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IG541系統設計規范:設計要求

 

3.1 一般規定     
3.1.1 采用氣體滅火系統保護的防護區,其滅火劑設計用量,應根據防護區內可燃物相應的滅火設計濃度或惰化設計濃度經計算確定。    
3.1.2 有爆炸危險的氣體、液體類火災的防護區,應采用惰化設計濃度;無爆炸危險的氣體、液體類火災和固體類火災的防護區,應采用滅火設計濃度。    
3.1.3 幾種可燃物共存或混合時,滅火設計濃度或惰化設計濃度,應按其中最大的滅火設計濃度或惰化設計濃度確定。    
3.1.4 兩個或兩個以上的防護區采用組合分配系統時,一個組合分配系統所保護的防護區不應超過8個。    
3.1.5 組合分配系統的滅火劑儲存量,應按儲存量最大的防護區確定。    
3.1.6 滅火系統的滅火劑儲存量,應為防護區設計用量與儲存容器的剩余量和管網內的剩余量之和。    
3.1.7 滅火系統的儲存裝置72小時內不能重新充裝恢復工作的,應按系統原儲存量的100%設置備用量。    
3.1.8  滅火系統的設計溫度,應采用20℃。    
3.1.9  同一集流管上的儲存容器,其規格、充壓壓力和充裝量應相同。    
3.1.10 同一防護區,當設計兩套或三套管網時,集流管可分別設置,系統啟動裝置必須共用。各管網上噴頭流量均應按同一滅火設計濃度、同一噴放時間進行設計。    
3.1.11 管網上不應采用四通管件進行分流。    
3.1.12 噴頭的保護高度和保護半徑,應符合下列規定:    
      1 最大保護高度不宜大于6.5m;    
      2 最小保護高度不應小于0.3m;    
      3 噴頭安裝高度小于1.5m時,保護半徑不宜大于4.5m;    
      4 噴頭安裝高度不小于1.5m時,保護半徑不應大于7.5m。    
3.1.13  噴頭宜貼近防護區頂面安裝,距頂面的最大距離不宜大于0.5m。    
3.1.14  一個防護區設置的預制滅火系統,其裝置數量不宜超過10臺。    
3.1.15 同一防護區內的預制滅火系統裝置多于1臺時,必須能同時啟動,其動作響應時差不得大于2s。    
3.1.16 單臺熱氣溶膠預制滅火系統裝置的保護容積不應大于160m3;設置多臺裝置時,其相互間的距離不得大于10m。    
3.1.17 采用熱氣溶膠預制滅火系統的防護區,其高度不宜大于6.0m。    
3.1.18 熱氣溶膠預制滅火系統裝置的噴口宜高于防護區地面2.0m。    
3.2 系統設置    
3.2.1 氣體滅火系統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)及自備發電機房外,K型和其它型熱氣溶膠預制滅火系統不得用于其它電氣火災。    
3.2.2 氣體滅火系統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、鎬、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、聯胺等能自行分解的化學物質火災。    
      5 可燃固體物質的深位火災。    
3.2.3 熱氣溶膠預制滅火系統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不得用于電子計算機房、通訊機房等場所。    
3.2.4 防護區劃分應符合下列規定:    
      1 防護區宜以單個封閉空間劃分;同一區間的吊頂層和地板下需同時保護時,可合為一個防護區;    
      2 采用管網滅火系統時,一個防護區的面積不宜大于800m2,且容積不宜大于3600m3;    
      3 采用預制滅火系統時,一個防護區的面積不宜大于500m2,且容積不宜大于1600m3。    
3.2.5 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。    
3.2.6 防護區圍護結構承受內壓的允許壓強,不宜低于1200Pa。    
3.2.7 防護區應設置泄壓口,七氟丙烷滅火系統的泄壓口應位于防護區凈高的2/3以上。    
3.2.8  防護區設置的泄壓口,宜設在外墻上。泄壓口面積按相應氣體滅火系統設計規定計算。    
3.2.9 噴放滅火劑前,防護區內除泄壓口外的開口應能自行關閉。    
3.2.10 防護區的最低環境溫度不應低于-10℃。    
3.3 七氟丙烷滅火系統    
3.3.1 七氟丙烷滅火系統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%,其它滅火濃度可按本規范附錄A中附表A-1的規定取值,惰化濃度可按本規范附錄A中附表A-2的規定取值。本規范附錄A中未列出的,應經試驗確定。 
3.3.3 圖書、檔案、票據和文物資料庫等防護區,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電機房等防護區,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,滅火設計濃度宜采用8%。    
3.3.6 防護區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,設計噴放時間不應大于8s;在其它防護區,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、電子計算機房內的電氣設備火災,應采用5min;    
      3 其它固體表面火災,宜采用10min;    
      4 氣體和液體火災,不應小于1min。    
3.3.9    七氟丙烷滅火系統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定:    
      1 一級增壓儲存容器,不應大于1120kg/m3;    
      2 二級增壓焊接結構儲存容器,不應大于950kg/m3;    
      3 二級增壓無縫結構儲存容器,不應大于1120kg/m3;    
      4 三級增壓儲存容器,不應大于1080kg/m3。    
3.3.11 管網的管道內容積,不應大于流經該管網的七氟丙烷儲存量體積的80%。    
3.3.12 管網布置宜設計為均衡系統,并應符合下列規定:    
      1 噴頭設計流量應相等;    
      2 管網的第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 防護區的泄壓口面積,宜按下式計算:  
      
   式中  
      Fx——泄壓口面積(m2); 
      Qx——滅火劑在防護區的平均噴放速率(kg/s); 
      Pf——圍護結構承受內壓的允許壓強(Pa)。  
3.3.14 滅火設計用量或惰化設計用量和系統滅火劑儲存量,應符合下列規定:    
      1 防護區滅火設計用量或惰化設計用量應按下式計算:    
  式中      
     W—— 滅火設計用量(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大氣壓和防護區最低環境溫度下的質量體積(m3/kg);  
     V—— 防護區的凈容積(m3);  
     K—— 海拔高度修正系數,可按本規范附錄B的規定取值。   
     2 滅火劑過熱蒸汽在101KPa大氣壓和防護區最低環境溫度下的比容,應按下式計算:   
   式中  
     T——防護區最低環境溫度(℃) 
    3 系統滅火劑儲存量應按下式計算: 
  式中      
      W0—— 系統儲存量(kg);   
     
  —— 儲存容器內的滅火劑剩余量(kg);  
      —— 管道內的滅火劑剩余量(kg)。  
   
    4 儲存容器內的剩余量,可按儲存容器內引升管管口以下的容器容積量換算。    
    5 均衡管網和只含一個封閉空間的非均衡管網,其管網內的剩余量均可不計。    
      防護區中含兩個或兩個以上封閉空間的非均衡管網,其管網內的滅火劑剩余量,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  管網計算應符合下列規定:    
      1 管網計算時,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:   
   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:   
  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量(個); 
     Qc—— 單個噴頭的設計流量(kg/s)。 

    4 管網阻力損失宜采用過程中點時儲存容器內壓力和平均流量進行計算。    
    5 過程中點時儲存容器內壓力,宜按下式計算:  
  式中     
     Pm—— 過程中點時儲存容器內壓力(MPa,絕對壓力); 
     Po—— 滅火劑儲存容器增壓壓力(MPa,絕對壓力);  
     Vo—— 噴放前,全部儲存容器內的氣相總容積(m3);  
     r—— 七氟丙烷液體密度(kg/m3),20℃時為1407kg/m3; 
     Vp—— 管網的管道內容積(m3); 
     n—— 儲存容器的數量(個);  
     Vb—— 儲存容器的容量(m3);  
     η—— 充裝量(kg/m3)。 

    6 管網的阻力損失應根據管道種類確定。當采用鍍鋅鋼管時,其阻力損失可按下式計算:   
  式中      
     —— 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—— 管道內徑(mm)。 

    7 初選管徑,可按管道平均流量,參照下列公式計算:    
當 時,    
  式中  
    
    8 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);  
     —— 系統流程阻力總損失(MPa); 
     Nd—— 流程中計算管段的數量; 
     Ph—— 高程壓頭(MPa)。  
   
    9 高程壓頭應按下式計算:   
  式中     
    H —— 過程中點時,噴頭高度相對儲存容器內液面的位差(m); 
     g—— 重力加速度(m/s2
3.3.16 七氟丙烷氣體滅火系統的噴頭工作壓力的計算結果,應符合下列規定:    
      1 一級增壓儲存容器的系統 ≥0.6(MPa,絕對壓力);     
         二級增壓儲存容器的系統 ≥0.7(MPa,絕對壓力);     
         三級增壓儲存容器的系統 ≥0.8(MPa,絕對壓力)。     
      2
  (MPa,絕對壓力)。    
3.3.17 噴頭等效孔口面積應按下式計算: 
  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)],可按本規范附錄C采用。 
   
3.3.18 噴頭規格的實際孔口面積,應經試驗確定。噴頭規格應符合本規范附錄D的規定。    
3.4 IG541混合氣體滅火系統
3.4.1 IG541混合氣體滅火系統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滅火濃度的1.1倍。    
3.4.2 固體表面火災的滅火濃度為28.1%,其它滅火濃度可按本規范附錄A中附表A-3的規定取值,惰化濃度可按本規范附錄A中附表A-4的規定取值。本規范附錄A中未列出的,應經試驗確定。    
3.4.3 當IG541混合氣體滅火劑噴放至設計用量的95%時,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定:    
      1 一級充壓(15.0MPa)系統,充裝量應為211.15kg/m3;    
      2 二級充壓(20.0Mpa)系統,其充裝量應為281.06kg/m3。    
3.4.6   防護區的泄壓口面積,宜按下式計算:  
   式中    
     Fx—— 泄壓口面積(m2);  
     Qx—— 滅火劑在防護區的平均噴放速率(kg/s); 
     Pf—— 圍護結構承受內壓的允許壓強(Pa)。 
  
3.4.7 設計用量或惰化設計用量和系統滅火劑儲存量,應符合下列規定:    
    1 防護區滅火設計用量或惰化設計用量應按下式計算:   
 式中     
     W—— 滅火設計用量(kg); 
     C1—— 滅火設計濃度或惰化設計濃度(%); 
     V—— 防護區凈容積(m3); 
     S—— 滅火劑氣體在101KPa大氣壓和防護區最低環境溫度下的質量體積(m3/kg);  
     K—— 海拔高度修正系數,可按本規范附錄B的規定取值。  

    2 滅火劑氣體在101KPa大氣壓和防護區最低環境溫度下的質量體積,應按下式計算:
  式中     
    T —— 防護區最低環境溫度(℃); 
   
    3 系統滅火劑儲存量,應為防護區滅火設計用量及系統滅火劑剩余量之和,系統滅火劑剩余量應按下式計算:   
  式中     
     Ws
—— 系統滅火劑剩余量(kg); 
     Vo—— 系統全部儲存容器的總容積(m3); 
     Vp—— 系統管網管道容積(m3)。 

3.4.8 管網計算應符合下列規定:    
      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:
        
     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量(個); 
     Qc—— 單個噴頭的平均設計流量(kg/s)。 

    2 管道內徑宜按下式計算:    
 
 式中    
         D—— 管道內徑(mm); 
         Q—— 管道平均設計流量(kg/s)。 

    3 滅火劑釋放時,管網應進行減壓。減壓裝置宜采用減壓孔板。減壓孔板宜設在系統的源頭或干管入口處。    
    4 減壓孔板前的壓力,應按下式計算:  
  式中     
     P1—— 減壓孔板前的壓力(MPa,絕對壓力); 
     P0—— 滅火劑儲存容器充壓壓力(MPa,絕對壓力); 
     V0—— 系統全部儲存容器的總容積(m3); 
     V1—— 減壓孔板前管網管道容積(m3); 
     V2—— 減壓孔板后管網管道容積(m3)。 
  
    5 減壓孔板后的壓力,應按下式計算:   
  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,可在 δ=0.52~0.60中選用;二級充壓(20MPa)的系統,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:  
 式中     
     Fk —— 減壓孔板孔口面積(cm2); 
     Qk—— 減壓孔板設計流量(kg/s); 
     uk—— 減壓孔板流量系數。 

    7 系統的阻力損失宜從減壓孔板后算起,并應按下列公式計算,壓力系數和密度系數,可依據計算點壓力按本規范附錄E確定。   
  式中    
     Q—— 管道設計流量(kg/s); 
     L—— 管段計算長度(m); 
     D—— 管道內徑(mm); 
     Y1—— 計算管段始端壓力系數(10-1 MPa•kg/m3); 
     Y2—— 計算管段末端壓力系數(10-1 MPa•kg/m3);  
     Z1—— 計算管段始端密度系數; 
     Z2 —— 計算管段末端密度系數。 

3.4.9 IG541混合氣體滅火系統的噴頭工作壓力的計算結果,應符合下列規定:    
      1 一級充壓(15MPa)系統,Pc ≥2.0(MPa,絕對壓力);    
      2 二級充壓(20MPa)系統,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: 
   式中    
     Fc—— 噴頭等效孔口面積(cm2);  
     qc—— 等效孔口面積單位噴射率[kg/(s•cm2)],可按本規范附錄F采用。 
   
3.4.11 噴頭的實際孔口面積,應有試驗確定,噴頭規格應符合本規范附錄D的規定。    
3.5   熱氣溶膠預制滅火系統    
3.5.1  熱氣溶膠預制滅火系統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,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,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試驗確定。    
3.5.7  其他型熱氣溶膠的滅火密度應經試驗確定。    
3.5.8  滅火浸漬時間應符合下列規定:    
      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火災及其它固體表面火災,應采用10min。    
3.5.9  滅火設計用量應按下式計算:
   式中      
     W—— 滅火劑設計用量(kg); 
     C2—— 滅火設計密度(kg/m3); 
     V—— 防護區凈容積(m3);  
     Kv—— 容積修正系數。 V<500m3, Kv=1.0;500m3≤ V<1000m3, Kv=1.1;
     V ≥1000m3, Kv=1.2。 

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