七氟丙烷潔凈氣體滅火系統設計規范
發表日期：2015-12-24 文章來源：藍狐消防
摘要：為了合理設計七氟丙烷滅火系統，減少火災危害，保護人身及財產的安全，制定本規范。本規范適用于工業和民用建筑中新建、改建、擴建工程設置的七氟丙烷全淹沒滅火系統。
主編單位：深圳市消防局天津消防科學研究所
1總則
第1.0.1條為了合理設計七氟丙烷滅火系統，減少火災危害，保護人身及財產的安全，制定本規范。
第1.0.2條本規范適用于工業和民用建筑中新建、改建、擴建工程設置的七氟丙烷全淹沒滅火系統。
第1.0.3條七氟丙烷滅火系統的設計，應做到安全可靠、技術先進、經濟合理。
第1.0.4條七氟丙烷滅火系統可用于撲救下列火災：
1、電氣火災；
2、液體火災或可熔化的固體火災；
3、固體表面火災；
4、滅火前應能切斷氣源的氣體火災。
第1.0.5條七氟丙烷滅火系統不得用于撲救下列物質的火災：
1、含氧化劑的化學制品及混合物，如硝化纖維、硝酸鈉等；
2、活潑金屬，如鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鈾等；
3、金屬氫化物，如氫化鉀、氫化鈉等；
4、能自行分解的化學物質，如過氧化氫、聯胺等。
第1.0.6條滅火劑七氟丙烷HFC227ea的化學分子式為CF3CHFCF3，其質量應符合下列技術指標。
性能技術指標
純度≥99.6%（摩爾/摩爾）
酸度≤3ppm
水含量≤10ppm
不揮發殘留物≤0.01%
懸浮或沉淀物不可見
第1.0.7條七氟丙烷滅火系統設計，除執行本規范外，尚應符合現行的有關國家標準的規定。
2術語、符號
2.1術語
第2.1.1條防護區
能滿足七氟丙烷全淹沒滅火系統要求的有限封閉空間。
第2.1.2條全淹沒滅火系統
在規定的時間內，向防護區噴射一定濃度的七氟丙烷，并使其均勻地充滿整個防護區的滅火系統。
第2.1.3條預制滅火裝置按一定的應用條件，將七氟丙烷儲存裝置和噴放噴頭等部件預先組合成套的滅火裝置。
第2.1.4條組合分配系統
用一套七氟丙烷儲存裝置保護兩個或兩個以上防護區的滅火系統
第2.1.5條滅火濃度
在101Kpa大氣壓和規定的溫度條件下，撲滅某種火災所需七氟丙烷在空氣中的最小體積百分比。
第2.1.6條惰化濃度
當引火源加入時，在101Kpa大氣壓和規定的溫度條件下，能抑制空氣中任意濃度的可燃氣體或可燃液體蒸汽的燃燒發生所需的七氟丙烷在空氣中的最小體積百分比。
第2.1.7條浸漬時間
在防護區內維持設計規定的七氟丙烷濃度，使火災完全熄滅所需的時間。
第2.1.8條充裝率
充裝在儲存容器中的七氟丙烷質量與容器的容積之比，單位為kg/m3。
第2.1.9條泄壓口
七氟丙烷噴放時，防止防護區過壓的開口。
2．2符號
表2.2
| 編號 | 符號 | 單位 | 涵 義 |
| 2.2.1 | C | % | 七氟丙烷滅火（或惰化）設計濃度 |
| 2.2.2 | D | mm | 管道內徑 |
| 2.2.3 | Fc | cm2 | 噴頭孔口面積 |
| 2.2.4 | Fx | m2 | 泄壓口面積 |
| 2.2.5 | g | m/s2 | 重力加速度 |
| 2.2.6 | H | m | 噴頭高度相對“過程中點”時儲存容器液面的位差 |
| 2.2.7 | K | / | 海拔高度修正系數 |
| 2.2.8 | L | m | 計算管段的計算長度 |
| 2.2.9 | n | 個 | 儲存容器的數量 |
| 2.2.10 | nd | 段 | 管網計算管段數量 |
| 2.2.11 | Ng | 個 | 安裝在計算支管流程下游的噴頭數量 |
| 2.2.12 | P0 | 絕壓MPa | 儲存容器額定增壓壓力 |
| 2.2.13 | Pc | 絕壓MPa | 噴頭工作壓力 |
| 2.2.14 | Pf | Pa | 圍護結構承受內壓的允許壓強 |
| 2.2.15 | Ph | MPa | 高程壓頭 |
| 2.2.16 | Pm | 絕壓MPa | 噴放“過程中點”儲存容器內壓力 |
| 2.2.17 | Qc | Kg/s | 單個噴頭的設計流量 |
| 2.2.18 | Qg | Kg/s | 支管平均設計流量 |
| 2.2.19 | Qp | Kg/s | 管道流量 |
| 2.2.20 | Qw | Kg/s | 主干管平均設計流量 |
| 2.2.21 | Qx | Kg/s | 七氟丙烷在防護區的平均噴放速率 |
| 2.2.22 | S | m3/kg | 七氟丙烷過熱蒸汽在101Kpa和防護區最低環境溫度下的比容 |
| 2.2.23 | T | ℃ | 溫度 |
| 2.2.24 | t | s | 七氟丙烷的噴放時間 |
| 2.2.25 | V | m3 | 防護區的凈容積 |
| 2.2.26 | V0 | 噴放前全部儲存容器內的氣相總容積 | |
| 2.2.27 | Vb | m3 | 儲存容器的容量 |
| 2.2.28 | Vp | m3 | 管網的管道內容積 |
| 2.2.29 | W | kg | 防護區七氟丙烷滅火（或惰化）設計用量 |
| 2.2.30 | γ | Kg/ m3 | 七氟丙烷液體密度 |
| 2.2.31 | η | Kg/ m3 | 七氟丙烷充裝率 |
| 2.2.32 | μc | / | 噴頭流量系數 |
| 2.2.33 | ΔP | MPa | 計算管段阻力損失 |
第3.0.1條防護區的劃分，應符合下列規定：
1、防護區宜以固定的單個封閉空間劃分；當同一區間的吊頂和地板下需同時保護時，可合為一個防護區；
2、當采用管網滅火系統時，一個防護區的面積不宜大于500m2；容積不宜大于2000m3；
3、當采用預制滅火裝置時，一個防護區的面積不宜大于100m2；容積不宜大于300m3；
第3.0.2條防護區的最低環境溫度不應低于-10℃。第3.0.3條防護區圍護結構及門窗的耐火極限均不應低于0.5h；吊頂的耐火極限不應低于0.25h；
第3.0.4條防護區圍護結構承受內壓的允許壓強，不宜低于1.2KPa。
第3.0.5條防護區滅火時應保持封閉條件，除泄壓口以外的開口，以及用于該防護區的通風機和通風管道中的防火閥，在噴放七氟丙烷前，應做到關閉。
第3.0.6條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。
泄壓口面積，按下式計算：
Fx=0.15Q/(Pf0.5)(3.0.6)
式中Fx——泄壓口面積（m2）
Q——七氟丙烷在防護區的平均噴放速率（kg/s）
Pf——圍護結構承受內壓的允許壓強（Pa）
當設有外開門彈性閉門器或彈簧門的防護區，其開口面積不小于泄壓口計算面積的，不須另設泄壓口。
第3.0.7條兩個或兩個以上鄰近的防護區，宜采用組合分配系統。
4七氟丙烷設計用量
第一節一般規定
第4.1.1條采用七氟丙烷滅火系統保護的防護區，其七氟丙烷設計用量，應根據防護區可燃物相應的滅火設計濃度或惰化設計濃度驚計算確定。
第4.1.2條某物的滅火設計濃度不應小于該物滅火濃度的1.2倍，某物的惰化設計濃度不應小于該物濃度的1.1倍。
有關可燃物的滅火設計濃度，可按附表A中附表A-1、附表A-2上所給出的滅火濃度進行確定；
有關可燃物的惰化設計濃度，可按附表A中附表A-3上所給出的惰化濃度進行確定；
附表A中未給出的，應經實驗確定。
第4.1.3條有爆炸危險的氣體、液體類火災的防護區，應采用惰化設計濃度；無爆炸危險的氣體、液體類火災和固體類火災的防護區，應采用滅火設計濃度。
第4.1.4條當幾種可燃物共存或混合時，其滅火設計濃度或惰化設計濃度，應按其中最大的滅火濃度或惰化濃度確定。
第4.1.5條圖書、檔案、票據和文物資料庫等防護區，七氟丙烷的滅火設計濃度宜采用10%。
第4.1.6條油浸變壓器、帶油開關的配電室和自備發電機房等防護區，七氟丙烷的滅火設計濃度宜采用8.3%。
第4.1.7條通訊機房和電子計算機房等防護區，七氟丙烷的滅火設計濃度宜采用8%。
第4.1.8條七氟丙烷滅火時的浸漬時間，應符合下列規定：
1、撲救木材、紙張、織物類等固體火災時，不宜小于20min；
2、撲救通訊機房、電子計算機房等防護區火災時，不宜小于3min；
3、撲救其他固體火災時，不宜小于10min；
4、撲救氣體和液體火災時，不宜小于1min；
第二節設計用量
第4.2.1條防護區滅火設計用量或惰化設計用量應按下式計算：
（式略）(4.2.1)
式中W——防護區七氟丙烷滅火（或惰化）設計用量（Kg）
七氟丙烷滅火（或惰化）設計濃度（%）
S——七氟丙烷過熱蒸氣在101KPa和防護區最低環境溫度下的比容（m3/Kg）
V——防護區的凈容積（m3）
K——海拔修正系數，按附錄B的規定采用。
第4.2.2條七氟丙烷在不同溫度下的過熱蒸氣比容，應按下式計算：
S=K1+K2(4.2.2)
式中
T——溫度（℃）
K1——0.1269
K2——0.000513
第4.2.3條系統的設置用量，應為防護區滅火設計用量（或惰化設計用量）與系統中噴放不盡的剩余量之和。噴放不盡的剩余量，應包括儲存容器內剩余量和管網內的剩余量。
1、儲存容器內的剩余量，可按儲存容器內引升管管口以下的容器容積計算。
2、均衡管網和只含一個封閉空間的防護區的非均衡管網，其管道內的剩余量，均可不計。防護區中含兩個或兩個以上封閉空間的非均衡管網，其管網內的剩余量，可按管網第1支點后各支管的長度，分別取各長支管與最短支管長度的差值為計算長度，計算出的各長支管末段的內容積量，應為管網內的容積剩余量。
第4.2.4條當系統為組合分配系統時，系統設置用量中有關防護區滅火設計用量的部分，應采用該組合中某個防護區設計用量最大者替代。
第4.2.5條用于需不間斷保護的防護區的滅火系統和超過8個防護區組合成的組合分配系統，應設七氟丙烷備用量，備用量按原設置用量的100%確定。
5系統設計與管網計算
5.1系統設計
第5.1.1條系統設計與管網計算的設計額定溫度，應為20℃。
第5.1.2條七氟丙烷滅火系統應采用氮氣增壓輸送，氮氣的含水量不應大于0.006%（m3/m3）。
額定增壓壓力分為兩級，應符合下列規定：
一級2.5±0.125Mpa（表壓）
二級4.2±0.125Mpa（表壓）
第5.1.3條儲存容器中七氟丙烷的充裝率，不應大于1150Kg/m3。
第5.1.4條系統管網的管道內容積，不宜大于該系統七氟丙烷充裝容積量的80%。
第5.1.5條管網布置設計為均衡系統，應符合下列規定：
1、各個噴頭，應取相等設計流量；
2、在管網上，從第1分流點至各噴頭的管道阻力損失，其相互間的最大差值不應大于20%；
第5.1.6條七氟丙烷的噴放時間，在通訊機房和電子計算機房等防護區，不宜大于7s；在其它防護區，不應大于10s。
第5.1.7條在管網上，不應采用四通管件進行分流。
5.2管網計算
第5.2.1條管網計算時，各管道中工質的流量，宜采用平均設計流量。
第5.2.2條管網中主干管的平均設計流量，應按下式計算：
Qw=W/t（5.2.2）
式中QW——主干管平均設計流量（Kg/s）；
W——防護區七氟丙烷的滅火（或惰化）設計用量（kg）；
T——七氟丙烷的噴放時間（S）；
第5.2.3條管網中支管的平均設計流量，應按下式計算：
（式略）(5.2.3)
式中Qg——支管平均設計流量（Kg/s）；
Ng——安裝在計算支管流程下游的噴頭數量（個）；
Qc——單個噴頭的設計流量（Kg/S）。
第5.2.4條宜采用噴放七氟丙烷設計用量50%時的“過程中點”容器壓力和該點瞬時流量進行管網計算。宜認定該瞬時流量等于平均設計流量。
第5.2.5條噴放“過程中點”容器壓力，宜按下式計算：
（式略）(5.2.5)
式中Pm——噴放“過程中點”儲存容器內壓力（絕壓，MPa）,(絕壓=表壓+0.101MPa)；
P0——儲存容器額定增壓壓力（絕壓，Mpa）；
V0——噴放前，全部儲存容器內的氣相總容積（m3）；
W——防護區七氟丙烷滅火（或惰化）設計用量（Kg）
γ——七氟丙烷液體密度（Kg/m3）,(20℃時，為1407)；
Vp——管網管道的容積（m3）。
其中，V0=n·Vb(1-η/γ)(5.2.5.1)
式中n——儲存容器的數量（個）
Vb——儲存容器的容量（m3）
η——七氟丙烷充裝率（Kg/m3）
第5.2.6條七氟丙烷管流采用鍍鋅鋼管的阻力損失，可按下式計算，或按圖5.2.6確定。
（式略）(5.2.6)
式中ΔP——計算管段阻力損失（MPa）
L——計算管段的計算長度（m）
Qp——管道流量（kg/s）
D——管道內徑（mm）
（圖略）
第5.2.7條初選管徑，可按平均設計流量及采用管道阻力損失0.003至0.02Mpa/m進行計算（見圖5.2.6）。
第5.2.8條噴頭工作壓力，應按下式計算：
（式略）(5.2.8)
式中Pc——噴頭工作壓力（絕壓，MPa）；
Pm——噴放“過程中點”儲存容器內壓力（絕壓，MPa）；
sum;——系統流程阻力總損失（MPa）；
Nd——管網計算管段的數量；
Ph——高程壓頭（MPa）
第5.2.9條高程壓頭，應按下式計算：
Ph=10-6γ·H·g(5.2.9)
式中
H——噴頭高度相對“過程中點”時儲存容器液面的位差；
γ——七氟丙烷液體密度（kg/m3）；
g——重力加速度（m/s2）
第5.2.10條噴頭工作壓力的計算結果，應符合下列規定：
1、一般，Pc≥0.8（絕壓，MPa），最小，Pc≥0.5（絕壓，MPa）；
2、Pc≥Pm/2（絕壓，MPa）；
第5.2.11條噴頭孔口面積，可按下式計算：
（式略）(5.2.11)
式中Fc——噴頭孔口面積（cm2）
Qc——噴頭設計流量（kg/s）
γ——七氟丙烷液體密度（kg/m3）；
Pc——噴頭工作壓力（表壓，MPa）；
μc——噴頭流量系數。
第5.2.12條噴頭流量系數，由儲存容器的充裝壓力與噴頭孔口結構等因素決定，應試驗得出。
6系統組件
6.1儲存裝置
第6.1.1條滅火系統的儲存裝置應由儲存容器、容器閥、單向閥和集流管等組成。預制滅火裝置的儲存裝置，應由儲存容器、容器閥組成。
第6.1.2條在儲存容器或容器閥上，應設安全瀉壓裝置和壓力表。組合分配系統的集流管，應設安全瀉壓裝置。安全瀉壓裝置的動作壓力，應符合下列規定：
1、儲存壓力為2.5Mpa時，應為4.8±0.4Mpa；
2、儲存壓力為4.2Mpa時，應為6.8±0.4Mpa；
第6.1.3條在容器閥和集流管之間的管道上應設單向閥。單向閥與容器閥或單向閥與集流管之間應采用軟管連接。儲存容器和集流管應采用支架固定。
第6.1.4條備用量的儲存容器與主用量的儲存容器應連接在同一集流管上，并能切換使用。
第6.1.5條在儲存裝置上應設耐用的固定標牌。標明每個容器的編號、皮重、滅火劑名稱、充裝量、充裝日期和儲存壓力等。
第6.1.6條儲存裝置宜設在靠近防護區的專用儲瓶間內。該房間的耐火等級不應低于二級，室溫應為-10~50℃，應有直接通向室外或疏散走道的出口。
第6.1.7條儲存裝置的布置，應便于操作、維修及防止陽光照射。操作面距墻面或兩操作面之間的距離，不宜小于1m。
6.2管道部件與管道
第6.2.1條在通向每個防護區的滅火系統主管道上，應設壓力訊號器或流量訊號器。
第6.2.2條在組合分配系統中，相對于每個防護區應設置控制滅火劑流向的選擇閥，其公稱直徑應與該防護區滅火系統的主管道公稱直徑相等。選擇閥的位置應靠近儲存容器且便于操作。選擇閥宜設有指明其工作防護區的標牌。
第6.2.3條噴頭宜貼近防護區頂面安裝，距頂面的最大距離不應大于0.5m。
噴頭的保護高度和保護半徑，應符合下列規定：
1、最大保護高度，不宜大于5.0m；
2、最小保護高度，不宜小于0.5m；
3、當防護區高度h<1.5m時，噴頭的保護半徑，不應大于3.5m；
4、當防護區高度h≥1.5m時，噴頭的保護半徑，不應大于5.0m；
第6.2.4條噴頭應以其噴射流量和保護半徑進行合理配置，滿足七氟丙烷在防護區均勻分布的要求。
第6.2.5條噴頭應有表示其型號、規格的永久性標志。
設置在有粉塵的防護區的噴頭，應增設在噴射時自行脫落的防塵罩。
第6.2.6條管網管道及管道附件應能承受最高環境溫度下的工作壓力，并應符合下列規定：
1、輸送七氟丙烷的管道應采用無縫鋼管。其質量應符號現行國家標準《冷拔或冷扎精密無縫鋼管》和《無縫鋼管》等的規定。無縫鋼管內外應鍍鋅。
2、輸送七氟丙烷的管道安裝在有腐蝕鍍鋅層的場所，宜采用不銹鋼管。其質量應符合現行國家標準《不銹鋼無縫鋼管》的規定。
3、輸送啟動氣體的管道，宜采用銅管，其質量應符合國家標準《拉制銅管》的規定。
4、管道的連接，當公稱直徑小于或等于80mm時，宜采用螺紋連接年；大于80mm時，宜采用法蘭連接。鋼制管道附件應內外鍍鋅。在有腐蝕鍍鋅層介質的場所，應采用銅合金或不銹鋼的管道附件。
7操作與控制
第7.0.1條采用七氟丙烷滅火系統和預制滅火裝置的防護區，應按現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》的規定設置火災自動報警系統。探測的靈敏度宜采用一級。
第7.0.2條滅火系統應設自動控制、手動控制和機械應急操作三種啟動方式。設置在防護區內的預制滅火裝置應有自動控制和手動控制兩種啟動方式。在自動控制程序中，應安排0~30s可調的延遲噴射的環節。延遲時間的設置，應根據人員安全盡快撤離防護區的需要；對于平時無人工作的防護區，可設為0s。在滅火設計濃度大于9%的防護區，應增設手動與自動控制的轉換裝置，當有人進入防護區時，將滅火系統轉換到手動控制位；當人離開時，恢復到自動控制位。
第7.0.3條自動控制裝置應在接到兩個獨立的火災信號后才能啟動。手動控制裝置和手動與自動轉換裝置應設在防護區疏散出口的門外便于操作的地方。機械應急操作裝置應設在儲瓶間內或防護區疏散出口門外便于操作的地方；并且，其操作方式應經兩步完成。
第7.0.4條滅火系統與預制滅火裝置的操作與控制，應包括對需聯動的開口封閉裝置、通風機和防火閥等設備的操作與控制。設有消防控制中心的場所，各防護區滅火控制系統的動作信息，應傳送給消防控制中心。這些信息包括火災信息捕獲滅火動作、手動與自動轉換和系統故障等。
第7.0.5條滅火系統和預制滅火裝置的供電，應符合現行國家防火標準的規定；采用氣動力源時應保證系統操作和控制需要的壓力和氣量。
8安全要求
第8.0.1條防護區應有足夠寬的疏散通道和出口，保證人員在30S內能撤出防護區。
第8.0.2條經常有人工作的防護區，當人員不能在30S內撤出時，防護區七氟丙烷的滅火設計濃度必須不大與9%。
第8.0.3條防護區的疏散通道及出口，應設應急照明與疏散指示標志。防護區內應設火災聲報警器，必要時，可增設閃光報警器。防護區的入口處應設火災聲、光報警器和滅火劑噴放指示的門燈，以及防護區采用了七氟丙烷保護的標志牌。噴放門燈指示，應保持到防護區通風換氣后手動去除。
第8.0.4條防護區的門應向外開啟，并能自行關閉；疏散出口的門，必須能從防護區內打開。
第8.0.5條滅火后的防護區應通風換氣，地下防護區和無窗或設固定窗扇的地上防護區，應設機械排風裝置，排風口宜設在防護區的下部并應直通室外。
第8.0.6條地下儲瓶間應設機械排風裝置，排風口應設下部直通室外。
第8.0.7條凡經過有爆炸危險的場所的管網系統，應設防靜電接地。
第8.0.8條設有七氟丙烷滅火系統的建筑物，宜配置空氣或氧氣呼吸器。
本規范用詞說明
第C.0.1條執行本規范條文時，對要求嚴格程度的用詞作如下規定，以便執行時區別對待。
1、表示很嚴格，非這樣不可的用詞：
面詞采用“必須”；
反面詞采用“嚴禁”。
2、表示嚴格，在正常情況下均應這樣做的用詞：
正面詞采用“應”；
反面詞采用“不應”或“不得”。
3、表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應這樣做的用詞：正面詞采用“宜”或“可”；
反面詞采用“不宜”。
第C.0.2條條文中規定應按指定的標準，規范執行時，寫法為“應符合.....的規定”或“應按.....執行”。
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