 二氧化碳是唯壹可用于局部應用系統的氣體滅火劑。
          局部應用滅火系統只能用于撲滅不需封閉空間條件的具體保護對象的表面火災(如鋼廠軋機生產線、印刷作業流水線、電站、烘干設備流水線、浸漬油槽、汽車制造廠噴漆作業生產線等工部工位的局部保護),而不能用于撲滅固體物質的深位火災。
      7.3.3 氣體滅火系統適用于撲救電氣設備火災、固體表面火災、液體(油類)火災和滅火前可切斷氣源的氣體火災。這是從廣義角度規定的。具體來說,應是指不適宜用水保護或滅火的場所和對象。如電器和電子設備、通訊設備、可燃易燃的液體和氣體、貴重物品和財產的保管場所等。
      7.3.4 氣體滅火系統都適用于撲救液體火災(B類火災);二氧化碳、三氟甲烷還適用于撲救石蠟、瀝青等可熔化的固體火災。但對于IG-541滅火系統,由于其滅火效能相對較低,在高壓噴放時可能導致可燃易燃液體飛濺及汽化,有造成火勢蔓延擴大的危險,故一般不提倡將其用于撲救主燃料為液體的火災。
      7.3.5 對于氣體火災,無論選擇哪一種氣體滅火系統,均要求在滅火劑噴放前能切斷氣源供給。即在設計時應關注并提醒燃氣專業設計人員在燃氣管道上設置緊急事故自動切斷裝置?!兑幏丁访鞔_指出:采取這一措施的主要目的,是為了防止可燃氣體過量積聚引起爆炸;其次是為了防止可燃、助燃氣體不斷逸出沖淡滅火劑濃度,降低滅火效果。
      7.4 氣體滅火系統對防護區的基本要求
      7.4.1 采用全淹沒氣體滅火系統的防護區宜以單個封閉空間劃分;同一區間的吊頂層和架空地板下需同時保護時,可合并為一個防護區。
      7.4.2 防護區圍護結構及門、窗的耐火極限均不宜低于0.5h ;吊頂的耐火極限不宜低于0.25h 。
      7.4.3 氣體滅火系統啟動時會向防護區噴放大量滅火氣體,引起防護區內氣壓瞬間升高。除此以外,火災燃燒產生的熱量也會使氣壓有所上升,噴放時火勢越大,持續時間越長,壓力升高就越明顯。因此,《規范》明確要求防護區圍護結構承受內壓的允許壓強(內外壓強差)不宜低于1200Pa 。
          防護區內吊頂的允許壓強一般達不到上述要求,故不將其視為防護區的圍護結構,而應將吊頂以上部分的空間容積計入防護區總容積中。同樣,電子計算機房中的架空地板下也應這樣考慮。
          這里所指的防護區圍護結構,既包括防護區四周墻體、地面及頂板,也包括防護區的門、窗及門、窗上的玻璃。
      7.4.4 對于全淹沒氣體滅火系統,均需要在防護區設置泄壓口,并安裝不小于泄壓計算面積的成品泄壓閥。其作用為一方面當防護區因滅火劑噴放壓力升高到一定值時,通過泄壓口將部分空氣和滅火劑及時向防護區外釋放,以保證圍護結構的安全;另一方面,防止因滅火劑噴放時壓力升高造成防護區門、窗爆破導致滅火失敗,火勢蔓延失控。
          七氟丙烷、二氧化碳、三氟甲烷、六氟丙烷滅火劑比空氣重,為了減少滅火劑從泄壓口流失,上述氣體滅火系統的泄壓口應開在防護區凈高的2/3以上部位。
          泄壓口宜設在外墻上。也就是說,如防護區存在外墻,應設在外墻上;當防護區無外墻時,也可設在與走廊相鄰的內墻上。
          防護區圍護結構上的門、窗及門、窗上的玻璃不能作為泄壓口。
      7.4.5 防護區的環境溫度,應符合下表規定:
      防護區環境溫度
      氣體滅火
      系統名稱
      七氟丙烷
      IG-541
      IG-100
      六氟丙烷
      二氧化碳
      三氟甲烷
      防護區
      環境溫度
      不低于0
      0℃~50
      -20℃~100
      -20℃~50
       
      7.4.6 對于二氧化碳滅火劑,一個組合分配系統保護5個及5個以上防護區或保護對象時,應有備用量,且備用量不應小于系統設計用量。
      除二氧化碳以外的氣體滅火劑,一個組合分配系統所保護的防護區則不應超過8個。
      7.5 氣體滅火劑的輸送距離
      7.5.1 常用氣體滅火劑的輸送距離(見下表)
      常用氣體滅火劑的輸送距離
      氣體滅火系統名稱
      滅火劑輸送形態
      滅火劑輸送距離
      內貯壓式系統
      液體單相流
      2.5MPa≤30m;4.2MPa≤45m;
      5.6MPa≤60m
      外貯壓式系統
      ≤150m
      IG-541
      氣體單相
      非穩態流
      ≤150m
      IG-100
      二氧化碳
      氣液兩相流
      高壓系統≤120m; 低壓系統≤60m
      三氟甲烷
      ≤60m
      六氟丙烷
      2.5MPa≤30m;  4.2MPa≤45m
      IG-55   IG-01
      氣體單相非穩態流
      ≤150m
      7.5.2 這里說的滅火劑輸送距離,是指滅火劑輸送管道的推薦性當量長度。
          對于外貯壓式七氟丙烷滅火系統,上海金盾消防安全設備有限公司曾在207m當量長度的輸送管網進行了試驗并成功滅火。但考慮到這一試驗數據是在較理想條件下(基本為水平管道,各方面準備充分等)得出的,而實際應用場所的條件遠比火災實驗室要差,且不明確因素較多,故在上表中是按≤150m當量長度推薦的,留有較多的余地。如在具體工程中經過**計算,也可以大于這一推薦值。
      7.5.3 氣體滅火劑垂直輸送距離的當量補償
         (1)七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷氣體滅火劑當垂直輸送上升配管長度超過4m 時應予補償。補償系數宜采用1.05~1.15。
         (2)七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷氣體滅火劑垂直輸送下降配管和長度不超過4m 的上升配管可不進行補償。
         (3)IG-541、二氧化碳、IG-100、IG-55、IG-01等純天然氣體滅火劑垂直輸送上升及下降配管均不進行補償。
      8  氣體滅火劑儲瓶間凈空高度與環境溫度要求
      8.1 間凈空高度要求:有梁梁底高度不宜小于2.5m,無梁時板底高度不宜小于2.8m。
      8.2 間環境溫度符合下表要求:
      儲瓶間環境溫度
      氣體滅火
      系統名稱
      七氟丙烷
      IG-541
      高  壓
      二氧化碳
      低  壓
      二氧化碳
      三氟甲烷
      IG-100
      六氟丙烷
      儲瓶間
      環境溫度
      -10℃~50
      0℃~49
      -23℃~49
      -20℃~50
      0℃~50
      9  滅火劑設計用量計算公式中的海拔高度修正系數
          七氟丙烷、IG-541、IG-100、三氟甲烷和六氟丙烷的滅火劑設計用量計算公式中均有海拔高度修正系數k。海拔高度越高的地區,k值越小。這是因為隨著海拔高度的不斷增高,空氣也逐漸稀薄,大氣壓力逐漸降低,空氣中的氧氣含量逐漸減少,氣體滅火劑噴放后在防護區內的擴散速度加快,控火、滅火更有效,滅火劑用量也可以相應減少。
          國內《規范》等同采用了國際標準《氣體滅火系統-物理性能和系統設計》ISO14520和美國標準《潔凈氣體滅火劑滅火系統設計規范》NFPA2001的規定。其原則是:當防護區所處地區海撥高度的大氣壓相差超過11%時,滅火劑設計用量應進行修正。
          k值的近似計算公式為:
                  K=5.3788×10-9×H2-1.1975×10-4×H1
      海拔高度修正系數表
      海拔高度(m
      修正系數 k
      海拔高度(m
      修正系數 k
      -1000H0
      1.130
      2500H3000
      0.735
      0H1000
      1.000
      3000H3500
      0.690
      1000H1500
      0.885
      3500H4000
      0.650
      1500H2000
      0.830
      4000H4500
      0.565
      2000H2500
      0.785
      -
      -
      10  氣體滅火系統的工作壓力(見下表)
      氣體滅火系統工作壓力
      氣體滅火
      系統名稱
      滅火劑儲存壓力(20℃時)
      系統*大工作壓力
      50℃時)
      噴嘴工作壓力
      20℃時)
      七氟丙烷
      2.5MPa
      4.2MPa
      0.6MPa
      4.2MPa
      6.7MPA
      0.7MPa
      5.6MPa
      7.2MPa
      0.8MPa
      IG-541
      15.0MPa
      17.2MPa
      2.0MPa
      20.0MPa
      23.2MPa
      2.1MPa
      二氧化碳
      高壓系統 5.7MPa
      12.1MPa
      1.4MPa
      低壓系統 2.1MPa
      (-18℃時)
      -
      1.0MPa
      三氟甲皖
      4.2MPa
      13.7MPa
      0.9MPa
      (設計時宜≥1.0MPa)
      IG-100
      15.0MPa
      17.2MPa
      1.0MPa
      20.0MPa
      23.2MPa
      六氟丙烷
      2.5MPa
      (充裝密度1200kgm3)
      3.1MPa
      0.31MPa,
      且≥Pm2
      4.2MPa
      (充裝密度1200kgm3)
      6.7MPa
      4.2MPa
      (充裝密度1140kgm3)
      5.3MPa
      (注:滅火劑輸送管網工作壓力一般均小于7.0 MPa
      11 氣體滅火劑輸送管網計算
      11.1 氣體滅火劑輸送管網設計計算相當復雜,計算過程非常繁瑣,不可能依賴傳統手工方法進行**計算。
      11.2 方案和初步設計階段,可以按照有關《規范》、手冊中的公式、例題對管網滅火劑流量、減壓孔板孔口孔徑、管網阻力損失、管徑、噴嘴壓力等進行粗略計算。
      11.3 施工圖設計階段,宜在氣體滅火系統生產供應商或氣體消防工程公司的配合下采用由其提供的計算方法或專門計算軟件進行滅火劑輸送管網的計算。
      12  氣體滅火劑輸送管網要求
      12.1 管材
          氣體滅火劑輸送管道應采用內外壁熱浸鍍鋅無縫鋼管,鍍鋅層厚度不宜小于15μm。安裝在腐蝕性較大環境里的氣體滅火劑輸送管道應采用無縫不銹鋼管。
          氣體滅火劑輸送管道規格詳見下表:
      氣體滅火系統滅火劑輸送管道規格
      公稱直徑
      DN
      滅火劑輸送管道規格      外徑×壁厚(mm)
      七氟丙烷   三氟甲皖
      IG-541
      IG-100
      高、低壓CO2封閉端管道
      高壓CO2
      開口端管道
      低壓CO2
      開口端管道
      2.5MPa
      4.2MPa
      5.6MPa
      15
      22×3
      22×4
      22×4
      22×3
      20
      27×3.5
      27×4
      27×4
      27×3
      25
      34×4.5
      34×4.5
      34×4.5
      34×3.5
      32
      42×4.5
      42×5
      42×5
      42×3.5
      40
      48×4.5
      48×5
      48×5
      48×3.5
      50
      60×5
      60×5.5
      60×5.5
      60×4
      65
      76×5
      76×7
      76×7
      76×5
      80
      89×5
      89×5.5
      89×7.5
      89×7.5
      89×5.5
      90
      -
      -
      -
      102×8
      102×6
      100
      114×5.5
      114×6
      114×8.5
      114×8.5
      114×6
      125
      -
      140×6
      140×9.5
      140×9.5
      140×6.5
      150
      -
      168×7
      168×11
      168×11
      168×7
      200
      -
      -
      -
      219×12
      -
      12.2 管道接方式
      12.2.1 
      氣體滅火劑輸送管道DN80mm宜采用螺紋連接;DN100mm宜采用法蘭連接。管道接件內外壁鍍鋅。腐采用不銹鋼管件。
      12.2.2 
      螺紋連接時,可采用聚四氟乙烯膠帶或厭氧膠帶作為密封材料。法蘭連接時,一般采用金屬墊圈密封。
      13  無管網預制滅火系統
      13.1 柜式無管網滅火裝置是一種預制的、按一定應用條件將滅火劑儲存裝置和噴放組件等預先設計、組裝成套且具有聯動控制功能的全淹沒滅火系統。與有管網滅火系統相比,具有安裝靈活、無管網阻力損失、滅火速度更快、效果更好等特點。
      13.2 預制滅火裝置直接設置在防護區內,不需要另外布置儲瓶間。適用于計算機主機房、檔案室、貴重物品庫、電信數據中心等面積較小的防護空間。對原有建筑進行功能改造需設置氣體滅火系統時,采用預制滅火裝置更經濟、更合理、更快捷。
      13.3 柜式無管網預制滅火裝置的設置要求
      13.3.1 單機服務面職宜控制在50m2左右。如防護區面積較大,應采用多臺分散布置方法。但一個防護區內的設置數量不宜超過10臺。
      13.3.2 同一個防區內的火裝置多于一臺,能同。其作響應時差不2s。
      14  氣體滅火系統的操作與控制
      14.1 有管網氣體滅火系統應設自動控制、手動控制和機械應急操作三種啟動方式;柜式(無管網)預制滅火系統應設自動控制和手動控制兩種啟動方式。
      14.2 采用自動控制啟動方式時,根據人員安全撤離防護區的需要,應有不大于30s的可控滅火劑延遲噴射;對于平時無人工作的防護區,可設置為無延遲滅火劑噴射。
      14.3 設有消防控制室的工程項目,應將各防護區滅火控制系統的火警信息、滅火動作、手動與自動轉換和系統設備故障信息等相關信息傳送至消防控制室。
      15  氣體滅火系統設計選型要點(小結)
      15.1 根據防護區面積大小、數量多少選型
      防護區面積較小的宜采用無管網預制滅火裝置;面積較大的宜采用有管網滅火系統。
          單元獨立系統只在僅有一個防護區時采用;有多個防護區時宜采用組合分配系統。
      15.2 根據儲瓶間位置與防護區之間的距離遠近選型       
          距離較近的,可采用七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷或二氧化碳滅火系統;距離較遠的,宜采用IG-541、IG-100或外貯壓式七氟丙烷滅火系統。
      15.3 氣體滅火系統適用火災場所
      15.3.1 固體表面火災。二氧化碳滅火系統還可用于撲救棉毛、織物、紙張等固體物質深位火災。
      15.3.2 液體火災。二氧化碳、三氟甲烷還可用于撲救石蠟、瀝青等可熔化的固體物質火災。
      15.3.3 滅火前可切斷氣源的氣體火災。
      15.3.4 電氣設備火災。
      15.3.5 二氧化碳既可用于全淹沒滅火系統,也可用于局部應用滅火系統。
      15.4 氣體滅火系統不適用火災場所
      15.4.1 硝化纖維、硝酸鈉等氧化劑或含氧化劑的化學制品火災。
      15.4.2 鉀、鎂、鈉、鈦、鋯、鈾等活潑金屬火災。
      15.4.3 氫化鉀、氫化鈉等金屬氫化物火災。
      15.4.4 過氧化氫、聯胺等能自行分解的化學物質火災。
      15.4.5 七氟丙烷、IG-541、三氟甲烷、IG-100不適用于撲救可燃固體物質的深位火災。
      15.4.6 IG-541一般不提倡用于撲救主燃料為液體的火災。
      15.5 根據防護區人員工作與停留情況選型
          七氟丙烷、IG-541、三氟甲烷、IG-100、六氟丙烷可用于經常有人工作或長時間停留的場所;
          二氧化碳不適宜用于經常有人工作或停留的場所。
      15.6 氣體滅火劑輸送距離由遠到近排序
      IG-541、IG-100、外貯壓式七氟丙烷;
      高壓二氧化碳;
          三氟甲烷、低壓二氧化碳;
          內貯壓式七氟丙烷、六氟丙烷。   
      15.7 氣體滅火劑滅火效能由高到低排序
          七氟丙烷,六氟丙烷,三氟甲烷,二氧化碳,IG-100,IG-541。
      15.8 氣體滅火劑儲瓶間(儲罐間)需用面積由小到大排序
          七氟丙烷,六氟丙烷,三氟甲烷,高壓二氧化碳,IG-100,IG-541,低壓二氧化碳。
      15.9 滅火劑價格與系統工程造價比較
      15.9.1 氣體滅火劑價格由低到高排序:二氧化碳,IG-100,IG-541,三氟甲烷,七氟丙烷,六氟丙烷。
      15.9.2 柜式(無管網)預制滅火系統每m3防護區容積工程造價約需120~260元。
      15.9.3 有管網氣體滅火系統每m3防護區容積工程造價約需280~550元。
           
            本文摘自網絡如作者對版權有異議請與我們聯系。               
       
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