摘要：在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)遇到面積與體積超出GB50370一2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中要求的超大防護(hù)區(qū)。以超大監(jiān)控大廳采用備壓式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，對(duì)超大防護(hù)區(qū)氣體滅火系統(tǒng)的選型、設(shè)計(jì)思路、解決方案進(jìn)行了分析與探討。
1概述
GB 50370•2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《氣規(guī)》）3.2.4條規(guī)定：1．防護(hù)區(qū)宜以單個(gè)封閉空間劃分；同一區(qū)間的吊頂層和地板下需同時(shí)保護(hù)時(shí)，可合為一個(gè)防護(hù)區(qū)；2．采用管網(wǎng)滅火系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)防護(hù)區(qū)的面積不宜大于800 m2，且容積不宜大于3600 m3。
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)遇到面積與體積超出《氣規(guī)》要求的防護(hù)區(qū)，如：指揮大廳、監(jiān)控大廳、調(diào)控中心等。本文將以超大監(jiān)控大廳為例，對(duì)超大防護(hù)區(qū)的備壓式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析與探討。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析與討論
2.1各種系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)比較
（1）監(jiān)控大廳內(nèi)往往設(shè)有超大監(jiān)控屏幕、控制臺(tái)和計(jì)算機(jī)等重要設(shè)備，不宜采用水系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)和 氣溶膠系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，宜采用潔凈氣體進(jìn)行保護(hù)。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的潔凈氣體滅火系統(tǒng)有二氧化碳?xì)怏w滅 火系統(tǒng)、IG 541混合氣體滅火系統(tǒng)、儲(chǔ)壓式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)、備壓式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)等。二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)濃度較高，有可能使未能從防 護(hù)區(qū)安全撤離的人員發(fā)生窒息死亡，不宜用于經(jīng)常有人停留或工作的監(jiān)控大廳。IG541混合氣體滅火系統(tǒng)鋼瓶容量小，鋼瓶使用數(shù)量多，要求較大的存儲(chǔ)空間、 維修管理復(fù)雜，系統(tǒng)儲(chǔ)存壓力高，噴放時(shí)較危險(xiǎn)且對(duì)管網(wǎng)要求較高，不宜用于面積和容積均超出規(guī)范要求的超大監(jiān)控大廳。儲(chǔ)壓式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)噴射距 離有限，噴口壓力和噴射時(shí)間不能保證，鋼瓶存儲(chǔ)空間 大，不適合保護(hù)重要性較高的超大監(jiān)控大廳。
（2）備壓式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1．鋼瓶存儲(chǔ)面積小，便于儲(chǔ)存。2．系統(tǒng)工作壓力低，危險(xiǎn)系數(shù)低，對(duì)管網(wǎng)耐壓要求低。3．噴放時(shí)間短，利于迅速滅火。4.噴口壓力相對(duì)穩(wěn)定，滅火效果好。5.輸送距離遠(yuǎn)，適用于大空間滅火。6.滅火效果好，滅火迅速，滅火后沒(méi)有殘余物。7.可以深人設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行滅火。8.不降低氧氣濃度，對(duì)人安全。9.綜合性價(jià)比較高等優(yōu)點(diǎn)，比較適宜用于超大監(jiān)控大廳的保護(hù)。
2 • 2設(shè)計(jì)思路與相關(guān)規(guī)范的矛盾
（1）對(duì)于一般氣體滅火防護(hù)區(qū)，在遇到面積或體積超出規(guī)范要求時(shí)，可以通過(guò)將防護(hù)區(qū)中間增加隔斷的方式，將單個(gè)防護(hù)區(qū)的體積縮小到規(guī)范允許的范圍內(nèi)。而監(jiān)控大廳等超大防護(hù)區(qū)往往為重要性場(chǎng)所，且設(shè)有大屏幕和多組控制臺(tái)，由于其使用功能的限制，不可能將其一分為二，故此以上增加隔斷的辦法是很難實(shí)現(xiàn)的。
為此，采取了另一種解決辦法，即將該防護(hù)區(qū)視為相同大小的兩個(gè)防護(hù)區(qū)的共同體，人為將該防護(hù)區(qū)的滅火系統(tǒng)一分為二，兩套系統(tǒng)分別通過(guò)兩套管網(wǎng)同時(shí)噴放到防護(hù)區(qū)內(nèi)。
（2）根據(jù)《氣規(guī)》3.2.4的條文解釋，對(duì)采用管網(wǎng)滅火系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)的面積和容積的劃定，是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 50163-1992《鹵代烷1301滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《鹵代烷規(guī)范》）相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，通過(guò)有關(guān)工程應(yīng)用實(shí)踐驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)際需求而稍有擴(kuò)大。從以上條文解釋可以看出：《氣規(guī)》對(duì)防護(hù)區(qū)面積和體積的限定主要是依據(jù)《鹵代烷規(guī)范》中2.0.1規(guī)定，當(dāng)采用管網(wǎng)
滅火系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)防護(hù)區(qū)的面積不宜大于500m2，容積不宜大于2000m3
作出以上規(guī)定，是出于以下幾方面的考慮：1．保護(hù)一個(gè)防護(hù)區(qū)的潔凈氣體滅火劑量同防護(hù)區(qū)的容積成正比。防護(hù)區(qū)大，需要的滅火劑量多。同時(shí)輸送滅火劑的管道的通徑和管網(wǎng)中離儲(chǔ)存容器最近的噴頭與最不利點(diǎn)噴頭之間的管道容積增大，使滅火劑在管網(wǎng)中的剩余量增加，故系統(tǒng)所需儲(chǔ)存的滅火劑量也很大，造成系統(tǒng)成本增高。在一個(gè)大的防護(hù)區(qū)內(nèi)，同時(shí)發(fā)生多處火災(zāi)的可能性極小，不如采用非燃燒體隔墻將其劃分為幾個(gè)較小的防護(hù)區(qū)，采用組合分配系統(tǒng)來(lái)保護(hù)更為經(jīng)濟(jì)（即：為了使系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)，減少浪費(fèi)）。2.為了保證人身安全，當(dāng)釋放滅火藥劑前應(yīng)使人員能在30 s內(nèi)撤離，當(dāng)防護(hù)區(qū)過(guò)大時(shí)，人員難以迅速疏散出去（即：為了利于安全疏散）。3．當(dāng)防護(hù)區(qū)過(guò)大時(shí)，輸送滅火劑的管網(wǎng)將相應(yīng)增長(zhǎng)，這將出現(xiàn)兩個(gè)不利因素，一是為了保證噴嘴的正常噴射，需要較高的貯存壓力；二是從貯存容器啟動(dòng)到噴頭開(kāi)始噴滅火劑的時(shí)間，即滅火劑充滿管道的時(shí)間增加，這對(duì)要求迅速撲滅初期火災(zāi)是不利的（即：為了保證噴口壓力和噴射時(shí)間）。4.目前國(guó)內(nèi)采用鹵代烷1301滅火系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)最大面積和容積分別在500m2和2 000m3以下。還沒(méi)有設(shè)計(jì)更大系統(tǒng)的成熟經(jīng)驗(yàn)。此外，我國(guó)生產(chǎn)的系統(tǒng)主要部件尺寸較小，也難以保護(hù)更大的防護(hù)區(qū)（即：有待更多工程實(shí)例的驗(yàn)證）。
（2）根據(jù)《氣規(guī)》3.2.4的條文解釋，對(duì)采用管網(wǎng)滅火系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)的面積和容積的劃定，是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 50163-1992《鹵代烷1301滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《鹵代烷規(guī)范》）相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，通過(guò)有關(guān)工程應(yīng)用實(shí)踐驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)際需求而稍有擴(kuò)大。從以上條文解釋可以看出：《氣規(guī)》對(duì)防護(hù)區(qū)面積和體積的限定主要是依據(jù)《鹵代烷規(guī)范》中2.0.1規(guī)定，當(dāng)采用管網(wǎng)
滅火系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)防護(hù)區(qū)的面積不宜大于500m2，容積不宜大于2000m3作出以上規(guī)定，是出于以下幾方面的考慮：1．保護(hù)一個(gè)防護(hù)區(qū)的潔凈氣體滅火劑量同防護(hù)區(qū)的容積成正比。防護(hù)區(qū)大，需要的滅火劑量多。同時(shí)輸送滅火劑的管道的通徑和管網(wǎng)中離儲(chǔ)存容器最近的噴頭與最不利點(diǎn)噴頭之間的管道容積增大，使滅火劑在管網(wǎng)中的剩余量增加，故系統(tǒng)所需儲(chǔ)存的滅火劑量也很大，造成系統(tǒng)成本增高。在一個(gè)大的防護(hù)區(qū)內(nèi)，同時(shí)發(fā)生多處火災(zāi)的可能性極小，不如采用非燃燒體隔墻將其劃分為幾個(gè)較小的防護(hù)區(qū)，采用組合分配系統(tǒng)來(lái)保護(hù)更為經(jīng)濟(jì)（即：為了使系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)，減少浪費(fèi)）。2.為了保證人身安全，當(dāng)釋放滅火藥劑前應(yīng)使人員能在30 s內(nèi)撤離，當(dāng)防護(hù)區(qū)過(guò)大時(shí)，人員難以迅速疏散出去（即：為了利于安全疏散）。3．當(dāng)防護(hù)區(qū)過(guò)大時(shí)，輸送滅火劑的管網(wǎng)將相應(yīng)增長(zhǎng)，這將出現(xiàn)兩個(gè)不利因素，一是為了保證噴嘴的正常噴射，需要較高的貯存壓力；二是從貯存容器啟動(dòng)到噴頭開(kāi)始噴滅火劑的時(shí)間，即滅火劑充滿管道的時(shí)間增加，這對(duì)要求迅速撲滅初期火災(zāi)是不利的（即：為了保證噴口壓力和噴射時(shí)間）。4.目前國(guó)內(nèi)采用鹵代烷1301滅火系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)最大面積和容積分別在500m2和2 000m3以下。還沒(méi)有設(shè)計(jì)更大系統(tǒng)的成熟經(jīng)驗(yàn)。此外，我國(guó)生產(chǎn)的系統(tǒng)主要部件尺寸較小，也難以保護(hù)更大的防護(hù)區(qū)（即：有待更多工程實(shí)例的驗(yàn)證）。
2 • 3解決方案
我們認(rèn)為如果使用備壓式七氟丙烷系統(tǒng)按照我們的設(shè)計(jì)方案，完全可以滿足規(guī)范在以上4個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)體積超大區(qū)的氣體滅火系統(tǒng)的期待和要求。
(1)使用更加經(jīng)濟(jì)與使用功能限制之間的矛盾。從相關(guān)規(guī)范中可以看出，限制防護(hù)區(qū)的面積和體積最主要的還是考慮到輸送滅火劑的管道的管徑和管網(wǎng)中離儲(chǔ)存容器最近的噴頭與最不利點(diǎn)噴頭之間的管道容積增大，使滅火劑在管網(wǎng)中的剩余量增加，以及從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)考慮。而當(dāng)我們?nèi)藶閷⒄{(diào)控中心看作兩個(gè)相鄰的模擬防護(hù)區(qū)域時(shí)，其大小已經(jīng)在規(guī)范允許范圍內(nèi)，因此不存在防護(hù)區(qū)過(guò)大造成的用氣量過(guò)多、管徑過(guò)大、管網(wǎng)剩余量過(guò)多的問(wèn)題。
由于調(diào)控中心主要功能為通過(guò)監(jiān)控大屏幕來(lái)及時(shí)的調(diào)控油氣資源的相關(guān)各項(xiàng)工作，因此將調(diào)控中心一分為二，中間設(shè)置實(shí)體隔斷是不現(xiàn)實(shí)的，該變化將嚴(yán)重影響其使用效果，而因此造成的經(jīng)濟(jì)損失將可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體滅火系統(tǒng)節(jié)省下來(lái)的造價(jià)。因此，當(dāng)從造價(jià)角度考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們?cè)瓌t上要尊重用戶的使用要求，即保留原有防護(hù)區(qū)大小而不進(jìn)行隔斷的分割。
(2) 安全疏散的問(wèn)題。由于防護(hù)區(qū)域過(guò)大，從而影響人員疏散問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以建議裝修設(shè)計(jì)師在防護(hù)區(qū)兩側(cè)增設(shè)疏散通道與出口，保證人員在 30 s內(nèi)疏散完畢。
(3) 如何保證迅速滅火的問(wèn)題。當(dāng)保護(hù)區(qū)過(guò)大時(shí)，輸送滅火劑的管網(wǎng)將相應(yīng)增長(zhǎng)，這將出現(xiàn)兩個(gè)不利因素，一是為了保護(hù)噴頭的正常噴射，需要較高的貯存壓力；二是從貯存容器啟動(dòng)到噴頭開(kāi)始噴滅火劑的時(shí)間，即滅火劑充滿管道的時(shí)間增加。這對(duì)貯壓系統(tǒng)的考慮是必要的，因?yàn)樵谫A壓系統(tǒng)中，滅火劑同用于保證系統(tǒng)工作壓力、噴射時(shí)間及輸送距離的氮?dú)赓A存于同一藥劑瓶?jī)?nèi)，這就造成了氮?dú)獾馁A存量有限及輸送過(guò)程中氮?dú)庖绯龊笞枇υ龃蟆⒘魉贉p慢的問(wèn)題，故而對(duì)于貯壓系統(tǒng)而言，為了滿足噴口壓力及充滿時(shí)間、噴射時(shí)間的要求，系統(tǒng)的傳輸距離一般不應(yīng)超過(guò)30 m。所以，對(duì)貯壓系統(tǒng)而言，限制防護(hù)區(qū)的大小是必要的。
而對(duì)于備壓式七氟丙烷滅火系統(tǒng)，即使防護(hù)區(qū)面積較大，也不會(huì)對(duì)氣體傳輸距離造成本質(zhì)的影響，因?yàn)椋瑐鋲菏綒怏w滅火系統(tǒng)采用氮?dú)馀c藥劑分別貯存的形式，如此，就大大地增加了氮?dú)獾馁A存量，并使得輸送過(guò)程無(wú)氮?dú)庖绯龅默F(xiàn)象，從而使系統(tǒng)最遠(yuǎn)傳輸距離可達(dá)100m以上，其噴口壓力及噴射時(shí)間、充滿時(shí)間都能夠符合規(guī)范的要求。故此，由于防護(hù)區(qū)過(guò)大造成傳輸距離過(guò)遠(yuǎn)而影響系統(tǒng)噴射時(shí)間和噴口壓力及充滿時(shí)間的問(wèn)題迎刃而解。
2 • 4工程實(shí)例
到目前為止，依據(jù)我們已經(jīng)完成的工程經(jīng)驗(yàn)，如國(guó)家電力調(diào)控中心的調(diào)控指揮中心、海淀公安局指揮中心和中國(guó)石油大廈油氣調(diào)控中心等相似工程均曾遇到過(guò)同樣的問(wèn)題，其保護(hù)容積超過(guò)了國(guó)家規(guī)范的規(guī)定，我們當(dāng)時(shí)也采用了上述設(shè)計(jì)方案，即人為將一個(gè)防護(hù)區(qū)看作兩個(gè)大小相等并且完全對(duì)稱的虛擬防護(hù)區(qū)，設(shè)計(jì)兩套備壓式七氟內(nèi)烷氣體滅火系統(tǒng)管網(wǎng)，共同保護(hù)這個(gè)實(shí)體防護(hù)區(qū)。現(xiàn)上述工程均已通過(guò)消防驗(yàn)收，并已投人使用，見(jiàn)表1。
3結(jié)束語(yǔ)
（1） 建議采用備壓式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)對(duì)超大防護(hù)區(qū)進(jìn)行保護(hù)。（2） 對(duì)超大防護(hù)區(qū)進(jìn)行氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，將該防護(hù)區(qū)視為相同大小的兩個(gè)防護(hù)區(qū)的共同體，人為將該防護(hù)區(qū)的滅火系統(tǒng)一分為二，采用兩套系統(tǒng)分別通過(guò)兩套管網(wǎng)同時(shí)噴放到防護(hù)區(qū)內(nèi)。
（3） 本文的設(shè)計(jì)方案已經(jīng)運(yùn)用于實(shí)際工程中，已通過(guò)消防驗(yàn)收，并已投人使用。
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