泄压口设计与安装

关于气体灭火系统防护区泄压口（自动泄压装置）设计与安装使用1、概述气体灭火系统防护区泄压口，简称泄压口，也称自动泄压装置，是与气体灭火系统配套的必备设备，一般安装在气体灭火系统保护区外墙或内墙的泄压孔上。气体灭火系统灭火药剂具有洁净、绝缘性能好、灭火速度快等特点，在灭火中和灭火后对保护对象及环境无二次污染。因而广泛应用于电子计算机房、电讯中心、通讯机房、图书馆、档案馆、珍品库、博物馆、配电室等洁净场所。由于GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》国家标准的颁布，消防监督部门加大了实施检查力度，2007年后自动泄压装置的市场需求也随之明显增多。因该产品是新产品，产品目前无国家、行业标准，通过从百度、谷歌等搜索网站检索来看，全面介绍自动泄压装置产品应用、设计、使用与安装的资料和文章很少，给正确设计、选择、安装、使用自动泄压装置带来了许多问题，不利于该泄压口（自动泄压装置）在气体灭火中正确发挥其实际功能和作用。本人经过两年多对该泄压口（自动泄压装置）国内外各厂家资料、样品的收集、研究和对该产品研发并进行了大量的试验。现特写此篇文章，其目的是为了使自动泄压装置产品得到正确的使用和不断发展。2、设置泄压口的必要性和作用2.1旧的标准和规范中要求使用泄压口的用词模棱两可，使设计和监督部门无法正确设计和监督。本人从事气体灭火系统产品设计和研究近十年，市场上对泄压口产品生产、销售的需求于2007年1月后明显的增多。2007年1月前制定的GBJ110-87《卤代烷1211灭火系统设计规范》、GB50193-93《二氧化碳灭火系统设计规范》和DBJ15-23-1999《七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范》、DG/TJ08-306-2001《惰性气体IG-541灭火系统技术规程》等国家、地方标准中对气体灭火系统中防护区泄压口的设计应用要求条款用词模棱两可，从而造成设计院和消防监督部门无法正确设计和监督。2007年以前的气体灭火系统中采用的泄压口装置产品的项目很少。GB50193-93《二氧化碳灭火系统设计规范》国家标准条文说明第3.2.6条中阐述：“采用全淹没灭火系统保护的大多数防护区，都不是完全封闭的，有门、窗的防护区一般都有缝隙存在；通过门窗四周缝隙所泄漏的二氧化碳，可防止空间内压力过量升高，这种防护区一般不需要再开泄压口。”DBJ15-23-1999《七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范》广东地方标准第3.0.6条中Pf符号解释：“Pf—围护结构承受内压的允许压强（Pa）。当设有外开门弹性闭门器或弹簧门的防护区，其开口面积不小于泄压口计算面积的，不须另设泄压口。”DG/TJ08-306-2001《惰性气体IG-541灭火系统技术规程》上海地方标准条文说明书3.1.2条解释：“对于密封性较好的防护区，规定安装泄压口。”也就是说防护区密封性较差的可不安装泄压口。2.2新规范用词不严谨，给部分设计部门和用户带来误解和没有设计使用。GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》国家标准于2006年3月2日发布，于2006年5月1日起实施。由于该标准的宣传、贯彻和印刷的滞后，各设计院和消防监督部门现在才开始实施此标准。由于该标准中第3.2.7和第3.2.9条用词不严谨，给部分设计人员和用户带来误解。如：“3.2.7防护区应设置泄压口，七氟丙烷灭火系统的泄压口应位于防护区净高的2/3以上。”部分人员认为泄压口就是开一个泄压孔，而不是一种泄压装置，该孔开设在离地三分之二的净高处；第3.2.9条再一次说明该泄压口就是一个常开的孔。如：“3.2.9喷放灭火剂前，防护区内除泄压口外的开口应能自动关闭。”2.3设置泄压口的必要性依据GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》要求，七氟丙烷灭火系统灭火设计浓度一般为8％～10％。当七氟丙烷灭火剂释放到一个完全密封的防护区，在20°C标准大气压下，驱动气体（氮气）的释放和七氟丙烷灭火剂的气化使防护区压强随之升高，药剂吸收大量的热量，使防护区温度降低，这造成压强降低值很小。压强的升高主要与防护区的密闭程度和灭火设计浓度以及泄压口（自动泄压装置）的密封性有关。压力升高值基本上等于防护区灭火设计体积浓度比，升高值为8～10KPa，这个压强值将超过轻型、高层建筑和普通建筑1.2KPa的6～8倍。本公司在密封性好的108m3试验室做泄压口（自动泄压装置）开启动作试验，开启动作压力设为1.1+0.1KPa，理论计算试验氮气压力值为1.45MPa，实际试验压力值为3.8MPa，高出了2.62倍。这说明灭火设计浓度小的七氟丙烷灭火系统，若防护区密封性较好时，气体释放后防护区压力值仍能超过1.2KPa，将会给防护区内围护结构造成损坏和不能正常灭火。在IG-541混合气体灭火系统中，灭火设计浓度为37.5％～43％；二氧化碳气体灭火系统中，灭火设计浓度在34％～62％之间。也就是说当这两种灭火剂释放到完全封闭的防护区内，防护区内的气体体积迅速膨胀，防护区内的压强值将超过允许压强1.2KPa的25倍以上，足可以摧毁防护区内整个围护结构。某公司在长6m,宽6m，高4m的试验室做IG-541混合气体试验，防护区内开有直径Φ200mm的通风口，通风口上的排风扇正常工作，当向试验室喷入7瓶组70升IG-541混合气体时，试验室的门被弹开，排风扇会严重变形。2.4新规范明确规定气体灭火系统防护区应采用泄压口2006年3月2日发布的GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》中，从设计要求条款和防护区的泄压口面积计算公式条款用词来看，不管防护区门窗密封性好与差和防护区门安装的是否为外开弹簧门或弹性闭门器，如采用气体灭火系统，则防护区内均应安装泄压口。近几年来，采用泄压口（自动泄压装置）的项目从防护区现场看，密封性大多数都比较好。许多重点项目对防护区内温度和湿度的精度要求很高，因此对防护区的密封性要求也很高。所以GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》国家标准中规定，采用气体灭火系统防护区内均应设计安装泄压口，对旧的标准和规范模棱两可的用词给予了肯定的规定。据各消防工程公司和本公司售后服务人员反馈，目前消防验收和监督部门均严格按标准执行，若消防项目中安装了气体灭火系统，首先会检查各防护区是否安装了泄压口（自动泄压装置）。3、泄压口面积设计依据与计算3.1防护区内围护结构最高允许压强防护区内门、窗上的玻璃允许压强不应低于建筑物的允许压强。GB50370-2005标准条文说明中表4的数据是参照美国NFPA12B-1980标准中给出的。目前国内各设计部门防护区内围护结构承受内压的允许压强，无论建筑物是轻型和高层建筑，还是标准建筑及地下建筑，均设定为1.2KPa，该值的设定是依据GB50370-2005标准中3.2.6条款。若设计部门和用户需提高防护区内围护结构承受的允许压强，应由建筑设计部门试验给出。表4建筑物的内压允许压强建筑物类型允许压强（Pa）轻型和高层建筑1200标准建筑2400重型或地下建筑48003.2泄压口面积计算公式七氟丙烷和IG-541混合气体灭火系统的防护区的泄压口面积公式应分别依据GB50370-2005标准中3.3.13和3.4.6公式计算。二氧化碳气体灭火系统应依据GB50193-93中3.2.7公式计算该防护区的泄压口面积。3.3设计计算3.3.1七氟丙烷气体灭火系统泄压面积电子表格计算表3.3.2IG-541混合气体灭火系统泄压面积电子表格计算表3.4主要气体灭火系统在不同容积下的泄压面积防护区泄压面积参数表气体类型七氟丙烷气体灭火系统IG541混合气体灭火系统设计浓度（%）81037.542喷放时间（S）995555药剂剩余量（%）0.050.050.050.05防护区容积1000.030.040.040.042000.060.080.080.083000.100.120.120.134000.130.160.150.175000.160.200.190.216000.190.250.230.257000.220.290.270.298000.260.330.310.339000.290.370.350.3810000.320.410.380.424、泄压口名称、种类及型号4.1泄压口名称目前泄压口的名称有很多。标准和规范中一般名称为泄压口，也有称为气体灭火系统防护区泄压口。各设计部门、消防工程公司和生产厂家及用户较多的称之为泄压口、（消防）自动泄压装置。4.2泄压口种类泄压口（自动泄压装置）产品近二年来发展迅速，一些新种类和新规格的产品相继研发成功。目前国内没有任何文献资料和厂家对其进行明确的分类。本人通过收集国内多家产品的资料、样品和本公司对该产品的研发，将此产品进行了分类。具体分类如下：4.2.1依据安装方式分类目前国内泄压口有室内安装和室外安装两种类型。室内和室外安装又分别分为嵌入式和壁挂式以及吸顶式三种结构。4.2.2依据启动方式分类泄压口启动方式分为有电源式启动和无电源式启动两种类型。有电源式泄压口又分两种启动形式：一种是驱动执行机构为压力检测器和齿轮减速微电机；另一种为压力检测器和电磁铁启动。无电源式泄压口驱动执行机构有三种形式：一种是砝码式结构；一种是压力调节器结构；另一种是综合式结构。4.2.3阀门结构泄压口（自动泄压装置）的阀门结构形式有三种：一种是阀门有二片或二片以上的叶片组成，这些叶片一起联动时旋转一定角度时才能实现开启和关闭；第二种是板式结构，该阀门安装在阀体内，在阀体内伸缩一段距离才能实现启闭；第三种是盖式结构，阀门安装在阀体外框上，绕阀体外框一定角度实现开启和关闭功能。盖式和板式结构密封性能相对较好。4.3型号消防产品型号编制方法规定，产品型号应由类、种、特征代码和主要性能参数组成。以便用户通过产品名称和型号一目了然的了解该产品的主要结构和功能参数，有利于产品的型号和应用。下面举一厂家该泄压口型号的编制方法：×××××/×××泄压口改进代号。如：A、B、C……；适用于建筑物承压等级（KPa）。如：1.2KPa；2.4KPa；4.8KPa；泄压口有效泄压面积。（dm2）；启动方式。Z为无电源自动开启，D为有电源开启；安装类型。W为室外式，N为室内式；气体灭火系统防护区泄压口（别名：自动泄压装置）。代号为X.标记示例一型号为：XWZ15/1.2其名称为：气体灭火系统防护区泄压口（自动泄压装置）。为室外式安装，当达到一定压力值时，无电源式泄压口自动启动开启，有效泄压面积为0.15m2，开启工作压力为1.1+0.1KPa。另一名称为：室外无电源壁挂综合型盖式泄压口（自动泄压装置）。标记示例二型号为：XND7/1.2其名称为：气体灭火系统防护区泄压口（自动泄压装置）。为室内式安装，当达到一定压力值时，电源式泄压口通电启动开启，有效泄压面积为0.07m2，开启工作压力为1.1+0.1KPa。另一名称为：室内无电源嵌入式砝码叶片式泄压口（自动泄压装置）。5、结构与工作原理5.1结构特征泄压口（自动泄压装置）主要由装饰面板、箱体部件、阀门组件、装置启闭执行驱动部件或装置固定框架组件等部件及配套的辅助设备组成。泄压口分无电源式系列结构和有电源式系列结构两种。无电源式系列在该产品装置内设置压力调解驱动部件或砝码部件。有电源式系列在该产品装置内设置压力检测装置和电动驱动部件。5.2工作原理泄压口（自动泄压装置）安装在防护区外墙或内墙泄压孔内，平时处于常闭状态。当防护区发生火灾时，气体灭火系统在释放灭火气体之前，为了保证药剂浓度、浸渍时间，保证灭火成功，气体起火系统防护区的通风设备、空调将自动断电，通风管道和门、窗处于密闭状态。气体灭火系统启动释放灭火气体，将会导致防护区内压力迅速超过建筑物内设计的允许压强。这时，若防护区内安装无电源系列结构泄压口，当作用在叶片或盖板组件上的气体压力值达到设定压力值时，压力调节驱动部件或砝码驱动部件立即驱动叶片或盖板开启泄压；若防护区内安装有电源系列结构泄压口，当压力检测装置达到设定压力值时，发出一个电讯号