【文章內(nèi)容簡介】 氟丙烷滅火設(shè)計濃度規(guī)定宜采用 9%，是依據(jù) ISO 50 ／ 14520 標準提供的相關(guān)滅火濃度數(shù)據(jù)，取安全系數(shù)約為 確定的。 通訊機房、計算機房中的陳設(shè)、存放物，主要是電子電器設(shè)備、電纜導線和磁盤、紙卡之類，以及桌椅辦公器具等，它們應(yīng)屬固體表面火災(zāi)的保護。依據(jù) ISO／ 14520 標準的數(shù)據(jù)，固體表面火災(zāi)的七氟丙烷滅火濃度為 %，最低滅火設(shè)計濃度可取 ％。但是，由于防護區(qū)內(nèi)陳設(shè)、存放物多樣，不能單純按電子電器設(shè)備可燃物類考慮；即使同是電纜電線，也分塑膠與橡膠電纜電線，它們滅火難易不同。我國國家標準“ l301”設(shè)計規(guī)范，對通訊機房、電子計算機房規(guī)定“ 1301” 的滅火設(shè)計濃度為 5％，而固體表面火災(zāi)“ 1301”的滅火濃度為 ％，取的安全系數(shù)是 ；國外的情況，像美國，計算機房用“ 1301”保護，一般都取 ％滅火設(shè)計濃度，安全系數(shù)為 。 從另外一個角度來說，七氟丙烷與“ 1301”比較，在火場上它比“ 1301”的分解產(chǎn)物多，其中主要成分是 HF， HF對人體與精密設(shè)備是有傷害和浸蝕影響的，但據(jù)美國 Fessisa的試驗報告指出，提高七 氟丙烷的滅火設(shè)計濃度，可以抑制分解產(chǎn)物的生成量，提高 20％就可減少 50％的生成量。 正是考慮上述情況， 本《規(guī)范》 確定七氟丙烷對通訊機房、電子計算機房的保護，采用滅火設(shè)計濃度為 8％，安全系數(shù)取的是 。 本條所作規(guī)定，目的是限制隨意增加滅火使用濃度，同時也為了保證應(yīng)用時的人身安全和設(shè)備安全。 一般來說，采用鹵代烷氣體滅火的地方都是比較重要的場所，迅速撲滅火災(zāi)，減少火災(zāi)造成的損失，具有重要意義。因此，鹵代烷滅火都規(guī)定滅初期火災(zāi)，這也正能發(fā)揮鹵代烷滅火迅速的特長；否則，還會造成鹵代烷滅 火的困難。對于固體表面火災(zāi)，火災(zāi)預(yù)燃時間長了才實行滅火，有發(fā)展成深位火災(zāi)的危險，顯然是很不利于鹵代烷滅火的；對于液體、氣體火災(zāi)，火災(zāi)預(yù)燃時間長了，有可能釀成爆炸的危險，鹵代烷滅火可能要從滅火設(shè)計濃度改換為惰化設(shè)計濃度。由此可見，采用鹵代烷滅初期火災(zāi)，縮短滅火劑的噴放時間是非常重要的。故國際標準及國外一些工業(yè)發(fā)達國家的標準， 51 都將鹵代烷的噴放時間規(guī)定不應(yīng)大于 10s。 另外，七氟丙烷遇熱時比“ 1301”的分解產(chǎn)物要多出很多，其中主要成分是 HF，它對人體是有傷害的；與空氣中的水蒸汽結(jié)合形成 氫氟酸，還會造成對精密設(shè) 備的浸蝕損害。根據(jù)美國 Fesseisa 的試驗報告，縮短鹵代烷在火場的噴放時間，從 10s 縮短為 5s，分解產(chǎn)物減少將近一半。 為有效防止 滅火時 HF 對通訊機房、電子計算機房等防護區(qū)的損 害，宜將七氟丙烷的噴放時間從一般的 10s 更縮短一些，故本條中規(guī)定為 8s。這樣的噴放時間經(jīng)試驗論證，一般是可以做到的， 在一些工業(yè)發(fā)達國家里也是被提倡的。當然，這會增加系統(tǒng)設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計上的難度，尤其是對于那些離儲瓶間遠的防護區(qū)和組合分配系統(tǒng)中的個別防護區(qū)，它們的難度會大一些。 故 本《規(guī)范》 采用了 (等級 )條件 供選用。 本條是對七氟丙烷滅火時在防護區(qū)的浸漬時間作出規(guī)定，針對不同的保護對象提出不同要求。 對撲救木材、紙張、織物類固體表面火災(zāi)，規(guī)定滅火浸漬時間宜采用 20min。這是借鑒以往鹵代烷滅火試驗的數(shù)據(jù)。例如，公安部天津消防研究所以小木楞垛 (12mm 12mm140mm， 5 排 7 層 )動態(tài)滅火試驗，求測固體表面火災(zāi)的滅火數(shù)據(jù) (美國也曾做過這類試驗 )。他們的滅火數(shù)據(jù)中，以“ 1211”為工質(zhì)，達到 ％的濃度，滅明火；欲繼續(xù)將木楞垛中的陰燃火完全滅掉，需要提高到 6~8％的濃度，并保持此 濃度 6~7min；若以 ~4％的濃度完全滅掉陰燃火，保持時間要增至 30min 以上。 在 中規(guī)定本類火災(zāi)的滅火設(shè)計濃度為 10％，安全系數(shù)取 ，按慣例該安全系數(shù) 取的偏低點。鑒于七氟丙烷市場價較高，不宜將設(shè)計濃度取高， 而是可以考慮將浸漬時間稍加長些，仍然達到安全應(yīng)用的目的。故本條規(guī)定了撲救木材、紙張、織物類滅火的浸漬時間為 20min。這樣做符合本《規(guī)范》 總則中“安全可靠”、“經(jīng)濟合理”的要求；在國外標準中，也有鹵代烷滅火浸漬時間采用 20min 的規(guī)定。 至于其它類固體火災(zāi)，滅火一般要比木材、紙張類容易些 (熱固性塑料等除外 )，故 滅火浸漬時間規(guī)定為宜采用 52 10min。 通訊機房、電子計算機房的滅火浸漬時間，在 本《規(guī)范》里不像其它類固體火災(zāi)規(guī)定的那么長， 系出于 以下兩方面的考慮： 1． 盡管它們同屬固體表面火災(zāi)保護，但電子、電器類不像木材、紙張那樣容易趨近構(gòu)成深位火災(zāi)，撲救起來要容易得多；同時，國內(nèi)外對電子算計機房這樣的典型應(yīng)用場所，專門做過一些試驗，試驗表明，鹵代烷滅火時間都是在 1min內(nèi)完成的，完成后無復燃現(xiàn)象。 2． 通訊機房、計算機房所采用的是精密設(shè)備，通導性和清潔性都要求非常高，應(yīng)考慮到七氟丙烷在火場所產(chǎn)生的分解物，可能會對它們造成 危害。所以在保證滅火安全的前提下，盡量縮短浸漬時間是必要的。利于滅火之后盡快將七氟丙烷及其分解產(chǎn)物從防護區(qū)里清除出去。 但從滅火安全考慮，也不宜將滅火浸漬時間取得過短，故 本《規(guī)范》 規(guī)定，通訊機房、計算機房等防護區(qū)的滅火浸漬時間為 5min。 氣體液體火災(zāi)都是單純的表面火災(zāi)。所有氣體、液體滅火試驗表明，當氣體滅火劑達到滅火濃度后都能立即滅火?？紤]到一般的冷卻要求， 本《規(guī)范》 規(guī)定它們的滅火浸漬時間不應(yīng)小于 1min。如果 滅火前的燃 燒 時間較長，冷卻不容易，浸漬時間應(yīng)適當加長。 七氟丙烷 20℃時的蒸氣壓為 (絕對壓力 )，七氟丙烷在環(huán)境溫度下儲存，其自身蒸氣壓不足以將滅火劑從滅火系統(tǒng)中輸送噴放到防護區(qū)。為此，只有在儲存容器中采用其它氣體給滅火劑增壓。規(guī)定采用的增壓氣體為氮氣，并規(guī)定了它的允許含水量，以免影響滅火劑質(zhì)量和保證露點要求。這都等同采用了 ISO／ 14520 及 NFPA2020 標準的規(guī)定。 為什么要對 增壓 壓力作出規(guī)定，而不可隨意選取呢？這其中的主要緣故是七氟丙烷儲存的初始壓力，是影響噴頭流量的一個固有因素。噴頭的流量曲線是按初始壓力為條件預(yù)先作定的，這就要求初始充壓壓力不能隨意選取。 為了設(shè)計方 便，設(shè)定了三個級別：系統(tǒng)管網(wǎng)長、流損大的，可選用 及 增壓級；管網(wǎng)短、流損小的， 53 可選用 MPa 增壓級。 及 是等同采用了ISO/14520 及 NFPA2020 標準的規(guī)定；增加的 增壓級是為了滿足我國最通常采用的組合分配系統(tǒng)的設(shè)計需要，在一些距離儲瓶間較遠防護區(qū)也能達到噴射時間不大于 8s 的設(shè)計條件。 對單位容積充裝量上限的規(guī)定，是從儲存容器使用安全考慮的。因充裝量過高時，當儲存容器工作溫度 (即環(huán)境溫度 )上升到某一溫度之后，其內(nèi)壓隨溫度的增加會 由緩增變?yōu)槎冈?，這會危及儲存容器的使用安全，故而應(yīng)對單位容積充裝量上限作出恰當而又明確的規(guī)定。充裝量上限由實驗得出，所對應(yīng)的最高設(shè)計溫度為 50℃，各級的儲存容器的設(shè)計壓力應(yīng)分別不小于：一級 ；二級 (焊接容器 )和 (無縫 容器 )；三級 。 系統(tǒng)計算過程中初選充裝量，建議采用 800~900kg /m3左右。 本條所作的規(guī)定，是為保證七氟丙烷在管網(wǎng)中的流動性能要求及系統(tǒng)管網(wǎng)計算方法上的要求所需設(shè)定的。我國國家標準 GBJ5016392 和美國標準 NFPA12A 中 都有相同的規(guī)定。 管網(wǎng)設(shè)計布置為均衡系統(tǒng)有三點好處：一是滅火劑在防護區(qū)里容易做到噴放均勻，利于滅火；二是可不考慮滅火劑在管網(wǎng)中的剩余量，做到節(jié)省；三是減少設(shè)計工作的計算量，可只選用一種規(guī)格的噴頭，只要計算“最不利點”這一點的阻力損失就可以了。 均衡系統(tǒng)本應(yīng)是管網(wǎng)中各噴頭的實際流量相等，但實際系統(tǒng)大都達不到這一條件。因此，按照慣例，放寬條件，符合一定要求的，仍可按均衡系統(tǒng)設(shè)計。這種規(guī)定，其實質(zhì)在于對各噴頭間工作壓力最大差值容許有多大。過去，對于可液化氣體的滅火系統(tǒng)，國內(nèi)外標準一般都按流程總損失的10％確定允許最大差值。如果 本《規(guī)范》 也采用這一規(guī)定，在按 本《規(guī)范》 設(shè)計的七氟丙烷滅火系統(tǒng)中，按第二級增壓的條件 計算，可能出 現(xiàn)的最大的流程 總損失為 MPa(－ )，允許的最大差值將是 。即當“最不利點”噴頭工作壓力是 時，“最利點”噴 54 頭工作壓力可達 0. 75 MPa，由此計算得出噴頭之間七氟丙烷流量差別接近 20％ (若按第三級增壓條件計算其差別會更大 )。差別這么大，對七氟丙烷滅火系統(tǒng)來說，要求噴射時間短、滅火快，仍將其認定是均衡系統(tǒng)，顯然是不合理的。 上述制定允許最大差值的方法有值得商榷的地方。管網(wǎng)各噴頭工作壓力差別，是由系統(tǒng)管網(wǎng)進 入 防護區(qū)后的管網(wǎng)布置所產(chǎn)生的，與儲存容器管網(wǎng)、匯流管和系統(tǒng)的主干管沒有關(guān)系，不應(yīng)該用它們來規(guī)定“允許最大差值”；更何況上述這些管網(wǎng)的損失占流程總損失的大部分，使最終結(jié)果誤差較大。 本《規(guī)范》 從另一個角度考慮 —— 相互間發(fā)生的差別用它們自身長短去比較，故規(guī)定為：“在管網(wǎng)上，從第 1 分流點至各噴頭的管道阻力損失，其相互之間的最大差值不應(yīng)大于 20％”。雖然允許差值放大了，但噴頭之間的流量差別卻減小了。經(jīng)測算，當?shù)?1 分流點至各噴頭的管道阻 力損失最大差值為 20％時，其噴頭之間流量最大差別僅為 10％左右。 設(shè)計用量 1 本款是等同采用了 ISO/14520及 NFPA2020標準的規(guī)定。公式中 C１ 值的取用，取百分數(shù)中的實數(shù) (不帶百分號 )。公式中 K(海拔高度修正系數(shù) )值，對于在海拔高度 0~1000m以內(nèi)的防護區(qū)滅火設(shè)計，可取 K=1．即可以不修正。對于采用了空調(diào)或冬季取暖設(shè)施的防護區(qū)，公式中的 S 值，可按20℃進行計算。 2 本款是等同采用了 ISO／ 14520 及 NFPA200l 標準的規(guī)定。 3 一套七氟丙烷滅火系統(tǒng)需要儲存七氟丙烷的量，就是 本條規(guī)定系統(tǒng)的儲存量。 條計算出來的“滅火設(shè)計用量”，是必須儲存起來的，并且在滅火時要全部噴放到防護區(qū)里去，否則就難以實現(xiàn)滅火的目的。但是要把容器中的滅火劑全部從系統(tǒng)中噴放出去是不可能的，總會有一些剩留在容器里及部分非均衡管網(wǎng)的管道中。為了保證“滅火設(shè)計用量”都能從系統(tǒng)中噴放出去，在系統(tǒng)容器中預(yù)先多充裝一部分，這多裝的量正好等于在噴放時剩留的，即可保證“滅火設(shè)計用量” 全部噴放到防護區(qū)里去。 55 5 非均衡管網(wǎng)內(nèi)剩余量的計算，參見下圖說明： 從管網(wǎng)第一分支點計算各支管的長度，分別取各長支管與最短支 管長度的差值為計算剩余量的長度；各長支管在末段的該長度管道內(nèi)容積量之和，等量于滅火劑在管網(wǎng)內(nèi)剩余量的體積量。 其中 bc＜ bd， bx=bc 及 ad+bc=ae+ex2 噴放時，系統(tǒng)管網(wǎng)里七氟丙烷剩余量 (容積量 )等于管道xd 段、 x2f 段、 fg段與 fh 段的管道內(nèi)容積之和。 管網(wǎng)計算 4 本款規(guī)定了七氟丙烷滅火系統(tǒng)管網(wǎng)的計算方法。由于七氟丙烷滅火系統(tǒng)是采用了氮氣增壓輸送，氮氣增壓方法是采用的定容積的密封蓄壓方式，在七氟丙烷噴放過程中無氮氣補 充增壓。故七氟丙烷滅火系統(tǒng)噴放時，是定容積的蓄壓氣體自由膨脹輸送七氟丙烷，形成不定流、不定壓的隨機流動過程。這樣的管流計算是比較復雜的，細致的計算應(yīng)采用微分的方法，但工程應(yīng)用計算上很少采用這種方法。歷來，工程應(yīng)用計算，在保證應(yīng)用精度的條件下，力求簡單方便。鹵代烷滅火系統(tǒng)計算也