氮气(1G-100)灭火系统设计规范

DB43/T481-20092目次前言…………………………………………………………………………………………………………Ⅱ引言…………………………………………………………………………………………………………Ⅲ1范围………………………………………………………………………………………………………12规范性引用文件…………………………………………………………………………………………13术语和符号………………………………………………………………………………………………14设计要求…………………………………………………………………………………………………３5系统组件…………………………………………………………………………………………………８6操作与控制………………………………………………………………………………………………９7安全要求…………………………………………………………………………………………………118用词与条文说明…………………………………………………………………………………………11附录A（规范性附录）建筑物围护结构最低允许压力………………………………………………12附录B（规范性附录）氮气IG-100灭火剂技术性能………………………………………………13附录C（规范性附录）氮气IG-100的灭火浓度和最小设计灭火浓度……………………………14附录D（规范性附录）氮气IG-100的惰化浓度和最小设计惰化浓度……………………………15附录E（规范性附录）海拔高度修正系数…………………………………………………………16附录F（规范性附录）氮气IG-100的质量体积……………………………………………………17附录G（规范性附录）灭火剂输送管道规格…………………………………………………………18附录H（资料性附录）用词说明……………………………………………………………………19附录I（资料性附录）条文说明……………………………………………………………………20DB43/T481-20093前言本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G为规范性附录，附录H、附录I为资料性附录。本标准由湖南省公安消防总队提出并归口。本标准起草单位：湖南省公安消防总队、湖南得大消防有限公司、威盾科技(中国)有限公司、湖南消防总公司。本标准主要起草人：李修柏、何学锋、关宏、林奋强、帅卫红、徐海斌、黎和平、王兴华、阳卫国、刘洪义、周岚、王君。DB43/T481-20094引言氮气（IG-100）灭火系统是一种洁净气体灭火系统，其气源供给方式主要有高压无缝钢瓶储气和工艺管网常年保证气压气量两种，工业管网常年保证气压气量的方式主要应用于因工业要求已有氮气管网的钢铁、化工等企业。目前IG-100气体灭火系统的设计在国内尚无国家标准及行业标准可循，为了规范IG-100气体灭火系统的设计工作，减少火灾危害，保护人身和财产安全，根据湘质监标函【2008】163号批文精神，制定了本规范。DB43/T481-20095氮气(IG-100)灭火系统设计规范1范围本规范规定了氮气（IG-100）灭火系统设计的术语和符号、设计要求、系统组件、操作与控制、安全要求的内容。本规范适用于新建、扩建、改建工程中设置的以下形式的氮气IG-100灭火系统设计：即高压无缝钢瓶储存压力为15MPa（20℃）、20MPa（20℃）的氮气IG-100全淹没灭火系统（钢瓶供气系统形式）和以工业管网常年保证气压为（0.8～3.0）MPa的氮气主管道为气源的氮气IG-100全淹没灭火系统（工业管网供气系统形式）。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB1527拉制铜管GB/T8163输送流体用无缝钢管GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管GB16912-1997氧气及相关气体安全技术规程GB20128-2006惰性气体灭火剂GB50016建筑设计防火规范GB50045高层民用建筑设计防火规范GB50116-1998火灾自动报警系统设计规范GB50263-2007气体灭火系统施工及验收规范GB50316-2000工业金属管道工程设计规范GB50370-2005气体灭火设计规范GA400-2002气体灭火系统通用部件及技术要求ISO6183消防设备二氧化碳灭火系统设计和安装标准ISO14520-2000气体灭火系统—物理性能和系统设计BS5306房屋灭火装置及设备NFPA2001：2004洁净气体灭火系统标准3术语和符号下列术语和符号适用于本标准。3.1术语3.1.1氮气IG-100灭火剂nitrogenfireextinguishingagentIG-100氮气IG-100是由氮气组成的灭火剂。3.1.2氮气IG-100灭火系统IG-100nitrogenfire-extinguishingsystems按一定的应用条件进行设计计算，将氮气IG-100灭火剂从储存装置经由阀门、管道和喷嘴释放到DB43/T481-20096防护区实施灭火的系统3.1.3工业管网供气氮气IG-100灭火系统pipe-segmentsfortechnicalnitrogenIG-100fire-extinguishingsystems由钢铁、化工、石油工业等企业的氮气贮罐、液氮低温贮槽（含汽化装置）、阀门站（含安全泄放装置）、氮气主管道、切断阀等组成组成的工业管网提供氮气的IG-100灭火系统。3.1.4启动控制装置unitcontrolinstallation具有自动、手动和机械应急启动功能，控制灭火剂释放，并具有相关联动功能的控制装置。3.1.5泄压口pressurereliefopening气体灭火剂喷放时，防止防护区内压超过允许压强的开口。3.1.6全淹没灭火系统totalfloodingextinguishingsystem在规定的时间内，向封闭的防护区喷放设计规定用量的气体灭火剂，并使其以一定浓度均匀地充满整个防护区的灭火系统。3.1.7单元独立灭火系统Unitindependentextinguishingsystem一套灭火剂储存装置，保护一个防护区的氮气IG-100灭火系统。3.1.8组合分配灭火系统Combineddistributionextinguishingsystems一套灭火剂储存装置，保护两个及以上防护区的氮气IG-100灭火系统。3.1.9灭火浓度Flameextinguishingconcentration在101.3kPa大气压和规定的温度条件下，扑灭某种物质火灾所需氮气IG-100灭火剂在空气中的最小体积百分比。3.1.10惰化浓度Inertingconcentration有火源引入时，在101KPa大气压和规定的温度条件下，能抑制空气中任意浓度的易燃可燃气体或易燃可燃液体蒸气的燃烧发生所需的IG-100灭火剂在空气中的最小体积百分比。3.1.11无毒性反应浓度（NOAEL）noobservedadverseeffectlevel(NOAEL)观察不到生理反应的灭火剂毒性影响的最高浓度。3.1.12有毒性反应浓度（LOAEL）lowestobservedadverseeffectlevel(LOAEL)观察到生理反应的灭火剂毒性影响的最小浓度。3.1.13喷射时间dischargetime达到95%最低设计浓度所需的时间。3.2符号A——防护区的内侧面、底面、顶面（包括其中的开口）的总面积；Ap——喷嘴等效孔口面积；A0——开口总面积；Ax——泄压口面积；C——灭火设计浓度或惰化设计浓度；D——管道内径；Fk——减压孔板孔口面积；K——防护区海拔高度修正系数；Kb——开口补偿系数；Ng——安装在计算支管下游的喷嘴数量；Pc——喷嘴入口压力；Py——防护区围护结构承受内压的允许值；P0——灭火剂储存容器充装压力；DB43/T481-20097P1——减压孔板前中期压力；p2——减压孔板后压力；Q——管道平均设计流量；QZ——主干管平均设计流量；Qc——单个喷嘴的平均设计流量；Qg——支管平均设计流量；Qk——减压孔板设计流量；Qp——单个喷嘴的平均设计流量；Qy——氮气IG-100灭火剂的平均喷放速率；S——氮气IG-100的质量体积；T——防护区最低环境温度；T——灭火剂设计喷放时间；V——防护区净容积；Vm——全淹没灭火设计用量或惰化设计用量；VC——管网、集流管和储瓶的容积；W——全淹没灭火设计用量或惰化设计用量；WC——灭火剂剩余量；Pc——喷嘴入口处氮气IG-100的密度。4设计要求4.1总则4.1.1氮气IG-100灭火系统的设计，应遵循国家有关方针和政策，做到安全可靠、技术先进、经济合理。4.1.2氮气IG-100灭火系统可用于扑救下列火灾：——电气火灾；——固体表面火灾；——液体火灾；——灭火前能切断气源的气体火灾。4.1.3氮气IG-100灭火系统不适用于扑救下列火灾：——硝化纤维、硝酸钠等氧化剂或含氧化剂的化学制品火灾；——钾、镁、钠、钛、锆、铀等活泼金属火灾；——氢化钠、氢化钾等金属氢化物火灾；——过氧化氢、联胺等能自行分解的化学物质火灾；——可燃固体物质的深位火灾。4.1.4设计采用的系统产品及组件，必须符合国家有关标准和规定的要求。4.1.5氮气IG-100灭火系统的设计除应执行本规范外，还应符合现行的国家有关标准的规定，氮气IG-100灭火系统的施工及验收应按GB50263-2007中关于IG541灭火系统的规定执行。4.2防护区4.2.1防护区的划分，应符合下列规定：——防护区宜以单个封闭空间划分（同一区间的吊顶层和地板下需同时保护时，可合为一个防护区）；——一个防护区的面积不宜大于800m2，容积不宜大于3600m3。DB43/T481-200984.2.2防护区的最低环境温度不应低于－10℃。4.2.3防护区围护结构及门窗的耐火极限均不宜低于0.5h，吊顶的耐火极限不宜低于0.25h。4.2.4防护区围护结构承受内压的允许压强，不宜低于1200Pa。4.2.5两个及两个以上的防护区采用组合分配系统时，一套组合分配系统保护的防护区数量不应超过8个。4.2.6组合分配系统的灭火剂储存量，应按储存量最大的防护区确定。4.2.7灭火系统的储存装置72h内不能重新充装恢复工作的，应按系统原储存量的100%设置备用量。4.2.8封闭严密的灭火防护区应设泄压口，泄压口宜设置在外墙上。除泄压口外，防护区内与其它空间相通的开口，应在灭火剂喷放前自动关闭。泄压口的面积计算公式：yyxPQA991.0……………………………………………………………（1）式中：Ax——泄压口面积，单位为平方米（m2）；Qy——氮气IG-100灭火系统灭火剂的平均喷放速率，单位为公斤每秒（kg/s）；Py——防护区围护结构承受内压的允许压力，单位为帕（Pa），具体数据见附录A；0.991——规定的系数。4.2.9对气体、液体、电气火灾和固体表面火灾，在灭火剂喷放前不能自动关闭的开口，其面积不应大于防护区总内表面积的3%，在计算灭火剂用量时，应考虑开口补偿量。开口补偿系数Kb的计算公式：AAKb0301………………………………………………………………（2）式中：Kb──开口补偿系数，是个可变数；A0──开口总面积，单位为平方米（m2）；A──防护区的内侧面、底面、顶面（包括其中的开口）的总面积，单位为平方米（m2）；1和30──为规定数。4.3氮气IG-100设计用量4.3.1氮气IG-100灭火剂的技术性能应符合GB20128-2006第4.2.2条的规定，详见附录B。4.3.2氮气IG-100灭火系统的设计灭火浓度不应小于灭火浓度的1.3倍，惰化设计浓度不应小于灭火浓度的1.1倍。4.3.3固体表面火灾的灭火浓度为31%，