消防行業(yè)中
氣體滅火系統(tǒng)發(fā)展以及安裝使用概括
一、氣體滅火系統(tǒng)的發(fā)展概述
以氣體作為滅火介質(zhì)的滅火系統(tǒng)統(tǒng)稱為氣體滅火系統(tǒng)。滅火劑可以由一種氣體組成，也可以由多種氣體組成。滅火劑的物理性質(zhì)可分為：液化氣體滅火劑和非液化滅火劑。氣體滅火系統(tǒng)的適用范圍是由氣體滅火劑的滅火性質(zhì)決定的。
1947年美國首先試制成功了兩種高效低毒的鹵代烷1301和1211，這兩種滅火劑不導(dǎo)電、揮發(fā)快、無殘留物、清潔安全。我國在八十年代和九十年代使用較多。由于這兩種滅火劑低毒，所以可用于有人場所。
鹵代烷（哈龍）滅火劑的編號方式是：--位數(shù)字表示化合物中碳原子數(shù)；第二位數(shù)字表示氟原子數(shù)；第三位表示氯原子數(shù)；第四位表示溴原子數(shù)。
另一種常見的滅火介質(zhì)是二氧化碳（CO2）。CO2對A類固體表面火災(zāi)及部分深位火災(zāi)具有較好的滅火性能，加上CO2來源廣泛、價格低廉、電絕緣性高、清潔無污漬，在國內(nèi)外早有廣泛地應(yīng)用。由于CO2對人體有窒息作用，所以CO2滅火系統(tǒng)應(yīng)用場所有局限性，只能用于無人場所。
近年來的研究表明，包括鹵代烷滅火劑在內(nèi)的氯氟烴類物質(zhì)在大氣中排放將導(dǎo)致對地球大氣臭氧層的破壞，危害人類生存的環(huán)境。1990年6月在倫敦由57個--共同簽訂了《蒙特利爾議定書》，決定2000年完全停止生產(chǎn)和使用氟里昂、鹵代烷、四氯化碳。我國于1991年6月加入《蒙特利爾議定書》（修正案）締約國行列，并將逐年減少哈龍的產(chǎn)量，到2005年實現(xiàn)完全停止生產(chǎn)、消耗哈龍1211滅火劑，自2010年起停止生產(chǎn)哈龍1301滅火劑。
由于鹵代烷滅火劑將逐步被淘汰，研制鹵代烷滅火劑的替代物――潔凈氣體滅火劑和相應(yīng)的滅火系統(tǒng)的研究已經(jīng)經(jīng)歷了十幾年。所謂潔凈氣體，它既具備了哈龍滅火劑所具有的不污染被保護(hù)對象的特點，又不會破壞大氣臭氧層。
目前國際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦的用于替代哈龍的氣體滅火劑有十幾種，并要求按潔凈氣體滅火劑的10項指標(biāo)和技術(shù)要求來評價：
1、蒸發(fā)后不留殘渣（潔凈）；
2、對臭氧層的耗減潛能值（ODP）小，-好為零；
3、較好的滅火效能；
4、低毒或無毒；
5、在大氣中存留壽命（ALT）短；
6、溫室效應(yīng)潛能值（GWP）小，或無；
7、良好的儲存性和穩(wěn)定性；
8、良好的電絕緣性；
9、相對于哈龍1301的滅火濃度小；
10、 經(jīng)濟(jì)合理，可接受的市場價格。
目前主要包括氫氟烷（HFC）和惰性氣體（IG）兩大類，其臭氧耗減潛能值為零（ODP＝0），就目前來看，是-接近替代鹵代烷滅火劑的。
二、我國氣體滅火系統(tǒng)的使用狀況
自1987年以來，我國在氣體方面相繼頒布了《鹵代烷1211滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《鹵代烷1301滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和《氣體滅火系統(tǒng)施工驗收規(guī)范》，這些規(guī)范的頒布，使我國在八十年代開始在使用氣體滅火系統(tǒng)時有了設(shè)計及施工驗收依據(jù)，從那時起，氣體滅火系統(tǒng)得到了普遍應(yīng)用和迅速發(fā)展。它被廣泛應(yīng)用于計算機(jī)房、通訊機(jī)房、圖書館、檔案館等場所。
我國于1991年6月加入《蒙特利爾議定書》（修正案）締約國行列，按照《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰--方案》，我國的消防主規(guī)范《建筑防火設(shè)計規(guī)范》（GBJ16－2001）、《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50045－2001）中對原可用哈龍1301的場所已作了改動。原使用哈龍1301的場所有些已規(guī)定使用水噴霧滅火系統(tǒng)。
1998年．廣東省消防局組織深圳市消防局等有關(guān)單位完成了廣東省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)《七氟丙烷（HFC227ea）潔凈氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的編制工作。
2000年，江蘇省消防局等有關(guān)單位完成了《SDE氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計、施工、驗收規(guī)范》。
2001年由上海市消防局和上海化工設(shè)計院主編的上海市地方規(guī)范《惰性氣體IG541滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》。
2002年由上海市消防局和上海化工設(shè)計院主編的上海市地方規(guī)范《七氟丙烷滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》。
隨著這些地方規(guī)范的出臺和--規(guī)范對哈龍滅火系統(tǒng)使用的限制，目前在市場上越來越多采用七氟丙烷滅火系統(tǒng)、IG－541氣體滅火系統(tǒng)。對以上新型的滅火系統(tǒng)，由于其使用的時間不長，至今沒有設(shè)計施工的--規(guī)范，只有地方規(guī)范，在使用上有地方的局限性。對于二氧化碳滅火系統(tǒng)，雖然有--設(shè)計及驗收規(guī)范，由于對人體有窒息作用，相對來講，應(yīng)用不廣泛。
下面結(jié)合--有關(guān)規(guī)范和上海市二個地方氣體設(shè)計規(guī)程，要介紹七氟丙烷滅火系統(tǒng)、IG－541氣體滅火系統(tǒng)及二氧化碳滅火系統(tǒng)的有關(guān)知識。
三、氣體滅火系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識
1． 氣體滅火系統(tǒng)適應(yīng)場所
大、中型計算機(jī)房、通訊機(jī)房或電視發(fā)射塔微波室；貴重設(shè)備室；文物資料珍藏庫；大、中型圖書館和檔案庫；發(fā)電機(jī)房；油浸變壓器室；變電室；電纜隧道或電纜夾層等電氣危險場所。
2．滅火機(jī)理
七氟丙烷滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理為抑制作用，就是滅火藥劑愚高溫時自行分解，并與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使空氣中游離氧的數(shù)量減少，終止燃燒鏈，使燃燒不能繼續(xù)。此類滅火系統(tǒng)的滅火濃度較低。
CO2滅火系統(tǒng)及煙烙盡滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理是窒息作用，主要是大量的非燃燒氣體充入到密閉的空間后，使密閉空間的含氧量相對降低，達(dá)不到燃燒所需的氧氣濃度。另外CO2滅火系統(tǒng)還有冷卻作用。
3． 系統(tǒng)保護(hù)方式
全淹沒滅火系統(tǒng)和局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)。一般民用建筑主要采用全淹沒滅火系統(tǒng)，主要是因為保護(hù)區(qū)可以做到全封閉，對于工業(yè)設(shè)備的滅火系統(tǒng)，一般采用CO2局部應(yīng)用系統(tǒng)，因為保護(hù)對象不可能做到全封閉，如機(jī)器設(shè)備等。噴射時浪費較多。
全淹沒滅火系統(tǒng)（Total flooding extinguishing system）是指在規(guī)定的時間內(nèi)，向防護(hù)區(qū)噴射一定濃度的滅火藥劑，并使其均勻地充滿整個防護(hù)區(qū)的滅火系統(tǒng)；
局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)（Local application extinguishing system）是指向保護(hù)對象以設(shè)計噴射強(qiáng)度直接噴射滅火藥劑，并持續(xù)一定時間的滅火系統(tǒng)（CO2滅火系統(tǒng)不小于0.5min）
4．系統(tǒng)裝配方式
分管網(wǎng)滅火系統(tǒng)和無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)。一般在保護(hù)面積（體積）較小的場所（面積<100m2、體積<300m3）并且設(shè)置鋼瓶間有困難的，采用無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)（鋼瓶安裝在氣體防護(hù)區(qū)內(nèi)），其他應(yīng)采用管網(wǎng)滅火系統(tǒng)。設(shè)置鋼瓶間有困難是指：a、因為鋼瓶間的防火等級較高，一般的耐火極限為2.5H；b、一般大樓內(nèi)的機(jī)房改造，由于本身空間的局限，可能已沒有更多的地方考慮鋼瓶間；c、鋼瓶間的出口需直通疏散走道或樓梯。
5． 系統(tǒng)組合方式
分獨立式和組合分配系統(tǒng)。
獨立式系統(tǒng)：是指一套鋼瓶儲存裝置保護(hù)一個防護(hù)區(qū)的滅火系統(tǒng)；
組合分配系統(tǒng)：是指用一套鋼瓶儲存裝置保護(hù)二個或二個以上防護(hù)區(qū)或保護(hù)對象的滅火系統(tǒng)。
6． 目前常用氣體滅火鋼瓶的一些數(shù)據(jù)：
a、 鋼瓶容積
CO2滅火系統(tǒng)（高壓系統(tǒng)）：68L
FM200滅火系統(tǒng)：
國產(chǎn)：40L、68L、90L、120L
進(jìn)口：26L、52L、80L、106L、147L、180L
b、 充裝率（Filiting ratio）是指：儲存容器中滅火藥劑的質(zhì)量與該容積之比
CO2滅火系統(tǒng)（高壓系統(tǒng)）：<0.68
FM200滅火系統(tǒng)：
國產(chǎn)：0.5－0.8 一般傳輸距離較近，充裝率可大一些
進(jìn)口：0.5－0.7
煙絡(luò)盡滅火系統(tǒng)：充裝密度概念，一般<220m3/m3
c、 儲存壓力
CO2滅火系統(tǒng)（高壓系統(tǒng)）：5.16Mpa
FM200滅火系統(tǒng)： 2.5Mpa 4.2Mpa
煙絡(luò)盡滅火系統(tǒng)： 150bar 200bar
7． 氣體滅火系統(tǒng)的啟動形式
自動、手動（電控）、機(jī)械應(yīng)急三種啟動方式
8． 設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)防護(hù)區(qū)的建筑要求
(1) 防護(hù)區(qū)的劃分
a、 防護(hù)區(qū)應(yīng)以固定的封閉空間來劃分
b、 七氟丙烷滅火系統(tǒng)的面積與容積（體積）限制；
管網(wǎng)系統(tǒng)：一個防護(hù)區(qū)的面積不能大于500m2，容積（體積）不能大于2000m3；
無管網(wǎng)系統(tǒng)：一個防護(hù)區(qū)的面積不能大于100m2，容積（體積）不能大于300m3；
(2) 耐火性能
防護(hù)區(qū)的隔墻和門的耐火極限不應(yīng)低于0.5h（丙級防火門的要求），吊頂?shù)哪突饦O限不應(yīng)低于0.25h。所以安裝氣體滅火系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)的玻璃必須采用防火玻璃。
(3) 耐壓能力
防護(hù)區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)（包括門窗）的允許壓強(qiáng)差（防護(hù)區(qū)內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差）均不宜低于1200Pa。經(jīng)換算后為：120kg/m2。所以要求安裝的防火玻璃面積不能過大。
(4) 防護(hù)區(qū)的封閉性
全淹沒滅火系統(tǒng)防護(hù)區(qū)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)上不宜設(shè)置敞開孔洞。當(dāng)必須設(shè)置敞開孔洞時，應(yīng)設(shè)置能手動和自動的關(guān)閉裝置，如防火閥等（泄壓口和防爆口除外），在噴射滅火藥劑之前，應(yīng)自動關(guān)閉防護(hù)區(qū)的通風(fēng)機(jī)、防火閥等其他開口。
另外，CO2滅火系統(tǒng)規(guī)范中規(guī)定，滅火藥劑噴放前，不能關(guān)閉的開口的-大面積不能超過防護(hù)區(qū)內(nèi)表總面積的3％，且不應(yīng)開在底面。因為CO2滅火藥劑比空氣重，一般沉在下面。
(5) 泄壓口設(shè)置
因為氣體滅火系統(tǒng)噴放時，使防護(hù)區(qū)的壓力增高，必須設(shè)置泄壓口，以防意外。
a、 完全密閉的防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置泄壓口，泄壓口宜設(shè)置在外墻上，其底部距室內(nèi)地面的高度不應(yīng)小于室內(nèi)凈高的2/3。
b、 泄壓口的面積按下列公式計算：
CO2滅火系統(tǒng)： S＝0.0076×Qt/P1/2
其中：P＝圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許壓強(qiáng)（Pa）
FM200滅火系統(tǒng)： S＝0.15×Qt/P1/2
其中：P＝圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許壓強(qiáng)（Pa）
煙絡(luò)盡滅火系統(tǒng)： S＝0.0135×Qt/P1/2
其中：P＝圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許壓強(qiáng)（Pa）
Qt=K×M0/t K=2.7
防火區(qū)是門窗結(jié)構(gòu)的，在計算泄壓口面積時，應(yīng)扣除門窗的縫隙。
(6) 防護(hù)區(qū)的環(huán)境溫度
CO2滅火系統(tǒng)的環(huán)境溫度為－20℃～100℃
FM200滅火系統(tǒng)的-低環(huán)境溫度為>－10℃
煙絡(luò)盡滅火系統(tǒng)的-低環(huán)境溫度為>－40℃
9． 滅火系統(tǒng)的噴射時間
CO2滅火系統(tǒng)：固體表面火災(zāi)：<=1min；
固體深位火災(zāi)：<=7min，并應(yīng)在前2min內(nèi)使CO2的濃度達(dá)到30％。固體深位的概驗：比如木材、棉花等。
FM200滅火系統(tǒng)：7S～10S
煙絡(luò)盡滅火系統(tǒng)：30S-80S
10． 滅火系統(tǒng)的設(shè)計濃度
CO2滅火系統(tǒng)：>=34％
FM200滅火系統(tǒng)：8％～10％
煙絡(luò)盡滅火系統(tǒng)：37.5％～43.4％
11． 滅火藥劑用量計算
(1)、FM200用量計算：W=k×V×C/S/(100-C) 其中S為七氟丙烷過熱蒸汽在101.3kPa壓力與防火區(qū)-低環(huán)境溫度下比容(m3/kg)
計算公式：S＝0.1269+0.000513×T
(2)、煙絡(luò)盡用量計算：W=2.303×Vs×V/S×lg(1-C)
其中：S為煙絡(luò)盡過熱蒸汽比容(m3/kg)
計算公式：S＝0.65799+0.00239×T
Vs為20℃時滅火劑比容，取0.707m3/kg
(3)、全淹沒CO2滅火系統(tǒng)用量計算：M＝Kb(0.2A+0.7V)×108%
A=Av+30A0 折算面積
V=Vv-Vg 防火區(qū)的凈面積
Av：防火區(qū)內(nèi)總面積
A0：開口總面積
Vv：防火區(qū)容積
Vg：防火區(qū)內(nèi)非燃燒體和難燃燒體的總體積
(4)、局部應(yīng)用系統(tǒng)CO2滅火藥劑量的計算（體積法）：M＝Vt×qt×t
Vt：保護(hù)對象的計算體積
qt：噴射強(qiáng)度(kg/(min·m3))
t：噴射時間（1min）
在計算滅火藥劑量時，必須注意以下幾點：
a、在計算防護(hù)區(qū)容積時，應(yīng)扣除防護(hù)區(qū)內(nèi)不能燃燒的固有體積；
b、 在計算防護(hù)區(qū)容積時，應(yīng)加上通往防護(hù)區(qū)的空調(diào)管道容積。
四、 二氧化碳滅火系統(tǒng)
(一)、一般規(guī)定
二氧化碳滅火系統(tǒng)主要是通過窒息來滅火，其次是冷卻。
二氧化碳滅火系統(tǒng)分全淹沒滅火系統(tǒng)和局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)（二氧化碳滅火系統(tǒng)特有）。全淹沒滅火系統(tǒng)應(yīng)用于撲救封閉空間內(nèi)的火災(zāi)，局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)應(yīng)用于撲救不需要封閉空間條件的具體保護(hù)對象。
全淹沒滅火系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)，應(yīng)符合下列條件：
1、對氣體、液體、電氣火災(zāi)和固體表面火災(zāi)，在噴放二氧化碳前不能自動關(guān)閉的開口，其面積不應(yīng)大于防護(hù)區(qū)總內(nèi)表面積的3％，且開口不應(yīng)設(shè)在底面。否則按局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)設(shè)計。
2、對固體深位火災(zāi)（如：紙張、棉花），除泄壓口以外的開口，在噴放二氧化碳前應(yīng)自動關(guān)閉。
3、防護(hù)區(qū)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗的耐火極限不應(yīng)低于0.50h，吊頂?shù)哪突饦O限不應(yīng)低于0.25h；圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗的允許壓強(qiáng)不宜小于1200pa。
4、防護(hù)區(qū)用的通風(fēng)機(jī)械和通風(fēng)管道中的防火閥，在噴放二氧化碳前應(yīng)自動關(guān)閉。
局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)的保護(hù)對象，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1、 保護(hù)對象周圍的空氣流動速度不宜大于3m/s。必要時，應(yīng)采取擋風(fēng)措施。
2、 在噴頭與保護(hù)對象之間，噴頭噴射角范圍內(nèi)不應(yīng)有遮擋物。
3、 當(dāng)保護(hù)對象為可燃液體時，液面至容器緣口的距離不得小于150mm。
(二)、全淹沒滅火系統(tǒng)的設(shè)計過程
1、二氧化碳設(shè)計濃度不應(yīng)小于滅火濃度的1.7倍，并不低于34％。常用可燃物的二氧化碳設(shè)計濃度見下表：
可燃物 Kb 設(shè)計濃度(%) 抑制時間（min）
丙酮 2.25 62 20
棉花 2.00 58 20
紙張 2.25 62 20
塑料（顆粒） 2.00 58 20
聚苯乙烯 1.00 34 －
聚氨基甲酸脂（硬） 1.00 34 －
電纜間和電纜溝 1.50 47 10
數(shù)據(jù)儲存間 2.25 62 20
電子計算機(jī)房 1.50 47 10
電氣開關(guān)和配電室 1.20 40 10
帶冷卻系統(tǒng)的發(fā)電機(jī) 2.00 58 至停轉(zhuǎn)止
油浸變壓器 2.00 58 －
數(shù)據(jù)打印設(shè)備間 2.25 62 20
油漆間和干燥設(shè)備 1.20 40 －
紡織機(jī) 2.00 58 －
電氣絕緣材料 1.50 47 10
皮毛儲存間 3.30 75 20
吸塵裝置 3.30 75 20
2、二氧化碳的設(shè)計用量應(yīng)按下列公式計算
M＝Kb×(0.2×A+0.7×V)
其中：
Kb：二氧化碳設(shè)計濃度與二氧化碳基本設(shè)計濃度之間的換算系數(shù)（見上表）
A=Av＋30×A0 折算面積
V=Vv－Vg 防火區(qū)的凈面積
Av：防火區(qū)內(nèi)總面積
A0：開口總面積
Vv：防火區(qū)容積
Vg：防火區(qū)內(nèi)非燃燒體和難燃燒體的總體積
3、二氧化碳的儲存量應(yīng)為設(shè)計用量與剩余量之和。剩余量可按設(shè)計用量的8％計算。Mc＝M×108% （kg）
4、 計算出二氧化碳儲存量后，根據(jù)國內(nèi)單個二氧化碳鋼瓶的儲存量（一般-大為45kg），計算出系統(tǒng)的鋼瓶數(shù)。N=Mc/45 （＋0.5后四舍五入）
5、 根據(jù)防護(hù)區(qū)的幾何尺寸，確定防護(hù)區(qū)內(nèi)噴頭的數(shù)量。一般二氧化碳生產(chǎn)廠家的噴頭都有保護(hù)半徑數(shù)據(jù)。確定噴頭的數(shù)量有一定的技巧，它涉及到管網(wǎng)的計算、工程造價。
6、 確定防護(hù)區(qū)噴頭位置后，盡量按照平衡法把噴頭連接起來，-后總管接到鋼瓶間內(nèi)。
7、 根據(jù)二氧化碳儲存量，按照撲滅一般固體表面火災(zāi)所需的二氧化碳噴放時間t（不大于1min，一般按1min計算）計算出系統(tǒng)總管的流量。 Q＝Mc/t （kg/min）并根據(jù)公式：D＝（2－2.5）sqrt(Q) 計算出干管的直徑（mm）。
8、 然后依據(jù)每根支管所分配的二氧化碳藥劑量，分別計算出流量、初選管經(jīng)，一直計算到噴頭為止。
9、 以上第7－8步為的計算結(jié)果為管網(wǎng)的初步值，然后按照下列公式對初選管經(jīng)進(jìn)行校合，直至噴頭的入口壓力不小于1.4Mpa為止，如果噴頭的入口壓力小于1.4Mpa需對管網(wǎng)的管經(jīng)進(jìn)行調(diào)整，并重新計算。
0.8725×10-4×D5.25×Y
Q2＝
L＋（0.04319×D1.25×Z）
式中： L：管段計算長度（管道實際長度＋管道附件當(dāng)量長度）
Y：壓力系數(shù)，見下表
Z：密度系數(shù)，見下表
二氧化碳的壓力系數(shù)和密度系數(shù)
壓力（Mpa） Y(Mpa×kg/m3) Z
5.17 0 0
5.10 55.4 0.0035
5.05 97.2 0.0600
5.00 132.5 0.0825
4.75 303.7 0.210
4.50 461.6 0.330
4.25 612.9 0.427
4.00 725.6 0.570
3.75 828.3 0.700
3.50 927.7 0.830
3.25 1005.0 0.950
3.00 1082.3 1.086
2.75 1150.7 1.240
2.50 1219.3 1.430
2.25 1250.2 1.620
2.00 1285.5 1.840
1.75 1318.7 2.140
1.40 1340.8 2.590
10、 -后根據(jù)下面的公式計算噴頭的等效孔口面積，并根據(jù)每個噴頭的開孔數(shù)，計算每個開孔的直徑。
F＝Qi/q0
式中： F：噴頭等效孔口面積（mm2）
Qi：噴頭處的流量（kg/min）
q0：等效孔口單位面積的噴射率（kg/(min×mm2)）見下表：
噴頭入口壓力（Mpa） 噴 射 率 (kg/(min×mm2)) 噴頭入口壓力（Mpa） 噴 射 率 (kg/(min×mm2))
5.17 3.255 3.28 1.223
5.00 2.703 3.10 1.139
4.83 2.401 2.93 1.062
4.65 2.172 2.76 0.9843
4.48 1.993 2.59 0.9070
4.31 1.839 2.41 0.8296
4.14 1.705 2.24 0.7539
3.96 1.589 2.07 0.6890
3.79 1.487 1.72 0.5484
3.62 1.396 1.40 0.4833
3.45 1.308
至此，全淹沒二氧化碳滅火系統(tǒng)計算完畢。
(三)、局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)的設(shè)計過程
1、局部應(yīng)用滅火系統(tǒng)的設(shè)計可采用面積法或體積法。這里主要講體積法。
2、體積法設(shè)計時，應(yīng)符合下列規(guī)定：
A、 保護(hù)對象的計算體積應(yīng)采用設(shè)定的封閉罩的體積，封閉罩的底應(yīng)為保護(hù)對象的實際底面（因為落地），其側(cè)面及頂部至保護(hù)對象的距離不應(yīng)小于0.6m。（一般側(cè)面及頂部每邊加0.6m后計算體積）
B、 二氧化碳的噴射強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計算：
12A
qv=Kb（16－ ）
At
式中 qv：噴射強(qiáng)度
Kb：二氧化碳設(shè)計濃度與二氧化碳基本設(shè)計濃度之間的換算系數(shù)（見上表）
Ap：設(shè)定的封閉罩側(cè)面圍封結(jié)構(gòu)中存在的實際圍封面面積
At：設(shè)定的封閉罩側(cè)面圍封結(jié)構(gòu)中存在的實際圍封面面積與假定的圍封面面積之和(m2)
C、二氧化碳設(shè)計用量按下列公式計算
M＝Vt×qv×t
Vt：保護(hù)對象的計算體積
D、噴頭的布置與數(shù)量應(yīng)使噴射的二氧化碳分別均勻，并滿足噴射強(qiáng)度和設(shè)計用量的要求。
3、二氧化碳的儲存量，當(dāng)管道使用環(huán)境溫度不超過45℃的場所，應(yīng)取設(shè)計用量的1.4倍。
4、在計算出二氧化碳設(shè)計用量后，參照前面全淹沒滅火系統(tǒng)4－10條，計算管道及噴頭的參數(shù)。
（四）、系統(tǒng)組件
系統(tǒng)組件由：儲存裝置、選擇閥與噴頭、管道及附件組成。
1、儲存裝置由儲存容器（鋼瓶）、容器閥（瓶頭閥）、單向閥（液流）、高壓軟管和集流管等組成
2、常用二氧化碳的充裝率應(yīng)為：0.6-0.67kg/L；
（五）、控制與操作
1、二氧化碳啟動方式有:自動控制、手動控制和機(jī)械應(yīng)急操作三種啟動方式。
2、當(dāng)采用火災(zāi)探測器時，二氧化碳滅火系統(tǒng)的自動控制應(yīng)在接收到兩個獨立的火災(zāi)信號后才能啟動。根據(jù)人員疏散要求，宜延時30s啟動。
（六）、安全要求
1、防護(hù)區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)火災(zāi)聲光報警器，防護(hù)區(qū)入口（門）上方設(shè)置氣體噴放指示燈。
2、防護(hù)區(qū)應(yīng)有能在30s內(nèi)使該區(qū)人員疏散完畢的走道與出口。在疏散走道與出口處，應(yīng)設(shè)火災(zāi)事故和疏散指示標(biāo)志。
3、防護(hù)區(qū)的門應(yīng)向疏散方向開啟，并能自動關(guān)閉。
4、設(shè)置滅火系統(tǒng)的場所應(yīng)配備專用的空氣呼吸器或氧氣呼吸器。
五、 七氟丙烷滅火系統(tǒng)
(一)、一般規(guī)定
七氟丙烷滅火系統(tǒng)主要是通過抑制作用，就是滅火藥劑愚高溫時自行分解，并與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使空氣中游離氧的數(shù)量減少，終止燃燒鏈，使燃燒不能繼續(xù)。其滅火劑濃度較低。
七氟丙烷滅火系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)，應(yīng)符合下列條件：
1、防護(hù)區(qū)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗的耐火極限不應(yīng)低于0.50h，吊頂?shù)哪突饦O限不應(yīng)低于0.25h；圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗的允許壓強(qiáng)不宜小于1200pa；
2、防護(hù)區(qū)不宜有不能關(guān)閉的開口，防護(hù)區(qū)內(nèi)與其他空間相通的開口，除泄壓口外，應(yīng)能在滅火劑噴放前自動關(guān)閉；否則應(yīng)將防護(hù)區(qū)擴(kuò)大到與之相通的空間或采取防止或補(bǔ)償滅火劑流失的措施；
3、密封性良好的防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置泄壓口，泄壓口應(yīng)設(shè)置在防護(hù)區(qū)室內(nèi)凈高2/3以上（七氟丙烷滅火劑比空氣重），且高于保護(hù)對象，并宜設(shè)置在外墻上，泄壓口面積計算公式：
S＝0.15×Qt/P1/2
其中：S＝泄壓口面積（m2）
Qt＝主管道平均設(shè)計流量（kg/s）
P＝圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許壓強(qiáng)（Pa）
七氟丙烷滅火系統(tǒng)按系統(tǒng)裝配形式分：管網(wǎng)滅火系統(tǒng)和無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)（預(yù)制滅火系統(tǒng)）。無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)（預(yù)制滅火系統(tǒng)）一個防護(hù)區(qū)的面積不宜大于100m2，容積不宜大于300m3。廣東規(guī)定中，管網(wǎng)滅火系統(tǒng)對防護(hù)區(qū)面積及容積有限制：一個防護(hù)區(qū)的面積不宜大于500m2，容積不宜大于2000m3，上海規(guī)程中無此規(guī)定。
關(guān)于組合分配系統(tǒng)有下列注意事項：
a、 每個防護(hù)區(qū)需單獨進(jìn)行設(shè)計；
b、系統(tǒng)滅火劑設(shè)計用量按系統(tǒng)所保護(hù)的防護(hù)區(qū)中滅火劑需要量-大者確定，滅火劑用量較小的防護(hù)區(qū)應(yīng)受到安全濃度的制約，即：有人場所其-大設(shè)計濃度不應(yīng)超過9％；無人場所其-大設(shè)計濃度不應(yīng)超過10.5％。
c、 選擇閥必須在容器閥動作之前或同時打開。
(二)、七氟丙烷滅火系統(tǒng)的設(shè)計過程
1、 關(guān)于設(shè)計濃度及噴放時間
a、 火劑設(shè)計濃度不應(yīng)小于滅火濃度的1.2倍或惰化濃度的1.2倍且不應(yīng)小于7.35％；
b、 通訊機(jī)房和計算機(jī)房，滅火濃度宜采用8％
c、 油浸變壓器、帶油開關(guān)的配電室和自備發(fā)電機(jī)房的滅火設(shè)計濃度宜采用8.3％；（目前一般采用干式變壓器和干式開關(guān)，不需要設(shè)計氣體滅火系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)房一般設(shè)計水噴霧滅火系統(tǒng)）
d、 圖書、檔案、票據(jù)和文物資料庫等，滅火設(shè)計濃度宜采用10％（圖書、檔案、票據(jù)和文物資料庫一般設(shè)計CO2滅火系統(tǒng)較經(jīng)濟(jì)）。
e、 系統(tǒng)的噴放時間，不應(yīng)大于10s，廣東規(guī)定中為7s－10s。
2、設(shè)計用量計算
W=k×V×C/S/(100-C)
其中：M：滅火劑設(shè)計用量（kg）
S：七氟丙烷過熱蒸汽在101.3kPa壓力與防火區(qū)-低環(huán)境溫度下比容(m3/kg) 計算公式：S＝0.1269+0.000513×T
C：滅火劑設(shè)計濃度（％）
V：防護(hù)區(qū)凈容積（m3）
T：防護(hù)區(qū)環(huán)境溫度（℃）
K：海拔修正系數(shù)（廣東規(guī)定中用）
滅火劑儲存量應(yīng)為設(shè)計用量與鋼瓶及管道剩余量之和。
注意：組合分配系統(tǒng)中，需計算每個防護(hù)區(qū)的滅火劑用量，鋼瓶數(shù)是根據(jù)-大防護(hù)區(qū)的容積來確定的，每個鋼瓶的充裝率需根據(jù)整個組合分配系統(tǒng)中各個防護(hù)區(qū)滅火劑的用量來統(tǒng)籌考慮，并且在確定了每個防護(hù)區(qū)的鋼瓶數(shù)（滅火劑量）后，需根據(jù)上面的公式，反過來計算滅火濃度（C），滅火濃度必須滿足NOAEL及LOAEL所規(guī)定值。
3、管網(wǎng)計算
a、 管網(wǎng)計算時，防護(hù)區(qū)環(huán)境溫度應(yīng)取20℃；
b、鋼瓶中，滅火劑-大充裝密度不應(yīng)大于1150kg/ m3;
c、 系統(tǒng)管網(wǎng)流體計算為氣液兩相流，管道內(nèi)-小流速應(yīng)使流體保持紊流狀態(tài)。流體計算宜采用專用設(shè)計軟件（一般由設(shè)備供應(yīng)商提供計算），當(dāng)管網(wǎng)計算采用手工計算時，宜用滅火劑噴放50％時的“中期狀態(tài)”的質(zhì)量流量和容器壓力為基礎(chǔ)進(jìn)行計算。
d、計算步驟：
計算干管流量Q
計算支管流量Qg
計算噴放“中期狀態(tài)”容器壓力Pm
調(diào)整管網(wǎng)
計算滅火劑流經(jīng)管道的壓力損失△P
計算噴頭工作壓力Pc
儲存壓力為4.2Mpa時Pc≥0.8Mpa，且Pc≥Pm/2
不符合 儲存壓力為2.5Mpa時Pc≥0.5Mpa，且Pc≥Pm/2
符合
計算噴頭孔徑
（三）、系統(tǒng)組件
系統(tǒng)組件由：儲存裝置、閥門與噴嘴、管道及附件組成。
儲存裝置
1、存裝置由儲存容器（鋼瓶）、容器閥（瓶頭閥）、單向閥（液流）、安全泄壓閥、高壓排放軟管和集流管等組成。儲存裝置應(yīng)安裝在環(huán)境溫度0－50℃范圍內(nèi)。儲存容器上應(yīng)有壓力指示器。
2、儲存容器應(yīng)設(shè)安全泄壓閥，并符合下列規(guī)定：
儲存壓力為2.5Mpa時，安全泄壓裝置的動作壓力為：4.4±0.2Mpa；
儲存壓力為4.2Mpa時，安全泄壓裝置的動作壓力為：6.7±0.3Mpa；
3、儲存容器的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：
a、儲存容器應(yīng)設(shè)置在防護(hù)區(qū)外專用的儲存容器間（鋼瓶間）；
b、 同一集流管上的儲存容器，其規(guī)格、尺寸、滅火劑充裝量、充裝壓力均應(yīng)相同（這一點在設(shè)計組合分配系統(tǒng)時應(yīng)注意）
c、儲存容器上應(yīng)設(shè)耐久的固定標(biāo)牌，標(biāo)明每個儲存容器的編號、容積、滅火劑名稱、充裝壓力和充裝日期等；
d、 儲存容器間宜靠近防護(hù)區(qū)，其出口應(yīng)直通室外或疏散通道。
閥門與噴嘴
1、 組合分配系統(tǒng)中每個防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置能自動啟動的選擇閥（可能多余一個），選擇閥應(yīng)備有手動啟動裝置，選擇閥的公稱直徑宜與滅火劑輸送干管道的公稱直徑相同。選擇閥宜安裝在儲存容器件，并應(yīng)設(shè)有標(biāo)明防護(hù)區(qū)名稱的永久性標(biāo)牌。
2、 集流管上應(yīng)設(shè)有安全泄壓裝置。
3、 噴嘴的布置應(yīng)保證滅火劑能在防護(hù)區(qū)內(nèi)均勻分布。
管道及附件組成
1、滅火劑輸送管道應(yīng)采用《輸送流體用無縫鋼管》GB/T8163中規(guī)定的無縫鋼管，并進(jìn)行內(nèi)外熱鍍鋅處理。其規(guī)格應(yīng)符合規(guī)范要求：
2、滅火劑輸送管道可采用螺紋連接、法蘭連接或焊接。公稱直徑小于或等于80mm的管道，宜采用螺紋連接（錐管螺紋）；公稱直徑大于80mm的管道，宜采用法蘭連接（凹凸面對焊法蘭）。
3、管道固定支架的-大間距應(yīng)符合下表要求：
管道公稱直徑(mm) 15 20 25 32 40 50 65 80 100 150
-大間距（m） 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.4 3.5 3.7 4.3 5.2
4、管道末端噴嘴處應(yīng)采用支架固定，支架與噴嘴間的管道長度不應(yīng)大于300mm。
5、管經(jīng)大于等于50mm的主干管，支架采用龍門架（水平及垂直固定），其余可采用單支架。
（四）、控制與操作
1、管網(wǎng)滅火系統(tǒng)同時具有：自動控制、手動控制和機(jī)械應(yīng)急操作三種啟動方式。預(yù)制滅火裝置應(yīng)具有自動控制和手動控制二種啟動方式。
2、采用火災(zāi)探測器時，滅火系統(tǒng)的自動控制應(yīng)在接收到兩個獨立的火災(zāi)信號后才能啟動。根據(jù)人員疏散要求，宜延時-長為30s啟動。
3、關(guān)于每個防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置一個手動/自動選擇開關(guān)問題，一般國產(chǎn)滅火控制器，整套系統(tǒng)只有一個。
4、防護(hù)區(qū)入口處應(yīng)設(shè)置緊急啟動/停止按鈕。
5、滅火控制器應(yīng)向消防控制中心反饋防護(hù)區(qū)的：報警信號、滅火劑噴放信號和系統(tǒng)故障信號。
6、防護(hù)區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置火災(zāi)聲光報警，防護(hù)區(qū)外應(yīng)設(shè)置滅火劑噴放信號。
（五）、安全要求
1、防護(hù)區(qū)滅火濃度：有人場所-高濃度9％（NOAEL）；無人場所的-高濃度10.5％（LOAEL）。
2、防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)安全通道和出口以保證現(xiàn)場人員在30s內(nèi)撤離防護(hù)區(qū)。在疏散走道與出口處，應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明和燈光疏散指示標(biāo)志。
3、防護(hù)區(qū)的門應(yīng)向疏散方向開啟，并能自動關(guān)閉。
4、防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置換氣設(shè)施。
六、 煙烙盡（IG－541）滅火系統(tǒng)
(一)、一般規(guī)定
煙烙盡滅火系統(tǒng)主要是通過窒息來滅火，當(dāng)煙烙盡氣體噴灑到防護(hù)區(qū)后，防護(hù)區(qū)內(nèi)氧的濃度降到14％至10％，氧氣濃度低于12％至14％時，燃燒將不能維持。其滅火劑濃度較高。煙烙盡在鋼瓶中以氣態(tài)儲存。
煙烙盡滅火系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)，應(yīng)符合下列條件：
1、防護(hù)區(qū)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗的耐火極限不應(yīng)低于0.50h，吊頂?shù)哪突饦O限不應(yīng)低于0.25h；圍護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗的允許壓強(qiáng)不宜小于1200pa；
2、防護(hù)區(qū)不宜有不能關(guān)閉的開口，防護(hù)區(qū)內(nèi)與其他空間相通的開口，除泄壓口外，應(yīng)能在滅火劑噴放前自動關(guān)閉；否則應(yīng)將防護(hù)區(qū)擴(kuò)大到與之相通的空間或采取防止或補(bǔ)償滅火劑流失的措施；
3、密封性良好的防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置泄壓口，泄壓口應(yīng)設(shè)置在防護(hù)區(qū)室內(nèi)凈高2/3以上，且高于保護(hù)對象，并宜設(shè)置在外墻上，泄壓口面積計算公式：
Af＝0.0135×Q/P1/2
其中：Af＝泄壓口面積（m2）
Q＝防護(hù)區(qū)內(nèi)IG－541的峰值流量（m3/min）
P＝圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許壓強(qiáng)（Pa）
關(guān)于組合分配系統(tǒng)有下列注意事項：
a、 每個防護(hù)區(qū)需單獨進(jìn)行設(shè)計；
b、火劑設(shè)計用量按系統(tǒng)所保護(hù)的防護(hù)區(qū)中滅火劑需要量-大者確定，滅火劑用量較小的防護(hù)區(qū)應(yīng)受到安全濃度的制約，即：有人場所其-大設(shè)計濃度不應(yīng)超過43％；無人場所其-大設(shè)計濃度不應(yīng)超過52％。
c、 選擇閥可安裝在減壓孔板的上游或下游。
(二)、煙烙盡滅火系統(tǒng)的設(shè)計過程
1、關(guān)于設(shè)計濃度及噴放時間
a、常用的：可燃液體火災(zāi)、可溶化固體火災(zāi)、可燃?xì)怏w火災(zāi)、可燃固體表面火災(zāi)、電氣火災(zāi)的-小設(shè)計濃度應(yīng)為37.5％。
b、 部分可燃液體的-小設(shè)計濃度按上海規(guī)程中的規(guī)定執(zhí)行。
c、系統(tǒng)的噴放時間，應(yīng)保證在1min內(nèi)達(dá)到-小設(shè)計濃度的95％。
2、設(shè)計用量計算
W=2.303×Vs/S×lg(100/100-c)×V
其中：M：滅火劑設(shè)計用量（m3）；
S：IG-541過熱蒸汽比容(m3/kg) 計算公式:S＝0.65799+0.00239×T；
C：滅火劑設(shè)計濃度（％）；
V：防護(hù)區(qū)凈容積（m3）；
T：防護(hù)區(qū)環(huán)境溫度（℃）；
Vs：20℃時滅火劑比容，取0.707 m3/kg。
3、管網(wǎng)計算
a、管網(wǎng)計算時，應(yīng)采用防護(hù)區(qū)的正常環(huán)境溫度；
b、 系統(tǒng)管網(wǎng)流體計算為單相氣流，宜采用專用計算機(jī)軟件計算。設(shè)計單位和產(chǎn)品供應(yīng)商應(yīng)對計算結(jié)果負(fù)責(zé)。
c、流動計算條件：
噴嘴出口前的-小壓力為：1900kPa；
噴嘴的數(shù)量和口徑應(yīng)滿足噴嘴-大保護(hù)半徑和滅火劑噴放數(shù)量的要求；
噴嘴-大安裝高度為6.0m；
管道容積與儲存器的-大容積比應(yīng)小于66％；
噴嘴孔徑與其連接管道直徑之比應(yīng)在20％至70％范圍內(nèi)；
集流管中減壓孔板經(jīng)與其連接管道直徑之比應(yīng)在13％至55％范圍內(nèi)；
管道分流應(yīng)采用三通；
（三）、系統(tǒng)組件
系統(tǒng)組件由：儲存裝置、閥門與噴嘴、管道及附件組成。
儲存裝置
1、存裝置由儲存容器（鋼瓶）、容器閥（瓶頭閥）、單向閥（液流）、安全泄壓閥、高壓排放軟管、壓力指示器和集流管等組成。儲存裝置應(yīng)安裝在環(huán)境溫度0－50℃范圍內(nèi)。儲存容器上應(yīng)有壓力指示器。
2、儲存容器應(yīng)設(shè)安全泄壓閥，并符合下列規(guī)定：
儲存壓力為14.9Mpa時,安全泄壓裝置的動作壓力為：20.625±1.031Mpa。
3、儲存容器的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：
a、 儲存容器應(yīng)設(shè)置在防護(hù)區(qū)外專用的儲存容器間（鋼瓶間）；樓板應(yīng)滿足承重要求；
b、同一集流管上的儲存容器，其規(guī)格、尺寸、滅火劑充裝量、充裝壓力均應(yīng)相同（這一點在設(shè)計組合分配系統(tǒng)時應(yīng)注意）；
c、 儲存容器上應(yīng)設(shè)耐久的固定標(biāo)牌，標(biāo)明每個儲存容器的編號、容積、滅火劑名稱、充裝壓力和充裝日期等；
d、儲存容器安裝應(yīng)能便于充裝和裝卸，宜留出不小于1m的操作間距；
e、 儲存容器的固定；
f、 儲存容器間宜靠近防護(hù)區(qū)，其出口應(yīng)直通室外或疏散通道。
閥門與噴嘴
1、組合分配系統(tǒng)中每個防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置能自動啟動的選擇閥（可能多余一個，確保手動啟動裝置同時開啟），選擇閥應(yīng)備有手動啟動裝置，選擇閥的公稱直徑宜與滅火劑輸送干管道的公稱直徑相同。選擇閥安裝位置應(yīng)便于操作和維護(hù)檢查，宜集中安裝在儲存容器件，并應(yīng)設(shè)有標(biāo)明防護(hù)區(qū)名稱的永久性標(biāo)牌。
2、集流管上應(yīng)設(shè)有安全泄壓裝置。
3、噴嘴的布置應(yīng)保證滅火劑能在防護(hù)區(qū)內(nèi)均勻分布。
管道及附件組成
1、滅火劑輸送管道應(yīng)采用《輸送流體用無縫鋼管》GB/T8163中規(guī)定的無縫鋼管，并進(jìn)行內(nèi)外熱鍍鋅處理。其規(guī)格應(yīng)符合規(guī)范要求：
2、滅火劑輸送管道可采用螺紋連接、法蘭連接或焊接。公稱直徑小于或等于80mm的管道，宜采用螺紋連接（錐管螺紋）；公稱直徑大于80mm的管道，宜采用法蘭連接（凹凸面對焊法蘭）。
3、管道固定支架的-大間距應(yīng)符合下表要求：
管道公稱直徑(mm) 15 20 25 32 40 50 65 80 100 150
-大間距（m） 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.4 3.5 3.7 4.3 5.2
4、管道末端噴嘴處應(yīng)采用支架固定，支架與噴嘴間的管道長度不應(yīng)大于300mm。
5、管經(jīng)大于等于50mm的主干管，支架采用龍門架（水平及垂直固定），其余可采用單支架。
（四）、控制與操作
1、管網(wǎng)滅火系統(tǒng)同時具有：自動控制、手動控制和機(jī)械應(yīng)急操作（鋼瓶間內(nèi)）三種啟動方式。預(yù)制滅火裝置應(yīng)具有自動控制和手動控制二種啟動方式。
2、采用火災(zāi)探測器時，滅火系統(tǒng)的自動控制應(yīng)在接收到兩個獨立的火災(zāi)信號后才能啟動。根據(jù)人員疏散要求，宜延時-長為30s啟動。
3、關(guān)于每個防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置一個手動/自動選擇開關(guān)問題，一般國產(chǎn)滅火控制器，整套系統(tǒng)只有一個。
4、防護(hù)區(qū)入口處應(yīng)設(shè)置緊急啟動/停止按鈕。
5、滅火控制器應(yīng)向消防控制中心反饋防護(hù)區(qū)的：報警信號、滅火劑噴放信號和系統(tǒng)故障信號。
6、防護(hù)區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)置火災(zāi)聲光報警，防護(hù)區(qū)外應(yīng)設(shè)置滅火劑噴放信號。
（五）、安全要求
1、防護(hù)區(qū)滅火濃度：有人場所-高濃度9％（NOAEL）；無人場所的-高濃度10.5％（LOAEL）。
2、防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)安全通道和出口以保證現(xiàn)場人員在30s內(nèi)撤離防護(hù)區(qū)。在疏散走道與出口處，應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明和燈光疏散指示標(biāo)志。
3、防護(hù)區(qū)的門應(yīng)向疏散方向開啟，并能自動關(guān)閉。
4、防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置換氣設(shè)施。
