1、七氟丙烷（HFC-227ea）洁净 气体灭火设计规范(DBJ15-23-1999)1 总则1.0.1 为了合理设计七氟丙烷（HFC227ea）灭火系统，确保灭火系统的设计施工质量，保护设置场所内的人身和财产安全，特制定本规程。1.0.2 本规程适用于新建、改建和扩建的工业和民用建筑中设置的储存压力为2.5MPa（20）和 4.2MPa(20)的七氟丙烷灭火系统的设计、施工、验收及维护管理。1.0.3 七氟丙烷灭火系统适用于扑救下列火灾：1. 可燃液体和可熔化固体的火灾；2. 可燃气体的火灾；3. 可燃固体的表面火灾；4. 电气火灾。1.0.4 七氟丙烷不适用于扑救下列火灾：1. 硝化纤维、火药
2、等含氧化剂的化学制品火灾；2. 钾、钠、镁、钛、铀、锆等活泼金属火灾；3. 氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾。1.0.5 七氟丙烷灭火系统的设计、施工及验收，除应符合本规程外，还应符合国家现行有关标准的规定。2 术语、符号2.1 术语2.1.1 七氟丙烷灭火系统 HFC227ea extinguishing system七氟丙烷灭火系统有管网灭火系统和预制灭火系统两种，系统由灭火剂储存装置、灭火剂输送管道、阀门、喷嘴、报警与控制装置等全部或部分组成，在规定的时间内向防护区喷射一定浓度的灭火剂，并使其均匀充满整个防护区的灭火系统。2.1.2 防护区 protective space由固定围护构件围
3、成并满足七氟丙烷系统灭火要求的一个封闭空间。2.1.3 单元独立灭火系统 unit-independent system用一套七氟丙烷储存装置单独保护一个防护区的灭火系统2.1.4 组合分配灭火系统 combined distribution system用一套七氟丙烷储存装置保护两个或两个以上防护区的灭火系统。2.1.5 灭火浓度 agent concentration在 101.3KPa 大气压和规定的温度条件下，扑灭某种类型的火灾所需要的七氟丙烷与七氟丙烷和空气混合物的最小体积百分比。2.1.6 惰化浓度 inerting concentration能够惰化可燃性气体与空气混合物防止其发
4、生爆炸所需的灭火剂的最低浓度。2.1.7 抑制时间 inhibition time维持设计规定的灭火剂浓度保证使火灾完全熄灭所需时间。2.1.8 充装率 filling rate充装在储存装置内的七氟丙烷质量与储存装置的容积之比。2.1.9 喷放时间 spray time系统喷出 95%的灭火剂所需要的时间。2.1.10 泄压口 pressure relief opening设在防护区外墙或顶部用以泄放防护区内部超压的开口。2.1.11 无毒性反应的最高浓度（NOAEL） no observed adverse effect level未观察到在生理上或毒性反应上产生影响的最高浓度。2.1.1
5、2 有毒性反应的最低浓度（LOAEL） lowest observable adverse effect level可观察到在生理上或毒性反应上产生影响的最低浓度。2.2 符号表 2.2 符号符号 单位 涵义Af M2 泄压口面积Q Kg/s 管路设计计算流量P KPa 围护结构的允许压强t s 系统喷出 95%的灭火剂所需要的时间M kg 灭火剂设计用量V M3 防护区净容积S m3/kg 灭火剂在环境温度和 101.3KPa 大气压下的过热蒸汽比容T 防护区的环境温度C %(V/V) 灭火剂设计浓度Pm MPa 喷放“中期状态”储存容器内的压力Po MPa 储存容器的储存压力Vo M3 喷
6、放前储存容器气相的容积总和 kg/m3 灭火剂的液体密度VP M3 管网内容积P MPa 管段的阻力损失D mm 管道内径Qg Kg/s 支管路计算流量L m 管段的计算长度n 个 储存容器的数量Vb M3 单个储存容器的容量 kg/m3 灭火剂充装率Ng 个 安装在计算支管下游的喷头数量Qc Kg/s 单个喷头的设计流量Nd 段 管网计算管段数量Ph MPa 高程压头g m/s2 重大加速度H M 喷头高压相对“中期状态”储存容器液面的位差Fc cm2 喷头孔口面积 c 喷头流量系数Pc MPa 喷头工作压力3 系统设计3.1 一般规定3.1.1 防护区应符合下列规定：1 防护区围护结构及门
7、、窗的耐火极限不应低于 0.50h，吊顶的耐火极限不应低于0.25h；2 围护结构及门窗的允许压强不应低于 1.2KPa;3 防护区不宜有不能关闭的开口，防护区内与其它空间相通的开口，除泄压口外，应能在灭火剂喷放前自动关闭；否则应将防护区扩大到与之相通的空间或采取防止或补偿灭火剂流失的措施;4 密封性良好的防护区应设置泄压口，泄压口应设置在防护区室内净高 2/3 以上，且应高于保护对象，并宜设在外墙上。3.1.2 灭火系统要求：1 当采用管网灭火系统时，需符合下列规定：1）喷头末端压力应满足 3.3.11 条；2）储存容器间至喷头末端的最大距离，储存压力为 2.5MPa 的不宜大于 30m，储
8、存压力为 4.2MPa 的不宜大于 45m。2 当采用预制灭火装置时，一个防护区的面积不宜大于 100m2，容积不宜大于 300m3;3 两个或两个以上邻近的防护区，管网可采用组合分配系统。当采用组合分配系统时，应符合下列要求：1) 每个防护区必须单独进行设计;2) 灭火剂设计用量按系统所保护的防护区中灭火剂需要量最大者确定，灭火剂用量较小的防护区应受到安全浓度的制约参照第 6.0.1 条的规定；3）选择阀必须在容器阀动作之前或同时打开。3.1.3 确定灭火剂设计浓度时，应符合以下规定：1 灭火剂设计浓度不应小于灭火浓度的 1.2 倍或隋化浓度的 1.2 倍且不应小于 7.35%;2 有关场所
9、设计灭火浓度，直接由下列规定确定：1）通讯机房和电子计算机房，灭火设计浓度宜采用 8%；2）油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房的灭火设计浓度宜采用8.3%；3）图书、档案、票据和文物资库等，灭火设计浓度宜采用 10.5%。3 部分可燃物的设计灭火浓度可按附录 A 确定。附录 A 中未给出的应经试验确定；4 部分可燃物的设计惰化浓度可按附录 B 确定，附录 B 中未给出的应经试验确定。3.1.4 系统的喷放时间，不应大于 10S。3.1.5 管网布置应符合下列规定：1 管网不应采用四通分流；2 当采用三通管件分流时，应符合下列规定：1）直通分流，流量小的一侧分流比应不小于 25%;75
10、% 25%100%2) 侧通分流，流量小的一侧分流比应在 10%-25%范围内;10% 25%100% 90% 100% 75%3 管网的管道内容积，不应大于该系统充装容量的 80%;4 管网布置宜设计为均衡系统应符合下列规定：1) 各个喷头应取相等的设计流量；2) 在管网上从第一分流点至各喷头的管道阻力损失，其相互间差值应小于 20%。3.2 灭火剂设计用量3.2.1 灭火剂设计用量按公式（3.2.1）计算确定：M=V/S*C/（100-C） (3.2.1)式中 M灭火剂设计用量（kg）；C灭火剂设计浓度 (%)；V防护区净容积 (m 3)；S七氟丙烷热蒸汽在 101.3KPa 和防护区环境
11、温度下的比容（m 3/kg）。3.2.2 在不同环境温度下的过热蒸汽比容，应按下式计算：S=0.2169+0.000513T (3.2.2)式中 T 防护区环境温度 （）。3.2.3 防护区为需不间断保护的重要场所,或在 48h 内补充灭火剂有困难者，应设置备用量。备用量应为 100%灭火剂设计用量。3.3 系统管网计算3.3.1 管网计算时，防护区的环境应为 20。3.3.2 灭火剂最大充装密度不应大于 1150Kg/m3。3.3.3 系统管网流体计算为双相流，管网内最小流速应使流体保持紊流状态。流体计算宜采用专用设计软件，设计单位和产品供应商应对计算结果负责。3.3.4 当管网计算采用手工
12、计算时，宜用灭火剂喷放 50%时的“中期状态”，质量流量和容器压力为基础进行计算。3.3.5 管网计算时，主管路中的流量，按下式计算：Q=M/t （3.3.5）式中 Q 主管道平均设计流量(kg/s)；M 七氟丙烷的灭火设计用量(kg)；t 七氟丙烷的喷放时间 (S)。3.3.6 管网中支管的平均设计流量，按下式计算：Qg= (3.3.6) Ng1Qc式中 Qg支管平均设计流量（kg/s）；Ng在计算流程下游的喷头数量（个）；Qc喷头的设计流量（kg/s）。3.3.7 喷放“中期状态”容器压力直接进行计算:Pm = PoVo/(Vo+M/2+Vp) (3.3.7)式中 Pm喷放“中期状态”储存
13、容器内压力（绝对压力 MPa）；（绝对压力=表压+0.1013MPa） Po贮存容器贮存压力(绝对压力 MPa)；Vo喷放前，全部储存容器内的总容积 (m3);其中 V0= nVb (1- /R)式中 n储存容器的数量(个)；Vb单个容器的容量(m3)；七氟丙烷充装率(kg/m3)；七氟丙烷液体密度(kg/m3),20OC 时为 1407；Vp管网的管道内容积(m3)。3.3.8 七氟丙烷流经镀锌钢管的阻力损失，按下式计算或按图 3.3.8 确定:P=5.75*10 5Qg2/（1.74+2D/0.12） 2D5*L (3.3.8)式中 P计算管段的阻力损失(MPa)；L计算管段的计算长度 (
14、包括附件当量长度)（m）；Qg管道流量(kg/s)；D管道内径(mm)。3.3.9 喷头工作压力按下式计算:Pc=Pm- Ph （3.3.9）Nd1P式中 P C喷头工作压力(绝对压力 MPa)；Pm-喷放“中期状态”贮存装置内压力（绝对压力 MPa）；-系统流程阻力总损失 ；Nd1Nd-管网计算管数的数量 ；Ph高程压力(MPa)。3.3.10 高程压头按下式计算 Ph=10-6*H*g （3.3.10）式中 H高程变化值向上取正直，向下取负值；管段高程变化开始端处七氟丙烷的密度（kg/m 3）；g-重力加速度 （m/s 2）。3.3.11 喷头工作压力计算结果应符合下列规定：1 当工作压力
15、为 4.2MPa 时 P c0.8 MPa (绝对压力 )；2 当工作压力为 2.5MPa 时 P c0.5 MPa(绝对压力)；3 Pc P m/2 。 3.3.12 喷头孔口面积按下式计算：Fc=10Qc/C（2P c） 1/2 (3.3.12) 式中 F c 喷头孔口面积(cm 2) ;Qc 喷头设计流量(kg/s) ; 七氟丙烷液体密度 (kg/m3) ;Pc 喷头工作压力(表压 MPa);C喷头流量系数(由供应商提供)。3.3.13 泄压口的最小面积，根据下式计算确定：Af=0.15Q/P1/2 (3.3.13)式中 A f 泄压口面积(m 2);Q灭火剂在防护区的计算流量(kg/s
16、);P维护结构承受内压的允许压强 (KPa)。4 系统组件4. 1 储存装置4.1.1 储存装置宜由储存容器、容器阀、排放软管、单向阀、安全泄压阀、集流管等组成。储存装置应安装在环境温度 0-50范围内。4.1.2 储存容器应压力指示器。4.1.3 储存容器应能承受最高环境温度下灭火剂的储存压力，储存容器上应设安全泄压装置和压力表，安全泄压装置的动作压力应符合下列规定：1 储存压力为 2.5MPa 时，应为 4.80.4 MPa；2 储存压力为 4.2MPa 时，应为 6.80.4MPa。4.1.4 储存容器的设置应符合下列规定：1. 储存容器应设置在防护区外专用的储存容器间内。2. 同一集流
17、管上的储存容器，其规格、尺寸、灭火剂充装量、充装压力均应相同；3. 储存容器上应设耐久的固定标牌，标明每个储存容器的编号、容积、灭火剂名称、充装压力和充装日期等； 4. 储存容器安装应能便于再充装和装卸，宜留出不小于 1m 的操作间距；5. 储存容器应固定牢固。采用固定支架固定时宜背靠背安装；采用固定夹固定时，可单排或双排安装；6. 储存容器间宜靠近防护区，或有人值班处，其出口应直通室外或疏散走道；7. 储存容器间的室内温度应为 050，并应保持干燥和良好通风，避免阳光直接照射；8. 设在地下、半地下、或无可开启窗扇的储存容器间应设置机械通风换气装置。4.1.5 备用量的储存容器应与系统管网相
18、连，应能与主储存容器切换使用。4.1.6 储存容器采用氮气（N 2）增压，其含水率不应大于 0.006%。4.2 阀门和喷嘴4.2.1 组合分配系统中，每个防护区应设置能自动启动的选择阀，选择阀应备有手动启动装置，选择阀的公称直径宜与灭火剂输送主干管道的公称直径相同。选择阀的安装位置应便于操作和维护检查，宜集中安装在储存容器间内，并应设有标明防护区名称的永久性标牌。当一个防护区设有二个以上选择阀时，应有确保手动启动装置同时开启的措施。4.2.2 对于主、备用系统或组合分配系统，应在集流管上的封闭管段上设置安全泄压装置。4.2.3 喷嘴的布置应确保灭火剂能在防护区内均匀分布。4.3 管道及其附件
19、4.3.1 灭火剂输送管道应采用 GB/T 8163输送流体用无缝钢管中规定的无缝钢管，其规格应符合本技术规程附录 C 的要求。4.3.2 灭火剂输送管道内外表面应作镀锌防腐处理，并应采用热浸镀锌法。镀锌层的质量可参照 GB/T 3091低压流体输送用镀锌焊接钢管的规定。4.3.3 对镀锌层有腐蚀的环境，管道可采用不锈钢管、铜管或其他抗腐蚀材料。4.3.4 启动气体输送管道宜采用铜管或不锈钢管，且应能承受相应启动气体的最高储存压力。4.3.5 灭火剂输送管道可采用螺纹连接、法兰连接或焊接。公称直径等于或小于 80mm 的管道，宜采用螺纹连接；公称直径大于 80mm 的管道，宜采用法兰连接。4.
20、3.6 灭火剂输送管道采用螺纹连接时，应采用 GB/T 1271660 圆锥管螺纹中规定的螺纹。4.3.7 灭火剂输送管道采用法兰连接时，应采用 JB /82.2凹凸面对焊钢制管法兰中规定的法兰，并应采用金属齿形垫片。4.3.8 灭火剂输送管道与选择阀采用法兰连接时，法兰的密封面形式和压力等级应与选择阀本身的技术要求相符。4.3.9 灭火剂输送管道不宜穿越沉降缝、变形缝，当必须穿越时应有可靠的抗沉降和变形措施。灭火剂输送管道不应设置在露天。4.3.10 灭火剂输送管道应设固定支架固定，支、吊架的安装应符合以下要求：1. 管道应固定牢靠，管道支、吊架的最大间距应符合表 4.3.12 的规定；2. 管道末端喷嘴处应采用支架固定，支架与喷嘴间的管道长度不应大于 300 mm；
