【文章內(nèi)容簡介】 “應按 …… 執(zhí)行 ”。 氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范 條文說明 1 總 則 本條闡明本《規(guī)范》是為了合理地設計氣體滅火系統(tǒng)，使之有效地達到撲滅火災，保護人身和財產(chǎn)安全的目的。 本《規(guī)范》屬于工程建設規(guī)范標準 中的一個組成部分，其任務是解決用于工業(yè)和民用建筑中新建、改建、擴建工程中有關設置氣體全淹沒滅火系統(tǒng)的消防設計問題。 氣體滅火系統(tǒng)的設置部位，應根據(jù)國家標準《建筑設計防火規(guī)范》、《高層民用建筑設計防火規(guī)范》等其它有關國家標準的規(guī)定及消防監(jiān)督部門針對保護場所的火災特點、財產(chǎn)價值、重要程度等所作出的有關要求確定。 當今，國際上已開發(fā)出化學合成類及惰性氣體類等多種替代哈龍的氣體滅火劑。其中七氟丙烷及 IG541混合氣體滅火劑在我國哈龍?zhí)娲鷼怏w滅火系統(tǒng)中應用較廣，且已應用多年，有較好的效果，積累了一定經(jīng)驗。七氟丙烷是目 前替代物中效果較好的產(chǎn)品。其對臭氧層的耗損潛能值 ODP=0，溫室效應潛能值 GWP＝ ，大氣中存留壽命ALT=31(年 )，滅火劑毒性 ——無毒性反應濃度 NOAEL=9％，滅火設計基本濃度 C=8％，具有良好的清潔性 ——在大氣中完全汽化不留殘渣、良好的氣相電絕緣性及良好的適用于滅火系統(tǒng)使用的物理性能，自 20世紀 90年代初，工業(yè)發(fā)達國家首選用其替代哈龍滅火系統(tǒng)并取得成功。 IG541滅火劑由 N Ar、 CO2三種惰性氣體，按一定比例混合而成，其 ODP=0，使用后以其原有成分回歸自然，滅火設計濃度一般在 37%~43%之間，在此濃度內(nèi)人員短時間停留不會造成生理影響。系統(tǒng)壓源高，管網(wǎng)可布置較遠。 1994年 1月美國率先制定出潔凈氣體滅火系統(tǒng)設計標準 (NFPA2020)，國際標準化組織 (ISO)亦制訂了國際標準《潔凈氣體滅火劑一物理性能和滅火系統(tǒng)設計》 (ISO14520)。應用實踐表明，七氟丙烷滅火系統(tǒng)和 IG541混合氣體滅火系統(tǒng)均能有效地達到預期的保護目的。 熱氣溶膠滅火技術是由我國消防科研人員于 20世紀六十年代首先提出的，自 90年代中期始，熱氣溶膠產(chǎn)品作為哈龍?zhí)娲夹g的重要組成部分在我國得到了大量使用?；谝韵驴紤]，將熱氣 溶膠預制滅火系統(tǒng)列入本《規(guī)范》： 1) 熱氣溶膠中 60％以上是由 N2等氣體組成，其中含有的固體微粒，平均粒徑極小 (小于 1μ m)，并具有氣體的特性 (不易降落、可以繞過障礙物等 )，故在工程應用上可以把熱氣溶膠當做氣體滅火劑使用。 2) 十余年來，熱氣溶膠技術歷經(jīng)改進已趨成熟。但是，由于國內(nèi)外各廠家采用的化學配方不同，氣溶膠的性質(zhì)也不盡相同，故一直難以進行規(guī)范。 2020年 6月，公安部發(fā)布了公共安全行業(yè)標準《氣溶膠滅火系統(tǒng) 第 1部分： 熱氣溶膠滅火裝置》 ()，在該標準中，按熱氣溶膠發(fā)生劑的化學配方將熱氣 溶膠分為 K型、 S型、其它型三類，從而為熱氣溶膠設計規(guī)范的制定提供了基本條件；同時，大量的研究成果，工程實踐實例和一批地方設計標準的頒布實施也為國家規(guī)范的制定提供了可靠的技術依據(jù)。 3) 美國環(huán)保局 (EPA)哈龍?zhí)娲锕芾硎?(SNAP)已正式批準熱氣溶膠為重要的哈龍?zhí)娲?。國際標準化組織也已于 2020年初將氣溶膠滅火系統(tǒng)納入國際標準 ISO14520中。 4) 本《規(guī)范》目前將上述三種氣體滅火系統(tǒng)列入。其他種類的氣體滅火系統(tǒng)，如：三氟甲烷、六氟丙烷等，若確實需要并待時機成熟，也可考慮分階段列入。二氧化碳等氣體滅火系統(tǒng)仍執(zhí)行 現(xiàn)有的國家標準，由于本《規(guī)范》中只規(guī)定了全淹沒滅火系統(tǒng)的設計要求和方法，故本《規(guī)范》的規(guī)定不適用于局部應用滅火系統(tǒng)的設計，因兩者有著完全不同的技術內(nèi)涵，特別需要指出的是：二氧化碳滅火系統(tǒng)是目前唯一可進行局部應用的氣體滅火系統(tǒng)。 本條規(guī)定了根據(jù)國家政策進行工程建設應遵守的基本原則。以安全為本，要求必保達到預期目的； “技術先進 ”，則要求火災報警、滅火控制及滅火系統(tǒng)設計科學，采用設備先進、成熟； “經(jīng)濟合理 ”，則是在保證安全可靠、技術先進的前提下，做到節(jié)省工程投資費用。 2. 術語與符號 術語 由于熱氣溶膠在實施滅火噴放前以固體的氣溶膠發(fā)生劑形式存在，且熱氣溶膠的滅火濃度確實難以直接準確測量，故以撲滅單位容積內(nèi)某種火災所需固體熱氣溶膠發(fā)生劑的質(zhì)量來間接表述熱氣溶膠的滅火濃度。 “過程中點 ”的概念，系參照《鹵代烷 1211滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》 GBJ11087條文說明中有關 “中期狀態(tài) ”的概念提出的，其涵義基本一致。但由于滅火劑噴放 50%的狀態(tài)僅為一瞬時 (時間點 )，而不是一個時期，故 “過程中點 ”的概念比 “中期狀態(tài) ”的概念更為準確。 依據(jù)公安部發(fā)布的公共安全行業(yè)標準《 氣溶膠滅火系統(tǒng) 第 1部分： 熱氣溶膠滅火裝置》 ()，對 S型熱氣溶膠、 K型熱氣溶膠和其它型熱氣溶膠定義如下： 1) S型熱氣溶膠 Type S condensed fire extinguishing aerosol 由含有硝酸鍶 [Sr(NO3)2]和硝酸鉀 (KNO3)復合氧化劑的固體氣溶膠發(fā)生劑經(jīng)化學反應所產(chǎn)生的滅火氣溶膠。其中復合氧化劑的組成 (按質(zhì)量百分比 )硝酸鍶為 35%～ 50%，硝酸鉀為 10%～ 20%。 2) K型熱氣溶膠 Type K condensed fire extinguishing aerosol 由以硝酸鉀為主氧化劑的固體氣溶膠發(fā)生劑經(jīng)化學反應所產(chǎn)生的滅火氣溶膠。固體氣溶膠發(fā)生劑中硝酸鉀的含量 (按質(zhì)量百分比 )不小于 30%。 3) 其它型熱氣溶膠 Other types condensed fire extinguishing aerosol 非 K型和 S型熱氣溶膠。 3. 設計要求 一般規(guī)定 我國是一個發(fā)展中的國家，搞經(jīng)濟建設應厲行節(jié)約，故按照本《規(guī)范》總則中所規(guī)定的 “經(jīng)濟合理 ”的原則，對兩個或兩個以上的防護區(qū)，可采用組合分配系統(tǒng)。對于特別重要的場所，在 經(jīng)濟條件允許的情況下，可考慮采用單元獨立系統(tǒng)。 組合分配系統(tǒng)能減少設備用量及設備占地面積，節(jié)省工程投資費用。但是，一個組合分配系統(tǒng)包含的防護區(qū)不能太多、太分散。因為，各個被組合進來的防護區(qū)的滅火系統(tǒng)設計，都必須分別滿足各自系統(tǒng)設計的技術要求，而這些要求必然限制了防護區(qū)分散程度和防護區(qū)不能包容太多。何況，組合多了還應考慮火災機率的問題。此外，滅火設計用量較小且與組合分配系統(tǒng)的設置用量相差太懸殊的防護區(qū)，不宜參加組合。 設置組合分配系統(tǒng)的設計原則：對被組合的防護區(qū)只按一次火災考慮；不存在防護區(qū)之間火 災蔓延的條件．即可對它們實行共同防護。 共同防護的涵義，是指被組合的任一防護區(qū)里發(fā)生火災，都能實行滅火并達到滅火要求。那么，組合分配系統(tǒng)滅火劑的儲存量，按其中所需的系統(tǒng)儲存量最大的一個防護區(qū)的儲存量來確定。但須指出，單純防護區(qū)面積、體積最大，或是采用滅火設計濃度最大，其系統(tǒng)儲存量不一定最大。 滅火劑的泄漏以及儲存容器的檢修，還有噴放滅火后的善后和恢復工作，都將會中斷對防護區(qū)的保護。由于氣體滅火系統(tǒng)的防護區(qū)一般都為重要場所，由它保護而意外造成中斷的時間不允許太長，故規(guī)定 72小時內(nèi)不能夠恢復工作狀態(tài) 的，就應該設備用儲存容器和滅火劑備用量。 本條規(guī)定備用量應按系統(tǒng)原儲存量的 100%確定，是按撲救第二次火災需要來考慮的；同時參照了德國標準 DIN14496的規(guī)定。 一般來說，依據(jù)我國現(xiàn)今情況，極大多數(shù)地方 3天內(nèi)都能夠完成重新充裝和檢修工作。在重新恢復工作狀態(tài)前，要安排好臨時保護措施。 做系統(tǒng)設計、管網(wǎng)計算時，必需運用與涉及一些技術參數(shù)。例如與滅火劑有關的氣相液相密度、蒸氣壓力等，與系統(tǒng)有關的單位容積充裝量、充壓壓力、流動特性、噴嘴特性、阻力損失等，它們無不與溫度存在直接或間接的關系。因此采用同一 的溫度基準是必要的，國際上大都取 20℃為應用計算的基準，本《規(guī)范》中所列公式和數(shù)據(jù) (除另有指明者外。例如設計用量計算，按防護區(qū)最低環(huán)境溫度 )也是以該基準溫度為條件的。 必要時， IG541混合氣體滅火系統(tǒng)的儲存容器的大小 (容量 )允許有差別，但充裝壓力應相同。 本條所作出的規(guī)定，是為了盡量避免使用或少使用管道三通的設計，因其設計計算與實際間在流量上存在的誤差會帶來較大的影響，在某些應用情況下它們可能會釀成不良后果 (如在一防護區(qū)里包含一個以上封閉空間的情況 )。所以，本條規(guī)定可設計二至三套 管網(wǎng)以減少三通的使用。同時，當一防護區(qū)采用兩套管網(wǎng)設計，還可改變本應為不均衡的系統(tǒng)為均衡系統(tǒng)。對一些大防護區(qū)、大設計用量的系統(tǒng)來說，采用兩套或三套管網(wǎng)設計，可減小管網(wǎng)管徑，有利管道設備選用和安全。 在管網(wǎng)上采用四通管件進行分流會影響分流的準確，釀成實際分流與設計計算的較大的差異，故規(guī)定不應采用四通進行分流。 本條主要根據(jù) ISO/14520標準中的規(guī)定，在標準的覆蓋面積滅火試驗里，設定的試驗條件中，對噴頭的安裝高度、覆蓋面積、遮擋情況等所作的各項要求、規(guī)定；同時．也參考了公安部天津 消防研究所的氣體噴頭性能試驗數(shù)據(jù)，以及國外知名廠家產(chǎn)品性能來規(guī)定的。 在噴頭噴射角一定的情況下，降低噴頭安裝高度，會減小噴頭覆蓋面積；并且，當噴頭安裝高度小于 ，遮攔物對噴頭覆蓋面積影響加大，故噴頭保護半徑應隨之減小。 本條規(guī)定，一個防護區(qū)設置的預制滅火系統(tǒng)裝置數(shù)量不宜多于 10臺。這是考慮預制滅火系統(tǒng)在技術上和功能上還有不如固定式滅火系統(tǒng)的地方；同時，數(shù)量設多了會增大失誤的機率。故應在數(shù)量上對它加以限制。具體考慮到本《規(guī)范》對設置預制滅火系統(tǒng)防護區(qū)的規(guī)定和 對噴頭的各項性能要求等，認為限定為 “不宜超過 10臺 ”為宜。 為確保有效的撲滅火災，防護區(qū)內(nèi)設置的多臺預制滅火系統(tǒng)裝置必須同時啟動，其動作響應時間差也應有嚴格的要求，本條規(guī)定是經(jīng)過多次相關試驗所證實的。 實驗證明，用單臺滅火裝置保護大于 160m3的防護區(qū)時，規(guī)定時間內(nèi)，裝置噴放的滅火劑在較遠的區(qū)域均有達不到滅火濃度的情況，所以本《規(guī)范》將單臺滅火裝置的保護容積限定在 160m3以內(nèi)。也就是說，對一個容積大于 160m3的防護區(qū)即使設計一臺裝藥量大的滅火裝置能滿足防護區(qū)設計滅火濃度或設計 滅火密度要求，也要盡可能設計為兩臺裝藥量小一些的滅火裝置，并均勻布置在防護區(qū)內(nèi)。 系統(tǒng)設置 ISO／ 14520和 NFPA2020標準的技術內(nèi)涵；沿用了我國氣體滅火系統(tǒng)國家標準，如 GB5016392的表述方式。從廣義上明確地規(guī)定了各類氣體滅火劑可用來撲救的火災與不能撲救的某些物質(zhì)的火災，即是對其應用范圍進行了劃定。 但是，從實際應用角度方面來說，人們愿意接受另外一種更實際的表述方式 ——氣體滅火系統(tǒng)的典型應用場所或?qū)ο螅? 1 電器和電子設備； 2 通訊設備； 3 易燃、可燃的液體和氣體； 4 其它高價值的財產(chǎn)和重要場所 (部位 ) 這些的確都是氣體滅火系統(tǒng)的應用范圍，而且是最適宜的。 凡固體類 (含木材、紙張、塑料、電器等 )火災，本《規(guī)范》都指撲救表面火災而言，所作的技術規(guī)定和給定的技術數(shù)據(jù)，都是在此前提下給出的；不僅是七氟丙烷和 IG541滅火系統(tǒng)如此，凡鹵代烷氣體滅火系統(tǒng)，以及除二氧化碳滅火系統(tǒng)以外的其他惰性氣體滅火系統(tǒng)概無例外。也就是說，本《規(guī)范》的規(guī)定不適用于固體深位火災。 對于 IG541混合氣體滅火系統(tǒng)，因其滅火效能較低，以及在高壓噴放時可能導致可燃易燃液體飛濺 及汽化，有造成火勢擴大蔓延的危險，一般不提倡用于撲救主燃料為液體的火災。 對于熱氣溶膠滅火系統(tǒng)，其滅火劑采用多元煙火藥劑混合制得，從而有別于傳統(tǒng)意義的氣體滅火劑，特別是在滅火劑的配方選擇上，各生產(chǎn)單位相差很大。制造工藝、配方選擇不合理等因素均可導致發(fā)生嚴重的產(chǎn)品責任事故。在我國，曾先后發(fā)生過熱氣溶膠產(chǎn)品因誤動作引起火災、儲存裝置爆炸、噴放后損壞電器設備等多起嚴重事故，給人民生命財產(chǎn)造成了重大損失。因此，必須在科學、審慎的基礎上對熱氣溶膠滅火技術的生產(chǎn)和應用進行嚴格的技術、生產(chǎn)和使用管理。多年的基 礎研究和應用性實驗研究，特別是大量的工程實踐例證證明： S型熱氣溶膠滅火系統(tǒng)用于撲救電氣火災后不會造成對電器及電子設備的二次損壞，故可用于撲救電氣火災； K型熱氣溶膠滅火系統(tǒng)噴放后的產(chǎn)物會對電器和電子設備造成損壞；對于其它型熱氣溶膠滅火系統(tǒng)，由于目前國內(nèi)外既無相應的技術標準要求，也沒有應用成熟的產(chǎn)品，本著 “成熟一項，納入一項 ”的基本原則，本《規(guī)范》提出了對 K型和其它型熱氣溶膠滅火系統(tǒng)產(chǎn)品在電氣火災中應用的限制規(guī)定。今后，若確有被理論和實踐證明不會對電器和電子設備造成二次損壞的其它型熱氣溶膠產(chǎn)品出現(xiàn)時，本條款可進 行有關內(nèi)容的修改。當然，對于人員密集場所、有爆炸危險性的場所及有超凈要求的場所 (如：制藥、芯片加工等處 )，不應使用熱氣溶膠產(chǎn)品。 防護區(qū)的劃分，是從有利于保證全淹沒滅火系統(tǒng)實現(xiàn)滅火條件的要求方面提出來的。 不宜以二個或以上封閉空間劃分防護區(qū)，即使它們所采用滅火設計濃度相同，甚至有部分聯(lián)通，也不宜那樣去做。這是因為在極短的滅火劑噴放時間里，兩個及兩個以上空間難于實現(xiàn)滅火劑濃度的均勻分布，會延誤滅火時間，或造成滅火失敗。 對于含吊頂層或地板下的防護區(qū)，各層面相鄰，管網(wǎng)分配方便，在設計計算上比較容易保 證滅火劑的管網(wǎng)流量分配，為節(jié)省設備投資和工程費用，可考慮按一個防護區(qū)來設計，但需保證在設計計算上細致、精確。 對采用管網(wǎng)滅火系統(tǒng)的防護區(qū)的面積和容積的劃定，是沿用了我國國家標準《鹵代烷 1301滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》 GB5016392的規(guī)定。根據(jù)應用的實際需要稍有擴大。