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      氣體滅火

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      火災消防氣體滅火設計方案案例

      作者:海灣消防 文章來源:http://www.liubaidesign.cn/ [ ]

      第一部分:工程概況:


        該工程為某商業大廈地下二層氣體消防工程,首先明確建筑物本身的建筑特點和功能特點,了解該建筑地下二層的防火工程設計中其它專業的設施及對消防專業的設計要求,然后根據有關規范對建筑物定性,確定系統的總體結構。按照氣體滅火設計規范,該樓層配電房、發電機房、油庫不能應用水噴淋滅火系統,因此選用氣體滅火系統方案,以確保消防滅火的可靠性


        第二部分:地下二層氣體滅火系統設計說明


        一、設計依據:


        1、《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)2006年版;


        2、《氣體滅火系統設計規范》(GB50370-2005);


        3、《氣體滅火系統施工及驗收規范》(GB50263-2007);


        4、甲方提供的相關圖紙及資料;


        5、設備生產廠家提供的相關圖紙及資料。


        二、設計原則


        1、該氣體滅火系統設計按整體建筑同一時間內發生一次火災考慮。


        2、氣體滅火系統采用全淹沒保護形式,用組合分配系統對各防護區進行保護。


        設計滅火濃度:按保護對象定為9%。


        系統額定增壓壓力:4.2Mpa(表壓)


        防護區最低環境溫度:20℃。


        三、系統設計:


        采用七氟丙烷氣體滅火組合分配系統;系統設計技術參數及詳細計算過程見《設計計算書》。


        四、系統啟動方式:


        控制系統有以下三種啟動方式:自動控制、手動控制(手操電動)、緊急機械控制;在有人值班時可采用手動控制形式,在手動/自動控制故障時采用機械應急控制方式。


        1、自動控制方式


        控制系統處于自動狀態時,系統自動完成火災探測、報警、聯動控制及滅火整個過程。動作步驟如下:


        第一步:防護區內的一組探測回路探測到火災信號后,控制盤啟動防護區外的警鈴,同時控制盤向數據中心火災自動報警系統提供火災預報警信號。


        第二步:同一防護內的另一組探測回路探測到火災信號后,控制盤啟動防護區內的聲光報警器,通知區內工作人員迅速撤離防護區至安全地點,區外的人員切勿進入防護區。同時向數據中心火災自動報警系統提供火災確認信號并進入延時狀態(0--30秒可調);


        在延時過程中,控制盤輸出有源信號啟動該區所對應的選擇閥并同時關閉防護區防火閥、空調、排風扇等設備,如在延時階段發現是系統誤動作或防護區內確有火災發生但僅使用手提式滅火器和其他移動式滅火設備即可撲滅的情況下,工作人員可按下設在防護區門外的緊急停止按鈕以停止七氟丙烷氣體滅火系統的啟動;如需繼續啟動七氟丙烷氣體滅火系統,則只需將手/自動轉換開關切換為自動或按下緊急啟動按鈕即可完成七氟丙烷系統的噴放過程。


        第三步:30秒延時結束后,控制盤輸出有源信號啟動防護區對應的啟動鋼瓶的電磁閥,氣體滅火系統啟動,氣體通過管網進入防護區。此時,管路上壓力開關的觸點開關動作并將氣體釋放的信號傳至數據中心火災自動報警系統及控制盤,由控制盤啟動防護區外的氣體釋放指示燈箱。


        防護區內的聲光報警器以及氣體釋放指示燈箱在滅火期間將一直工作,警告所有人員不得進入防護區,直至確認火災已經撲滅,系統復位。


        2、手動控制方式(手操電動)


        手動控制是指控制盤處在手動工作模式下,在接到緊急釋放按鈕的指令后,控制盤自動實施聯動控制并釋放滅火劑;或用設置于防護區外的緊急放氣按鈕手動操作緊急放氣(電動)。手動控制方式一般用于:


        A當就地控制盤處于手動工作模式下,現場工作人員發現防護區內發生了火災,而且是使用手動式或移動式等簡易滅火設備無法撲滅的,這時工作人員應馬上打開緊急放氣按鈕的黃色保護面蓋,按下里面的紅色按鈕,強制控制盤實施聯動控制啟動七氟丙烷氣體滅火系統,而無需等待自動啟動系統,以節省時間,減少損失。


        B當就地控制盤處于自動工作模式下,現場工作人員發現防護區內發生了火災,而且是使用手動式或移動式等簡易滅火設備無法撲滅的,這時工作人員亦可采用這種方式強制控制盤實施聯動控制并啟動七氟丙烷氣體滅火系統。這時系統反應如下:


        i防護區內的聲光報警器啟動,通知區內工作人員迅速撤離防護區至安全地點;


        ii控制盤輸出有源信號啟動該區所對應的選擇閥并關閉防護區防火閥;


        iii30(可調)秒延時結束后,控制盤輸出有源信號啟動防護區對應的主鋼瓶的電磁閥,七氟丙烷氣體滅火系統啟動,氣體通過管網進入防護區。此時,管路上壓力開關的觸點開關動作并將氣體釋放的信號傳至數據中心火災自動報警系統及就地氣體滅火控制盤,由就地控制盤啟動防護區外的氣體釋放指示燈箱。


        防護區內的聲光報警器以及氣體釋放指示燈箱在滅火期間將一直工作,警告所有人員不得進入防護區,直至確認火災已經撲滅。


        3、緊急機械控制方式


        緊急機械操作是指自動控制和手動控制均失靈或有必要時采用的一種應急操作。該功能的實現是通過在瓶頭閥上加裝一個機械啟瓶器,用人力來開啟瓶頭閥釋放滅火氣體。


        當系統失靈或就地控制系統的自動操作(雙回路探測)與手動操作(緊急放氣按鈕)方式均失靈而又發生火災時,現場工作人員可采取這種方式強制啟動氣體滅火系統:值班人員可先將發生火災的防護區所對應的釋放閥打開,然后扳動七氟丙烷鋼瓶瓶頭閥上的緊急操作手柄,七氟丙烷氣體滅火系統會即刻啟動施行滅火;此時,管路上壓力開關的觸點開關動作并將氣體釋放的信號傳至數據中心火災自動報警系統及就地氣體滅火控制盤。


        五、系統技術接口:


        1、與建筑專業的接口:


        A、防護區及門、窗等的耐火極限不小于0.5h,


        B、防護區和氣瓶間的內壓等級均不低于1200pa。


        C、防護區的各種開口均應設置自動關閉裝置。


        D、防護區的門應向疏散方向開啟,并能自動關閉,用于疏散的門必須能從防護區內打開。


        E、氣瓶間的門應采用甲級防火門并向外開啟,且應直接通向室外或疏散走道。


        2、與低壓配電專業的接口:


        A、低壓配電系統應提供AC220V/50HZ的雙路消防電源,接口位置設在各氣體滅火系統的雙電源控制箱的進線開關處。


        B、氣瓶間內應設置應急照明。


        3、與通風空調專業的接口:


        A、當火災被確認后,氣體滅火電控系統應輸出DC24V有源節點信號,將防護區內的防火閥關閉、停止風機運行等,接口位置在防火閥的接線端子處及風機控制箱內的端子處。防火閥關閉后及風機停運后應向氣體滅火電控系統輸出確認信號。


        B、滅火后的防護區應通風換氣,有直接通向室外的外開窗和門的防護區,將其打開進行通風換氣;沒有直接通向室外的外開窗和門的防護區,則通過原有機械排風系統進行通風換氣。打開窗和門時,應使用空氣呼吸器,注意安全。


        C、在正常使用期間,應保證儲瓶間有良好的通風條件。


        D、氣體滅火控制屏旁或易于操作的地方,應裝有開啟排氣機(扇)的按鈕,


        用于氣體釋放后,啟動排氣機(扇)排出滅火氣體。


        4、與火災報警專業的接口:


        氣體滅火系統與火災報警系統是兩個相對獨立的系統,每個氣體滅火系統向火災報警系統發送以下信號:a、系統氣瓶及電控主機故障等系統故障信號(1個)。b、每個防護區的第一路報警信號。c、每個防護區的第二路報警信號。d、每個防護區的氣體釋放信號。接口位置為滅火電控箱。


        六、系統組成:


        七氟丙烷滅火系統包括以下部分(但不限于):


        1)儲存裝置——由七氟丙烷儲瓶、容器閥、引升管、單向閥和集流管等組成。其中還包括泄壓裝置、鋼瓶固定支架和噴放軟管等。


        2)釋放閥及噴頭——各防護區的釋放閥、噴頭。


        3)控制操作裝置——包括就地手動控制箱、機械應急操作機構。


        4)滅火管網——包括管道、管件、管支架。


        七、系統安裝:


        A、管材:滅火劑輸送管道及配套管件采用內外鍍鋅無縫鋼管,鋼制管道附件采用內外鍍鋅。


        B、連接:管道的連接,當公稱直徑小于或等于80mm時,宜采用螺紋連接;大于80mm時,宜采用法蘭連接。


        C、房間(或天花)滅火系統管道宜緊貼大梁下布置,設計高度(相對房間地面)見各滅火系統的管網透視圖。


        D、為了保證噴頭的噴射效果,噴頭的附近不得有任何遮擋物。


        E、防護區的泄壓口宜設在外墻上,應位于防護區凈高的2/3以上。泄壓口的設置大小見“技術參數表”,外墻的泄壓口開口請甲方完成,同時考慮有的防護區為恒溫恒濕保護,泄壓口處裝設玻璃。為了保證玻璃在1200Pa壓力以上破裂并不飛濺傷人,玻璃設劃痕,并內外再裝設不銹鋼紗窗。


        F、試壓:由于本氣體滅火系統的特殊性決定管道不允許進行水壓強度試驗,故采用氣壓強度實驗對系統進行試壓,氣壓強度試驗壓力應為7.705Mpa。


        G、在氣瓶間1內有2個選擇閥的高度為2.18m,故在該氣瓶間內應放置1只小凳,以便在緊急情況時及時打開選擇閥。


        八、空氣呼吸器配置


        每個防護區配置1套空氣呼吸器。


        九、未盡事宜,應嚴格參照有關國家規范、規定、標準執行。


        第三部分:設計計算書


        一、配電房和發電機房房間凈容積表

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      二、配電房、發電機房房間管網計算圖

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      三、計算步驟


        一、確定滅火設計濃度


        依據《氣體滅火系統設計規范》(GB50370-2005)〔以下簡稱《規范》〕中2.3.4條規定,取C=9%,設計溫度:20℃


        二、計算保護容積


        V配電間=907.2-7.93-3.2-2=894.07(m3)


        V發電機房=(197.4+31.5)-(8.3+0.08)=220.5(m3)


        三、計算滅火劑設計用量

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       四、設定噴頭布置與數量


        選用勝捷品牌噴頭,設8只噴頭保護配電間,3只噴頭保護發電機房。


        五、選定滅火劑儲存容器規格及數量


        根據W配電間=644.68㎏,選用7只100L儲存容器。


        W發電機房=158.99㎏,選用2只100L儲存容器,與配電間共用。


        六、繪出系統管網計算圖


        見系統管網計算圖。


        七、計算官網平均設計流量

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      八、選擇管網通徑


        以管道平均設計流量,依據《規范》條文說明第3.3.15條第6款圖取,其結果標在管網計算圖上。


        九、計算充裝率


        系統儲存量:Ws=W+△W1+△W2


        管網內剩余量:△W2=0(㎏)(規范3.3.14條之5:均衡管網和只含一個封閉空間的非均衡管網,其管網內的滅火劑剩余量均可不計)。


        儲存容器內剩余量:△W1=n×5=7×5=35(㎏)

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      十一、計算管網內容積


        配電間:


        Vp=0.00785×27.75+0.005024×6.8+0.0019625×13.6+0.001256×20.8


        =0.2178+0.03416+0.0267+0.0261


        =0.30476(m3)


        發電機房:


        Vp=0.0019625×25.5+0.000314×5.8=0.05+0.00182=0.052(m3)


        十二、計算七氟丙烷儲存量體積Vr

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      符合《規范》3.3.11條要求,故管道選用合理。

        十三、選用額定增壓壓力


        依據《規范》第3.3.9條,選用Po=4.3MPa(絕對)


        十四、計算全部儲存容器氣相容積


        依據《規范》中公式(3.3.15-4)

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      十五、計算“過程中點”儲存容器內壓力


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       十六、計算管路損失

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      十七、計算高程壓頭


        依據《規范》中公式(3.3.15-4)

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      十八、計算噴頭工作壓力


        依據《規范》中公式(3.3.15-8)

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      十九、驗算設計計算結果


        依據規范規定,應滿足以下條件

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      十二、計算泄壓口面積


        依據《規范》中公式(3.3.15-8)

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      結束語“以上為以七氟丙烷滅火系統設備做的一個氣體滅火設計方案,重點在于設備、管道的計算。具體方案書應以實際工地為準。

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