原件 气体消防

气体灭火系统的分类1. 一般按气体种类分类见1，其他分类方法见表1。氮气灭火系统 （IG-100）二氧化碳灭火系统 七氟丙烷灭火系统 （HFC-227ea）三氟甲烷灭火系统 （IG-541）混合气体灭火系统 (HFC-23)按照气体种类分类分 类主 要 特 征适 用 条 件按固定方式分半固定式气体灭火装置（预置灭火系统）无固定的输送气体管道。由药剂瓶、喷嘴和启动装置组成的成套装置适用于保护面积不大于500m2,体积不大于1600m3的防护区固定式气体灭火系统（管网灭火系统）由贮存容器、各种组件、供气管道、喷嘴及控制部分组成的灭火系统适用于保护面积大于100m2,体积不大于300m3的防护区按管网布置形式分均衡管网系统从贮存容器到每个喷嘴的管道长度和等效长度应大于最长管道长度和等效长度的90%；每个喷头的平均质量流量相等适用于贮存压力低，设计灭火浓度小的系统非均衡管网系统不具备均衡管网系统的条件适用于能使灭火剂迅速均化，各部分空间能同时达到设计浓度的高压系统按系统组成分单元独立灭火系统用一套贮存装置单独保护一个防护区或保护对象的灭火系统适用于防护区少而又有条件设置多个钢瓶间的工程组合分配灭火系统用一套灭火剂贮存装置保护两个及两个以上防护区或保护对象的灭火系统适用于防护区多而又没有条件设置多个瓶站，且每个防护区不同时着火的工程按应用方式分全淹没灭火系统在规定的时间内，向防护区喷射一定浓度的灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区德灭火系统适用于在开孔率不超过3%的封闭空间，保护区内除泄压口外，其余均能在灭火剂喷放前自动关闭局部应用灭火系统向保护对象以设计喷射率直接喷射灭火剂，并持续一定时间的灭火系统保护区在灭火过程中不能封闭或虽能封闭但不符合全淹没系统所要求的条件。适宜扑灭表面火灾2.氮气（IG100）气体灭火系统（1）设计灭火剂用量1）根据防护区可燃物相应的设计灭火浓度或设计惰化浓度与防护区净容积，经计算确定氮气设计用量。2）防护区氮气设计用量或惰化设计用量应按公式（6.8-8）及式（6.8-3）计算： （6.8-8） S=0.799768+0.00293T （6.8-9）式中M全淹没灭火设计用量或惰化设计用量（kg）；K防护区海拔高度修正系数，按表6.8-20选用；V防护区净容积(m3)；S压力为101.3kPa时，对应防护区最低低预期温度时氮气的蒸汽比容（m3/kg），应按（6.8-9）式计算；T为防护区最低预期温度（）；C防护区灭火设计浓度或惰化浓度（）。可按表6.8-5、表6.8-6、表6.8-7选用（对有爆炸危险的防护区应采用惰化浓度，物质的最小设计惰化浓度不应小于该物质惰化浓度的1.1倍）。防护区海拔高度修正系数（K值表） 表6.8-20海拔高度（m）修正系数（K）海拔高度（m）修正系数（K）-10001.11025000.72501.00030000.67010000.89035000.61515000.83540000.56020000.78045000.5053）估算时可按下式计算： （6.8-10）式中M氮气的设计灭火用量（kg）；V防护区净容积(m3)；X淹没系数，可根据表6.8-21确定；S氮气的蒸汽比容（m3/kg）。氮气的淹没系数 表6.8-21温度t()蒸汽比容（m3/kg）每单位防护空间体积所需的氮气灭火剂体积，V灭火剂/V防护空间（m3/m3）设计浓度（体积百分比m3/m3）36%38.3%42%46%50%54%58%62%-200.7411 0.518 0.561 0.631 0.714 0.803 0.899 1.005 1.121 -100.7704 0.498 0.540.0.607 0.686 0.772 0.865 0.966 0.078 00.7997 0.480 0.520 0.585 0.661 0.744 0.833 0.931 1.038 100.8290 0.463 0.502 0.640 0.638 0.718 0.804 0.898 1.002 200.8583 0.447 0.485 0.450 0.616 0.693 0.777 0.868 0.968 300.8876 0.432 0.468 0.527 0.596 0.670 0.751 0.839 0.936 400.9169 0.418 0.453 0.510 0.577 0.649 0.727 0.812 0.906 500.9462 0.406 0.440 0.494 0.559 0.629 0.704 0.787 0.878 600.9755 0.394 0.427 0.479 0.542 0.610 0.683 0.763 0.851 701.0048 0.382 0.414 0.465 0.526 0.592 0.663 0.741 0.827 801.0341 0.371 0.402 0.452 0.511 0.575 0.645 0.720 0.803 901.0634 0.361 0.391 0.440 0.497 0.559 0.627 0.700 0.781 1000.0927 0.351 0.381 0.428 0.484 0.544 0.610 0.681 0.760 4)系统的贮存量应为防护区灭火设计用量与系统中的喷放后的剩余量之和与喷放后的剩余量之和。喷放后的剩余量之和宜按实际工程管网情况确定。一般可设计用量2%估算。5）根据各生产厂家的钢瓶容量（实际最小充装量）计算所需钢瓶数， （6.8-11）式中n所需相应钢瓶规格的钢瓶数；W1相应钢瓶规格的充装量（kg），按表6.8-22取值。（IG100）灭火剂钢瓶规格 表6.8-22钢瓶规格(L)80.0 120 充装量（kg）17.9 (2)防护区灭火剂的抑制时间，不应小于10min。（3）系统管网设计1）喷头的设计数量，由单个喷头的波保护面积和防护区面积确定。单个喷嘴保护面积不应大于30，单层喷嘴地板以上的最大喷嘴高度为5m，当防护区高度大于5m时应另加一层喷嘴。喷头布置的间距应按生产厂商提供的数据确定。2)喷头的射流方向不应对准液体表面；3）管道分流应采用三通，三通分流的最小流量不小于总流量的5%,不应采用四通进行管道分流；4）管网计算时各管段中氮气的流量，宜采用平均设计流量；5）灭火剂释放时，管网应进行减压。减压装置宜采用减压孔板。减压孔板宜设在系统的源头或干管入口处。6）喷头入口压力的计算值不应小于1.0MPa（绝对压力）。7）氮气的喷射时间不应超过60s。3.七氟丙烷（FHC-227ea）气体灭火系统（1）设计灭火剂用量1）七氟丙烷气体灭火系统的设计用量可按下式计算： （6.8-12）式中 W七氟丙烷的设计灭火用量（kg）；C七氟丙烷的设计灭火浓度（%V/V）,按第6.8.4条第三款和表6.8-8选用；V防护区净容积(m3)；K防护区海拔高度修正系数，按例表-5选用；Sv七氟丙烷过热蒸汽在101.3kPa和防护区最低环境温度下的比容积（m3/kg）；应按式（6.8-13）计算：Sv=0.1269+0.000513T （6.8-13） 式中T防护区的环境温度（）。2）系统灭火剂贮存量应按下式计算： （6.8-14）式中 W0系统灭火剂贮存量（kg）；W1贮存容器内的灭火剂剩余量（kg），可按贮存容器内引升管管口以下的容器容积量换算；管道内的灭火剂剩余量（kg），均衡管网和只含一个封闭空间的非均衡管网，其管网内的灭火剂剩余量均可不计。3）根据个生产厂家的钢瓶容量（实际最小充装量）计算所需钢瓶数 （6.8-15）n所需相应钢瓶规格的钢瓶数；W1相应钢瓶规格的充装量（kg），按表6.8-23、表6.8-24、表6.8-25取值。国产七氟丙烷灭火剂钢瓶规格 表6.8-23钢瓶规格(L)407090120150180充装量（kg）4680.5103.5138172.5207注：本表依据阿科普提供的资料编写进口七氟丙烷灭火剂钢瓶规格 表6.8-24钢瓶规格(L)4.78.116.228.350.681142243充装量（kg）5918325791159272注：本表依据阿科普提供的资料编写备压式七氟丙烷灭火剂钢瓶规格 表6.8-25钢瓶规格(L)82143245370充装量（kg）102179306460注：本表依据阿科普提供的资料编写（2）防护区内灭火剂的浸渍时间应符合下列规定：1）扑救木材、纸张、织物类等固体火灾时，不宜小于20min；2）扑救通信机房、电子计算机等防护区火灾时，不宜小于5min；3）扑救其它固体火灾时，不宜小于10min；4）扑救气体和液体火灾时，不宜小于1min；（3）系统管网设计1）七氟丙烷灭火剂的喷射时间，对于通信机房和电子计算机房等防护区不宜大于8s；其它防护区不应大于10s。2）管道的最大输送长度，当采用气液两相流体计算时不宜超过100m，系统中其最不利点的喷嘴工作压力不应小于喷放“过程中点”贮存容器内压力的1/2(绝对压力，MPa)；当采用液体单相流体模型计算时不宜超过30m；3）管网宜布置成均衡系统，管网中各个喷嘴的设计质量流量应相等，管网中从第一分流点至个喷嘴的管道计算阻力损失，其相互间的最大差值不应大于20%；4）系统管网的管道总容积不应大于该系统七氟丙烷充装量体积的80%；5)管网分流应采用三通管件，其分流出口因水平布置。【例】某计算机房，海拔高度为0m，房间大小为：长宽高=18.2m15.0m3.6m（轴距），吊顶内高度为1.0m，吊顶以下高度为2.6m。设置两层气体灭火喷头进行保护。被保护对象为电子数据处理设备及数据电缆等，设计浓度不低于8%。保护区为独立的、封闭的保护区，门窗缝隙为封堵。最低环境温度为15，最高35。步骤1：分析防护区（1）首先对被保护区域的密封性、完整性进行确定。确认该防护区与其他相邻防护区被完全隔离开来，吊顶内及地板下的相通处因使用防火阻燃材料封填。如果无法完全隔断，则须要通过计算增加药剂量。以弥补开口所流失的灭火药剂。（2）确认该防护区中的或经过该防护区的通风及空调等设备的管路在进出保护区时有快速关断的装置。步骤2：计算出防护区内净体积，可以减去永久占用体积，如梁柱的体积，但不可减去家具及设备、容器的体积。（本计算减去墙厚，不减去梁柱、地板及吊顶所占的体积）吊顶内容积V1=18.014.81.0=266.4m3吊顶下容积V2=18.014.82.6=629.64m3保护区总体积V=V1+V2=266.4+629.64=959m3步骤3:计算灭火剂用量以最低环境温度状态为基准，计算药剂用量。因环境温度越低，灭火剂气体体积越小。最低环境温度为T=15.灭火剂该温度、常压下的蒸汽比容为 Sv=0.1269+0.000513T =0.1344m3/kg灭火剂用量 :=620.5Kg还可以直接查例表-4，全淹没系数 Xmin=0.6457kg/ m3，七氟丙烷灭火剂淹没系数表 例表-4防护区温度（）设计浓度（%）678910111213141500.50340.59360.68580.78000.87630.97487.07551.17851.28391.391850.49320.58160.67190.76420.85860.95501.05371.15461.25791.3636100.48340.57000.65850.74900.84140.93601.03271.13161.23281.3364150.47400.55890.64570.73440.82510.91781.01261.10961.20891.3105200.46500.54830.63350.72050.80940.90040.99341.08861.18591.2856250.45640.53820.62170.70710.79440.88370.97501.06841.16401.2618300.44810.52840.61040.69430.78000.86760.95731.04901.14281.2388350.44010.51900.59960.68190.76610.85220.94021.03031.12241.2168400.43240.50990.58910.67010.75280.83740.92301.01241.10291.1956450.42500.50120.57900.65860.73990.82300.90000.99501.08401.1751500.41800.49290.56940.64760.72760.80930.89290.97841.06601.1555550.41110.48470.56000.63693.71560.79600.87820.96231.04841.1365600.40450.47700.55100.62670.70410.78210.84100.84691.03161.1183650.39800.46940.54120.61670.69290.77070.85040.93181.01521.0005700.39190.46210.53380.60720.68210.75880.83710.91730.99401.0834750.38590.45500.52570.59790.67170.74710.82430.90330.98411.0668800.38010.44820.51780.58900.66170.73600.81200.88980.96941.0509850.37450.44160.51020.58030.65190.72510.80000.87670.95511.0354900.36900.43510.50270.57170.64230.71450.78830.86380.94111.0202得出灭火剂用量为W=XminV=9590.6457=619.2kg吊顶内用量=172.4 kg吊顶下用量=448.2 kg如保护区所处地区的海拔高度不是0m，须在总药剂量上乘以海拔高度修正系数（见例表-5）。七氟丙烷灭火系统防护区海拔高度修正表 例表-5海拔高度（m）压力（cmHg）修正系数海拔高度（m）压力（cmHg）修正系数-92084.01.110121065.00.860-61081.21.070152062.20.820-30078.71.040183059.60.780076.01.000213057.00.75030073.30.960244055.00.72061070.50.930274052.80.69092067.80.890305050.50.660步骤4：再以环境最高温度时，该药剂用量下的体积比浓度是否超出安全限度为标准，对以上数据进行校验。最大高环境温度为35，直接查例表-4，该温度全淹没系数Xmin=0.5996kg/ m3Cmax=CXmin/Xmax=8%0.6457/0.5996=8.6%9.0%(NOAEL-无影响最高值)经验证该环境温度变化下，灭火药剂设计用量小于NOAEL值，可以适用于有人常驻的空间。步骤5：计算泄压口面积按照有关规定进行泄压口的设置和计算（略）。步骤6：钢瓶选型由于各个厂家的药剂存贮容器在规格上差异较大，在此，暂以某厂家最大的容积为370L的钢瓶（最大充装量460kg）。配置如下：药剂钢瓶数量n=W0/W1=620.6/460=1.35.故需2瓶370L的钢瓶。步骤7：管网初步布置见图6.8-4、图6.8-5步骤8：进行管网布置后，按平均流量（喷射时间8S）查例表-6“管径估算表”，得出以下管径：管段节点平均流量（kg/s）估算管径(mm)3677.57DN8067（614）38.79DN6578（711，1415，1418）19.39DN50/DN4089（1112，1516，1819）14DN40810（1113，1517，1820）5.39DN20/DN25七氟丙烷系统管径估算表 例表-6管径（mm）流量（kg/s）最小值额定最大值DN151.603.90DN202.705.70DN254.319.00DN326.3013.60DN409.1025.00DN5013.6040.90DN6525.0056.80DN8040.8090.90由以上步骤，可以比较准确的计算出灭火药剂的用量、选定钢瓶的型号、布置管网、估算管路直径尺寸。有了这些数据，基本可以完成初步设计，满足正式是巩固之前的一般要求了。在进行更准确的施工图设计时，需要借助设备厂家或涉弊供应商的计算软件，对管路尺寸进行核算。即使使用电脑计算，以上所有初算数据及管网布置图也是具备的条件；将以上数据及管路输入计算程序中，再规定减压设备及喷头的空口尺寸，就可以让计算机利用当前数据模拟该状况下药剂的实际流动情况，从而得出当前条件下的系统喷射时间，喷口压力等参数。软件使用者只需对所输入的数据反复进行调整，就可得出最符合现场条件及规范要求的最终设计方案。在程序中，规定了各个喷头的喷放结束时间差异不得大于1S，如计算结果显示喷射结束时间的差异超过1s,则需要设计者重新进行管网布置。这使得管网中药剂剩余量降低到很少的程度。4.三氟甲烷（FHC-23）气体灭火系统（1）设计灭火剂用量1）设计灭火用量按下式计算： （6.8-16）式中 W三氟甲烷的设计灭火用量（kg）；C三氟甲烷的设计灭火浓度（%）,按第6.8.4条第三款和表6.8-10选用；V防护区净容积(m3)；K防护区海拔高度修正系数，按例表-5选用；Sv三氟甲烷过热蒸汽在101.3kPa和防护区最低环境温度下的比容积（m3/kg）；应按下式计算：Sv=0.3164+0.0012T（6.8-17）式中T防护区的环境温度（）。2）根据个生产厂家的钢瓶容量（实际最小充装量）计算所需钢瓶数n=W0/W1（6.8-18）n所需相应钢瓶规格的钢瓶数；W1相应钢瓶规格的充装量（kg），按表6.8-26取值。三氟甲烷灭火剂钢瓶规格 表6.8-26钢瓶规格(L)407090充装量（kg）325672（2）防护区内三氟甲烷灭火剂的浸渍时间应符合下列规定：1）扑灭固体火灾时，不宜小于10min；2）扑灭液体火灾时，不宜小于1min。（3）系统管网设计1）三氟甲烷灭火剂的喷射时间不应大于10s。2）管道的最大输送长度不宜超过60m。3）管网流体计算应采用两相流体模型。4）管网中最不利点喷嘴出口前的压力不应低于0.75MPa。5）三氟甲烷灭火系统贮存容器中三氟甲烷的充装密度不应大于860 kg/ m3。6）系统管网宜布置为均衡系统，管网中各个喷嘴，设计质量流量应相等；管网中从第一分流点至各喷嘴的管道计算阻力损失，其相互间的最大差值不应大于10%。7）系统管网的管道总容积不宜大于该系统三氟甲烷充装量体积的80%。8）管网分流应采用三通管件，其分流出口应水平布置。5.二氧化碳（CO2）气体灭火系统二氧化碳灭火系统有全淹没和局部应用两种系统。（1） 全淹没灭火系统的设计计算1） 二氧化碳的设计用量应按下式计算： （6.8-19） （6.8-20） （6.8-21）式中 W二氧化碳的设计灭火用量（kg）；Kb物质系数,按表6.8-11选用；K1面积系数（kg/）,取0.2kg/；K2体积系数(kg/m3), 取0.2kg/ m3；A折算面积（）；Av防护区内侧面、底面、顶面（包括其中的开口）的总面积；A0开口总面积（）；V防护区净容积(m3)；Vv防护区容积(m3)；防护区内非燃烧体和难燃烧体的总容积(m3)；2） 当防护区的环境温度超过100时，二氧化碳的设计用量应在式（6.8-19）计算值的基础上每超过5增加2%。3） 当防护区的环境温度低于-20时，二氧化碳的设计用量应在式（6.8-20）计算值的基础上每超过5增加2%。4） 二氧化碳的贮存量应为设计用量与残余量之和。残余量可按设计用量的8%计算。组合分配系统的二氧化碳贮存量，不应小于所需贮存量最大的一个防护区的贮存量。5） 根据个生产厂家的钢瓶容量（实际最小充装量）计算所需钢瓶数n=W0/W1 （6.8-22）n所需相应钢瓶规格的钢瓶数；W1相应钢瓶规格的充装量（kg），按表6.8-27取值。高压二氧化碳灭火剂钢瓶规格 表6.8-27钢瓶规格(L)4070充装量（kg）2442（2） 局部应用灭火系统的设计计算1） 局部应用灭火系统的设计可采用面积法或体积法。当保护对象的着火部位是比较平直的表面时，宜采用面积法；当着火对象为不规则物体时，应采用体积法。2） 局部应用灭火系统的二氧化碳喷射时间不应小于0.5min。对于燃点温度低于沸点温度的液体和可熔化固体的火灾。二氧化碳的喷射时间不应小于1.5min。3） 当采用面积法设计时，应符合下列规定：a. 保护对象计算应取被保护表面整体的垂直投影面积；b. 架空型喷头应以喷头的出口至保护对象的距离确定设计流量和相应的正方形保护面积；槽边型喷头保护面积应由设计选定的喷头设计流量确定；c. 架空型喷头的布置宜垂直于保护对象的表面，其瞄准点应是喷头保护面积的中心。当确定费垂直布置时，喷头的安装角不应小于45。其瞄准点应偏向喷头安装位置的一方（见图6.8.6），喷头偏离保护面积中心的距离可按表6.8-28确定。喷头偏离保护面积中心的距离 表6.8-28喷头安装角喷头偏离保护面积中心的距离(m)45600.25Lb60750.25Lb0.125Lb75900.125Lb0d. 喷头费垂直布置时的设计流量和保护面积与垂直布置的相同；e. 喷头宜采用等距布置，以喷头正方形保护面积组合排列，并应完全覆盖保护对象；f. 采用面积法设计的二氧化碳的设计用量应按下式计算： （6.8-23）式中 二氧化碳设计用量（kg）；喷头数量；单个喷头的设计流量（kg/min）；喷射时间（min）。4） 当采用体积法设计时，应符合下列规定：a. 保护对象的计算面积应采用假定的封闭罩的体积。封闭罩的体积应是保护对象的实际底面；封闭罩的侧面及顶部当无实际维护结构时，他们至保护对象外缘的距离不应小于0.6m；b. 二氧化碳单位体积的喷射率应按下式计算： （6.8-24）式中 单位体积的喷射率（kg/(minm3)）；在假定的封闭罩侧面围封面面积（）；在假定的封闭罩中存在的实体墙等实际围封面的面积（）。c. 采用体积法设计的二氧化碳的设计用量应按下式计算： （6.8-25）式中 V1保护对象的计算体积（m3）；d. 喷头的布置与数量应使喷射的二氧化碳分布均匀，并满足单位体积的喷射率和设计用量的要求。5） 二氧化碳贮存量，应取设计用量的1.4倍与管道蒸发量之和。组合分配系统的二氧化碳贮存量，不应小于所需贮存量最大的一个保护对象的贮存量。（3） 系统管网设计管网计算应由经认证的专业的商业软件进行，在没有招标之前，不可能进行详细的水力计算，可手工粗算：1） 管网中干管的设计流量应按下式计算： （6.8-26）式中 管道的设计流量（kg/min）；2） 管网中支管的实际流量应按下式计算 （6.8-27）式中 安装在计算支管流程下游的喷头数量；单个喷头的设计流量（kg/min）；3） 管道压力降可按下式计算或按图6.8-29采用。 (6.8-28)式中 管道内径（mm）；管段计算长度（m）；压力系数（MPa.kg/m3）；密度系数，应按表6.8-29采用。图6.8-7 管道压力降注：管网起始压力取设计额定贮存压力（5.17MPa）,后段管道的起点压力取前段管道的终点压力。二氧化碳的压力系数和密度系数 表6.8-29压力(MPa)（MPa.kg/ m3）Z压力(MPa)Y（MPa.kg/ m3）Z5.170.00.00003.50927.70.8305.