浅谈气体灭火系统的设计浓度和安全系数(一)

第三篇建筑消防设施第六章气体灭火系统知识框架考点解析考点一：系统灭火机理气体灭火系统的灭火机理与气体灭火剂的属性有密不可分的关系，不同的灭火剂，其灭火机理各不相同（如表3-6-1所示）1，二氧化碳灭火机理主要在于窒息，其次是冷却。

2，七氟丙烷灭火机理除了窒息、冷却，还有化学抑制（并不是主要的灭火机理）3，I G541混合气体灭火机理为窒息。

考点二：系统分类和组成一、系统分类1，按使用的灭火剂分类：二氧化碳灭火系统；七氟丙烷灭火系统；惰性气体灭火系统2，按系统的结构特点分类：无管网灭火系统；管网灭火系统3，按应用方式分类：全淹没没货系统；局部应用灭火系统4，按加压方式分类：自压式气体灭火系统；内储压式气体灭火系统；外储压式气体灭火系统二、系统组成（略）考点三：系统工作原理和控制方式气体灭火系统工作原理因种类、灭火方式、结构特点、加压方式和控制方式的不同而各不相同。

一、系统工作原理（一）高压二氧化碳灭火系统、内储压式七氟丙烷灭火系统与情性气体灭火系统当防护区发生火灾，产生烟雾、高温和光辐射使烟感、温感、感光等探测器探测到火灾信号，探测器将火灾信号转变为电信号传送到报警灭火控制器，控制器自动发出声光报警并经逻辑判断后，启动联动装置，经过一段时间延时，发出系统启动信号，启动驱动气体瓶组上的容器阀释放驱动气体，打开通向发生火灾的防护区的选择阀，同时打开灭火剂瓶组的容器阀，各瓶组的灭火剂经连接管汇集到集流管，通过选择阀到达安装在防护区内的喷头进行喷放灭火，同时安装在管道上的信号反馈装置动作，将信号传送到控制器，由控制器启动防护区外的释放警示灯和警铃。

另外，通过压力开关监测系统是否正常工作，若启动指令发出，而压力开关的信号未反馈，则说明系统存在故障，值班人员应在听到事故报警后尽快到储瓶间，手动开启储存容器上的容器阀，实施人工启动灭火。

（二）外储压式七氯丙烷灭火系统（与干粉灭火系统类似）控制器发出系统启动信号，启动驱动气体瓶组上的容器阀释放驱动气体，打开通向发生火灾的防护区的选择阀，同时打开加压单元气体瓶组的容器阀，加压气体经减压进入灭火剂瓶组，加压后的灭火剂经连接管汇集到集流管，通过选择阀到达安装在防护区内的喷头进行喷放灭火。

气体灭火系统设计规范气体灭火系统设计规范Code for design of gas fire extinguishing systems标准号：GB 50370-发布日期：年 03 月 02 日实施日期：年 05 月 01 日发布单位：中华人民共和国建设部 / 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局出版单位：中国计划出版社摘要：本规范是根据建设部建标 [ ]269 5- 文《——年度工程建设国家标准制定、修订计划》要求编制完成的。

本规范共分六章内容包括 : 总则、术语和符号、设计要求、系统组件、操作与控制、安全要求等。

其中，第 3.1.4、3.1.5、3.1.15、3.1.16、3.2.7、3.2.9、3.3.1、3.3.7、3.3.16、3.4.1、3.4.3、3.5.1、3.5.5、4.1.3、4.1.4、4.1.8、4.1.10、5.0.2、5.0.4、5.0.8 等条为强制性条文。

1 总则1.0.1 为合理设计气体灭火系统，减少火灾危害，保护人身和财产的安全，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于新建、改建、扩建的工业和民用建筑中设置的七氟丙烷、 IG541 混合气体和热气溶胶全淹没灭火系统的设计。

1.0.3 气体灭火系统的设计，应遵循国家有关方针和政策，做到安全可靠、技术先进、经济合理 1.0.4 设计采用的系统产品及组件，必须符合国家有关标准和规定的要求。

1.0.5 气体灭火系统设计，除应符合本规范外，还应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语和符号2.1 术语2.1.1 防护区 protected area满足全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。

2.1.2 全淹没灭火系统 total flooding extinguishing system在规定的时间内，向防护区喷放设计规定用量的灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。

2.1.3 管网灭火系统 piping extinguishing system按一定的应用条件进行设计计算，将灭火剂从储存装置经由干管支管输送至喷放组件实施喷放的灭火系统。

灭火系统简介●灭火特点1)保护环境。

IG-541灭火系统采用的IG-541混合气体灭火剂是由大气层中的氮气（N2）、氩气（Ar）和二氧化碳（CO2）三种气体以52%、40%、8%的比例混合而成，故它的释放只是将这些天然的气体放回大气层，对臭氧耗损潜能值（ODP）为零、温室效应潜能值（GWP）为零，且此灭火剂在灭火时不会发生化学反应，不污染环境、无毒、无腐蚀、电绝缘性能好。

2)保护生命安全。

IG-541混合气体是一种无色透明的气体，喷放时不会形成浓雾而影响视野，利于逃生，且防护区内的工作人员仍能正常地呼吸，便于火灾发生后能及时扑救，减少损失。

3)保护财产安全。

IG-541混合气体以压缩气体的形式储存，喷放时温度变化很小，不会对保护设备构成伤害。

●灭火机理通过降低防护区内的氧气浓度（由空气正常含氧量的21%降至12.5%），使其不能维持燃烧而达到灭火的目的。

●适用范围A类——固体表面火灾；B类——易燃液体火灾，包括一定量的庚烷火灾；C类——电气设备火灾，如计算机房、控制室、变压器、油浸开关、电路断路器、泵和电动机等。

IG-541混合气体灭火系统可广泛应用于电子计算机房、广播通讯机房和电子设备密集等灭火场所，同时也可用于油类仓库以及图书馆、文物档案库等场所。

●产品特点本公司精心研制开发的ZI系列IG-541混合气体自动灭火系统设计合理、先进，关键部位采用新材料，产品性能可靠，其主要指标达到国内领先水平。

产品通过了国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验测试中心的检测，各项指标均符合经国家固定灭火系统技术委员会审查的QHSB06-2000《IG-541混合气体灭火系统》的标准要求。

●产品型式本公司投放市场的IG-541混合气体自动灭火系统有单元独立系统和组合分配系统两种型式。

单元独立系统主要部件及管网示意图见图1。

组合分配系统主要部件及管网示意图见图2。

1.紧急启停按钮2.放气指示灯3.声报警器4.光报警器5.喷嘴6.火灾探测器7.电气控制线路8.灭火剂输送管道9.减压装置10.信号反馈装置11.启动管路12.集流管13.灭火剂管路单向阀14.安全泄压阀15.压力软管16.灭火剂容器阀17.机械应急启动把手18.瓶组架19.灭火剂容器20.启动装置21.报警控制器22.灭火控制器图1 单元独立系统示意图1.紧急启停按钮2.放气指示灯3.声报警器4.光报警器5.喷嘴6.火灾探测器7.电气控制线路8.灭火剂输送管道9.减压装置10.选择阀11.信号反馈装置12.启动管路13.集流管14.灭火剂管路单向阀15.启动管路单向阀16.安全泄压阀17.压力软管18.灭火剂容器阀19.机械应急启动把手20.瓶组架21.灭火剂容器22.启动装置23.报警控制器24.灭火控制器图2 组合分配系统示意图灭火系统动作程序图图3 灭火系统动作控制程序图灭火系统主要部件容器1．储存灭火剂容器混合气体储存容器为高压无缝钢瓶，用于储存灭火剂IG-541混合气体。

七氟丙烷无管网(柜式)灭火系统设计说明一、设计依据：1、中华人民共和国国家标准GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》；2、中华人民共和国国家标准GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》；3、中华人民共和国国家标准GB50166-2007《火灾自动报警系统施工及验收规范》；4、中华人民共和国国家标准GB50263-2007《气体灭火系统施工及验收规范》。

二、基本设计参数：1、系统储存压力：2.5MPa；2、气体喷放时间：≤10s；3、灭火系统的设计温度应采用20℃；4、防护区内围护结构承受内压的允许压强，不宜低于1200Pa。

三、设计方案：1、防护区情况：详见设计参数表。

2、灭火方式：防护区采用全淹没灭火方式，即在规定的时间内，向防护区喷放设计规定用量的灭火剂，使其均匀地充满整个保护区。

该灭火系统采用柜式七氟丙烷灭火装置。

3、计算依据及灭火方式：根据《气体灭火系统设计规范》（GB50370-2005）计算。

4、灭火剂设计用量计算式如下：W=K*V*C1/S/(100-C1)式中：W——灭火剂设计用量（kg）；C1——灭火设计浓度（%）；S——灭火剂过热蒸汽在101KPa大气压和防护区最低环境温度下的质量体积（m ³/kg）；V——防护区的净容积（m³）；K——海拔高度修正系数，可按本规范附录B的规定取值。

5、防护区的泄压口面积，宜按下式计算：Fx=0.15*Qx/√Pf式中：Fx——泄压口面积（㎡）；Qx——灭火剂在防护区的平均喷放速率（kg/s)；Pf——围护结构承受内压的允许压强（Pa）；四、产品选型：设备选用GQQ180/2.5、GQQ150/2.5、GQQ120/2.5型无管网七氟丙烷灭火装置。

五、系统原理：本系统具有自动、手动两种启动方式。

1、自动启动：灭火控制器设置在自动状态时，若某防护区发生有烟雾（或温度异常上升），该防护区的感烟（或感温）探测器动作并向灭火控制器送入一个火警信号，灭火控制器即进入单一火警状态，同时驱动消防警铃发出单一火灾警报信号，此时不会发出启动灭火系统的控制信号。

保安培训之气体灭火系统气体灭火系统包括卤代烷灭火系统、二氧化碳灭火系统。

这是一种以气体作为灭火介质的灭火系统。

尽管卤代烷1211和1301灭火剂与二氧化碳的化学组成、物理性质、灭火机理以及灭火效能都有很大的差别，但在灭火应用中却具有很多相同之处：化学稳定性好，耐贮存、腐蚀性小、不导电、毒性低、蒸发后不留痕迹、适用于扑救多种类型火灾。

因此，这三种气体灭火系统具有基本相同的适用范围和应用限制。

卤代烷1301和1211灭火剂的灭火机理主要是通过溴和氟等卤素氢化物的化学催化作用和化学净化作用大量扑捉、消耗火焰中的自由基，抑制燃烧的链式反应，迅速将火焰扑灭。

因而对扑灭有焰燃烧非常有效，所需的灭火剂浓度低、灭火快。

二氧化碳灭火剂主要通过稀释氧浓度、窒息燃烧和冷却等物理作用灭火，也可以较快地将有焰燃烧扑灭，但所需的灭火剂浓度高。

二氧化碳在空气中含量达到15%以上地能使人窒息死亡，达到30%-35%时，能使一般可燃物质的燃烧逐渐窒息，达到43.6%时能抑制汽油蒸气及其他易燃气体的爆炸。

因此，气体灭火系统的适用范围是卤代烷1211、1301和二氧化碳灭火系统都适用于扑救A类火灾中一般固体物质的表面火灾。

二氧化碳灭火系统还适用于扑救棉、毛、织物、纸张等部分固体的深位火灾，但卤代烷1211和1301灭火系统不宜用于扑救固体的深位火灾；卤代烷1211、1301和二氧化碳灭火系统都适用于扑救常见的液体火灾和气体火灾，但在扑救气体火灾时，应在灭火前切断可燃气源或在灭火后能够立即切断气源。

及时切断可燃气源，一方面有利于迅速灭火，另一方面可以防止发生二次火灾或爆炸。

卤代烷1301和1211灭火剂对B、C类火灾的灭火机理主要是化学作用，效果极佳。

二氧化碳的灭火机理主要是物理作用，对B、C类的灭火效果一般，需要高浓度；气体灭火系统都适用于扑救带电设备与电气线路的火灾。

这是气体灭火剂优良的电气绝缘性能所决定的。

气体灭火系统不适用于扑救下列类型物质的火灾：强氧化剂、含氧化剂的混合物以及能够自身提供氧而且在无空气的条件下仍能迅速氧化、燃烧的物质，如氯酸钠、硝酸钠、氮的氧化物、氟、火药、炸药、硝化纤维素等；活泼金属（D类火灾），如钠、钾、镁、钛、锆、钠钾合金、镁铝合金等；金属氢化物，如氢化钠、氢化钾等；能自动分解的物质，如某些有机过氧化物、联氨等和能发生自燃的物质，如白磷、某些金属有同化合物等。

1 总则1.1本章阐明了编制本规范的目的，即为了合理地设计、施工、验收SDE灭火系统，使之有效地保护人身和财产的安全。

SDE是一种能够用于扑救多种类型火灾的灭火剂。

它的灭火作用主要是相对地减少空气中的氧气含量，降低燃烧物的温度，使火焰熄灭。

SDE的产物主要是惰性气体，对绝大多数物质没有破坏作用，灭火后能很快散逸，不留痕迹，又没有毒害。

它适用于扑救多种可燃、易燃液体和那些受到水、泡沫、干粉灭火剂的沾污而容易损坏的固体物质的火灾。

另外SDE产物是不导电的物质，可用于扑救带电设备的火灾。

使用SDE灭火系统可保护图书、档案、美术、文物等珍贵资料库房，散装液体库房，电子计算机房、通讯机房、变配电室等场所。

也可用于保护贵重仪器，设备。

近年来，随着国际上对卤代烷的使用限制越来越严，卤代烷替代物灭火系统的应用将会不断增加。

SDE灭火系统能否有效地保护防护区内人员生命和财产的安全，首要条件是系统的设计、施工和验收是否合理。

因此，建立一个统一的设计、施工、验收标准是至关重要的。

本规范的编制，是在对国外先进标准和国内研究成果进行综合分析并在一定范围内征求专家意见的基础上完成的。

它为SDE灭火系统的设计、施工和验收提供了一个统一的技术要求，使灭火系统做到正确、合理、有效地达到预期的保护目的。

1.2本规范适用于新建、改建、扩建中的工业和民用建筑，也适用于生产、储存装置中。

SDE灭火系统既可以做成无管网灭火系统，也可以通过管道和喷嘴将灭火剂送到吊顶上、吊顶下、地板下、地下室，甚至运行中的车、船等保护区内。

1.3.1本条规定了SDE灭火系统可用来扑救火灾种类：A、B、C类火灾和电气火灾。

制定本条的依据：本公司进行过400多次专项试验。

其结果表明SDE灭火系统扑救上述几类火灾是有效的。

此外专项试验结果于1999年初通过了由江苏省科委、江苏省公安厅消防局组织的产品及科技成果鉴定。

该鉴定会成员包括国家科技部、火炬中心、中科院、国家专利局、中国阻燃学会、公安部天津所、中国科技大学国家火灾重点试验室、北京大学、北京理工大学和江苏省消防局等单位20余位院士、教授、专家。

（七氟丙烷）气体消防设计用量计算一概述 (2)二防护区的基本参数： (4)三设计用且计算： (5)四小结： (7)五结论： (8)一概述众所周知，在消防领域最广泛的灭火剂就是水。

随着国家建设的迅速，大批和民用建筑尤其是高层建筑的不断涌现，更随着高的发展，设备对灭火剂的要求越来越高，对于扑灭可燃气体、可燃液体、电器火灾以及机房、重要文物档案库、通信广播机房、微波机房等不可式不宜用水灭火的火灾，气体消防作为最有效最干净的灭火手段，日益受到重视。

其中，《建筑设计防火规范）（GBJ16一87）和（高层民用建筑设计防火规范）（GBJ50045--95）已明确规定了应设置气体灭火系统的场所。

可见，气体消防系统在各类灭火系统中占有很重要的地位。

20世纪以来相继出现了卤代烷及其替代灭火系统和二氧化碳灭火系统。

由于我国已加入了蒙特利尔环境保护公约，卤代烷已被消防部门限制使用。

所以，的气体灭火系统主要有卤代烷替代灭火系统和二氧化碳灭火系统，它们具有灭火迅速、不导电、不污染被保护体的特点，但由于二氧化碳灭火系统本身具有窒息性（即降低空间的含氧量）和冷却作用，因而有较大的副作用，其最小灭火设计浓度为34％，超过了人的致死浓度，对人体危害大，不宜用于经常有人停留的场所：而且二氧化碳使用钢瓶数量多，储存空间要求很大，浪费了大量空间。

二氧化碳灭火系统在喷放时造成的冷却作用容易产生雾化，冷凝现象，使得设备特别是计算机和玻璃产品遭受损坏。

灭火时气体喷放时间需60秒以上，相对灭火时间较长，由于这些缺点，限制了二氧化碳灭火系统的使用场所。

FM200（七氟丙烷）气体消防克服了前述的不足之处，已被广泛使用。

公安部于20011年8月1日发布了公消［2001］217号（关于进一步加强哈龙替代品及其技术管理的通知》，通知中第一推荐M200（七氟丙烷）气体自动灭火系统属于全淹没系统，可队扑灭A，B，C类和电器火灾，可用于保护经常有人的场所。

FM200是碳、氟和氢的化合物，分子式为CF3CHFCF3，密度比空气大六倍，以化学和物理机理相结合进行灭火，不会氧的含量，它是一种无色、无味、不导电、无二次污染的灭火剂。

气体灭火系统施工图设计自审要点1.设计与施工说明：该设计与施工说明分为两部分，一部分为气体灭火系统，另一部分是气体灭火控制系统。

气体灭火系统按灭火剂类型可分为：七氟丙烷、CO2、IG541、三氟甲烷、热气溶胶等系统；按一套气体灭火剂储存装置保护一个防护区域或二个及二个以上防护区域可分为单元独立系统和组合分配系统；按储气瓶是否设置在防护区内分为管网系统和无管网系统。

建议采用统一编制的气体灭火系统和气体灭火控制系统两个设计与施工说明模板并根据所设计的系统的具体情况予以增删。

.建设规模和设计范围：除按（同火灾报警系统施工图设计自审要点）设计与施工说明中建设规模和设计范围说明内容外，还应在该两种设计与施工说明中明确本设计属于条中何种类型的气体灭火系统，并简要说明该系统的设置情况，如防护区数量、贮瓶间、消防控制室和灭火控制设备设置地点；如设置无管网灭火装置，有几个防护区，每个防护区的装置数以及贮存气瓶规格、数量，每瓶充装灭火剂量等。

.检查设置场所设置的气体灭火系统的设计依据：按《建规》8.5.5（P85）、《高规》（P34）及有关文件、消防部门意见。

.检查该设计的气体灭火系统选型是否确当：注：①热气溶胶预制灭火系统装置不应设置在人员出集场所，有爆炸危险性的场所及有超净要求的场所。

K型其他型气溶胶预制灭火系统不得用于电子计算机房、通讯机房等场所。

②七氟丙烷无管网灭火装置的设置场所空气中不应有易爆、导电尘埃及具有腐蚀性等有害物质。

该灭火装置的充压压力不应大于。

③该推荐性当量长度仅供设计参考，要求对灭火剂输送管网进行精确水力计算是否满足《气规》的规定；④七氟丙烷外贮压式系统灭火剂输送当量长度≤150m。

.检查防护区几何尺寸、面积、高度、体积是否符合建设方提供的建筑图。

.检查主要设计参数是否符合规范要求.灭火剂输送管道水压强度、气压强度及气密试验压力是否符合规范要求：气体灭火剂管道水压强度试验压力当水压强度试验条件不具备时，可采用气压强度试验代替。

《二氧化碳灭火系统设计规范》条文说明二氧化碳灭火系统设计规范条文说明1 总则1．0．1 本条阐明了编制本规范的目的，即为了合理地设计二氧化碳灭火系统，使之有效地保护人身和财产安全。

二氧化碳是一种能够用于扑救多种类型火灾的灭火剂，它的灭火作用主要是相对把减少空气中的氧气含量，降低燃烧物的温度便火焰熄灭。

二氧化碳是一种惰性气体，对绝大多数物质没有破坏作用，灭火后能很快散逸，不留痕迹，又没有毒害。

适用于扑救各种可燃、易燃液体和那些受到水、泡沫、干粉灭火剂的沾污容易损坏的固体物质的火灾。

另外，二氧化阶是一种不导电的物质，可用于扑救带电设备的火灾。

目前，在国际上已广泛地应用于许多具有火灾危险的重要场所。

国际标准化组织和美国、英国、日本、前苏联等工业发达国家都已制定了有关二氧化碳灭火系统的设计规范或标准。

使用二氧化碳灭火系统可保护图书、档案、美术、文物等珍贵资料库房；散装液体库房；电子计算机房；通讯机房；变配电室等场所，也可用于保护贵重仪器，设备。

我国从五十年代即开始应用二氧化碳灭火系统，八十年代以来，根据我国社会主义建设发展的需要，在现行国家标准《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》中对应设置二氧化碳灭火系统的场所作出了明确规定。

这对我国二氧化碳灭火系统的推广应用起到了积极的促进作用。

近年来，随着国际上对卤代烷的使用限制越来越严，二氧化碳灭火系统的应用将会不断增加。

二氧化碳灭火系统能否有效地保护防护区内人员生命和财产的安全，首要条件是系统的设计是否合理。

因此，建立一个统一的设计标准是至关重要的。

本规范的编制，是在对国外先进标准和国内研究成果进行综合分析并在广泛征求专家意见的基础上完成的。

它为二氧化碳灭火系统的设计提供了一个统一的技术要求。

使系统的设计作到正确、合理、有效地达到预期的保护目的。

本规范也可以作为消防管理部门对二氧化碳灭火系统工程设计进行监督审查的依据。

1．O．2 本条规定了本规范的适用范围。