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茂名圖書館新館氣體滅火系統(tǒng)選用及設(shè)計
日期：2025-01-22 00:37
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摘要：
1、工程概況
茂名圖書館新館位于茂名市文化廣場，是市（地）級公共圖書館，是茂名地區(qū)的藏書目
錄、館際協(xié)作和業(yè)務(wù)輔導的中心。新館藏書規(guī)模達120萬冊，每天接待讀者2000人，閱覽座位約1000個，是茂名市文化廣場的一座重要建筑物。新館的總建筑面積21781.8m2，地上四層、地下一層，總建筑高度18.40m，內(nèi)設(shè)中央空調(diào)。
現(xiàn)考慮在圖書館地下層的柴油發(fā)電機房，首層的消防控制中心及計算機，四層古籍文獻閱覽室及地方文獻內(nèi)參資料閱覽室采用氣體消防滅火系統(tǒng)。
2、氣體滅火系統(tǒng)的選擇
一九八七年九月在加拿大的蒙特利爾，世界各國一致簽署了為保護地球臭氧層和挽救整個地球生態(tài)環(huán)境，而在全球范圍內(nèi)**禁止生產(chǎn)和使用氟氯烴和鹵代碳氫化合物的“蒙特利爾協(xié)定書”。至此，一直作為一種極其有效的滅火系統(tǒng)并被廣泛使用的鹵代烷1301滅火系統(tǒng)和其它類似的滅火系統(tǒng)，開始被絕大多數(shù)國家禁止使用。目前國內(nèi)替代1301的潔凈氣體滅火劑主要有煙烙盡（IG-541）、七氟丙烷（HFC-227ea）、三氟甲烷（HFC-23）和CO2四種，現(xiàn)對以上四種產(chǎn)品進行比較（見表一）。
名稱/項目 | IG-541 | HFC-227ea | HFC-23 | CO2 |
化學組成 | 52%N2,40%Ar,8%CO2 | CH3CHFCH3 | CHF3 | CO2 |
設(shè)計濃度(%) | 37.5%~43% | 7.5%~10% | 不小于15.6% | 40% |
氣體釋放時間 | 不大于60s | 不大于10s | 不大于10s | 不大于60s |
浸漬時間 | 不小于10min | 不小于10min | 不小于10min | 不小于20min |
貯存壓力 | 15/20MP | 2.5MPa | 15MPa | |
輸送距離 | 150m | 30m | 60m | 80m |
NOAEL濃度 | 43% | 9.0% | 50% | 20%時人死亡 |
LOAEL濃度 | >52% | >10.5% | >50% | |
LC50濃度 | 無 | >80% | >65% | |
溫室效應(yīng) | 無 | 有 | 有 | 有 |
無 | 產(chǎn)生HF酸,對設(shè)備有腐蝕 | 產(chǎn)生HF酸,對設(shè)備有腐蝕 | 有霧化現(xiàn)象 | |
藥劑價格 | 較高 | 高 | 高 | 低 |
注：NOAEL濃度：未觀察到在生理上或毒性反應(yīng)上產(chǎn)生影響的*高濃度。
LOAEL濃度：可觀察到在生理上或毒性反應(yīng)上產(chǎn)生影響的*低濃度。
LC50濃度：有50％試驗小鼠致死在暴露4h的滅火劑濃度。
綜合上述各氣體滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點，結(jié)合防護區(qū)特點（如體積小、分散、輸送距離遠、經(jīng)常有人工作等）,適合本設(shè)計的氣體滅火系統(tǒng)只有煙烙盡（IG-541）氣體滅火系統(tǒng)。
3、烙盡氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)計
3．1、設(shè)計原理
通過噴放惰性氣體，降低空氣中氧氣的比例（1min內(nèi)氧氣濃度降低至12.5％），以阻止燃燒；同時CO2濃度提高至4％，以刺激肺部呼吸。
3．2、系統(tǒng)組成
儲存裝置（儲存容器、容器閥、高壓軟管、單向閥、**泄壓閥、集流管和壓力指示器）、減壓孔板、選擇閥、壓力開關(guān)、管道、噴頭，煙感溫感探測系統(tǒng)、報警裝置和控制盤等。
3．3、計參數(shù)
*小設(shè)計滅火濃度37.5%(16℃時)，*大設(shè)計滅火濃度42.8%(32℃時)。
3．4、滅火劑設(shè)計用量
a.煙烙盡氣體滅火劑設(shè)計用量按下式計算，
M=XV
式中M－滅火劑設(shè)計用量（m3）
V－防護區(qū)凈容積（m3）
X－淹沒系數(shù)，X=2.303x(VS/S)xLog［100/（100-C）］，S－煙烙盡過熱蒸汽比容（m3/kg），可由下式近似求得：S=0.65799+0.00239T
式中T－防護區(qū)內(nèi)預(yù)期*低環(huán)境溫度（℃）
C－滅火劑設(shè)計濃度
Vs－20℃時滅火劑比容，取0.707m3/kg
b.管網(wǎng)及容器瓶內(nèi)的剩余量按設(shè)計用量的1％～2％考慮。
c.系統(tǒng)滅火劑用量，應(yīng)為防護區(qū)滅火劑設(shè)計用量與系統(tǒng)中噴放不凈的剩余量之和。
d.撲滅可燃液體火災(zāi)、電氣火災(zāi)的*小設(shè)計濃度應(yīng)為40%，撲滅可熔化固體火災(zāi)、可燃固體的表面火災(zāi)、電氣火災(zāi)的*小設(shè)計濃度應(yīng)為37.5%。
3．5、統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計
a.滅火劑噴射時間，應(yīng)保證在1min之內(nèi)達到*小設(shè)計濃度的95％。
b.噴嘴出口前壓力一般不應(yīng)小于2.2Mpa。
c.噴嘴的*大安裝高度為6.0m，超過6.0m時應(yīng)在高度方向另外加設(shè)噴嘴。
d.管道容積與儲存容器的容積比不應(yīng)超過66％。
e.集流管中減壓孔板孔徑與其連接管道直徑之比應(yīng)在13％～55％范圍內(nèi)。
3．6、防護區(qū)設(shè)計
a.當采用管網(wǎng)系統(tǒng)時，一個防護區(qū)的面積不宜大于500m2，容積不宜大于2000m3。
b.防護區(qū)圍護結(jié)構(gòu)的耐火等級不應(yīng)低于0.5h；吊頂耐火等級不應(yīng)低于0.25h；圍護結(jié)構(gòu)所能承受內(nèi)壓的允許壓強不宜低于1.2Kpa。
c.防護區(qū)滅火時應(yīng)保持封閉條件，除泄壓口外的其他開口，應(yīng)能在潔凈氣體前自動關(guān)閉。
d.防護區(qū)泄壓口設(shè)置
一般來說，若保護區(qū)設(shè)有外開門、彈性閉門器或彈簧門，如果其開口面積不小于泄壓口的計算面積，該保護區(qū)可不設(shè)泄壓口。泄壓口計算面積公式如下：
Af=Kq/Pf0.5
式中Af－泄壓口面積（m2）
K－泄壓口面積系數(shù)，K=0.0135
Q－滅火劑的噴放速率，Q=2.7M/t，其中M為滅火劑設(shè)計用量，t(min)為噴放時間。
Pf－圍護結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓的允許壓強。
4、系統(tǒng)的自動控制
4．1、自動控制
自動控制應(yīng)具有自動探測火災(zāi)和自動啟動系統(tǒng)的功能。滅火系統(tǒng)的自動控制應(yīng)在收到防護區(qū)內(nèi)兩個獨立的火災(zāi)報警信號后才能啟動。自動控制啟動時可以設(shè)置*長為30秒的延時，以使防護區(qū)內(nèi)人員撤離和關(guān)閉通風管道中的防火閥。
4．2、手動控制
每一個防護區(qū)應(yīng)設(shè)置一個手動/自動選擇開關(guān)，選擇開關(guān)上的手動和自動位置應(yīng)有明顯標識。防護區(qū)入口處應(yīng)設(shè)置緊急停止噴放裝置。在所有情況下，手動啟動控制應(yīng)優(yōu)先于緊急停止功能。手動啟動可不經(jīng)過延時而直接啟動。
4．3、機械應(yīng)急操作
當自動控制和手動控制均失靈時，需要采用機械應(yīng)急操作來啟動，工作人員可通過鋼瓶上的釋放閥或選擇閥上的手動啟動器來啟動整個氣體滅火系統(tǒng)。
5、結(jié)束語
煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)其成分均為惰性氣體，氣體取自于大自然。其優(yōu)點是滅火前后的氣體對人無傷害，對環(huán)保無任何影響，氣體價格便宜。但是其缺點是，鋼瓶數(shù)量多，而且儲存及工作壓力大，滅火濃度要求高，這些對進一步推廣和使用煙烙盡氣體滅火系統(tǒng)帶來了一些困難。但是，相對于其他氣體滅火系統(tǒng)，茂名圖書館選用煙烙盡作為氣體滅火劑，仍不失為一種理想的哈龍?zhí)娲?。（作者單位：廣東省建筑設(shè)計研究院）
參考文獻
1、上海市工程建設(shè)規(guī)程《惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》DG/TJ08-306-2001，J10112-2001
2、廣東省標準《七氟丙烷（HFC-227ea）潔凈氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》DBJ15-23-1999
3、中華人民共和國國家標準《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50193-93
4、國內(nèi)民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施－給水排水