1、37气体灭火系统设计规范条文说明38目 录1. 总 则 .392. 术语与符号 .412.1 术语 .413. 设计要求 .423.1 一般规定 .423.2 系统设置 .453.3 七氟丙烷灭火系统 .483.4 IG541 混合气体灭火系统 .623.5 热气溶胶预制灭火系统 .684. 系统组件 .694.1 一般规定 .695. 操作与控制 .706. 安全要求 .71391. 总 则1.0.1 本条阐明本规范是为了合理地设计气体灭火系统，使之有效地达到扑灭火灾，保护人身和财产安全的目的。1.0.2 本规范属于工程建设规范标准中的一个组成部分，其任务是解决用于工业和民用建筑中新建、改建
2、、扩建工程中有关设置气体全淹没灭火系统的消防设计问题。气体灭火系统的设置部位，应根据国家标准建筑设计防火规范 、 高层民用建筑设计防火规范等其它有关国家标准的规定及消防监督部门针对保护场所的火灾特点、财产价值、重要程度等所作出的有关要求确定。当今，国际上已开发出化学合成类及惰性气体类等多种替代哈龙的气体灭火剂。其中七氟丙烷及 IG541 混合气体灭火剂在我国哈龙替代气体灭火系统中应用较广，且已应用多年，有较好的效果，积累了一定经验。七氟丙烷是目前替代物中效果较好的产品。其对臭氧层的耗损潜能值ODP=0，温室效应潜能值 GWP0.6，大气中存留寿命ALT=31(年)，灭火剂毒性 无毒性反应浓度N
3、OAEL=9，灭火设计基本浓度 C=8，具有良好的清洁性在大气中完全汽化不留残渣、良好的气相电绝缘性及良好的适用于灭火系统使用的物理性能，自 20 世纪 90年代初，工业发达国家首选用其替代哈龙灭火系统并取得成功。IG541 灭火剂由 N2、Ar 、CO 2 三种惰性气体，按一定比例混合而成，其 ODP=0，使用后以其原有成分回归自然，灭火设计浓度一般在 37%43%之间，在此浓度内人员短时间停留不会造成生理影响。系统压源高，管网可布置较远。1994 年 1 月美国率先制定出洁净气体灭火系统设计标准(NFPA2001) ，国际标准化组织(ISO)亦制订了国际标准洁净气体灭火剂一物理性能和灭火系
4、统设计(ISO14520) 。应用实践表明，七氟丙烷灭火系统和 IG541 混合气体灭火系统均能有效地达到预期的保护目的。热气溶胶灭火技术是由我国消防科研人员于 20 世纪六十年代首先提出的，自 90 年代中期始，热气溶胶产品作为40哈龙替代技术的重要组成部分在我国得到了大量使用。基于以下考虑，将热气溶胶预制灭火系统列入本规范：1) 热气溶胶中 60以上是由 N2 等气体组成，其中含有的固体微粒，平均粒径极小( 小于 1m)，并具有气体的特性(不易降落、可以绕过障碍物等) ，故在工程应用上可以把热气溶胶当做气体灭火剂使用。2) 十余年来，热气溶胶技术历经改进已趋成熟。但是，由于国内外各厂家采用
5、的化学配方不同，气溶胶的性质也不尽相同，故一直难以进行规范。2004 年 6 月，公安部发布了公共安全行业标准气溶胶灭火系统 第 1 部分： 热气溶胶灭火装置(GA499.1-2004)，在该标准中，按热气溶胶发生剂的化学配方将热气溶胶分为 K 型、S 型、其它型三类，从而为热气溶胶设计规范的制定提供了基本条件；同时，大量的研究成果，工程实践实例和一批地方设计标准的颁布实施也为国家规范的制定提供了可靠的技术依据。3) 美国环保局 (EPA)哈龙替代物管理署(SNAP)已正式批准热气溶胶为重要的哈龙替代品。国际标准化组织也已于 2005 年初将气溶胶灭火系统纳入国际标准 ISO14520 中。本
6、规范目前将上述三种气体灭火系统列入。其他种类的气体灭火系统，如：三氟甲烷、六氟丙烷等，若确实需要并待时机成熟，也可考虑分阶段列入。二氧化碳等气体灭火系统仍执行现有的国家标准，由于本规范中只规定了全淹没灭火系统的设计要求和方法，故本规范的规定不适用于局部应用灭火系统的设计，因两者有着完全不同的技术内涵，特别需要指出的是：二氧化碳灭火系统是目前唯一可进行局部应用的气体灭火系统。1.0.3 本条规定了根据国家政策进行工程建设应遵守的基本原则。以安全为本，要求必保达到预期目的；“技术先进” ，则要求火灾报警、灭火控制及灭火系统设计科学，采用设备先进、成熟；“经济合理” ，则是在保证安全可靠、技术先进的
7、前提下，做到节省工程投资费用。412. 术语与符号2.1 术语2.1.7 由于热气溶胶在实施灭火喷放前以固体的气溶胶发生剂形式存在，且热气溶胶的灭火浓度确实难以直接准确测量，故以扑灭单位容积内某种火灾所需固体热气溶胶发生剂的质量来间接表述热气溶胶的灭火浓度。2.1.11 “过程中点”的概念，系参照卤代烷 1211 灭火系统设计规范GBJ110-87 条文说明中有关“中期状态”的概念提出的，其涵义基本一致。但由于灭火剂喷放 50%的状态仅为一瞬时(时间点)，而不是一个时期，故“过程中点 ”的概念比“中期状态”的概念更为准确。2.1.14 依据公安部发布的公共安全行业标准气溶胶灭火系统 第 1 部
8、分： 热气溶胶灭火装置(GA499.1-2004)，对S 型热气溶胶、K 型热气溶胶和其它型热气溶胶定义如下：1) S 型热气溶胶 Type S condensed fire extinguishing aerosol由含有硝酸锶Sr(NO 3)2和硝酸钾(KNO 3)复合氧化剂的固体气溶胶发生剂经化学反应所产生的灭火气溶胶。其中复合氧化剂的组成(按质量百分比)硝酸锶为 35%50% ，硝酸钾为 10%20%。2) K 型热气溶胶 Type K condensed fire extinguishing aerosol由以硝酸钾为主氧化剂的固体气溶胶发生剂经化学反应所产生的灭火气溶胶。固体气溶胶
9、发生剂中硝酸钾的含量(按质量百分比)不小于 30%。3) 其它型热气溶胶 Other types condensed fire extinguishing aerosol非 K 型和 S 型热气溶胶。423. 设计要求3.1 一般规定3.1.4 我国是一个发展中的国家，搞经济建设应厉行节约，故按照本规范总则中所规定的“经济合理”的原则，对两个或两个以上的防护区，可采用组合分配系统。对于特别重要的场所，在经济条件允许的情况下，可考虑采用单元独立系统。组合分配系统能减少设备用量及设备占地面积，节省工程投资费用。但是，一个组合分配系统包含的防护区不能太多、太分散。因为，各个被组合进来的防护区的灭火系
10、统设计，都必须分别满足各自系统设计的技术要求，而这些要求必然限制了防护区分散程度和防护区不能包容太多。何况，组合多了还应考虑火灾机率的问题。此外，灭火设计用量较小且与组合分配系统的设置用量相差太悬殊的防护区，不宜参加组合。3.1.5 设置组合分配系统的设计原则：对被组合的防护区只按一次火灾考虑；不存在防护区之间火灾蔓延的条件即可对它们实行共同防护。共同防护的涵义，是指被组合的任一防护区里发生火灾，都能实行灭火并达到灭火要求。那么，组合分配系统灭火剂的储存量，按其中所需的系统储存量最大的一个防护区的储存量来确定。但须指出，单纯防护区面积、体积最大，或是采用灭火设计浓度最大，其系统储存量不一定最大
11、。3.1.7 灭火剂的泄漏以及储存容器的检修，还有喷放灭火后的善后和恢复工作，都将会中断对防护区的保护。由于气体灭火系统的防护区一般都为重要场所，由它保护而意外造成中断的时间不允许太长，故规定 72 小时内不能够恢复工作状态的，就应该设备用储存容器和灭火剂备用量。本条规定备用量应按系统原储存量的 100%确定，是按扑救第二次火灾需要来考虑的；同时参照了德国标准DIN14496 的规定。43一般来说，依据我国现今情况，极大多数地方 3 天内都能够完成重新充装和检修工作。在重新恢复工作状态前，要安排好临时保护措施。3.1.8 做系统设计、管网计算时，必需运用与涉及一些技术参数。例如与灭火剂有关的气
12、相液相密度、蒸气压力等，与系统有关的单位容积充装量、充压压力、流动特性、喷嘴特性、阻力损失等，它们无不与温度存在直接或间接的关系。因此采用同一的温度基准是必要的，国际上大都取20为应用计算的基准，本规范中所列公式和数据(除另有指明者外。例如设计用量计算，按防护区最低环境温度)也是以该基准温度为条件的。3.1.9 必要时，IG541 混合气体灭火系统的储存容器的大小(容量)允许有差别，但充装压力应相同。3.1.10 本条所作出的规定，是为了尽量避免使用或少使用管道三通的设计，因其设计计算与实际间在流量上存在的误差会带来较大的影响，在某些应用情况下它们可能会酿成不良后果(如在一防护区里包含一个以上
13、封闭空间的情况) 。所以，本条规定可设计二至三套管网以减少三通的使用。同时，当一防护区采用两套管网设计，还可改变本应为不均衡的系统为均衡系统。对一些大防护区、大设计用量的系统来说，采用两套或三套管网设计，可减小管网管径，有利管道设备选用和安全。3.1.11 在管网上采用四通管件进行分流会影响分流的准确，酿成实际分流与设计计算的较大的差异，故规定不应采用四通进行分流。3.1.12 本条主要根据 ISO/14520 标准中的规定，在标准的覆盖面积灭火试验里，设定的试验条件中，对喷头的安装高度、覆盖面积、遮挡情况等所作的各项要求、规定；同时也参考了公安部天津消防研究所的气体喷头性能试验数据，以及国外
14、知名厂家产品性能来规定的。在喷头喷射角一定的情况下，降低喷头安装高度，会减小喷头覆盖面积；并且，当喷头安装高度小于 1.5m 时，遮拦物对喷头覆盖面积影响加大，故喷头保护半径应随之减小。443.1.14 本条规定，一个防护区设置的预制灭火系统装置数量不宜多于 10 台。这是考虑预制灭火系统在技术上和功能上还有不如固定式灭火系统的地方；同时，数量设多了会增大失误的机率。故应在数量上对它加以限制。具体考虑到本规范对设置预制灭火系统防护区的规定和对喷头的各项性能要求等，认为限定为“不宜超过 10 台”为宜。3.1.15 为确保有效的扑灭火灾，防护区内设置的多台预制灭火系统装置必须同时启动，其动作响应
15、时间差也应有严格的要求，本条规定是经过多次相关试验所证实的。3.1.16 实验证明，用单台灭火装置保护大于 160m3 的防护区时，规定时间内，装置喷放的灭火剂在较远的区域均有达不到灭火浓度的情况，所以本规范将单台灭火装置的保护容积限定在 160m3 以内。也就是说，对一个容积大于 160m3 的防护区即使设计一台装药量大的灭火装置能满足防护区设计灭火浓度或设计灭火密度要求，也要尽可能设计为两台装药量小一些的灭火装置，并均匀布置在防护区内。453.2 系统设置3.2.1 和 3.2.2 这两条内容等效采用 ISO14520 和NFPA2001 标准的技术内涵；沿用了我国气体灭火系统国家标准，如
16、 GB50163-92 的表述方式。从广义上明确地规定了各类气体灭火剂可用来扑救的火灾与不能扑救的某些物质的火灾，即是对其应用范围进行了划定。但是，从实际应用角度方面来说，人们愿意接受另外一种更实际的表述方式气体灭火系统的典型应用场所或对象：1 电器和电子设备；2 通讯设备；3 易燃、可燃的液体和气体；4 其它高价值的财产和重要场所(部位)这些的确都是气体灭火系统的应用范围，而且是最适宜的。凡固体类(含木材、纸张、塑料、电器等 )火灾，本规范都指扑救表面火灾而言，所作的技术规定和给定的技术数据，都是在此前提下给出的；不仅是七氟丙烷和 IG541灭火系统如此，凡卤代烷气体灭火系统，以及除二氧化碳
17、灭火系统以外的其他惰性气体灭火系统概无例外。也就是说，本规范的规定不适用于固体深位火灾。对于 IG541 混合气体灭火系统，因其灭火效能较低，以及在高压喷放时可能导致可燃易燃液体飞溅及汽化，有造成火势扩大蔓延的危险，一般不提倡用于扑救主燃料为液体的火灾。3.2.3 对于热气溶胶灭火系统，其灭火剂采用多元烟火药剂混合制得，从而有别于传统意义的气体灭火剂，特别是在灭火剂的配方选择上，各生产单位相差很大。制造工艺、配方选择不合理等因素均可导致发生严重的产品责任事故。在我国，曾先后发生过热气溶胶产品因误动作引起火灾、储存装置爆炸、喷放后损坏电器设备等多起严重事故，给人民生命财产造成了重大损失。因此，必
18、须在科学、审慎46的基础上对热气溶胶灭火技术的生产和应用进行严格的技术、生产和使用管理。多年的基础研究和应用性实验研究，特别是大量的工程实践例证证明：S 型热气溶胶灭火系统用于扑救电气火灾后不会造成对电器及电子设备的二次损坏，故可用于扑救电气火灾；K 型热气溶胶灭火系统喷放后的产物会对电器和电子设备造成损坏；对于其它型热气溶胶灭火系统，由于目前国内外既无相应的技术标准要求，也没有应用成熟的产品，本着“成熟一项，纳入一项”的基本原则，本规范提出了对 K 型和其它型热气溶胶灭火系统产品在电气火灾中应用的限制规定。今后，若确有被理论和实践证明不会对电器和电子设备造成二次损坏的其它型热气溶胶产品出现时
19、，本条款可进行有关内容的修改。当然，对于人员密集场所、有爆炸危险性的场所及有超净要求的场所(如：制药、芯片加工等处 )，不应使用热气溶胶产品。3.2.4 防护区的划分，是从有利于保证全淹没灭火系统实现灭火条件的要求方面提出来的。不宜以二个或以上封闭空间划分防护区，即使它们所采用灭火设计浓度相同，甚至有部分联通，也不宜那样去做。这是因为在极短的灭火剂喷放时间里，两个及两个以上空间难于实现灭火剂浓度的均匀分布，会延误灭火时间，或造成灭火失败。对于含吊顶层或地板下的防护区，各层面相邻，管网分配方便，在设计计算上比较容易保证灭火剂的管网流量分配，为节省设备投资和工程费用，可考虑按一个防护区来设计，但需保证在设计计算上细致、精确。对采用管网灭火系统的防护区的面积和容积的划定，是沿用了我国国家标准卤代烷 1301 灭火系统设计规范GB50163-92 的规定。根据应用的实际需要稍有扩大。热气溶胶灭火系统，其药剂用量是其它气体的 1/5 左右，又是固体常压储存，在体积重量上轻巧了许多；在多台联动方面，采用电信号直接启动多台装置，有效地提高了可靠性，为在同一防护区内使用较多台数的热气溶胶灭火装置提供了可能。采用热气溶胶预制灭火系统的防护区，其
