消防设计(第一部分-概述及气体灭火系统简介)

消防设施专项工程设计人员培训班气体灭火系统设计、施工及选型四川威龙消防设备有限公司汪映标目录第一部分气体灭火系统概述第二部分气体灭火系统分类第三部分气体灭火的适用范围第四部分各类气体灭火系统介绍第一章二氧化碳灭火系统第一节低压二氧化碳灭火系统第二节高压二氧化碳灭火系统第三节高、低压优缺点对比表第二章七氟丙烷灭火系统第一节柜式七氟丙烷灭火装置第二节管网式七氟丙烷灭火系统第三节悬挂式七氟丙烷灭火装置第四节柜式、管网式、悬挂式七氟丙烷灭火系统的应用对比第三章IG541灭火系统第四章三氟甲烷灭火系统第五章气溶胶灭火系统第六章SDE灭火系统一、气体灭火系统的概述自古以来，在消防领域应用最广泛的灭火剂就是水。随着国家经济建设的迅速发展，大批工业和民用建筑尤其是高层建筑的不断涌现，更随着高科技的发展，各种电子电器设备对灭火剂的要求越来越高。对于扑灭可燃气体、可燃液体以及计算机、重要文物档案、通信广播机房、微波机房等电器火灾，气体灭火系统作为最干净、最有效的手段，日益受到工程技术人员和消防安全人员的重视。我国早期的气体消防主要是卤代烷1211、1301灭火系统，在航空业、大型工业项目与部分重要的民用建筑中得到比较广泛的应用，用以保护高新电子设备和飞机发动机舱。二十世纪八十年代初有关专家研究表明，包括卤代烷灭火剂在内的氯氟烃类物质在大气中的排放，破坏了地球大气臭氧层，危害人类的生存环境。1990年6月在伦敦由57个国家共同签定了蒙特利尔议定书，明确规定：2005年前全面禁止生产卤代烷1211、1301气体灭火剂，2010年全面禁止使用卤代烷灭火系统。因此，气体灭火系统进入了一个斩新的时代，各类哈龙替代品不断涌现。到目前为止，基本上可分为两大类，一类主要以物理灭火为主,以二氧化碳灭火系统、ＩＧ５４１灭火系统为代表的惰性气体灭火系统，另一类以化学反应灭火为主，主要以七氟丙烷灭火系统、气溶胶灭火系统为代表的卤代烃类物质。气体灭火在我国始于80年代，盛于90年代末21世纪初。气体灭火系统：是指以气体为灭火介质的灭火系统。气体灭火剂可由一种气体组成，也可以由多种气体组成。气体灭火剂按其物理性质可以分为两种类型，即液化气体灭火剂和非液化气体灭火剂。液化气体灭火剂指在室温（20℃）和容器压力下呈液态的灭火剂，如七氟丙烷灭火剂等卤代烃类物质；非液化气体灭火剂是指在室温（20℃）和容器压力下呈气态的灭火剂，如IG541灭火剂等惰性气体。这两种灭火剂相比较，液化气体具有较高的沸点和较低的蒸汽压，因而需要用氮气增压；非液化气体具有较低的沸点和较高的蒸气压，灭火剂贮存容器不需增压。另一种比较常用的灭火介质就是二氧化碳。由于二氧化碳对于地上或地下密封性能较好的防护区窨内的A类固体物质表面及部分深位火灾具有较好的灭火性能，加之其来源广泛、价格低廉、电绝缘性高、清洁无污渍。在国外很早就得以应用。自1929年美国首先颁布了世界第一个二氧化碳灭火系统标准，该系统的应用已经历经了半个多世纪，现在美国每年装用的二氧化碳灭火剂量已达4万吨，在德国二氧化碳灭火系统的装设量已占各个灭火系统总量的15％，仅次于水喷淋灭火系统的装设量。现在二氧化碳灭火系统在技术上已趋向成熟。我国在80年代比较重视卤代烷灭火系统的开发应用，对于二氧化碳灭火系统的重视不够。近年来由于出现了包括卤代烷灭火剂在内的氟氯烃对大气的破坏问题，二氧化碳灭火系统将进一步得到推广和使用。近年来的研究表明，包括卤代烷灭火剂在内的氯氟烃类物质在大气中的排放，将导致对地球大气臭氧层的破坏，危害人类生存的环境，1990年6月在伦敦由57个国家共同签订了蒙特利尔议定书，决定2000年完全停止生产和使用氟里昂、卤代烷和四氯化碳，对于人均消耗低于0.3公斤的发展中国家这一期限可延迟到2010年。我国于1991年6月加入了《蒙特利尔议定书》（修正案）缔约国行列，并将逐所减少哈龙的产量，到2005年实现完全停止生产、消耗哈龙。因此卤代烷灭火剂逐步被淘汰将是大势所趋。目前，关于卤代烷灭火剂的替代物－－新型的清净气体灭火剂和相应的灭火系统的研究已经历了10年时间。所谓的洁净气体，是指既具备了哈龙灭火剂所具有的不污染补保护对象的特点，又不会大气臭氧层。在我国公消〔2001〕（217号）文《关于进一步加强哈龙替代品及其替代技术管理的通知》中规定了几种清洁灭火剂在我国的政策允许情况。附表一：几种清洁灭火剂在我国的政策允许情况一般名称商品名称化学组成类别政策允许情况HCFC混合ANAFS-ⅢCHCLF2(82%)HCFC禁用HCFC-124FE-241CHCLFCF3(9.50%)HCFC禁用HFC-125FE-25CHCIFCF3HFC禁用FC-3-1-10CEA-410CF3CHFCF3PFC禁用FC-2-1-8CF3CH2CF3PFC禁用HFC-23FE-13CHCL2CF3(4.75%)C10H16(3.75%)HFC可用一般名称商品名称化学组成类别政策允许情况HFC-227eaFM-200CHF3HFC可用HFC-236faFE-36CF3CHF2HFC可用二氧化碳CO2CO2惰性气体可用氩气IG-01C4F10惰性气体可用氮气IG-100C3F8惰性气体可用氮、氩混合气体IG-55Ar惰性气体可用氮、氩、CO2混合气体IG-541N2惰性气体可用第二部分气体灭火系统的分类及性能一般名称商品名称ODP值GWP值存活寿命主要灭火原理适用范围HFC-23（三氟甲烷）FE-130高短物理、化学A(表面火)、B、C类和电器火灾HFC-227ea（七氟丙烷）FM-2000高短物理、化学A(表面火)、B、C类和电器火灾HFC-236fa（六氟丙烷）FE-360高短物理、化学A(表面火)、B、C类和电器火灾二氧化碳CO20物理A、B、C类和电器火灾及固体深位火灾氩气IG-010物理A、B、C类和电器火灾及固体深位火灾一般名称商品名称ODP值GWP值存活寿命主要灭火原理适用范围氮气IG-1000物理A、B、C类和电器火灾及固体深位火灾氮、氩混合气体IG-550物理A、B、C类和电器火灾及固体深位火灾氮、氩、CO2混合气体IG-5410物理A(表面火)、B、C类和电器火灾气溶胶物理、化学A(表面火)、B、C类和电器火灾ODP值：臭氧层耗损潜能值，是衡量气体对大气臭氧层破坏作用的一个相对值。GWP值：是衡量气体灭火剂相对于二氧化碳100年温室效应的相对值。第三部分气体灭火系统的应用对比一．气体消防设置场所一般来讲气体灭火系统只用来保护建、构筑物内部发生的火灾；而建、构筑物本身发生的火灾，宜用其它方法扑救。1．当一个具有火灾危险性的场所要求：（1）使用不污染被保护物的“清洁”灭火剂；（2）有电气危险而要求使用不导电的灭火剂；（3）有贵重设备、物品，要求使用能够迅速灭火的高效灭火剂；（4）不宜或难以使用其它类型的灭火剂时，宜采用气体灭火系统。二．气体灭火系统的设计依据１、GBJ16-87《建筑设计防火规范》２、GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》３、相关行业的行业标准三、在国家标准《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）中第8.7.5条和第8.7.5A条规定一些典型场所应设气体灭火系统：第8.7.5条下列部位应设置气体灭火系统：一、省级或超过100万人口城市广播电视发射塔楼内的微波机房、分米波机房、米波机房、变配电室和不间断源（UPS）室；二、国际电信局、大区中心、省中心和一万路以上的地区中心的长途程控交换机房、控制室和信令转接点室；三、二万以上的市话汇接局和六万以上的市话端局程控交换机房、控制室和信令转接点室；四、中央及省级治安、防灾和网局级以上的电力等调度指挥中心的通信机房和控制室；五、其它特殊重要设备室。注：当有备用主机和备用已记录磁、纸介质且设置在不同建筑中，或同一建筑中的不同防火分区时，本条第五款规定的部位可采用预作用自动喷水灭火系统。第8.7.5A条下列部位应设置二氧化碳等气体灭火系统，但不得采用卤代烷1211、1301灭火系统：一、省级或藏书量超过100万册的图书馆的特藏库；二、中央和省级档案馆中的珍藏库和非纸质档案库；三、大、中型博物馆的珍品库房；四、一级纸、绢质文物的陈列室；五、中央和省级广播电视中心内，面积不小于120㎡的音、像制品库房。在国家标准《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）中第7.6.7条和7.6.8条对应设气体灭火系统的一些典型场所作出了规定：7.6.7高层建筑的下列房间，应设置气体灭火系统：7.6.7.1主机房建筑面积不小于140㎡的电子计算机房中的主机房和基本工作间的已记录磁、纸介质库；7.6.7.2省级或超过100万人口的城市，其广播电视发射塔楼内的微波机房、分米波机房、米波机房、变、配电室和不间断源（UPS）室。7.6.7.3国际电信局、大区中心、省中心和一万路以上的地区中心的长途通讯机房、控制室和信令转接点室；7.6.7.4二万以上的市话汇接局和六万以上的市话端局程控交换机房、控制室和信令转接点室；7.6.7.5中央及省级治安、防灾和网、局级以上的电力等调度指挥中心的通信机房和控制室；7.6.7.6其它特殊重要设备室。注：当有备用主机和备用已记录磁、纸介质且设置在不同建筑中，或同一建筑中的不同防火分区时，7.6.7.1条中指定的房间可采用预作用自动喷水灭火系统。7.6.8高层建筑的下列房间应设置气体灭火系统，但不得采用卤代烷1211、1301灭火系统：7.6.8.1国家、省级或藏书量超过100万册的图书馆的特藏库；7.6.8.2中央和省级档案馆中的珍藏库和非纸质档案库；7.6.8.3大、中型博物馆的珍品库房；7.6.8.4一级纸、绢质文物的陈列室；7.6.8.5中央和省级广播电视中心内，面积不小于120㎡的音、像制品库房。气体灭火系统在钢铁冶金行业的应用钢铁冶金固定式灭火系统配置表（钢铁冶金企业设计防火规范GB50XXX-2005）建（构）筑物、工艺设施灭火介质及系统形式设置要求影响生产全局的主控制室、中央控制室、主电室、通信中心（含交换机室、总配线室、电力室、程控电话站等）、主操作室固定式气体、细水雾灭火系统宜设（注1）交配电系统125MVA及以上的总降压变电所油浸电力变压器水喷雾、细水雾灭火系统或其他适宜的气体灭火系统应设单台容量在40MVA及以上的油浸电力变压器水喷雾、细水雾灭火系统、固定式气体（室内场所）应设中、大型钢铁企业的计算（信息）中心、区域管理计算站及主要生产车间的计算机室的计算机主机房、软硬件开发维护室、不间断电源室、缓冲室、纸库、光或磁记录材料库固定式气体、细水雾灭火系统宜设（注1）柴油发电机房总装机容量＞400KVA细水雾、水喷雾灭火系统宜设总装机容量≤400KVA可不设建（构）筑物、工艺设施灭火介质及系统形式设置要求电缆夹层建筑面积＞500m2水喷雾、细水雾、固定式气体灭火系统应设建筑面积≤500m2宜设电气地下室水喷雾、细水雾灭火系统应设电缆隧道主厂房以外区域（电缆隧道长度＞150米）水喷雾、细水雾灭火系统宜设主厂房内及重要公辅区域应设主控楼、主电楼等重要且火灾危险性大的场所的电缆竖井细水雾或其他固定灭火系统宜设冷轧机机舱固定气体或其他灭火系统宜设热轧机架水喷雾、细水雾灭火系统宜设液压站、润滑油库、轧制油系统、集中供油系统、储油间、油管廊地下润滑油库、平台下的封闭润滑油库以及可燃液体为介质的封闭液压站水喷雾、细水雾灭火系统及固定气体应设地上封闭式液压站、润滑油库等（对生产有较大影响、面积大于100m2、储存可燃油量大于2m3的系统）宜设钢铁冶金企业设计防火规范GB50XXX-2005建（构）筑物、工艺设施灭火介质及系统形式设置要求重油库（10000m3以上的重油罐）固定式泡沫灭火系统应设容积1000m3以上高炉的料车卷扬机室、主皮带机械室、主运输皮带水喷雾、细水雾、固定式气体灭火系统可不设高架仓库、建筑面积大于150m2的甲乙类