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源引自
中華人民共和國國家標準(氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范GB50370-2005)


3 設計要求


3.1 一般規(guī)定
3.2 系統(tǒng)設置
3.3 七氟丙烷滅火系統(tǒng)
3.4 IG541混合氣體滅火系統(tǒng)
3.5 熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)

3.2 系統(tǒng)設置


3.2.1 氣體滅火系統(tǒng)適用于撲救下列火災:
      1 電氣火災;
      2 固體表面火災;
      3 液體火災;
      4 滅火前能切斷氣源的氣體火災。
注:除電纜隧道(夾層、井)及自備發(fā)電機房外,K型和其他型熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)不得用于其他電氣火災。
3.2.2 氣體滅火系統(tǒng)不適用于撲救下列火災:
      1 硝化纖維、硝酸鈉等氧化劑或含氧化劑的化學制品火災;
      2 鉀、鎂、鈉、鈦、鋯、鈾等活潑金屬火災;
      3 氫化鉀、氫化鈉等金屬氫化物火災;
      4 過氧化氫、聯(lián)胺等能自行分解的化學物質(zhì)火災。
      5 可燃固體物質(zhì)的深位火災。
3.2.3 熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)不應設置在人員密集場所、有爆炸危險性的場所及有超凈要求的場所。K型及其他型熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)不得用于電子計算機房、通訊機房等場所。
3.2.4 防護區(qū)劃分應符合下列規(guī)定:
      1 防護區(qū)宜以單個封閉空間劃分;同一區(qū)間的吊頂層和地板下需同時保護時,可合為一個防護區(qū);
      2 采用管網(wǎng)滅火系統(tǒng)時,一個防護區(qū)的面積不宜大于800m2,且容積不宜大于3600m3;
      3 采用預制滅火系統(tǒng)時,一個防護區(qū)的面積不宜大于500m2,且容積不宜大于1600m3。
3.2.5 防護區(qū)圍護結(jié)構及門窗的耐火極限均不宜低于0.5h;吊頂?shù)哪突饦O限不宜低于0.25h。
3.2.6 防護區(qū)圍護結(jié)構承受內(nèi)壓的允許壓強,不宜低于1200Pa。
3.2.7 防護區(qū)應設置泄壓口,七氟丙烷滅火系統(tǒng)的泄壓口應位于防護區(qū)凈高的2/3以上。
3.2.8 防護區(qū)設置的泄壓口,宜設在外墻上。泄壓口面積按相應氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)定計算。
3.2.9 噴放滅火劑前,防護區(qū)內(nèi)除泄壓口外的開口應能自行關閉。
3.2.10 防護區(qū)的最低環(huán)境溫度不應低于-10℃。

3.3 七氟丙烷滅火系統(tǒng)


3.3.1 七氟丙烷滅火系統(tǒng)的滅火設計濃度不應小于滅火濃度的1.3倍,惰化設計濃度不應小于惰化濃度的1.1倍。
3.3.2 固體表面火災的滅火濃度為5.8%,其他滅火濃度可按本規(guī)范附錄A中表A-1的規(guī)定取值,惰化濃度可按本規(guī)范附錄A中表A-2的規(guī)定取值。本規(guī)范附錄A中未列出的,應經(jīng)試驗確定。
3.3.3 圖書、檔案、票據(jù)和文物資料庫等防護區(qū),滅火設計濃度宜采用10%。
3.3.4 油浸變壓器室、帶油開關的配電室和自備發(fā)電機房等防護區(qū),滅火設計濃度宜采用9%。
3.3.5 通訊機房和電子計算機房等防護區(qū),滅火設計濃度宜采用8%。
3.3.6 防護區(qū)實際應用的濃度不應大于滅火設計濃度的1.1倍。
3.3.7 在通訊機房和電子計算機房等防護區(qū),設計噴放時間不應大于8s;在其他防護區(qū),設計噴放時間不應大于10s。
3.3.8 滅火浸漬時間應符合下列規(guī)定:
      1 木材、紙張、織物等固體表面火災,宜采用20min;
      2 通訊機房、電子計算機房內(nèi)的電氣設備火災,應采用5min;
      3 其他固體表面火災,宜采用10 min;
      4 氣體和液體火災,不應小于1 min。
3.3.9 七氟丙烷滅火系統(tǒng)應采用氮氣增壓輸送。氮氣的含水量不應大于0.006%。
      儲存容器的增壓壓力宜分為三級,并應符合下列規(guī)定:
      1 一級 2.5+0.1MPa(表壓);
      2 二級 4.2+0.1MPa(表壓);
      3 三級 5.6+0.1MPa(表壓)。
3.3.10 七氟丙烷單位容積的充裝量應符合下列規(guī)定:
      1 一級增壓儲存容器,不應大于1120kg/m3;
      2 二級增壓焊接結(jié)構儲存容器,不應大于950kg/m3;
      3 二級增壓無縫結(jié)構儲存容器,不應大于1120kg/m3;
      4 三級增壓儲存容器,不應大于1080kg/m3。
3.3.11 管網(wǎng)的管道內(nèi)容積,不應大于流經(jīng)該管網(wǎng)的七氟丙烷儲存量體積的80%。
3.3.12 管網(wǎng)布置宜設計為均衡系統(tǒng),并應符合下列規(guī)定:
      1 噴頭設計流量應相等;
      2 管網(wǎng)的第1分流點至各噴頭的管道阻力損失,其相互間的最大差值不應大于20%。
3.3.13 防護區(qū)的泄壓口面積,宜按下式計算:

防護區(qū)的泄壓口面積

式中  Fx——泄壓口面積(m2);
         Qx——滅火劑在防護區(qū)的平均噴放速率(kg/s);
         Pf——圍護結(jié)構承受內(nèi)壓的允許壓強(Pa)。

3.3.14 滅火設計用量或惰化設計用量和系統(tǒng)滅火劑儲存量,應符合下列規(guī)定:
      1 防護區(qū)滅火設計用量或惰化設計用量應按下式計算:

防護區(qū)滅火設計用量或惰化設計用量

式中  W——滅火設計用量或惰化設計用量(kg);
          C1——滅火設計濃度或惰化設計濃度(%);
          S——滅火劑過熱蒸汽在101kPa大氣壓和防護區(qū)最低環(huán)境溫度下的質(zhì)量體積(m3/kg);
          V——防護區(qū)的凈容積(m3);
          K——海拔高度修正系數(shù),可按本規(guī)范附錄B的規(guī)定取值。

      2 滅火劑過熱蒸氣在101kPa大氣壓和防護區(qū)最低環(huán)境溫度下的質(zhì)量體積,應按下式計算:

滅火劑過熱蒸汽在101KPa大氣壓和防護區(qū)最低環(huán)境溫度下的比容

式中  T——防護區(qū)最低環(huán)境溫度(℃)。
      3 系統(tǒng)滅火劑儲存量應按下式計算:

系統(tǒng)滅火劑儲存量

式中  Wo——系統(tǒng)滅火劑儲存量(kg);
         △W1——儲存容器內(nèi)的滅火劑剩余量(kg);
         △W2——管道內(nèi)的滅火劑剩余量(kg)。

      4 儲存容器內(nèi)的滅火劑剩余量,可按儲存容器內(nèi)引升管管口以下的容器容積量換算。
      5 均衡管網(wǎng)和只含一個封閉空間的非均衡管網(wǎng),其管網(wǎng)內(nèi)的滅火劑剩余量均可不計。
      防護區(qū)中含兩個或兩個以上封閉空間的非均衡管網(wǎng),其管網(wǎng)內(nèi)的滅火劑剩余量,可按各支管與最短支管之間長度差值的容積量計算。
3.3.15 管網(wǎng)計算應符合下列規(guī)定:
      1 管網(wǎng)計算時,各管道中滅火劑的流量,宜采用平均設計流量。
      2 主干管平均設計流量,應按下式計算:

主干管平均設計流量

式中 Qw——主干管平均設計流量(kg/s);
            t——滅火劑設計噴放時間(s)。

      3 支管平均設計流量,應按下式計算:

支管平均設計流量

式中 Qg——支管平均設計流量(kg/s);
         Ng——安裝在計算支管下游的噴頭數(shù)量(個);
        Qc——單個噴頭的設計流量(kg/s)。

      4 管網(wǎng)阻力損失宜采用過程中點時儲存容器內(nèi)壓力和平均設計流量進行計算。
      5 過程中點時儲存容器內(nèi)壓力,宜按下式計算:

式中  Pm——過程中點時儲存容器內(nèi)壓力(MPa,絕對壓力);
          P0——滅火劑儲存容器增壓壓力(MPa,絕對壓力);
          V0——噴放前,全部儲存容器內(nèi)的氣相總?cè)莘e(m3);
             
γ——七氟丙烷液體密度(kg/ m3),20℃時為1407kg/ m3;
          VP——管網(wǎng)的管道內(nèi)容積(m3);
            n——儲存容器的數(shù)量(個);
          Vb——儲存容器的容量(m3);
            η——充裝量(kg/ m3)。
      6 管網(wǎng)的阻力損失應根據(jù)管道種類確定。當采用鍍鋅鋼管時,其阻力損失可按下式計算:

管網(wǎng)的阻力損失應根據(jù)管道種類確定。當采用鍍鋅鋼管時,其阻力損失可按下式計算

式中  △P——計算管段阻力損失(MPa);
             L——管道計算長度(m),為計算管段中沿程長度與局部損失當量長度之和;
             Q——管道設計流量(kg/s);
             D——管道內(nèi)徑(mm)。
      7 初選管徑可按管道設計流量,參照下列公式計算:
      當Q≤6.0kg/s時,

3.3.15-6

      當6.0kg/s<Q<160.0kg/s時,

3.3.15-7

      8 噴頭工作壓力應按下式計算:

噴頭工作壓力應按下式計算

式中 Pc——噴頭工作壓力(MPa,絕對壓力);
系統(tǒng)流程阻力總損失
       Nd——流程中計算管段的數(shù)量;
       Ph——高程壓頭(MPa)。

      9 高程壓頭應按下式計算:

高程壓頭

式中  H——過程中點時,噴頭高度相對儲存容器內(nèi)液面的位差(m);
         g——重力加速度(m/s2)。

3.3.16 七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)的噴頭工作壓力的計算結(jié)果,應符合下列規(guī)定:
      1 一級增壓儲存容器的系統(tǒng)Pc ≥0.6(MPa,絕對壓力);
      二級增壓儲存容器的系統(tǒng)Pc ≥0.7(MPa,絕對壓力);
      三級增壓儲存容器的系統(tǒng)Pc ≥0.8(MPa,絕對壓力)。
   七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)的噴頭工作壓力的計算結(jié)果,應符合下列規(guī)定

3.3.17 噴頭等效孔口面積應按下式計算:

噴頭等效孔口面積

式中 Fc——噴頭等效孔口面積(cm2);
         qc——等效孔口單位面積噴射率[kg/(s
?cm2)],可按本規(guī)范附錄C采用。
3.3.18 噴頭的實際孔口面積,應經(jīng)試驗確定,噴頭規(guī)格應符合本規(guī)范附錄D的規(guī)定。

3.4 IG541混合氣體滅火系統(tǒng)


3.4.1 IG541混合氣體滅火系統(tǒng)的滅火設計濃度不應小于滅火濃度的1.3倍,惰化設計濃度不應小于惰化濃度的1.1倍。
3.4.2 固體表面火災的滅火濃度為28.1%,其他滅火濃度可按本規(guī)范附錄A中表A-3的規(guī)定取值,惰化濃度可按本規(guī)范附錄A中表A-4的規(guī)定取值。本規(guī)范附錄A中未列出的,應經(jīng)試驗確定。
3.4.3 當IG541混合氣體滅火劑噴放至設計用量的95%時,其噴放時間不應大于60s,且不應小于48s。
3.4.4 滅火浸漬時間應符合下列規(guī)定:
      1 木材、紙張、織物等固體表面火災,宜采用20min;
      2 通訊機房、電子計算機房內(nèi)的電氣設備火災,宜采用10min;
      3 其它固體表面火災,宜采用10min。
3.4.5 儲存容器充裝量應符合下列規(guī)定:
      1 一級充壓(15.0MPa)系統(tǒng),充裝量應為211.15kg/m3;
      2 二級充壓(20.0MPa)系統(tǒng),充裝量應為281.06kg/m3。
3.4.6 防護區(qū)的泄壓口面積,宜按下式計算:

防護區(qū)的泄壓口面積

式中 Fx——泄壓口面積(m2);
        Qx——滅火劑在防護區(qū)的平均噴放速率(kg/s);
         Pf——圍護結(jié)構承受內(nèi)壓的允許壓強(Pa)。

3.4.7 滅火設計用量或惰化設計用量和系統(tǒng)滅火劑儲存量,應符合下列規(guī)定:
      1 防護區(qū)滅火設計用量或惰化設計用量應按下式計算:

防護區(qū)滅火設計用量或惰化設計用量

式中 W——滅火設計用量或惰化設計用量(kg);
       C1——滅火設計濃度或惰化設計濃度(%);
         V——防護區(qū)的凈容積(m3);
         S——滅火劑氣體在101kPa大氣壓和防護區(qū)最低環(huán)境溫度下的質(zhì)量體積(m3/kg);
         K——海拔高度修正系數(shù),可按本規(guī)范附錄B的規(guī)定取值。

      2 滅火劑氣體在101kPa大氣壓和防護區(qū)最低環(huán)境溫度下的質(zhì)量體積,應按下式計算:

滅火劑氣體在101KPa大氣壓和防護區(qū)最低環(huán)境溫度下的質(zhì)量體積

式中 T——防護區(qū)最低環(huán)境溫度(℃);
      3 系統(tǒng)滅火劑儲存量,應為防護區(qū)滅火設計用量及系統(tǒng)滅火劑剩余量之和,系統(tǒng)滅火劑剩余量應按下式計算:

系統(tǒng)滅火劑儲存量,應為防護區(qū)滅火設計用量及系統(tǒng)滅火劑剩余量之和,系統(tǒng)滅火劑剩余量

式中 Ws——系統(tǒng)滅火劑剩余量(kg);
         Vo——系統(tǒng)全部儲存容器的總?cè)莘e(m3);
         Vp——管網(wǎng)的管道內(nèi)容積(m3)。

3.4.8 管網(wǎng)計算應符合下列規(guī)定:
      1 管道流量宜采用平均設計流量。
主干管、支管的平均設計流量,應按下列公式計算:

主干管、支管的平均設計流量

式中 Qw——主干管平均設計流量(kg/s);
           t——滅火劑設計噴放時間(s)。
        Qg——支管平均設計流量(kg/s);
        Ng——安裝在計算支管下游的噴頭數(shù)量(個);
        Qc——單個噴頭的設計流量(kg/s)。

      2 管道內(nèi)徑宜按下式計算:

3.4.8-3

式中 D——管道內(nèi)徑(mm);
        Q——管道設計流量(kg/s);

      3 滅火劑釋放時,管網(wǎng)應進行減壓。減壓裝置宜采用減壓孔板。減壓孔板宜設在系統(tǒng)的源頭或干管入口處。
      4 減壓孔板前的壓力,應按下式計算:

減壓孔板前的壓力

式中 P1——減壓孔板前的壓力(MPa,絕對壓力);
        Po——滅火劑儲存容器充壓壓力(MPa,絕對壓力);
        Vo——系統(tǒng)全部儲存容器的總?cè)莘e(m3);
        V1——減壓孔板前管網(wǎng)管道容積(m3);
        V2——減壓孔板后管網(wǎng)管道容積(m3)。
      5 減壓孔板后的壓力,應按下式計算:

減壓孔板后的壓力

式中 P2——減壓孔板后的壓力(MPa,絕對壓力);
          δ——落壓比(臨界落壓比:δ=0.52)。一級充壓(15MPa)的系統(tǒng),可在δ=0.52~0.60中選用;二級充壓(20MPa)的系統(tǒng),可在δ=0.52~0.55中選用。  

      6 減壓孔板孔口面積,宜按下式計算:

減壓孔板孔口面積

式中 Fk——減壓孔板孔口面積(cm2);
       Qk——減壓孔板設計流量(kg/s);
        μk——減壓孔板流量系數(shù)。
      7 系統(tǒng)的阻力損失宜從減壓孔板后算起,并按下列公式計算,壓力系數(shù)和密度系數(shù),應依據(jù)計算點壓力按本規(guī)范附錄E確定。

系統(tǒng)的阻力損失宜從減壓孔板后算起,并應按下列公式計算,壓力系數(shù)和密度系數(shù)

式中 Q——管道設計流量(kg/s);
         L——管道計算長度(m);
         D——管道內(nèi)徑(mm);
       Y1——計算管段始端壓力系數(shù)(10-1MPa·kg/m3);
       Y2——計算管段末端壓力系數(shù)(10-1MPa·kg/m3);
       Z1——計算管段始端密度系數(shù);
       Z2——計算管段末端密度系數(shù)。
3.4.9 IG541混合氣體滅火系統(tǒng)的噴頭工作壓力的計算結(jié)果,應符合下列規(guī)定:
      1 一級充壓(15MPa)系統(tǒng), Pc≥2.0(MPa,絕對壓力);
      2 二級充壓(20MPa)系統(tǒng), Pc≥2.1(MPa,絕對壓力)。
3.4.10 噴頭等效孔口面積,應按下式計算:

噴頭等效孔口面積

式中 FC——噴頭等效孔口面積(cm2);
        qc——等效孔口單位面積噴射率[kg/(s·cm2)],可按本規(guī)范附錄F采用。
3.4.11 噴頭的實際孔口面積,應經(jīng)試驗確定,噴頭規(guī)格應符合本規(guī)范附錄D的規(guī)定。

3.5 熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)


3.5.1 熱氣溶膠預制滅火系統(tǒng)的滅火設計密度不應小于滅火密度的1.3倍。
3.5.2 S型和K型熱氣溶膠滅固體表面火災的滅火密度為100g/m3。
3.5.3 通訊機房和電子計算機房等場所的電氣設備火災,S型熱氣溶膠的滅火設計密度不應小于130g/m3。
3.5.4 電纜隧道(夾層、井)及自備發(fā)電機房火災,S型和K型熱氣溶膠的滅火設計密度不應小于140g/m3。
3.5.5 在通訊機房、電子計算機房等防護區(qū),滅火劑噴放時間不應大于90s,噴口溫度不應大于150℃;在其他防護區(qū),噴放時間不應大于120s,噴口溫度不應大于180℃。
3.5.6 S型和K型熱氣溶膠對其他可燃物的滅火密度應經(jīng)試驗確定。
3.5.7 其他型熱氣溶膠的滅火密度應經(jīng)試驗確定。
3.5.8 滅火浸漬時間應符合下列規(guī)定:
      1 木材、紙張、織物等固體表面火災,應采用20min;
      2 通訊機房、電子計算機房等防護區(qū)火災及其他固體表面火災,應采用10min。
3.5.9 滅火設計用量應按下式計算:
滅火設計用量
 式中 W——滅火設計用量(kg);
        C2——滅火設計密度(kg/m3);
          V——防護區(qū)凈容積(m3);
        Kv——容積修正系數(shù)。V<500m3,Kv=1.0;500m3≤V<1000m3,Kv=1.1;V≥1000m3,Kv=1.2。


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