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淺談氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)濃度和**系數(shù)

日期：2024-12-19 16:20
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摘要：
    文章來(lái)源于 路景志   南京理工大學(xué)    

     隨著我國(guó)建筑消防事業(yè)的飛速發(fā)展，近年來(lái)氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。特別是在許多防火重點(diǎn)部位，多數(shù)都采用了技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高的氣體滅火系統(tǒng)。這就大大地提高了防火重點(diǎn)部位的**可靠性。與此同時(shí)，隨著氣體滅火系統(tǒng)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的設(shè)備制造廠家和施工單位如雨后春筍般的不斷增多，為了使得重點(diǎn)防火部位的氣體滅火設(shè)備質(zhì)量得到保證，一旦發(fā)生火災(zāi)能迅速滅火，就必須做到：a.該系統(tǒng)具有滿足滅火需要的足夠的滅火劑；b.具有符合設(shè)計(jì)要求并及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)火情和正確控制滅火裝置的報(bào)警控制系統(tǒng)；c.能使滅火劑**準(zhǔn)確地噴放到發(fā)生火災(zāi)的防護(hù)區(qū)的滅火設(shè)備和管網(wǎng)系統(tǒng)；d.符合要求的防護(hù)區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)等。這其中具有足夠數(shù)量的滅火劑是*為重要的。
　　氣體滅火系統(tǒng)中滅火劑的數(shù)量是根據(jù)該防護(hù)區(qū)的容積和滅火劑的設(shè)計(jì)濃度及所保護(hù)的可燃物質(zhì)的特性計(jì)算得來(lái)的。對(duì)于同一種滅火劑，由于其撲滅可燃物質(zhì)不同，其所選用的設(shè)計(jì)濃度也不相同，同樣，對(duì)于同一種可燃物質(zhì)，采用的滅火劑種類不同，其設(shè)計(jì)濃度也不同。下面我們就有關(guān)設(shè)計(jì)濃度問(wèn)題進(jìn)行分析。
　　在國(guó)際標(biāo)I8014520-1《氣體滅火系統(tǒng)的物理性質(zhì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》之3.6.1中指出：“系統(tǒng)設(shè)計(jì)濃度包含了滅火劑的滅火濃度和**系數(shù)”。3.6.3中指出“滅火濃度是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，撲滅某種可燃物所需的滅火劑的*小濃度”。7.5.1.2中指出：“每種滅火劑撲滅B類火的*小設(shè)計(jì)濃度必須是該種B類可燃物的試驗(yàn)滅火濃度乘以1.3倍的**系數(shù)”。同樣，7.5.1.3中指出：“每種滅火劑撲滅A類火的*小設(shè)計(jì)濃度必須是撲滅該A類可燃物的試驗(yàn)滅火濃度乘以1.3倍的**系數(shù)”。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)濃度是該滅火濃度和**系數(shù)的乘積。即設(shè)計(jì)濃度是由滅火濃度和**系數(shù)兩部分組成的。
　　撲滅某種可燃物的滅火濃度是在所規(guī)定的試驗(yàn)條件下，進(jìn)行三次成功的滅火試驗(yàn)所測(cè)定而得到的。顯然，由于可燃物成分和批次的差異，試驗(yàn)取樣和實(shí)際工程中同類可燃物的差異，使得撲滅同類型可燃物滅火濃度是有差異的，雖然可能差異不大，但畢竟是一個(gè)范圍而不是某一不變的定值，所以，在國(guó)際標(biāo)I8014520-1的附錄C之C.6.1.3.2中這樣規(guī)定：“試驗(yàn)室滅火劑的滅火濃度是在連續(xù)三次試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)令人滿意的滅火的濃度設(shè)計(jì)濃度是試驗(yàn)室滅火濃度與合適的**系數(shù)之乘積”。
　　由于滅火濃度本身是試驗(yàn)值，是代表某種類型的可燃物質(zhì)火災(zāi)被撲滅時(shí)所用滅火劑的濃度，對(duì)于每一種確定的可燃物其滅火濃度就是在某一范圍內(nèi)的不確定值。為了確保能夠可靠的滅火而又不至于浪費(fèi)過(guò)多的滅火劑，選擇合適的**系數(shù)就顯得特別重要。
　　下面表中給出的幾種滅火劑的滅火濃度數(shù)據(jù)是美國(guó)的幾個(gè)不同的研究單位的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從中不難看出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中給定的數(shù)據(jù)是綜合了各種試驗(yàn)結(jié)果而較為合理的選出的，但畢竟有所差異。
 
杯型燃燒器正庚烷滅火濃度燃燒值
            滅火劑種類
試驗(yàn)單位
HFC-227ea
HFC-23
IG-541
HFC-236fa
1301
美國(guó)**研究試驗(yàn)室
NRL
6.6
12
 
 
3.1
美國(guó)3M公司
Fenwal
 
 
 
 
3.9
美國(guó)大湖化學(xué)公司
GLCC
5.9
12.7
 
 
3.5
研究人員
Fewwal
5.8
12
 
5.3
3
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究
NIST
6.2
12
 
6.5
3.1
安蘇爾消防公司
Ansul
 
 
29.1
 
 
新墨西哥工程研究院
NMERI
6.3
12.6
 
5.6
2.9
 
　　**系數(shù)也稱裕度系數(shù)，即在原滅火濃度的基礎(chǔ)上，額外增加一定數(shù)量的滅火劑用來(lái)作為設(shè)計(jì)濃度，使得滅火更加可靠、工程設(shè)計(jì)更加**。
包含在設(shè)計(jì)濃度中的**系數(shù)大致用來(lái)彌補(bǔ)如下內(nèi)容：
A.工程中的防護(hù)區(qū)不可能是**密封的，在滅火的過(guò)程中，
由于防護(hù)區(qū)的泄漏使得滅火劑的有效滅火濃度減少，尤其是滅火劑流量大，壓力高時(shí)，泄漏顯得更為嚴(yán)重，這部分損失有時(shí)可達(dá)到10%。
B.由于實(shí)際工程中的滅火環(huán)境溫度與試驗(yàn)室的試驗(yàn)溫度的差
異引起的滅火劑設(shè)計(jì)用量的誤差。例如：設(shè)計(jì)溫度通常用200C，而實(shí)際滅火時(shí)可能是從-200C到＋500C之間變化的某一溫度值，這就造就了滅火劑用量的不確定性。
C.當(dāng)火場(chǎng)上的可燃物表面溫度過(guò)高時(shí)，使得滅火劑的滅火效率局部下降，出現(xiàn)滅火劑設(shè)計(jì)用量的不足而影響滅火效果。
D.由于可燃物種類繁多，不可能對(duì)每種物質(zhì)都進(jìn)行滅火試驗(yàn)，而只能按照類型來(lái)確定滅火濃度，當(dāng)在同類物質(zhì)中的各種物質(zhì)之間的燃燒性能、燃燒生成物、熱值等是有差異的，每種物質(zhì)的準(zhǔn)確的滅火濃度是不同的。
　　因此，適當(dāng)?shù)暮侠淼剡x擇**系數(shù)是很重要的。在前幾年，我國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范中取1.2倍的**系數(shù)同樣在美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NFPA2001中也取**系數(shù)1.2倍。現(xiàn)在為了與國(guó)際標(biāo)統(tǒng)一，在GA400-2002中取規(guī)定為1.3倍。**系數(shù)是設(shè)計(jì)濃度的重要組成部分，它是用來(lái)彌補(bǔ)諸多不確定因素對(duì)滅火效果造成的影響，它直接關(guān)系到滅火系統(tǒng)中滅火劑的數(shù)量，直接影響到消防工程的**可靠性。所以**系數(shù)是規(guī)范中的法定計(jì)量，是不能任意增大或減少的。
　　目前我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GA400-2002中對(duì)各類滅火劑撲滅正庚烷和A類表面火的滅火濃度和*小設(shè)計(jì)濃度進(jìn)行了規(guī)定：
滅火劑名稱
B類正庚烷火
A類木垛表面火
滅火濃度%
*低設(shè)計(jì)濃度%
滅火濃度%
*低設(shè)計(jì)濃度%
HFC-227
6.6
8.6
5.8
7.5
HFC-23
12
15.6
15
19.5
IG-541
33.8
43.9
28.1
36.5
 
　　由于同一類可燃物之間的差異，各種可燃物的*低設(shè)計(jì)濃度也不同，但到目前為止，試驗(yàn)數(shù)據(jù)還很少，在使用過(guò)程中，通常按如下數(shù)據(jù)分類。