1、消防給水排水工程第7章氣體滅火系統(tǒng)7.1氣體滅火系統(tǒng)的組成和作用原理7.2防護區(qū)及滅火劑用量7.3氣體滅火系統(tǒng)設計參數(shù)的確定7.4氣體滅火系統(tǒng)設計示例7.1氣體滅火系統(tǒng)的組成和作用原理7.1.1概述7.1.2氣體滅火劑滅火機理7.1.3氣體滅火系統(tǒng)的組成與作用原理7.1.4氣體滅火系統(tǒng)的應用范圍7.1.5氣體滅火系統(tǒng)的主要組件及設置要求7.1.1概述滅火劑是能夠有效地破壞燃燒條件、中止燃燒的物質(zhì)。滅火劑按照聚集態(tài)可以分為液態(tài)滅火劑(如水)、泡沫滅火劑(如空氣泡沫和化學泡沫)、固態(tài)滅火劑(如干粉)和氣態(tài)滅火劑(如二氧化碳、七氟丙烷和惰性氣體等)。7.1.2氣體滅火劑滅火機理氣體滅火劑的滅火機理分

2、為物理作用和化學作用。物理作用主要是冷卻作用和通過降低燃燒區(qū)中氧的濃度到維持燃燒所需低氧濃度值以下，實現(xiàn)窒息滅火。化學作用在于減少和惰化火焰中的活性自由基的數(shù)量，實現(xiàn)斷鏈滅火。7.1.3氣體滅火系統(tǒng)的組成與作用原理1.氣體滅火系統(tǒng)的組成2.系統(tǒng)工作原理1.氣體滅火系統(tǒng)的組成氣體滅火系統(tǒng)一般由儲存瓶、液體單向閥、高壓軟管、集流管、安全閥、氣體單向閥、選擇閥、管網(wǎng)、噴頭及自動滅火控制裝置等部件組成。2.系統(tǒng)工作原理圖7-1氣體滅火原理圖7.1.4氣體滅火系統(tǒng)的應用范圍氣體滅火系統(tǒng)適用于撲救的火災:電氣火災；固體表面火災；液體火災；滅火前能切斷氣源的氣體火災。氣體滅火系統(tǒng)不適用于撲救的火災：硝化纖維

3、、硝酸鈉等氧化劑或含氧化劑的化學制品火災；鉀、鎂、鈉、鈦、鋯、鈾等活潑金屬火災；氰化鉀、氰化鈉等金屬氫化物火災；過氧化氫、聯(lián)胺等能自行分解的化學物質(zhì)火災；可燃固體物質(zhì)的深位火災。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，以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、通信機房等場所。7.1.5氣體滅火系統(tǒng)的主要組件及設置要求1.滅火劑儲存容器2.容器閥3.匯集管4.單向閥5.連接軟管6.啟動氣瓶7.選擇閥8.管道9.噴頭10.火災報警裝置1.滅火劑儲存容器圖7-2儲存容器布置2.容器閥容器閥是指安裝在滅火劑儲存容器出口的控制閥門，其作用是平時用

4、來封存滅火劑，火災時自動或手動開啟釋放滅火劑。容器閥有機械型、電動型、氣動型和電引爆型四類，其開啟是一次性的，打開后不能關(guān)閉，需要重新更換膜片或重新支撐后才能關(guān)閉。另外，容器閥上都安裝有導液管，以保證壓力氣體能夠?qū)Υ嫒萜鲀?nèi)的液態(tài)滅火劑噴出。3.匯集管匯集管是將同時開啟的儲瓶施放出的氣體滅火劑匯集起來，然后通過分配管道向防護區(qū)施放。 匯集管為一較粗的管道，工作壓力不小于最高環(huán)境溫度時的儲存容器內(nèi)的壓力。匯集管上應設有安全閥，防止管道超壓，起安全防護作用。4.單向閥單向閥用于組合分配系統(tǒng)，是用來控制介質(zhì)流向的。當防護區(qū)發(fā)生火災時，相應的驅(qū)動氣瓶打開，氣體通過氣體單向閥進入氣控管路，防止滅火劑回流

5、到空瓶，每個儲存容器都應設有單向閥。單向閥可設置在連接軟管的前邊或后邊。啟動氣體管路中根據(jù)需要設置必要的單向閥，用以控制啟動氣瓶放出的高壓氣體來開啟相應的閥門。5.連接軟管為了便于進行儲存容器的安裝與維護，減緩施放滅火劑時對管網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊力，一般在單向閥與容器閥或單向閥與匯集管之間采用軟管連接。連接軟管應為鋼絲編織的耐壓膠管，兩端裝有接頭，組成連接軟管組。6.啟動氣瓶啟動氣瓶充有高壓氮氣，用以打開滅火劑儲存容器上的容器閥及相應的選擇閥。組合分配系統(tǒng)和滅火劑儲存容器較多的單元獨立系統(tǒng)，多采用這種設置啟動氣瓶啟動的方式。啟動氣瓶容積較小，發(fā)生火災時，由火災報警控制器輸出直流電流，啟動啟動器開啟驅(qū)動

6、閥，使啟動氣瓶的氮氣施放，經(jīng)過控制管路，將選擇閥和氣體滅火劑儲存瓶打開，實施滅火。7.選擇閥圖7-3選擇閥8.管道管道在氣體滅火系統(tǒng)中擔負著輸送滅火劑的任務。鋼制管道附件應內(nèi)、外進行防腐處理，防腐處理宜采用符合環(huán)保要求的方式。在腐蝕性較大的環(huán)境中，應采用不銹鋼的管道附件。氣體滅火系統(tǒng)管網(wǎng)布置時，管道應盡量短、直，避免繞流；管網(wǎng)宜布置成均衡管網(wǎng)；管路不應采用四通分流；閥門之間的封閉管段應設置泄壓裝置；設置在有爆炸危險的可燃氣體、蒸氣或粉塵場所內(nèi)的氣體滅火系統(tǒng)，其管網(wǎng)應設防靜電接地裝置。9.噴頭圖7-4全淹沒二氧化碳噴頭9.噴頭圖7-5局部應用二氧化碳噴頭10.火災報警裝置防護區(qū)應有火災自動報警系

7、統(tǒng)，通過其探測火災并監(jiān)控氣體滅火系統(tǒng)，實現(xiàn)氣體滅火系統(tǒng)的自動啟動?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)可以單獨設置，也可以利用建筑物的火災自動報警系統(tǒng)集中控制。氣體滅火系統(tǒng)還應有監(jiān)測系統(tǒng)工作狀態(tài)的流量或壓力監(jiān)測裝置，常用的是壓力開關(guān)。7.2防護區(qū)及滅火劑用量7.2.1防護區(qū)的設置要求7.2.2滅火劑用量計算7.2.1防護區(qū)的設置要求防護區(qū)是指滿足全淹沒滅火系統(tǒng)要求的有限封閉空間。設置全淹沒氣體滅火系統(tǒng)保護的場所，其設置應滿足以下要求：兩個或兩個以上的防護區(qū)采用組合分配系統(tǒng)時，一個組合分配系統(tǒng)所保護的防護區(qū)不應超過8個；組合分配系統(tǒng)的滅火劑儲存量，應按儲存量最大的防護區(qū)確定。7.2.2滅火劑用量計算1.二氧化碳滅火

8、劑用量計算2.七氟丙烷滅火劑用量計算3. IG541滅火劑用量計算1.二氧化碳滅火劑用量計算(1)全淹沒二氧化碳滅火系統(tǒng)滅火劑用量。(2)局部應用二氧化碳滅火系統(tǒng)滅火劑用量(3)系統(tǒng)剩余量2.七氟丙烷滅火劑用量計算(1)防護區(qū)滅火設計用量或惰化設計用量。(2)系統(tǒng)滅火劑儲存量。3. IG541滅火劑用量計算(1)防護區(qū)滅火設計用量或惰化設計用量。(2)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。(3)無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)滅火劑用量為設計滅火劑用量和流失補償量之和。7.3氣體滅火系統(tǒng)設計參數(shù)的確定7.3.1儲存壓力7.3.2充裝率7.3.3滅火劑噴射時間7.3.4滅火劑浸漬時間7.

9、3.5系統(tǒng)平均設計流量7.3.6管道直徑確定7.3.7系統(tǒng)工作壓力7.3.8系統(tǒng)壓力損失計算7.3.9噴頭壓力、孔口面積及數(shù)量7.3.10儲存容器數(shù)量確定7.3.1儲存壓力(1)高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的儲存條件要求在049，20設計儲存壓力為5.17MPa。(2)IG541滅火系統(tǒng)儲存壓力分為兩個等級，一級儲存壓力為15MPa，二級儲存壓力為20MPa。(3)七氟丙烷滅火系統(tǒng)儲存壓力有如下三個等級：一級的儲存壓力為(2.5+0.2)MPa(表壓)；二級的儲存壓力為(4.2+0.2)MPa(表壓)；級的儲存壓力為(5.6+0.2)MPa(表壓)。7.3.2充裝率(1)二氧化碳滅火劑的充裝率應為0.

10、60.67kg/L，如圖7-6所示。(2)IG541滅火系統(tǒng)的充裝率：一級充壓儲瓶充裝率不大于211.15kg/m3；二級充壓儲瓶充裝率不大于281.06kg/m3。(3)七氟丙烷滅火系統(tǒng)的充裝率不大于1150kg/m3。7.3.2充裝率圖7-6二氧化碳溫度、壓力曲線7.3.3滅火劑噴射時間(1)全淹沒二氧化碳滅火系統(tǒng)的滅火劑噴射時間，一般不應大于1min。(2)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)七氟丙烷滅火系統(tǒng)滅火劑噴射時間，在通信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

11、。7.3.4滅火劑浸漬時間(1)二氧化碳滅火劑浸漬時間：對固體物質(zhì)火災，不應小于10min；對可燃氣體火災和甲、乙、丙類液體火災，必須大于1min。(2)IG541滅火劑浸漬時間：木材、紙張、織物等固體表面火災，宜為20min；通信機房、電子計算機房內(nèi)的電氣設備火災，宜為10min；其他固體表面火災，宜為10min。(3)七氟丙烷滅火劑浸漬時間：木材、紙張、織物等固體表面火災，宜為20min；通信機房、電子計算機房內(nèi)的電氣設備火災，宜為5min；其他固體表面火災，宜為10min；氣體和液體火災，不應小于1min。表7-1二氧化碳滅火劑抑制時間7.3.4滅火劑浸漬時間7.3.5系統(tǒng)平均設計流量氣

12、體滅火系統(tǒng)屬于儲壓系統(tǒng)，靠氣體的膨脹驅(qū)動。因此，在滅火劑釋放過程中，系統(tǒng)的流量是變化的，隨著時間延續(xù)逐漸減小。系統(tǒng)設計時，滅火劑的流量是以平均設計流量作為計算的依據(jù)。實踐證明，這樣做可以滿足系統(tǒng)計算精度要求，并且使計算工作量大為簡化。7.3.6管道直徑確定(1)二氧化碳滅火系統(tǒng)管道直徑。(2)IG541滅火系統(tǒng)管道直徑。(3)七氟丙烷滅火系統(tǒng)管道直徑。7.3.7系統(tǒng)工作壓力(1)二氧化碳滅火系統(tǒng)儲存容器工作壓力按其蒸氣壓確定，高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的工作壓力為5.17MPa，低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的工作壓力為2.07MPa。(2)IG541滅火系統(tǒng)以減壓孔板后壓力作為系統(tǒng)設計工作壓力。(3)七氟丙

13、烷滅火系統(tǒng)儲存容器工作壓力。7.3.8系統(tǒng)壓力損失計算(1)二氧化碳滅火系統(tǒng)管道壓力損失。(2)IG541滅火系統(tǒng)管道壓力損失。(3)七氟丙烷滅火系統(tǒng)管道壓力損失。(1)二氧化碳滅火系統(tǒng)管道壓力損失。表7-2壓力系數(shù)和密度系數(shù)(2)IG541滅火系統(tǒng)管道壓力損失。表7-3一級充壓IG541的管道壓力系數(shù)Y和密度系數(shù)Z值(2)IG541滅火系統(tǒng)管道壓力損失。表7-4二級充壓IG541的管道壓力系數(shù)Y和密度系數(shù)Z值7.3.9噴頭壓力、孔口面積及數(shù)量1.噴頭壓力2.孔口面積1.噴頭壓力(1)高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)噴頭最小工作壓力不應小于1.4MPa(絕對壓力)；低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)噴頭最小工作壓力不應小于1.0MPa(絕對壓力)。(2)IG541滅火系統(tǒng)噴頭工作壓力：一級充壓(15.0MPa)不應小于2.0MPa(絕對壓力)；二級充壓(20.0MPa)不應小于2.1MPa(絕對壓力)。(3)七氟丙烷滅火系統(tǒng)噴頭的工作壓力應按下式計算：2.孔口面積表7-5噴頭規(guī)格和等效孔口面積7.3.10儲存容器數(shù)量確定儲存容器數(shù)量應根據(jù)氣體滅火劑的儲存量和滅火劑充裝率計算確定：N=Wh/cV