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气体灭火消防系统设计施工规范

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气体灭火消防系统设计施工规范(七氟丙烷（HFC-227ea）

灭火系统设计规范

1 总则

第一条为合理设计七氟丙烷灭火系统，减少火灾危害，保护人身和财产安全，制定本规范。
第一条本规范适用于新建、改建、扩建工程中的七氟丙烷全淹没灭火系统。
第一条七氟丙烷灭火系统的设计应安全可靠。技术先进，经济合理。
第一条七氟丙烷灭火系统可用于扑灭下列火灾：
1.电气火灾；
2.液体火灾或熔化固体火灾；
3.固体表面火灾；
4.灭火前应能切断气源的气体火灾。

第一条七氟丙烷灭火系统不得用于灭火以下物质：

1.含氧化剂的化学品和混合物，如硝化纤维、硝酸钠等；

2.钾、钠、镁、钛、锆、铀等活性金属；

3.氢化钾、氢化钠等金属氢化物；

4.过氧化氢、联胺等能自行分解的化学物质。

第1.0.6条灭火剂七氟丙烷HFC227ea的化学分子式为CF3CHFCF3，其质量应符合

性能	技术指标
纯度	≥99.6%（摩尔/摩尔）
酸度	≤3ppm
水含量	≤10ppm
不挥发残留物	≤0.01%
悬浮或沉淀物	不可见

第1.0.7条七氟丙烷灭火系统设计，除执行本规范外，尚应符合现行的有关国家标准的规定。

2 术语、符号

2.1术语

第2.1.1条防护区

能满足七氟丙烷全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。

第2.1.2条全淹没灭火系统

在规定的时间内，向防护区喷射一定浓度的七氟丙烷，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。

第2.1.3条预制灭火装置

按一定的应用条件，将七氟丙烷储存装置和喷放喷头等部件预先组合成套的灭火装置。

第2.1.4条组合分配系统

用一套七氟丙烷储存装置保护两个或两个以上防护区的灭火系统

第2.1.5条灭火浓度

在101Kpa大气压和规定的温度条件下，扑灭某种火灾所需七氟丙烷在空气中的最小体积百分比。

第2.1.6条惰化浓度

当引火源加入时，在101Kpa大气压和规定的温度条件下，能抑制空气中任意浓度的可燃气体或可燃液体蒸汽的燃烧发生所需的七氟丙烷在空气中的最小体积百分比。

第2.1.7条浸渍时间

在防护区内维持设计规定的七氟丙烷浓度，使火灾完全熄灭所需的时间。

第2.1.8条充装率

充装在储存容器中的七氟丙烷质量与容器的容积之比，单位为kg/m3。

第2.1.9条泄压口

七氟丙烷喷放时，防止防护区过压的开口。

2．2 符号

表2.2

编号	符号	单位	涵义
2.2.1	C	%	七氟丙烷灭火（或惰化）设计浓度
2.2.2	D	mm	管道内径
2.2.3	Fc	cm2	喷头孔口面积
2.2.4	Fx	m2	泄压口面积
2.2.5	g	m/s2	重力加速度
2.2.6	H	m	喷头高度相对“过程中点”时储存容器液面的位差
2.2.7	K	/	海拔高度修正系数
2.2.8	L	m	计算管段的计算长度
2.2.9	n	个	储存容器的数量
2.2.10	nd	段	管网计算管段数量
2.2.11	Ng	个	安装在计算支管流程下游的喷头数量
2.2.12	P0	绝压MPa	储存容器额定增压压力
2.2.13	Pc	绝压MPa	喷头工作压力
2.2.14	Pf	Pa	围护结构承受内压的允许压强
2.2.15	Ph	MPa	高程压头
2.2.16	Pm	绝压MPa	喷放“过程中点”储存容器内压力
2.2.17	Qc	Kg/s	单个喷头的设计流量
2.2.18	Qg	Kg/s	支管平均设计流量
2.2.19	Qp	Kg/s	管道流量
2.2.20	Qw	Kg/s	主干管平均设计流量
2.2.21	Qx	Kg/s	七氟丙烷在防护区的平均喷放速率
2.2.22	S	m3/kg	七氟丙烷过热蒸汽在101Kpa和防护区最低环境温度下的比容
2.2.23	T	℃	温度
2.2.24	t	s	七氟丙烷的喷放时间
2.2.25	V	m3	防护区的净容积
2.2.26	V0		喷放前全部储存容器内的气相总容积
2.2.27	Vb	m3	储存容器的容量
2.2.28	Vp	m3	管网的管道内容积
2.2.29	W	kg	防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量
2.2.30	γ	Kg/ m3	七氟丙烷液体密度
2.2.31	η	Kg/ m3	七氟丙烷充装率
2.2.32	μc	/	喷头流量系数
2.2.33	ΔP	MPa	计算管段阻力损失

3 防护区

第三条保护区划分应当符合下列规定：

1.保护区应分为固定的单个封闭空间；当天花板和地板需要同时保护时，可合并为保护区；

2.采用管网灭火系统时，一个保护区的面积不宜大于500m2；体积不宜大于2000m3；

3.采用预制灭火装置时，一个保护区的面积不宜大于100m2；体积不宜大于300m3；

第三条保护区最低环境温度不得低于-10℃。

第三条防护区围护结构和门窗的耐火极限不得小于0.5h；吊顶的耐火极限不得小于0.25h；

第三条保护区围护结构承受内压的允许压力，不得低于1.2KPa。

第三条保护区灭火时，应当保持封闭条件。除泄压口外的开口，以及保护区通风机和通风管道中使用的防火阀，应当在喷洒七氟丙烷前关闭。

第三条保护区的泄压口应设置在外墙上，应位于保护区净高的2/3以上。

按下式计算泄压口面积：

外开门弹性闭门器或弹簧门的保护区，开口面积不小于泄压口的计算面积，无需额外设置泄压口。Fx-泄压口面积(m2)
保护区内Q-七氟丙烷的平均喷洒速率(kg/s)

PF-围护结构承受允许压力(Pa)

第3.0.7条两个或两个以上护区，应当采用组合分配系统。

四七氟丙烷设计用量。

第一节一般规定。

第四条七氟丙烷灭火系统保护的保护区的七氟丙烷设计用量，应当根据相应的灭火设计浓度或者惰化设计浓度确定。

第四条某物的灭火设计浓度不得小于灭火浓度的1.2倍，惰化设计浓度不得小于该物浓度的1.1倍。

可燃物灭火设计浓度可根据附表A中附表A-1确定；

惰化设计浓度可根据附表A中附表A-3上给出的惰化浓度确定；

附表A未给出的，应经实验确定。

第四条有爆炸危险的气体。液体火灾保护区采用惰性设计浓度；无爆炸危险气体、液体火灾和固体火灾保护区采用灭火设计浓度。

第四条几种可燃物共存或者混合时，灭火设计浓度或者浓度或者惰化浓度确定灭火设计浓度或者惰化浓度。

第四条七氟丙烷的灭火设计浓度应为图书、档案、票据、文物数据库等保护区的10%。

第4.1.6条七氟丙烷的灭火设计浓度应为8.3%。

第四条七氟丙烷的灭火设计浓度应为通信机房、电子计算机房等保护区的8%。

第四条七氟丙烷灭火时的浸渍时间应当符合下列规定：

1.扑灭木材、纸张、织物等固体火灾时，不得小于20分钟；

2.扑救通讯室、电子计算机房等防护区火灾时，不得小于3min；

3.扑救其他固体火灾时，不得小于10分钟；

4.扑灭气体和液体火灾时，不得小于1min；

第二节设计用量。

第四条防护区灭火设计用量或惰化设计用量按以下计算：

式中 W --- 防护区七氟丙烷灭火（或惰化）设计用量（Kg）

C ---- 七氟丙烷灭火（或惰化）设计浓度（%）

S ---- 七氟丙烷过热蒸气在101KP a和防护区最低环境温度下的比容（m3/Kg）

V ---- 防护区的净容积（m3）

K ---- 海拔修正系数，按附录B的规定采用。

第4.2.2条七氟丙烷在不同温度下的过热蒸气比容，应按下式计算：

第四条系统的设置用量为防护区灭火设计用量(或惰化设计用量)与系统中喷洒的剩余量之和。

喷洒的剩余量应包括储存容器和管网的剩余量。

1.存储容器中的剩余量可根据存储容器中管口以下的容器容积计算。

2.平衡管网和只有一个封闭空间的不平衡管网，其管道中的剩余量可以忽略不计。

保护区内包含两个或两个以上封闭空间的不平衡管网。管网内的剩余量可根据管网第一支点后各支管的长度计算长支管与最短支管长度的差值为计算长度。长支管末端计算的内容积应为管网内的剩余容积。

第4.2.4条当系统为组合分配系统时，系统设置消防设计消耗量的部分应被组合消防设计消耗量最大的部分所取代。

第四条应当设置七氟丙烷备用量，用于需要不间断保护的防护区灭火系统和8个以上防护区的组合分配系统，备用量按原设置用量的100%确定。

5系统设计和管网计算。

5.1系统设计。

第五条系统设计和管网计算的额定温度为20℃。

第五条七氟丙烷灭火系统应采用氮气增压输送，氮气含水量不得超过0.006%(m3/m3)。

额定增压压力分为两级，应符合下列规定：

一级2.5±0.125Mpa(表压)

二级4.2±0.125Mpa(表压)

第五条储存容器中七氟丙烷的充装率不得大于1150kg/m3。

第五条系统管网的管道内容积不得大于系统七氟丙烷充装容积的80%。

第五条管网布置均衡，应符合下列规定：

1.各喷嘴的设计流量应相等；

2.在管网上，从第一分流点到每个喷嘴的管道阻力损失不得超过20%；

第五条七氟丙烷的喷洒时间，在通信室、电子计算机室等防护区，不得超过7s；在其他防护区，不得超过10s。

第五条管网上不得使用四通管件进行分流。(原链接:http://www.iwuchen.com/a-618/)

5.2管网计算。

第五条管网计算时，各管道中工质流量应采用平均设计流量。

第5.2.2条管网主管平均设计流量按以下公式计算：

Qw=W/T(5.2.2)

QW-主干管平均设计流量(Kg/s)；

W-防护区七氟丙烷灭火(或惰化)设计用量(kg)；

T-七氟丙烷喷射时间(S)；

第五条支管在管网中的平均设计流量，应按以下公式计算：

(5.2.3)

Qg-支管平均设计流量(Kg/s)；

Ng-计算支管流程下游安装的喷嘴数量(个)；

QC-单个喷嘴的设计流量(Kg/S)。

第五条管网应当计算喷洒七氟丙烷设计用量50%时的过程中点容器压力和瞬时流量。应确定瞬时流量等。

平均设计流量。

第5.2.5条喷洒过程中点容器压力时，应按计算：

(5.2.5)

Pm-喷洒过程中点存储容器内压(绝压，MPa)，(绝压=表压0.101MPa)；

P0-存储容器额定增压压力(绝压，Mpa)；

V0-喷放前，所有储存容器中的气相总容积(m3)；

七氟丙烷灭火(或惰化)设计用量(Kg)

γ-七氟丙烷液体密度(Kg/m3)，(20℃为1407)；

VP-管网管道体积(m3)。

V0=nvb(1-b/γ)(5.2.5.1)

n-储存容器的数量(个)

Vb-存储容器容量(m3)

七氟丙烷充装率(Kg/m3)

第5.2.6条镀锌钢管在七氟丙烷管流中的阻力损失可按下表计算，也可按图5.2.6确定。

(5.2.6)

管段阻力损失(MPa)的计算

L-计算管段计算长度(m)

Qp-管道流量(kg/s)

D-管道内径(mm)

第5.2.7条初选管径可计流量和0.003-0.02Mpa/m(见图5.2.6)计算。

第5.2.8条喷嘴工作压力按下式计算：

(5.2.8)

PC-喷嘴工作压力(绝压，MPa)；

Pm-喷洒过程中点存储容器内压(绝压，MPa)；

(MPa)系统流程阻力总损失；

Nd-管网计算管段数量；

Ph-高程压头(MPa)

第5.2.9条高程压头按下式计算：

Ph=10-6γHg(5.2.9)

当储存容器液面的位差相对于过程中点时，H-喷嘴的高度；

γ-七氟丙烷液体密度(kg/m3)；

g-重力加速度(m/s2)

第五条喷嘴工作压力的计算结果应符合下列规定：

一般Pc≥0.8(绝压，MPa)，最小Pc≥0.5(绝压，MPa)；

2.Pc≥Pm/2(绝压，MPa)，

第5.2.11条喷嘴孔口面积可按下式计算：

(5.2.11)

Fc-喷嘴孔口面积(cm2)

Qc-喷嘴设计流量(kg/s)

γ-七氟丙烷液体密度(kg/m3)；

Pc-喷嘴工作压力(表压，MPa)；

μc-喷嘴流量系数。

第5.2.12条喷嘴流量系数由储存容器的充装压力和喷嘴孔结构决定，应进行试验。

6 系统组件

6.1存储装置。

第六条灭火系统的储存装置应由储存容器、容器阀、单向阀、集流管等组成。

第六条储存容器或容器阀上应设置安全泻压装置和压力表。组合分配系统的集流管应设置安全泻压装置。

预制灭火装置的储存装置，应由储存容器、容器阀组成。

安全泻压装置的动作压力应符合下列规定：

1.储存压力为2.5Mpa时，应为4.8±0.4Mpa；

2.储存压力为4.2Mpa时，应为6.8±0.4Mpa；

第六条容器阀与集流管之间的管道应设置单向阀。单向阀与容器阀或单向阀与集流管连接。储存容器和集流管应采用支架固定。

第六条备用储存容器与主用储存容器连接在同一集流管上，可切换使用。

第六条储存装置应当设置耐用的固定标志。标明每个容器的编号、皮重、灭火剂名称、充装量、充装日期和储存压力。

第6.1.6条储存装置应保护区附近的专用储瓶室内。房间耐火等级不得低于二级，室温应为-10~50℃，并有直接通向室外或疏散走道的出口。

第六条储存装置的布置应便于操作、维护和防止阳光照射。操作面与墙面或两个操作面的距离不应小于1m。

6.2管件及管道。

第六条通往各保护区的灭火系统主管道应设置压力信号器或流量信号器。

第六条在组合分配系统中，与各保护区相比，应设置控制灭火剂流向的选择阀，其公称直径应等于保护区灭火系统主管道的公称直径。

所选阀门的位置应靠近储存容器，操作方便。所选阀门应设有标志，标明其工作保护区。

第六条喷嘴应安装在保护区顶面附近，距顶面最大距离不得大于0.5m。

喷嘴的保护高度和半径应符合下列规定：

1.最大保护高度不得大于5.0m；

2.最小保护高度不小于0.5m；

3.当保护区高度为h.5m时，喷头的保护半径不应大于3.5m；

4.当保护区高度h≥1.5m时，喷嘴的保护半径不得大于5.0m；

第6.2.4条喷嘴应合理配置喷射流量和保护半径，以满足保护区内七氟丙烷均匀分布的要求。

第6.2.5条喷嘴应有表示其型号和规格的永久性标志。设置在粉尘保护区的喷嘴应增加喷射时自行脱落的防尘罩。

第六条管网管道及管道附件应能承受最高环境温度下的工作压力，并符合下列规定：

1.运输七氟丙烷的管道应采用无缝钢管。其质量应符合现行国家标准《冷拔或冷扎精密无缝钢管》和《无缝钢管》的规定。无缝钢管内外应镀锌。

2.输送七氟丙烷的管道腐蚀镀锌层的地方，应采用不锈钢管。其质量应符合现行国家标准《不锈钢无缝钢管》的规定。

3.输送起动气体的管道应采用铜管，其质量应符合国家标准《拉铜管》的规定。

4.当公称直径小于或等于80mm时，管道连接应采用螺纹连接年；超过80mm时，应采用法兰连接。钢管附件应内外镀锌。铜合金或不锈钢管附件应用于腐蚀镀锌层介质的地方。

7 操作与控制

第七条七氟丙烷灭火系统和预制灭火装置的保护区，应当按照现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》的规定设置火灾自动报警系统。检测灵敏度应为一级。

第7.0.2条灭火系统应设置三种启动方式：自动控制、手动控制和机械应急操作。设置在保护区内的预制灭火装置应采用自动控制和手动控制。

在自动控制程序中，应安排0~30s可调延迟喷射。延迟时间的设置应根据人员安全尽快疏散保护区；对于通常无人工作的保护区，可设置为0s。

在灭火设计浓度大于9%的保护区，应增加手动和自动控制的转换装置。当有人进入保护区时，将灭火系统转换为手动控制位置；当人们离开时，它会恢复到自动控制位置。

第7.0.3条自动控制装置在收到两个独立的火灾信号后才能启动。手动控制装置和手动和自动转换装置应位于保护区疏散出口外，便于操作。机械应急操作装置应位于储瓶间或保护区疏散出口外，操作方式应分两步完成。

第七条灭火系统和预制灭火装置的操作和控制，应当包括对需要联动的开口封闭装置、通风机和防火阀的操作和控制。

在设有消防控制中心的地方，各保护区消防控制系统的动作信息应传递给消防控制中心。这些信息包括火灾信息捕获、手动和自动转换以及系统故障。

第7.0.5条灭火系统和预制灭火装置的供电应符合现行国家防火标准；使用气动源时，应保证系统操作和控制所需的压力和气量。

8 安全要求

第八条保护区应当有足够宽的疏散通道和出口，确保人员能够在30S内撤出保护区。

第八条经常有人工作的保护区，当人员不能在30S内撤离时，保护区七氟丙烷的灭火设计浓度必须小于9%。

第八条保护区疏散通道和出口应当设置应急照明和疏散指示标志。防护区应设置火灾声报警器，必要时可增加闪光报警器。

防护区入口处应设置火灾声、光报警器和灭火剂喷洒指示灯，防护区应设置七氟丙烷保护标志。喷洒门灯的指示应在保护区通风后手动清除。

第八条保护区的门应当向外开启，并可以自行关闭；疏散出口的门必须能够从保护区内打开。

第8.0.5条灭火后的保护区应通风，地下保护区和无窗户或固定窗扇的地上保护区应设置机械排气装置，排气口应设置在保护区下部，直接通向室外。

第8.0.6条地下储瓶间应设置机械排气装置，排气口应设置下部直通室外。

第八条经过爆炸危险场所的管网系统，应当设防静电接地。

第八条有七氟丙烷灭火系统的建筑物，应当配备空气或者氧气呼吸器。

附录A可燃物的七氟丙烷HFC 227ea灭火浓度与惰化浓度

可燃物的七氟丙烷HFC -227ea灭火浓度附表A-1

可燃物	灭火浓度%	可燃物	灭火浓度%
丙酮	6.8	JP-4	6.6
乙腈	3.7	JP-5	6.6
AV汽油	6.7	甲烷	6.2
丁醇	7.1	甲醇	10.2
丁基醋酸脂	6.6	甲乙酮	6.7
环戊酮	6.7	甲基异丁酮	6.6
2号柴油	6.7	吗啉	7.3
乙烷	7.5	硝基甲烷	10.1
乙醇	8.1	丙烷	6.3
乙基醋酸脂	5.6	pyrollidine	7.0
乙二醇	7.8	四氢呋喃	7.2
汽油（无铅，7.8%乙醇）	6.5	甲苯	5.8
庚烷	5.8	变压器油	6.9
1号水力流体	5.8	涡轮液压油	5.1
异丙醇	7.3	二甲苯	5.3

A类危险物表面火灾的七氟丙烷HFC-227ea灭火浓度附表A-2

火灾	灭火浓度%
A类危险物表面火灾	5.8

可燃物的七氟丙烷HFC-227ea惰化浓度附表A-3

可燃物	灭火浓度%
1-丁烷	11.3
1-氯-1.1-二氟乙烷	2.6
1.1-二氟乙烷	8.6
二氯甲烷	3.5
乙烯氧化物	13.6
甲烷	8.0
戊烷	11.6
丙烷	11.6

附录B 海拔高度修正系数

海拔高度修正系数附表B

海拔高度	修正系数
-1000	1.130
0	1.000
1000	0.885
1500	0.830
2000	0.785
2500	0.735
3000	0.690
3500	0.650
4000	0.610
4500	0.565

第C.0.1条执行本规范时，对要求严格程度的词语作出以下规定，以便在执行过程中区别对待。

1.非常严格，非这样不可用的词：

必须用于正面词；

止使用反面词。

2.表示严格，在正常情况下应该这样做：

应用于正面词；

反面词采用不应或不应。

3.表示允许稍有选择，在条件许可时应首先这样做：

宜或可用于正面词；

反面词不合适。

第C.0.2条规定，在规范执行时，应当按照规定的标准进行，写法为应当符合...

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