3.3 七氟丙烷滅火系統(tǒng)

條文說明

3.3.1 滅火設(shè)計(jì)濃度不應(yīng)小于滅火濃度1.3倍及惰化設(shè)計(jì)濃度不應(yīng)小于惰化濃度1.1倍的規(guī)定，是等同采用《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火設(shè)計(jì)規(guī)范》NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

有關(guān)可燃物的滅火濃度數(shù)據(jù)及惰化濃度數(shù)據(jù)，也是采用了《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火設(shè)計(jì)規(guī)范》NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

采用惰化設(shè)計(jì)濃度的，只是對(duì)有爆炸危險(xiǎn)的氣體和液體類的防護(hù)區(qū)火災(zāi)而言。即是說，無爆炸危險(xiǎn)的氣體、液體類的防護(hù)區(qū)，仍采用滅火設(shè)計(jì)濃度進(jìn)行消防設(shè)計(jì)。

那么，如何認(rèn)定有無爆炸危險(xiǎn)呢？

首先，應(yīng)從溫度方面去檢查。以防護(hù)區(qū)內(nèi)存放的可燃、易燃液體或氣體的閃點(diǎn)（閉口杯法）溫度為標(biāo)準(zhǔn)，檢查防護(hù)區(qū)的最高環(huán)境溫度及這些物料儲(chǔ)存（或工作）溫度，不高過閃點(diǎn)溫度的，且防護(hù)區(qū)滅火后不存在永久性火源、而防護(hù)區(qū)又經(jīng)常保持通風(fēng)良好，則認(rèn)為無爆炸危險(xiǎn)，可按滅火設(shè)計(jì)濃度進(jìn)行設(shè)計(jì)。還需提請(qǐng)注意的是：對(duì)于撲救氣體火災(zāi)，滅火前應(yīng)做到切斷氣源。

當(dāng)防護(hù)區(qū)最高環(huán)境溫度或可燃、易燃液體的儲(chǔ)存（或工作）溫度高過其閃點(diǎn)（閉口杯法）溫度時(shí)，可進(jìn)一步再做檢查：如果在該溫度下，液體揮發(fā)形成的最大蒸氣濃度小于它的燃燒下限濃度值的50％時(shí)，仍可考慮按無爆炸危險(xiǎn)的滅火設(shè)計(jì)濃度進(jìn)行設(shè)計(jì)。

如何在設(shè)計(jì)時(shí)確定被保護(hù)對(duì)象（可燃、易燃液體）的最大蒸氣濃度是否會(huì)小于其燃燒下限濃度值的50％呢？這可轉(zhuǎn)換為計(jì)算防護(hù)區(qū)內(nèi)被保護(hù)對(duì)象的允許最大儲(chǔ)存量，并可參考下式進(jìn)行計(jì)算：

式中 Wm—允許的最大儲(chǔ)存量（kg）；

        Cf—該液體（保護(hù)對(duì)象）蒸氣在空氣中燃燒下限濃度（％，體積比）；

        M—該液體的分子量；

        K—防護(hù)區(qū)最高環(huán)境溫度或該液體工作溫度（按其中最大值，絕對(duì)溫度）

        V—防護(hù)區(qū)的容積（m3）。

3.3.3 本條規(guī)定了圖書、檔案、票據(jù)及文物資料等防護(hù)區(qū)的滅火設(shè)計(jì)濃度宜采用10％。首先應(yīng)該說明，依據(jù)本規(guī)范3.2.1條，七氟丙烷只適用于撲救固體表面火災(zāi)，因此上述規(guī)定的滅火設(shè)計(jì)濃度，是撲救表面火災(zāi)的滅火設(shè)計(jì)濃度，不可用該設(shè)計(jì)濃度去撲救這些防護(hù)區(qū)的深位火災(zāi)。

固體類可燃物大都有從表面火災(zāi)發(fā)展為深位火災(zāi)的危險(xiǎn)；并且，在燃燒過程中表面火災(zāi)與深位火災(zāi)之間無明顯的界面可以劃分，是一個(gè)漸變的過程。為此，在滅火設(shè)計(jì)上，立足于撲救表面火災(zāi)，并顧及到淺度的深位火災(zāi)的危險(xiǎn)；這也是制定鹵代烷滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)國(guó)內(nèi)外一貫的做法。

如果單純依據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ISO14520標(biāo)準(zhǔn)所給出的七氟丙烷滅固體表面火災(zāi)的滅火濃度為5.8％的數(shù)據(jù)，而規(guī)定上述防護(hù)區(qū)的最低滅火設(shè)計(jì)濃度為 7.5％，是不恰當(dāng)?shù)摹Ｒ驗(yàn)槟侵皇菃渭兊谋砻婊馂?zāi)滅火濃度，《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ISO14520標(biāo)準(zhǔn)所給出的這個(gè)數(shù)據(jù)，是以正庚烷為燃料的動(dòng)態(tài)滅火試驗(yàn)為基礎(chǔ)的，它當(dāng)然是單純的表面火災(zāi)，只能在熱釋放速率等方面某種程度上代表固體表面火災(zāi)，而對(duì)淺度的深位火災(zāi)的危險(xiǎn)性，正庚烷火不可能準(zhǔn)確體現(xiàn)。

本條規(guī)定了紙張類為主要可燃物防護(hù)區(qū)的滅火設(shè)計(jì)濃度，它們?cè)诠腆w類火災(zāi)中發(fā)生淺度深位火災(zāi)的危險(xiǎn)，比之其他可能性更大。撲滅深位火災(zāi)的滅火濃度要遠(yuǎn)大于撲滅表面火災(zāi)的滅火濃度；且對(duì)于不同的滅火浸漬時(shí)間，它的滅火濃度會(huì)發(fā)生變化，浸漬時(shí)間長(zhǎng)，則滅火濃度會(huì)低一些。

制定本條標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，但七氟丙烷撲滅實(shí)際固體表面火災(zāi)的基本試驗(yàn)迄今未見國(guó)內(nèi)外有相關(guān)報(bào)道，無法借鑒。所以只能借鑒以往國(guó)內(nèi)外制定其它鹵代烷滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)數(shù)據(jù)，它們對(duì)上述保護(hù)對(duì)象，其滅火設(shè)計(jì)濃度約取滅火濃度的1.7~2.0倍，浸漬時(shí)間大都取10min。故本條規(guī)定七氟丙烷在上述防護(hù)區(qū)的滅火設(shè)計(jì)濃度為10％，是滅火濃度的1.72倍。

3.3.4 本條對(duì)油浸變壓器室、帶油開關(guān)的配電室和燃油發(fā)電機(jī)房的七氟丙烷滅火設(shè)計(jì)濃度規(guī)定宜采用9%，是依據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ISO14520標(biāo)準(zhǔn)提供的相關(guān)滅火濃度數(shù)據(jù)，取安全系數(shù)約為1.3確定的。

3.3.5 通訊機(jī)房、計(jì)算機(jī)房中的陳設(shè)、存放物，主要是電子電器設(shè)備、電纜導(dǎo)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(hù)。依據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ISO14520標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，固體表面火災(zāi)的七氟丙烷滅火濃度為5.8%，最低滅火設(shè)計(jì)濃度可取7.5％。但是，由于防護(hù)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鹵代烷1301滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50163-92，對(duì)通訊機(jī)房、電子計(jì)算機(jī)房規(guī)定的鹵代烷1301的滅火設(shè)計(jì)濃度為5％，而固體表面火災(zāi)的鹵代烷1301的滅火濃度為3.8％，取的安全系數(shù)是1.32；國(guó)外的情況，像美國(guó)，計(jì)算機(jī)房用鹵代烷1301保護(hù)，一般都取5.5％滅火設(shè)計(jì)濃度，安全系數(shù)為1.45。

從另外一個(gè)角度來說，七氟丙烷與鹵代烷1301比較，在火場(chǎng)上它比鹵代烷1301的分解產(chǎn)物多，其中主要成分是HF，HF對(duì)人體與精密設(shè)備是有傷害和浸蝕影響的，但據(jù)美國(guó)Fessisa的試驗(yàn)報(bào)告指出，提高七氟丙烷的滅火設(shè)計(jì)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(duì)通訊機(jī)房、電子計(jì)算機(jī)房的保護(hù)，采用滅火設(shè)計(jì)濃度為8％，安全系數(shù)取的是1.38。

3.3.6 本條所作規(guī)定，目的是限制隨意增加滅火使用濃度，同時(shí)也為了保證應(yīng)用時(shí)的人身安全和設(shè)備安全。

3.3.7 一般來說，采用鹵代烷氣體滅火的地方都是比較重要的場(chǎng)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點(diǎn)；否則，就會(huì)造成鹵代烷滅火的困難。對(duì)于固體表面火災(zāi)，火災(zāi)預(yù)燃時(shí)間長(zhǎng)了才實(shí)行滅火，有發(fā)展成深位火災(zāi)的危險(xiǎn)，顯然是很不利于鹵代烷滅火的；對(duì)于液體、氣體火災(zāi)，火災(zāi)預(yù)燃時(shí)間長(zhǎng)了，有可能釀成爆炸的危險(xiǎn)，鹵代烷滅火可能要從滅火設(shè)計(jì)濃度改換為惰化設(shè)計(jì)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(shí)間是非常重要的。故國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)外一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，都將鹵代烷的噴放時(shí)間規(guī)定不應(yīng)大于10s。

另外，七氟丙烷遇熱時(shí)比鹵代烷1301的分解產(chǎn)物要多出很多，其中主要成分是HF，它對(duì)人體是有傷害的；與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成氫氟酸，還會(huì)造成對(duì)精密設(shè)備的浸蝕損害。根據(jù)美國(guó)Fesseisa的試驗(yàn)報(bào)告，縮短鹵代烷在火場(chǎng)的噴放時(shí)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(shí)HF對(duì)通訊機(jī)房、電子計(jì)算機(jī)房等防護(hù)區(qū)的損害，宜將七氟丙烷的噴放時(shí)間從一般的10s縮短一些，故本條中規(guī)定為8s。這樣的噴放時(shí)間經(jīng)試驗(yàn)論證，一般是可以做到的，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家里也是被提倡的。當(dāng)然，這會(huì)增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的難度，尤其是對(duì)于那些離儲(chǔ)瓶間遠(yuǎn)的防護(hù)區(qū)和組合分配系統(tǒng)中的個(gè)別防護(hù)區(qū)，它們的難度會(huì)大一些。故本規(guī)范采用了5.6MPa增壓（等級(jí)）條件供選用。

3.3.8 本條是對(duì)七氟丙烷滅火時(shí)在防護(hù)區(qū)的浸漬時(shí)間所做的規(guī)定，針對(duì)不同的保護(hù)對(duì)象提出不同要求。

對(duì)撲救木材、紙張、織物類固體表面火災(zāi)，規(guī)定滅火浸漬時(shí)間宜采用20min。這是借鑒以往鹵代烷滅火試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。例如，公安部天津消防研究所以小木楞垛（12mm×12mm×140mm，5排×7層）動(dòng)態(tài)滅火試驗(yàn)，求測(cè)固體表面火災(zāi)的滅火數(shù)據(jù)（美國(guó)也曾做過這類試驗(yàn)）。他們的滅火數(shù)據(jù)中，以鹵代烷1211為工質(zhì)，達(dá)到3.5％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3.5％~4％的濃度完全滅掉陰燃火，保持時(shí)間要增至30min以上。

在第3.3.3條中規(guī)定本類火災(zāi)的滅火設(shè)計(jì)濃度為10％，安全系數(shù)取1.72，按慣例該安全系數(shù)取的偏低點(diǎn)。鑒于七氟丙烷市場(chǎng)價(jià)較高，不宜將設(shè)計(jì)濃度取高，而是可以考慮將浸漬時(shí)間稍加長(zhǎng)些，這樣仍然達(dá)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(shí)間為20min。這樣做符合本規(guī)范總則中“安全可靠”、“經(jīng)濟(jì)合理”的要求；在國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中，也有鹵代烷滅火浸漬時(shí)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(shí)間規(guī)定為宜采用10min。

通訊機(jī)房、電子計(jì)算機(jī)房的滅火浸漬時(shí)間，在本規(guī)范里不像其他類固體火災(zāi)規(guī)定的那么長(zhǎng)，是出于以下兩方面的考慮：

第一．盡管它們同屬固體表面火災(zāi)保護(hù)，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(shí)，國(guó)內(nèi)外對(duì)電子計(jì)算機(jī)房這樣的典型應(yīng)用場(chǎng)所，專門做過一些試驗(yàn)，試驗(yàn)表明，鹵代烷滅火時(shí)間都是在1min內(nèi)完成的，完成后無復(fù)燃現(xiàn)象。

第二，通訊機(jī)房、計(jì)算機(jī)房所采用的是精密設(shè)備，通導(dǎo)性和清潔性都要求非常高，應(yīng)考慮到七氟丙烷在火場(chǎng)所產(chǎn)生的分解物可能會(huì)對(duì)它們?cè)斐晌：ΑＫ栽诒ＷC滅火安全的前提下，盡量縮短浸漬時(shí)間是必要的。這有利于滅火之后盡快將七氟丙烷及其分解產(chǎn)物從防護(hù)區(qū)里清除出去。

但從滅火安全考慮，也不宜將滅火浸漬時(shí)間取得過短，故本規(guī)范規(guī)定，通訊機(jī)房、計(jì)算機(jī)房等防護(hù)區(qū)的滅火浸漬時(shí)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(yàn)表明，當(dāng)氣體滅火劑達(dá)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(shí)間不應(yīng)小于1min。如果滅火前的燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，冷卻不容易，浸漬時(shí)間應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)。

3.3.9 七氟丙烷20℃時(shí)的蒸氣壓為0.39MPa（絕對(duì)壓力），七氟丙烷在環(huán)境溫度下儲(chǔ)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(hù)區(qū)。為此，只有在儲(chǔ)存容器中采用其他氣體給滅火劑增壓。規(guī)定采用的增壓氣體為氮?dú)?，并?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(diǎn)要求。這都等同采用了《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

為什么要對(duì)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(chǔ)存的初始?jí)毫Γ怯绊憞婎^流量的一個(gè)固有因素。噴頭的流量曲線是按初始?jí)毫闂l件預(yù)先決定的，這就要求初始充壓壓力不能隨意選取。

為了設(shè)計(jì)方便，設(shè)定了三個(gè)級(jí)別：系統(tǒng)管網(wǎng)長(zhǎng)、流損大的，可選用4.2MPa及5.6MPa增壓級(jí)；管網(wǎng)短、流損小的，可選用2.5 MPa增壓級(jí)。2.5MPa及4.2MPa是等同采用了ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；增加的5.6MPa增壓級(jí)是為了滿足我國(guó)最通常采用的組合分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，即在一些距離儲(chǔ)瓶間較遠(yuǎn)防護(hù)區(qū)也能達(dá)到噴射時(shí)間不大于8s的設(shè)計(jì)條件。

3.3.10 對(duì)單位容積充裝量上限的規(guī)定，是從儲(chǔ)存容器使用安全考慮的。因充裝量過高時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)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(huì)由緩增變?yōu)槎冈?，這會(huì)危及儲(chǔ)存容器的使用安全，故而應(yīng)對(duì)單位容積充裝量上限作出恰當(dāng)而又明確的規(guī)定。充裝量上限由實(shí)驗(yàn)得出，所對(duì)應(yīng)的最高設(shè)計(jì)溫度為50℃，各級(jí)的儲(chǔ)存容器的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)分別不小于：一級(jí)4.0MPa；二級(jí)5.6MPa（焊接容器）和6.7MPa（無縫容器）；三級(jí)8.0MPa。

系統(tǒng)計(jì)算過程中初選充裝量，建議采用800~900kg /m3左右。

3.3.11 本條所做的規(guī)定，是為保證七氟丙烷在管網(wǎng)中的流動(dòng)性能要求及系統(tǒng)管網(wǎng)計(jì)算方法上的要求而設(shè)定的。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鹵代烷1301滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ50163-92和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《鹵代烷1301滅火系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》NFPA12A中都有相同的規(guī)定。

3.3.12 管網(wǎng)設(shè)計(jì)布置為均衡系統(tǒng)有三點(diǎn)好處：一是滅火劑在防護(hù)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)?。蝗菧p少設(shè)計(jì)工作的計(jì)算量，可只選用一種規(guī)格的噴頭，只要計(jì)算“最不利點(diǎn)”這一點(diǎn)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(shí)際流量相等，但實(shí)際系統(tǒng)大都達(dá)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(jì)。這種規(guī)定，其實(shí)質(zhì)在于對(duì)各噴頭間工作壓力最大差值容許有多大。過去，對(duì)于可液化氣體的滅火系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)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(jì)的七氟丙烷滅火系統(tǒng)中，按第二級(jí)增壓的條件計(jì)算，可能出現(xiàn)的最大的流程總損失為 l.5 MPa（4.2MPa/2－0.6MPa），允許的最大差值將是0.15MPa。即當(dāng)“最不利點(diǎn)”噴頭工作壓力是0.6MPa時(shí)，“最利點(diǎn)”噴頭工作壓力可達(dá)0.75 MPa，由此計(jì)算得出噴頭之間七氟丙烷流量差別接近20％（若按第三級(jí)增壓條件計(jì)算其差別會(huì)更大）。差別這么大，對(duì)七氟丙烷滅火系統(tǒng)來說，要求噴射時(shí)間短、滅火快，仍將其認(rèn)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(jìn)入防護(hù)區(qū)后的管網(wǎng)布置所產(chǎn)生的，與儲(chǔ)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(gè)角度考慮——相互間發(fā)生的差別用它們自身的長(zhǎng)短去比較來考慮，故規(guī)定為：“管網(wǎng)的第1分流點(diǎn)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(cè)算，當(dāng)?shù)?分流點(diǎn)至各噴頭的管道阻力損失最大差值為20％時(shí)，其噴頭之間流量最大差別僅為10％左右。

3.3.14 滅火設(shè)計(jì)用量或惰化設(shè)計(jì)用量和系統(tǒng)滅火劑儲(chǔ)存量

1 本款是等同采用了《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。公式中C１值的取用，取百分?jǐn)?shù)中的實(shí)數(shù)（不帶百分號(hào)）。公式中K（海拔高度修正系數(shù)）值，對(duì)于在海拔高度0~1000m以內(nèi)的防護(hù)區(qū)滅火設(shè)計(jì)，可取K=1．即可以不修正。對(duì)于采用了空調(diào)或冬季取暖設(shè)施的防護(hù)區(qū)，公式中的S值，可按20℃進(jìn)行計(jì)算。

2 本款是等同采用了《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》NFPA200l標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3 一套七氟丙烷滅火系統(tǒng)需要儲(chǔ)存七氟丙烷的量，就是本條規(guī)定系統(tǒng)的儲(chǔ)存量。式（3.3.14-1）計(jì)算出來的“滅火設(shè)計(jì)用量”，是必須儲(chǔ)存起來的，并且在滅火時(shí)要全部噴放到防護(hù)區(qū)里去，否則就難以實(shí)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(huì)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(jì)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(shí)剩留的，即可保證“滅火設(shè)計(jì)用量” 全部噴放到防護(hù)區(qū)里去。

5 非均衡管網(wǎng)內(nèi)剩余量的計(jì)算，參見下圖說明：

從管網(wǎng)第一分支點(diǎn)計(jì)算各支管的長(zhǎng)度，分別取各長(zhǎng)支管與最短支管長(zhǎng)度的差值為計(jì)算剩余量的長(zhǎng)度；各長(zhǎng)支管在末段的該長(zhǎng)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。

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。

3.3.15 管網(wǎng)計(jì)算的規(guī)定

4 本款規(guī)定了七氟丙烷滅火系統(tǒng)管網(wǎng)的計(jì)算方法。由于七氟丙烷滅火系統(tǒng)是采用了氮?dú)庠鰤狠斔停獨(dú)庠鰤悍椒ㄊ遣捎玫亩ㄈ莘e的密封蓄壓方式，在七氟丙烷噴放過程中無氮?dú)庋a(bǔ)充增壓。故七氟丙烷滅火系統(tǒng)噴放時(shí)，是定容積的蓄壓氣體在自由膨脹下輸送七氟丙烷，形成不定流、不定壓的隨機(jī)流動(dòng)過程。這樣的管流計(jì)算是比較復(fù)雜的，細(xì)致的計(jì)算應(yīng)采用微分的方法，但在工程應(yīng)用計(jì)算上很少采用這種方法。歷來的工程應(yīng)用計(jì)算，都是在保證應(yīng)用精度的條件下力求簡(jiǎn)單方便。鹵代烷滅火系統(tǒng)計(jì)算也不例外，以往的鹵代烷滅火系統(tǒng)的國(guó)際、國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)都是這樣做的（但迄今為止，國(guó)際、國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)尚未提供潔凈氣體滅火劑滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)計(jì)算方法）。

對(duì)于這類管流的簡(jiǎn)化計(jì)算，常采用的辦法是以平均流量取代過程中的不定流量。已知流量還不能進(jìn)行管流計(jì)算，還需知道相對(duì)應(yīng)的壓頭。尋找簡(jiǎn)化計(jì)算方法，也就是尋找相應(yīng)于平均流量的壓頭。在七氟丙烷噴放過程中，必然存在這樣的某一瞬時(shí)，其流量會(huì)正好等于全過程的平均流量，那么該瞬時(shí)的壓頭即是所需尋找的壓頭。

對(duì)于現(xiàn)今工程上通常所建立的鹵代烷滅火系統(tǒng)，經(jīng)過精細(xì)計(jì)算，鹵代烷噴放的流量等于平均流量的那一瞬時(shí)，是系統(tǒng)的鹵代烷設(shè)計(jì)用量從噴頭噴放出去50％的瞬時(shí)（準(zhǔn)確地說，是非常接近50%的瞬時(shí)）；只要是在規(guī)范所設(shè)定的條件下進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就不會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)的某些差異帶來該瞬時(shí)點(diǎn)的較大的偏移。將這一瞬時(shí)，規(guī)定為噴放全過程的“過程中點(diǎn)”。本規(guī)范對(duì)七氟丙烷滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)計(jì)算就采用了這個(gè)計(jì)算方法。它不是獨(dú)創(chuàng)，也是沿用了以往國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鹵代烷滅火系統(tǒng)的一貫做法。

5 噴放“過程中點(diǎn)”儲(chǔ)存容器內(nèi)壓力的含義，請(qǐng)見上一款的說明。這一壓力的計(jì)算公式，是按定溫過程依據(jù)波義爾——馬略特定律推導(dǎo)出來的。

6 本款是提供七氟丙烷滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行管流阻力損失計(jì)算的方法。該計(jì)算公式可以做成圖示（圖2），更方便于計(jì)算使用。

七氟丙烷管流阻力損失的計(jì)算，現(xiàn)今的《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》ISO14520及《潔凈滅火劑滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》NFPA2001都未提供出來。為了建立這一計(jì)算方法，首先應(yīng)該了解七氟丙烷在滅火系統(tǒng)中的管流狀態(tài)。為此進(jìn)行了專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)七氟丙烷在20℃條件下，以不同充裝率，測(cè)得它們?cè)诓煌瑝毫ο缕叻榈拿芏茸兓?，繪成曲線如圖3。

圖3 不同壓力下七氟丙烷的密度

從測(cè)試結(jié)果得知，七氟丙烷在管道中的流動(dòng)，即使在大壓力降的條件下，基本上仍是液相流。據(jù)此，依據(jù)流體力學(xué)的管流阻力損失計(jì)算基本公式和阻力平方區(qū)的尼古拉茨公式，建立了本規(guī)范中的七氟丙烷管流的計(jì)算方法。

將這一計(jì)算方法轉(zhuǎn)換為對(duì)鹵代烷1211的計(jì)算，與美國(guó)《鹵代烷1211滅火系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》NFPA12B和英國(guó)《室內(nèi)滅火裝置與設(shè)備實(shí)施規(guī)范》BS5306上的計(jì)算進(jìn)行校核，得到基本一致的結(jié)果。

本款中所列（3.3.15-5）式和圖2用于鍍鋅鋼管七氟丙烷管流的阻力損失計(jì)算；當(dāng)系統(tǒng)管道采用不銹鋼管時(shí)，其阻力損失計(jì)算可參考使用。

有關(guān)管件的局部阻力損失當(dāng)量長(zhǎng)度見表1～表3，可供設(shè)計(jì)參考使用：

表1　螺紋接口彎頭局部損失當(dāng)量長(zhǎng)度

表2　螺紋接口三通局部損失當(dāng)量長(zhǎng)度

表3　螺紋接口縮徑接頭局部損失當(dāng)量長(zhǎng)度

3.3.16 本條的規(guī)定，是為了保證七氟丙烷滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，滿足七氟丙烷滅火系統(tǒng)滅火技術(shù)要求而需設(shè)定的。

最小Pc值是參照實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定的。

Pc≥Pm/2（MPa，絕對(duì)壓力），它是對(duì)七氟丙烷系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過“簡(jiǎn)化計(jì)算”后精確性的檢驗(yàn)；如果不符合，說明設(shè)定條件不滿足，應(yīng)該調(diào)整重新計(jì)算。

下面用一個(gè)實(shí)例，介紹七氟丙烷滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)的計(jì)算演算：

有一通訊機(jī)房，房高3.2m，長(zhǎng)14m，寬7m，設(shè)七氟丙烷滅火系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)（引入的部件的有關(guān)數(shù)據(jù)是取用某公司的ZYJ-100系列產(chǎn)品）

1）確定滅火設(shè)計(jì)濃度

依據(jù)本規(guī)范中規(guī)定，取C1=8%

2）計(jì)算保護(hù)空間實(shí)際容積

V=3.2×14×7=313.6（m3）

3）計(jì)算滅火劑設(shè)計(jì)用量

依據(jù)本規(guī)范公式（3.3.14-1），

S=0.1269+0.000513?T

=0.1269+0.000513×20

=0.13716（m3/kg）

4）設(shè)定滅火劑噴放時(shí)間

依據(jù)本規(guī)范中規(guī)定，取t=7s

5）設(shè)定噴頭布置與數(shù)量

選用JP型噴頭，其保護(hù)半徑R=7.5m

故設(shè)定噴頭為2只；按保護(hù)區(qū)平面均勻布置噴頭

6）選定滅火劑儲(chǔ)存容器規(guī)格及數(shù)量

根據(jù)W=198.8kg，選用100升的JR-100/54儲(chǔ)存容器3只。

7）繪出系統(tǒng)管網(wǎng)計(jì)算圖（圖4）。

圖4  系統(tǒng)管網(wǎng)計(jì)算圖

8）計(jì)算管道平均設(shè)計(jì)流量

主干管：

支管：Qg=Qw/2=14.2（kg/s）

儲(chǔ)存容器出流管：

9）選擇管網(wǎng)管道通徑。

以管道平均設(shè)計(jì)流量，依據(jù)本規(guī)范條文說明3.3.15第6款中圖2選取，其結(jié)果，標(biāo)在管網(wǎng)計(jì)算圖上。

10）計(jì)算充裝率。

系統(tǒng)儲(chǔ)存量：

管網(wǎng)內(nèi)剩余量：△W2=0

儲(chǔ)存容器內(nèi)剩余量：△W1=n×3.5=3×3.5=10.5（kg）

充裝率：

11）計(jì)算管網(wǎng)管道內(nèi)容積。

先按管道內(nèi)徑求出單位長(zhǎng)度的內(nèi)容積，然后依據(jù)管網(wǎng)計(jì)算圖上管段長(zhǎng)度求算：

VP=29×3.42+7.4×1.96=113.7（m3）。

12）選用額定增壓壓力。

依據(jù)本規(guī)范中規(guī)定，選用P0=4.3Mpa（絕對(duì)壓力）。

13）計(jì)算全部?jī)?chǔ)存容器氣相總?cè)莘e。

依據(jù)本規(guī)范中公式（3.3.15-4）

14）計(jì)算“過程中點(diǎn)”儲(chǔ)存容器內(nèi)壓力。

依據(jù)本規(guī)范中公式（3.3.15-3）

=（4.3×0.1512）/[0.1512+198.8/（2×1407）+0.1137]

=1.938（MPa，絕對(duì)壓力）

15）計(jì)算管路損失。

（1）ab段

以Qp=9.47kg/s及DN=40mm，查圖2得：

（ΔP/L）ab=0.0103MPa/m

計(jì)算長(zhǎng)度Lab=3.6+3.5+0.5=7.6（m）

ΔPab= （ΔP/L）ab×Lab=0.0103×7.6=0.0783（MPa）

（2）bb’段

以0.55Qw=15.6kg/s及DN=65mm，查圖2得：

（ΔP/L）bb’=0.0022MPa/m

計(jì)算長(zhǎng)度Lbb’=0.8（m）

ΔP bb’=（ΔP/L）bb’×Lbb’=0.0022×0.8=0.00176（MPa）

（3） b’c段

以Qw=28.4/kg/s及DN=65mm，查圖2得：

（ΔP/L）b’c=0.008MPa/m

計(jì)算長(zhǎng)度Lb’c=0.4+4.5+1.5+4.5+26=36.9（m）

ΔP b’c=（ΔP/L）b’c×Lb’c=0.008×36.9=0.2952（MPa）

（4）cd段

以Qg=14.2kg/s及DN=50mm，查圖2得：

（ΔP/L）cd=0.009MPa/m

計(jì)算長(zhǎng)度Lcd=5+0.4+3.5+3.5+0.2=12.6（m）

ΔP cd=（ΔP/L）cd×Lcd=0.009×12.6=0.1134（MPa）

（5）求得管路總損失：

16）計(jì)算高程壓頭

依據(jù)本規(guī)范中公式（3.3.15-9）：

其中，H=2.8m（“過程中點(diǎn)”時(shí)，噴頭高度相對(duì)儲(chǔ)存容器內(nèi)液面的位差）

=10-6×1407×2.8×9.81

=0.0386（MPa）

17）計(jì)算噴頭工作壓力。

依據(jù)本規(guī)范中公式（3.3.15-8）

=1.938-0.4887-0.0386

=1.411（MPa，絕對(duì)壓力）

18）驗(yàn)算設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果。

依據(jù)本規(guī)范的規(guī)定，應(yīng)滿足下列條件：

（1） Pc≥0.7（MPa，絕對(duì)壓力）；

皆滿足，合格。

19）計(jì)算噴頭等效孔口面積及確定噴頭規(guī)格。

以Pc=1.411MPa從本規(guī)范附錄C表C-2中查得，

噴頭等效孔口單位面積噴射率：qc=3.1[（kg/s）/cm2]

又，噴頭平均設(shè)計(jì)流量：Qc=W/2=14.2kg/s

由本規(guī)范中公式（3.3.17）求得噴頭等效孔口面積：

由此，即可依據(jù)求得的FC值，從產(chǎn)品規(guī)格中選用與該值相等（偏差+9-3%）、性能跟設(shè)計(jì)一致的噴頭為JP-30。

3.3.18　一般噴頭的流量系數(shù)在工質(zhì)一定的紊流狀態(tài)下，只由噴頭孔口結(jié)構(gòu)所決定，但七氟丙烷滅火系統(tǒng)的噴頭，由于系統(tǒng)采用了氮?dú)庠鰤狠斔?，部分氮?dú)鈺?huì)溶解在七氟丙烷里，在噴放過程中它會(huì)影響七氟丙烷流量。氮?dú)庠谙到y(tǒng)工作過程中的溶解量與析出量和儲(chǔ)存容器增壓壓力及噴頭工作壓力有關(guān)，故七氟丙烷滅火系統(tǒng)噴頭的流量系數(shù)，即各個(gè)噴頭的實(shí)際等效孔口面積值與儲(chǔ)存容器的增壓壓力及噴頭孔口結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定。

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