陳飛雪 
 文章摘要：

隨著國家經濟建設的迅速發展，大批工業和民用建筑尤其是高層建筑的不斷涌現，更隨著高科技的發展，設備對滅火劑的要求越來越高，對于撲滅可燃氣體、可燃液體、電器火災以及計算機房、重要文物檔案庫、通信廣播機房、微波機房等不可式不宜用水滅火的火災，氣體消防作為*有效*干..

? 氣體

? 設計

? 防護

? 計算

詳細內容：

眾所周知，在消防領域應用*廣泛的滅火劑就是水。隨著國家經濟建設的迅速發展，大批工業和民用建筑尤其是高層建筑的不斷涌現，更隨著高科技的發展，設備對滅火劑的要求越來越高，對于撲滅可燃氣體、可燃液體、電器火災以及計算機房、重要文物檔案庫、通信廣播機房、微波機房等不可式不宜用水滅火的火災，氣體消防作為*有效*干凈的滅火手段，日益受到重視。其中，《建筑設計防火規范）（GBJ16一87）和（高層民用建筑設計防火規范）（GBJ50045--95）已明確規定了應設置氣體滅火系統的場所。可見，氣體消防系統在各類滅火系統中占有很重要的地位。

20世紀以來相繼出現了鹵代烷及其替代滅火系統和二氧化碳滅火系統。由于我國已加入了蒙特利爾環境保護公約，鹵代烷已被消防部門限制使用。所以，目前的氣體滅火系統主要有鹵代烷替代滅火系統和二氧化碳滅火系統，它們具有滅火迅速、不導電、不污染被保護體的特點，但由于二氧化碳滅火系統本身具有窒息性（即降低空間的含氧量）和冷卻作用，因而有較大的副作用，其*小滅火設計濃度為34％，超過了人的致死濃度，對人體危害大，不宜用于經常有人停留的場所：而且二氧化碳使用鋼瓶數量多，儲存空間要求很大，浪費了大量空間。二氧化碳滅火系統在噴放時造成的冷卻作用容易產生霧化，冷凝現象，使得電子設備特別是計算機和玻璃產品遭受損壞。滅火時氣體噴放時間需60秒以上，相對滅火時間較長，由于這些缺點，限制了二氧化碳滅火系統的使用場所。***00（七氟丙烷）氣體消防克服了前述的不足之處，已被廣泛使用。公安部于20011年8月1日發布了公消［2001］217號（關于進一步加強哈龍替代品及其技術管理的通知》，通知中**推薦M200（七氟丙烷）氣體自動滅火系統屬于全淹沒系統，可隊撲滅A，B，C類和電器火災，可用于保護經常有人的場所。

***00是碳、氟和氫的化合物，分子式為CF3CHFCF3，密度比空氣大六倍，以化學和物理機理相結合進行滅火，不會影響氧的含量，它是一種無色、無味、不導電、無二次污染的滅火劑。國際上有配套的設計和工程規范，全世界已有上萬例的成功應用。

在我國，***00作為一種新型的替代鹵代烷的潔凈氣體滅火劑，由于其使用時間不長，至今設計施工的國家規范還在送審稿階段。實際工程中***00的設計依據為：《七氟丙烷潔凈氣體滅火系統設計及使用暫行規定》，《氣體滅火系統施工及驗收規范）（GB50263－97），生產廠家提供的***00系統的各種技術數據及材料。設計中可參考：目前已出臺的地方規范：廣東省工程建設地方標準《七氟丙烷（HFC227ea）潔凈氣體滅火系統設計現范》（DBJ15-23-1999）和上海地方規程《七氟丙烷（HFC227ea）潔凈氣體滅火系統技術規程）（DG/TJ08－307-2002）及《鹵代烷1301滅火系統設計現范》。

幾年來，筆者設計了數個***00氣體滅火系統的項目，大部分工程已驗收達標，整理出設許過程中的一些心得體會，與同仁探討。以圖8—1為例，通訊機房（A區：凈面積設定為：425m2，凈高設定為：4.5m，無吊頂，地臺高度：28cm）是需要設計***00氣體滅火系統（假定選用江蘇無錫消防器材廠產品）的防護區，通過計算過程，筆者得出一些結論。

（一）防護區的基本參數：

防護區的凈面積：F＝425m2，凈高：H=4.5m，防護區的體積：V=×425×4．5=1912m2防護區的保護對象：電子計算機房→設計滅火濃度：8％；噴放時間：≤7S；浸漬時間：3min噴頭的*大保護高度：不宜大于5.0m，*小保護高度：不應小于0．3m——地臺內不需設噴頭，故本例僅做一層噴頭即可。

小結：防護區的基本參數是氣體消防設計的前提條件。防護區是指能滿足氣體滅火要求的有限封閉空間，封閉結構是難燃燒體或非燃燒體，且該空間內能將該滅火劑濃度保持一段時間。規范對防護區有環境溫度、大小、圍護結構的耐火性能、耐壓性能、防護區開口、機械通風、生產操作、地壓、**等多方面的要求，根據這些要求．由相關專業配合實現。防護區的大小是出于**方面的考慮，根據人員疏散要求，報警后疏散時間不大于30S，防護區面積不能太大。根據廣東省工程建設地方標準《七氟丙烷（HFC227ea）潔凈氣體滅火系統設計現范）（DBJ15-23-1999）規定：當采用無管網裝置時，單個防護區的面積不宜超過100m2，容積不宜超過300m3；采用有管網滅火系統時，單個防護區的面積不宜超過500m2，容積不宜超過2000m3：大于以上規定時，宜采用分隔的方法，由于防護區圍護結構的特殊要求，設計者在劃分單個防護區時，應綜合考慮使用功能分區因素。

（二）設計用且計算：（計算草圖詳圖8－2）

1．設計用量：W=（KV／S）*C（100-C）＝（1*1912．5/0．13716）*8/（100－8）＝1212.48kg（本公式中各參數的意義均可查相關規范，基本常量系數均有表可查，本文中不再贅述，以下令同。）

2．初選鋼瓶數：根據計算經驗，每瓶藥劑量在45kg左右，故n=1212.48/45≈48/45≈27瓶

3．驗算初選瓶組數是否滿足設計要求：以下計算表格（表一）即為計算過程，至于計算步驟中的細節非本文論述的重點，不再贅述。

4、表二小結：該表表示因增加瓶組數而減少充裝密度是*直接*有效的調整方法。

5、表四小結：該表表示因放大干管的管徑大幅度減少了“損失”，管網內容積增加和過程中點的儲瓶內壓力降低的幅度相對小，計算結果表明放大干管的管徑，效果很明顯的達到了減少鋼瓶數的目的。僅用初選的27瓶即可，因為，瓶***00的氣瓶價約為3萬元，DN150的無縫鋼管約300元/米，所以從工程造價考慮，放大干管的管徑是優選的調整方法。

6、表三小結：該表以放大支管的管徑減少損失的同時，管網內容積增加，過程中點的儲瓶內壓力降低，計算結果表明放大支管的管徑，難以達到減少鋼瓶數的目的。所以建議不要用此法進行調整計算。

表一 表二 表三 表四管徑計算管段流量（kg/s) 管徑（mm） 同左 管徑 管徑 f-g （1212 .48/7）=173.21 DN125 --DN150f-e173.21(/2)=86.61 DN100 -- DN125 d-e (86.61/2)=43.31 DN80DN100/ c-d(43.31/2)=21.66 DN65 DN80 / b-c (21.66/2)=10.83 DN50DN65 /a-b(10.83/2)=5.42 DN40 DN50 / 儲瓶內剩余量（kg）27×3.5=94.531×3.5=108.530×3.5=10527×3.5=94.5充裝密度（kg/m3）[1212.48+94.5+0)/(0.07×27)=691.53[(1212.48+108.5+0)/(0.07×31)]=608.75627.37691.53 管網內容積計算 管段 管長（m）管徑（mm） 單位容積（dm3/m） 容積（dm3） 同左 容積 管徑單位容積 容積f-g 24.7 DN125 12.27303.069 -- DN150 17.66 436.20 f-e 27.3DN1008.33 227.409 -- DN12512.27 334.97 d-e 16.4 DN80 4.90 80.36136.61 // / c-d 26.4 DN653.42 90.29 129.36 / / / b-c 32.8 DN501.96 64.29112.18 / / / a-b59.2 DN40 1.19 70.45 116.03 / / / 小計835.86 10251076.56管網損失計算（鋼瓶間損失約為0.03MPa） 管段 管徑(mm） △P/L(MPa/m)當量長度（m） 損失MPa 同左△P/L當量長度 損失 管徑 △P／L 當量長度 損失 f-g DN125 0.01 56.900.569 / / /DN1500.005 63.70 0.319 f-e DN100 0.0085 28.85 0.245 / // DN1250.00441.35 0.165 d-e DN80 0.006 10.5 0.063 0.0015 11.40.017 / /11.000.066 c-d DN65 0.0045 8.80 0.040 0.0012 9.70 0.012 // / / b-cDN500.004 6.45 0.026 0.0012 9.50 0.011 / / / / a-b DN400.00323.300.011 0.0012 5.75 0.007 / / / /0.8610.626全部儲瓶的氣相總容積V0=n×Vb（1-N/r）=27×0.07×(1-691.53/1407)=0.961m31.231m31。164m30.961m3過程中點的儲瓶內壓力：Pm=p0×V0/(V0+W/2r+Vp)=4.3×0.961/(0.961+(1212.48+94.5)/(2×1407×)+0.953)=1.827MPa2.087Mpa1.884MPa1.652Mpa 高程壓頭Ph=10-6r×H×g10-6×1407×4×9.8=0.055MPa 同左 同左同左噴頭工作壓力力：Pc=Pm-(∑△P±Ph）1.827-(0.953+0.03+0.110)=0.789MPa1.049MP0.937MPa 0.941MPa 結論Ph＞0.5MPa

Pc＜（Pm/2）=0.914

不能滿足要求，應重新調整計算Ph＞0.5MPa

Pc＜(Pm/2)=1.044

能滿足要求 Ph＞0.5MPa

Pc＜(Pm/2)=0。924

不能滿足要求，應重新調整計算Ph＞0.5MPa

Pc＜(Pm/2)=0.826

能滿足要求

小結：

1）氣體消防系統計算過程繁瑣，需要不斷調整計算，各個計算數據都是息息相關的，一個數據的改變都需要重新校核計算結果。所以，在施工現場，應要求施工單位嚴格按設計圖紙中的管道位置施工，當與其它管道矛盾時，應遵循其它管道讓氣體管道的原則。

2）充裝率是計算的靈魂數據，當采用選擇組合分配系統保護滅火時，若系統中滅火設計用量*大的防護區與其它防護區的體積相差較多時，在按*大防護區的用量計算選擇好氣瓶的充裝率后，應校核其他防護區的實際滅火濃度，若滅火濃度超過12％，不僅對人員的身體健康有害而且防護區的維護結構易被破壞。所以，當核核其他防護區的滅火濃度超過12％時；應增加氣瓶數量，降低氣體的充裝率。

3）本例噴頭布置成均衡系統，管網內的剩余量不計。防護區中含兩個或兩個以上封閉空間的非均衡管網，應計算管網內的容積剩余量。所以，即使兩個防護區的面積，容積一樣，平面卻不一樣，導致管網布置不一樣，管網內的容積剩余量不一樣，也會導致氣瓶設計用量不一樣。設計時系統應優先考慮設計威均衡系統。

4）當計算結果不能滿足要求時，可以從以下幾個方面進行調整：

a．按表一的方法逐瓶增加瓶組數，減少充裝密度，直至31瓶方能滿足設計要求，見表二。

b．將鋼瓶數減少至30瓶，放大支管管徑，看能否滿足計算要求，見表三；

c．選用初選瓶組27瓶，放大干管管徑，看能否滿足計算要求，見表四。

（三）結論：

***00是一種現代化消防設備，是優異潔凈滅火系統的代名詞。設許計算過程中，系統應優先考慮設許成均衡管網，當初選的瓶組數不能滿足設計要求時，應首先考慮放大干管的管徑，如果結果仍不能滿足要求，則逐瓶增加瓶組數減少充裝密度直至滿足設計要求。充裝率是計算的靈魂數據，當采用選擇組合分配系統保護滅火時，應校核其他防護區的實際滅火濃度，通過降低充裝率，使每個防護區的實際滅火濃度小于12％。

氣體消防已成為國內外的熱門話題和重要的研究課題。***00做為潔凈滅火劑更是大有作為，隨著***00國家規范的出臺，***00的設計會日趨成熟。愿本文的只言片語能引發同仁的探討興趣，不當之處，敬請專家同仁指正。

參考文獻：

1、廣東省工程建設地方標準《七氟丙烷（HFC227ea）潔凈氣體滅火系統設計》（DBJ15－23）。

2、上海地方規程《七氟丙烷（HFC令令審ea）潔凈氣體滅火系統設計規范》（DBJ15-23-1999)。

3、江蘇無錫消防器材廠提供的***00設計技術參數
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