3.3 七氟丙烷滅火系統(tǒng)

條文說明

3.3.1 滅火設(shè)計濃度不應(yīng)小于滅火濃度1.3倍及惰化設(shè)計濃度不應(yīng)小于惰化濃度1.1倍的規(guī)定，是等同采用《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火設(shè)計規(guī)范》NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

有關(guān)可燃物的滅火濃度數(shù)據(jù)及惰化濃度數(shù)據(jù)，也是采用了《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火設(shè)計規(guī)范》NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

采用惰化設(shè)計濃度的，只是對有爆炸危險的氣體和液體類的防護(hù)區(qū)火災(zāi)而言。即是說，無爆炸危險的氣體、液體類的防護(hù)區(qū)，仍采用滅火設(shè)計濃度進(jìn)行消防設(shè)計。

那么，如何認(rèn)定有無爆炸危險呢？

首先，應(yīng)從溫度方面去檢查。以防護(hù)區(qū)內(nèi)存放的可燃、易燃液體或氣體的閃點(diǎn)（閉口杯法）溫度為標(biāo)準(zhǔn)，檢查防護(hù)區(qū)的最高環(huán)境溫度及這些物料儲存（或工作）溫度，不高過閃點(diǎn)溫度的，且防護(hù)區(qū)滅火后不存在永久性火源、而防護(hù)區(qū)又經(jīng)常保持通風(fēng)良好，則認(rèn)為無爆炸危險，可按滅火設(shè)計濃度進(jìn)行設(shè)計。還需提請注意的是：對于撲救氣體火災(zāi)，滅火前應(yīng)做到切斷氣源。

當(dāng)防護(hù)區(qū)最高環(huán)境溫度或可燃、易燃液體的儲存（或工作）溫度高過其閃點(diǎn)（閉口杯法）溫度時，可進(jìn)一步再做檢查：如果在該溫度下，液體揮發(fā)形成的最大蒸氣濃度小于它的燃燒下限濃度值的50％時，仍可考慮按無爆炸危險的滅火設(shè)計濃度進(jìn)行設(shè)計。

如何在設(shè)計時確定被保護(hù)對象（可燃、易燃液體）的最大蒸氣濃度是否會小于其燃燒下限濃度值的50％呢？這可轉(zhuǎn)換為計算防護(hù)區(qū)內(nèi)被保護(hù)對象的允許最大儲存量，并可參考下式進(jìn)行計算：

式中 Wm—允許的最大儲存量（kg）；

        Cf—該液體（保護(hù)對象）蒸氣在空氣中燃燒下限濃度（％，體積比）；

        M—該液體的分子量；

        K—防護(hù)區(qū)最高環(huán)境溫度或該液體工作溫度（按其中最大值，絕對溫度）

        V—防護(hù)區(qū)的容積（m3）。

3.3.3 本條規(guī)定了圖書、檔案、票據(jù)及文物資料等防護(hù)區(qū)的滅火設(shè)計濃度宜采用10％。首先應(yīng)該說明，依據(jù)本規(guī)范3.2.1條，七氟丙烷只適用于撲救固體表面火災(zāi)，因此上述規(guī)定的滅火設(shè)計濃度，是撲救表面火災(zāi)的滅火設(shè)計濃度，不可用該設(shè)計濃度去撲救這些防護(hù)區(qū)的深位火災(zāi)。

固體類可燃物大都有從表面火災(zāi)發(fā)展為深位火災(zāi)的危險；并且，在燃燒過程中表面火災(zāi)與深位火災(zāi)之間無明顯的界面可以劃分，是一個漸變的過程。為此，在滅火設(shè)計上，立足于撲救表面火災(zāi)，并顧及到淺度的深位火災(zāi)的危險；這也是制定鹵代烷滅火系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時國內(nèi)外一貫的做法。

如果單純依據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》ISO14520標(biāo)準(zhǔn)所給出的七氟丙烷滅固體表面火災(zāi)的滅火濃度為5.8％的數(shù)據(jù)，而規(guī)定上述防護(hù)區(qū)的最低滅火設(shè)計濃度為 7.5％，是不恰當(dāng)?shù)摹Ｒ驗(yàn)槟侵皇菃渭兊谋砻婊馂?zāi)滅火濃度，《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》ISO14520標(biāo)準(zhǔn)所給出的這個數(shù)據(jù)，是以正庚烷為燃料的動態(tài)滅火試驗(yàn)為基礎(chǔ)的，它當(dāng)然是單純的表面火災(zāi)，只能在熱釋放速率等方面某種程度上代表固體表面火災(zāi)，而對淺度的深位火災(zāi)的危險性，正庚烷火不可能準(zhǔn)確體現(xiàn)。

本條規(guī)定了紙張類為主要可燃物防護(hù)區(qū)的滅火設(shè)計濃度，它們在固體類火災(zāi)中發(fā)生淺度深位火災(zāi)的危險，比之其他可能性更大。撲滅深位火災(zāi)的滅火濃度要遠(yuǎn)大于撲滅表面火災(zāi)的滅火濃度；且對于不同的滅火浸漬時間，它的滅火濃度會發(fā)生變化，浸漬時間長，則滅火濃度會低一些。

制定本條標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，但七氟丙烷撲滅實(shí)際固體表面火災(zāi)的基本試驗(yàn)迄今未見國內(nèi)外有相關(guān)報道，無法借鑒。所以只能借鑒以往國內(nèi)外制定其它鹵代烷滅火系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)數(shù)據(jù)，它們對上述保護(hù)對象，其滅火設(shè)計濃度約取滅火濃度的1.7~2.0倍，浸漬時間大都取10min。故本條規(guī)定七氟丙烷在上述防護(hù)區(qū)的滅火設(shè)計濃度為10％，是滅火濃度的1.72倍。

3.3.4 本條對油浸變壓器室、帶油開關(guān)的配電室和燃油發(fā)電機(jī)房的七氟丙烷滅火設(shè)計濃度規(guī)定宜采用9%，是依據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》ISO14520標(biāo)準(zhǔn)提供的相關(guān)滅火濃度數(shù)據(jù)，取安全系數(shù)約為1.3確定的。

3.3.5 通訊機(jī)房、計算機(jī)房中的陳設(shè)、存放物，主要是電子電器設(shè)備、電纜導(dǎo)線和磁盤、紙卡之類，以及桌椅辦公器具等，它們應(yīng)屬固體表面火災(zāi)的保護(hù)。依據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》ISO14520標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，固體表面火災(zāi)的七氟丙烷滅火濃度為5.8%，最低滅火設(shè)計濃度可取7.5％。但是，由于防護(hù)區(qū)內(nèi)陳設(shè)、存放物多樣，不能單純按電子電器設(shè)備可燃物類考慮；即使同是電纜電線，也分塑膠與橡膠電纜電線，它們滅火難易不同。我國國家標(biāo)準(zhǔn)《鹵代烷1301滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50163-92，對通訊機(jī)房、電子計算機(jī)房規(guī)定的鹵代烷1301的滅火設(shè)計濃度為5％，而固體表面火災(zāi)的鹵代烷1301的滅火濃度為3.8％，取的安全系數(shù)是1.32；國外的情況，像美國，計算機(jī)房用鹵代烷1301保護(hù)，一般都取5.5％滅火設(shè)計濃度，安全系數(shù)為1.45。

從另外一個角度來說，七氟丙烷與鹵代烷1301比較，在火場上它比鹵代烷1301的分解產(chǎn)物多，其中主要成分是HF，HF對人體與精密設(shè)備是有傷害和浸蝕影響的，但據(jù)美國Fessisa的試驗(yàn)報告指出，提高七氟丙烷的滅火設(shè)計濃度，可以抑制分解產(chǎn)物的生成量，提高20％就可減少50％的生成量。

正是考慮上述情況，本規(guī)范確定七氟丙烷對通訊機(jī)房、電子計算機(jī)房的保護(hù)，采用滅火設(shè)計濃度為8％，安全系數(shù)取的是1.38。

3.3.6 本條所作規(guī)定，目的是限制隨意增加滅火使用濃度，同時也為了保證應(yīng)用時的人身安全和設(shè)備安全。

3.3.7 一般來說，采用鹵代烷氣體滅火的地方都是比較重要的場所，迅速撲滅火災(zāi)，減少火災(zāi)造成的損失，具有重要意義。因此，鹵代烷滅火都規(guī)定滅初期火災(zāi)，這也正能發(fā)揮鹵代烷滅火迅速的特點(diǎn)；否則，就會造成鹵代烷滅火的困難。對于固體表面火災(zāi)，火災(zāi)預(yù)燃時間長了才實(shí)行滅火，有發(fā)展成深位火災(zāi)的危險，顯然是很不利于鹵代烷滅火的；對于液體、氣體火災(zāi)，火災(zāi)預(yù)燃時間長了，有可能釀成爆炸的危險，鹵代烷滅火可能要從滅火設(shè)計濃度改換為惰化設(shè)計濃度。由此可見，采用鹵代烷滅初期火災(zāi)，縮短滅火劑的噴放時間是非常重要的。故國際標(biāo)準(zhǔn)及國外一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)，都將鹵代烷的噴放時間規(guī)定不應(yīng)大于10s。

另外，七氟丙烷遇熱時比鹵代烷1301的分解產(chǎn)物要多出很多，其中主要成分是HF，它對人體是有傷害的；與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成氫氟酸，還會造成對精密設(shè)備的浸蝕損害。根據(jù)美國Fesseisa的試驗(yàn)報告，縮短鹵代烷在火場的噴放時間，從10s縮短為5s，分解產(chǎn)物減少將近一半。

為有效防止滅火時HF對通訊機(jī)房、電子計算機(jī)房等防護(hù)區(qū)的損害，宜將七氟丙烷的噴放時間從一般的10s縮短一些，故本條中規(guī)定為8s。這樣的噴放時間經(jīng)試驗(yàn)論證，一般是可以做到的，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家里也是被提倡的。當(dāng)然，這會增加系統(tǒng)設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計上的難度，尤其是對于那些離儲瓶間遠(yuǎn)的防護(hù)區(qū)和組合分配系統(tǒng)中的個別防護(hù)區(qū)，它們的難度會大一些。故本規(guī)范采用了5.6MPa增壓（等級）條件供選用。

3.3.8 本條是對七氟丙烷滅火時在防護(hù)區(qū)的浸漬時間所做的規(guī)定，針對不同的保護(hù)對象提出不同要求。

對撲救木材、紙張、織物類固體表面火災(zāi)，規(guī)定滅火浸漬時間宜采用20min。這是借鑒以往鹵代烷滅火試驗(yàn)的數(shù)據(jù)。例如，公安部天津消防研究所以小木楞垛（12mm×12mm×140mm，5排×7層）動態(tài)滅火試驗(yàn)，求測固體表面火災(zāi)的滅火數(shù)據(jù)（美國也曾做過這類試驗(yàn)）。他們的滅火數(shù)據(jù)中，以鹵代烷1211為工質(zhì)，達(dá)到3.5％的濃度，滅明火；欲繼續(xù)將木楞垛中的陰燃火完全滅掉，需要提高到6~8％的濃度，并保持此濃度6~7min；若以3.5％~4％的濃度完全滅掉陰燃火，保持時間要增至30min以上。

在第3.3.3條中規(guī)定本類火災(zāi)的滅火設(shè)計濃度為10％，安全系數(shù)取1.72，按慣例該安全系數(shù)取的偏低點(diǎn)。鑒于七氟丙烷市場價較高，不宜將設(shè)計濃度取高，而是可以考慮將浸漬時間稍加長些，這樣仍然達(dá)到安全應(yīng)用的目的。故本條規(guī)定了撲救木材、紙張、織物類滅火的浸漬時間為20min。這樣做符合本規(guī)范總則中“安全可靠”、“經(jīng)濟(jì)合理”的要求；在國外標(biāo)準(zhǔn)中，也有鹵代烷滅火浸漬時間采用20min的規(guī)定。

至于其它類固體火災(zāi)，滅火一般要比木材、紙張類容易些（熱固性塑料等除外），故滅火浸漬時間規(guī)定為宜采用10min。

通訊機(jī)房、電子計算機(jī)房的滅火浸漬時間，在本規(guī)范里不像其他類固體火災(zāi)規(guī)定的那么長，是出于以下兩方面的考慮：

第一．盡管它們同屬固體表面火災(zāi)保護(hù)，但電子、電器類不像木材、紙張那樣容易趨近構(gòu)成深位火災(zāi)，撲救起來要容易得多；同時，國內(nèi)外對電子計算機(jī)房這樣的典型應(yīng)用場所，專門做過一些試驗(yàn)，試驗(yàn)表明，鹵代烷滅火時間都是在1min內(nèi)完成的，完成后無復(fù)燃現(xiàn)象。

第二，通訊機(jī)房、計算機(jī)房所采用的是精密設(shè)備，通導(dǎo)性和清潔性都要求非常高，應(yīng)考慮到七氟丙烷在火場所產(chǎn)生的分解物可能會對它們造成危害。所以在保證滅火安全的前提下，盡量縮短浸漬時間是必要的。這有利于滅火之后盡快將七氟丙烷及其分解產(chǎn)物從防護(hù)區(qū)里清除出去。

但從滅火安全考慮，也不宜將滅火浸漬時間取得過短，故本規(guī)范規(guī)定，通訊機(jī)房、計算機(jī)房等防護(hù)區(qū)的滅火浸漬時間為5min。

氣體、液體火災(zāi)都是單純的表面火災(zāi)。所有氣體、液體滅火試驗(yàn)表明，當(dāng)氣體滅火劑達(dá)到滅火濃度后都能立即滅火?？紤]到一般的冷卻要求，本規(guī)范規(guī)定它們的滅火浸漬時間不應(yīng)小于1min。如果滅火前的燃燒時間較長，冷卻不容易，浸漬時間應(yīng)適當(dāng)加長。

3.3.9 七氟丙烷20℃時的蒸氣壓為0.39MPa（絕對壓力），七氟丙烷在環(huán)境溫度下儲存，其自身蒸氣壓不足以將滅火劑從滅火系統(tǒng)中輸送噴放到防護(hù)區(qū)。為此，只有在儲存容器中采用其他氣體給滅火劑增壓。規(guī)定采用的增壓氣體為氮?dú)猓⒁?guī)定了它的允許含水量，以免影響滅火劑質(zhì)量和保證露點(diǎn)要求。這都等同采用了《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

為什么要對增壓壓力作出規(guī)定，而不可隨意選取呢？這其中的主要緣故是七氟丙烷儲存的初始壓力，是影響噴頭流量的一個固有因素。噴頭的流量曲線是按初始壓力為條件預(yù)先決定的，這就要求初始充壓壓力不能隨意選取。

為了設(shè)計方便，設(shè)定了三個級別：系統(tǒng)管網(wǎng)長、流損大的，可選用4.2MPa及5.6MPa增壓級；管網(wǎng)短、流損小的，可選用2.5 MPa增壓級。2.5MPa及4.2MPa是等同采用了ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；增加的5.6MPa增壓級是為了滿足我國最通常采用的組合分配系統(tǒng)的設(shè)計需要，即在一些距離儲瓶間較遠(yuǎn)防護(hù)區(qū)也能達(dá)到噴射時間不大于8s的設(shè)計條件。

3.3.10 對單位容積充裝量上限的規(guī)定，是從儲存容器使用安全考慮的。因充裝量過高時，當(dāng)儲存容器工作溫度（即環(huán)境溫度）上升到某一溫度之后，其內(nèi)壓隨溫度的增加會由緩增變?yōu)槎冈觯@會危及儲存容器的使用安全，故而應(yīng)對單位容積充裝量上限作出恰當(dāng)而又明確的規(guī)定。充裝量上限由實(shí)驗(yàn)得出，所對應(yīng)的最高設(shè)計溫度為50℃，各級的儲存容器的設(shè)計壓力應(yīng)分別不小于：一級4.0MPa；二級5.6MPa（焊接容器）和6.7MPa（無縫容器）；三級8.0MPa。

系統(tǒng)計算過程中初選充裝量，建議采用800~900kg /m3左右。

3.3.11 本條所做的規(guī)定，是為保證七氟丙烷在管網(wǎng)中的流動性能要求及系統(tǒng)管網(wǎng)計算方法上的要求而設(shè)定的。我國國家標(biāo)準(zhǔn)《鹵代烷1301滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GBJ50163-92和美國標(biāo)準(zhǔn)《鹵代烷1301滅火系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》NFPA12A中都有相同的規(guī)定。

3.3.12 管網(wǎng)設(shè)計布置為均衡系統(tǒng)有三點(diǎn)好處：一是滅火劑在防護(hù)區(qū)里容易做到噴放均勻，利于滅火；二是可不考慮滅火劑在管網(wǎng)中的剩余量，做到節(jié)??；三是減少設(shè)計工作的計算量，可只選用一種規(guī)格的噴頭，只要計算“最不利點(diǎn)”這一點(diǎn)的阻力損失就可以了。

均衡系統(tǒng)本應(yīng)是管網(wǎng)中各噴頭的實(shí)際流量相等，但實(shí)際系統(tǒng)大都達(dá)不到這一條件。因此，按照慣例，放寬條件，符合一定要求的，仍可按均衡系統(tǒng)設(shè)計。這種規(guī)定，其實(shí)質(zhì)在于對各噴頭間工作壓力最大差值容許有多大。過去，對于可液化氣體的滅火系統(tǒng)，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)一般都按流程總損失的10％確定允許最大差值。如果本規(guī)范也采用這一規(guī)定，在按本規(guī)范設(shè)計的七氟丙烷滅火系統(tǒng)中，按第二級增壓的條件計算，可能出現(xiàn)的最大的流程總損失為 l.5 MPa（4.2MPa/2－0.6MPa），允許的最大差值將是0.15MPa。即當(dāng)“最不利點(diǎn)”噴頭工作壓力是0.6MPa時，“最利點(diǎn)”噴頭工作壓力可達(dá)0.75 MPa，由此計算得出噴頭之間七氟丙烷流量差別接近20％（若按第三級增壓條件計算其差別會更大）。差別這么大，對七氟丙烷滅火系統(tǒng)來說，要求噴射時間短、滅火快，仍將其認(rèn)定是均衡系統(tǒng)，顯然是不合理的。

上述制定允許最大差值的方法有值得商榷的地方。管網(wǎng)各噴頭工作壓力差別，是由系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)入防護(hù)區(qū)后的管網(wǎng)布置所產(chǎn)生的，與儲存容器管網(wǎng)、匯流管和系統(tǒng)的主干管沒有關(guān)系，不應(yīng)該用它們來規(guī)定“允許最大差值”；更何況上述這些管網(wǎng)的損失占流程總損失的大部分，使最終結(jié)果誤差較大。

本規(guī)范從另一個角度考慮——相互間發(fā)生的差別用它們自身的長短去比較來考慮，故規(guī)定為：“管網(wǎng)的第1分流點(diǎn)至各噴頭的管道阻力損失，其相互之間的最大差值不應(yīng)大于20％”。雖然允許差值放大了，但噴頭之間的流量差別卻減小了。經(jīng)測算，當(dāng)?shù)?分流點(diǎn)至各噴頭的管道阻力損失最大差值為20％時，其噴頭之間流量最大差別僅為10％左右。

3.3.14 滅火設(shè)計用量或惰化設(shè)計用量和系統(tǒng)滅火劑儲存量

1 本款是等同采用了《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。公式中C１值的取用，取百分?jǐn)?shù)中的實(shí)數(shù)（不帶百分號）。公式中K（海拔高度修正系數(shù)）值，對于在海拔高度0~1000m以內(nèi)的防護(hù)區(qū)滅火設(shè)計，可取K=1．即可以不修正。對于采用了空調(diào)或冬季取暖設(shè)施的防護(hù)區(qū)，公式中的S值，可按20℃進(jìn)行計算。

2 本款是等同采用了《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》ISO14520及《潔凈氣體滅火劑滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》NFPA200l標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3 一套七氟丙烷滅火系統(tǒng)需要儲存七氟丙烷的量，就是本條規(guī)定系統(tǒng)的儲存量。式（3.3.14-1）計算出來的“滅火設(shè)計用量”，是必須儲存起來的，并且在滅火時要全部噴放到防護(hù)區(qū)里去，否則就難以實(shí)現(xiàn)滅火的目的。但是要把容器中的滅火劑全部從系統(tǒng)中噴放出去是不可能的，總會有一些剩留在容器里及部分非均衡管網(wǎng)的管道中。為了保證“滅火設(shè)計用量”都能從系統(tǒng)中噴放出去，在系統(tǒng)容器中預(yù)先多充裝一部分，這多裝的量正好等于在噴放時剩留的，即可保證“滅火設(shè)計用量” 全部噴放到防護(hù)區(qū)里去。

5 非均衡管網(wǎng)內(nèi)剩余量的計算，參見下圖說明：

從管網(wǎng)第一分支點(diǎn)計算各支管的長度，分別取各長支管與最短支管長度的差值為計算剩余量的長度；各長支管在末段的該長度管道內(nèi)容積量之和，等量于滅火劑在管網(wǎng)內(nèi)剩余量的體積量。

系統(tǒng)管網(wǎng)里七氟丙烷剩余量（容積量）等于管道xd段、x2f段、fg段與fh段的管道內(nèi)容積之和。

3.3.15 管網(wǎng)計算的規(guī)定

4 本款規(guī)定了七氟丙烷滅火系統(tǒng)管網(wǎng)的計算方法。由于七氟丙烷滅火系統(tǒng)是采用了氮?dú)庠鰤狠斔?，而氮?dú)庠鰤悍椒ㄊ遣捎玫亩ㄈ莘e的密封蓄壓方式，在七氟丙烷噴放過程中無氮?dú)庋a(bǔ)充增壓。故七氟丙烷滅火系統(tǒng)噴放時，是定容積的蓄壓氣體在自由膨脹下輸送七氟丙烷，形成不定流、不定壓的隨機(jī)流動過程。這樣的管流計算是比較復(fù)雜的，細(xì)致的計算應(yīng)采用微分的方法，但在工程應(yīng)用計算上很少采用這種方法。歷來的工程應(yīng)用計算，都是在保證應(yīng)用精度的條件下力求簡單方便。鹵代烷滅火系統(tǒng)計算也不例外，以往的鹵代烷滅火系統(tǒng)的國際、國外標(biāo)準(zhǔn)都是這樣做的（但迄今為止，國際、國外標(biāo)準(zhǔn)尚未提供潔凈氣體滅火劑滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)計算方法）。

對于這類管流的簡化計算，常采用的辦法是以平均流量取代過程中的不定流量。已知流量還不能進(jìn)行管流計算，還需知道相對應(yīng)的壓頭。尋找簡化計算方法，也就是尋找相應(yīng)于平均流量的壓頭。在七氟丙烷噴放過程中，必然存在這樣的某一瞬時，其流量會正好等于全過程的平均流量，那么該瞬時的壓頭即是所需尋找的壓頭。

對于現(xiàn)今工程上通常所建立的鹵代烷滅火系統(tǒng)，經(jīng)過精細(xì)計算，鹵代烷噴放的流量等于平均流量的那一瞬時，是系統(tǒng)的鹵代烷設(shè)計用量從噴頭噴放出去50％的瞬時（準(zhǔn)確地說，是非常接近50%的瞬時）；只要是在規(guī)范所設(shè)定的條件下進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，就不會因?yàn)橄到y(tǒng)的某些差異帶來該瞬時點(diǎn)的較大的偏移。將這一瞬時，規(guī)定為噴放全過程的“過程中點(diǎn)”。本規(guī)范對七氟丙烷滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)計算就采用了這個計算方法。它不是獨(dú)創(chuàng)，也是沿用了以往國際標(biāo)準(zhǔn)和國外標(biāo)準(zhǔn)對鹵代烷滅火系統(tǒng)的一貫做法。

5 噴放“過程中點(diǎn)”儲存容器內(nèi)壓力的含義，請見上一款的說明。這一壓力的計算公式，是按定溫過程依據(jù)波義爾——馬略特定律推導(dǎo)出來的。

6 本款是提供七氟丙烷滅火系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行管流阻力損失計算的方法。該計算公式可以做成圖示（圖2），更方便于計算使用。

七氟丙烷管流阻力損失的計算，現(xiàn)今的《氣體滅火系統(tǒng)—物理性能和系統(tǒng)設(shè)計》ISO14520及《潔凈滅火劑滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》NFPA2001都未提供出來。為了建立這一計算方法，首先應(yīng)該了解七氟丙烷在滅火系統(tǒng)中的管流狀態(tài)。為此進(jìn)行了專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，對七氟丙烷在20℃條件下，以不同充裝率，測得它們在不同壓力下七氟丙烷的密度變化，繪成曲線如圖3。

圖3 不同壓力下七氟丙烷的密度

從測試結(jié)果得知，七氟丙烷在管道中的流動，即使在大壓力降的條件下，基本上仍是液相流。據(jù)此，依據(jù)流體力學(xué)的管流阻力損失計算基本公式和阻力平方區(qū)的尼古拉茨公式，建立了本規(guī)范中的七氟丙烷管流的計算方法。

將這一計算方法轉(zhuǎn)換為對鹵代烷1211的計算，與美國《鹵代烷1211滅火系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》NFPA12B和英國《室內(nèi)滅火裝置與設(shè)備實(shí)施規(guī)范》BS5306上的計算進(jìn)行校核，得到基本一致的結(jié)果。

本款中所列（3.3.15-5）式和圖2用于鍍鋅鋼管七氟丙烷管流的阻力損失計算；當(dāng)系統(tǒng)管道采用不銹鋼管時，其阻力損失計算可參考使用。

有關(guān)管件的局部阻力損失當(dāng)量長度見表1～表3，可供設(shè)計參考使用：

表1　螺紋接口彎頭局部損失當(dāng)量長度

表2　螺紋接口三通局部損失當(dāng)量長度

表3　螺紋接口縮徑接頭局部損失當(dāng)量長度

3.3.16 本條的規(guī)定，是為了保證七氟丙烷滅火系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量，滿足七氟丙烷滅火系統(tǒng)滅火技術(shù)要求而需設(shè)定的。

最小Pc值是參照實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定的。

Pc≥Pm/2（MPa，絕對壓力），它是對七氟丙烷系統(tǒng)設(shè)計通過“簡化計算”后精確性的檢驗(yàn)；如果不符合，說明設(shè)定條件不滿足，應(yīng)該調(diào)整重新計算。

下面用一個實(shí)例，介紹七氟丙烷滅火系統(tǒng)設(shè)計的計算演算：

有一通訊機(jī)房，房高3.2m，長14m，寬7m，設(shè)七氟丙烷滅火系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)（引入的部件的有關(guān)數(shù)據(jù)是取用某公司的ZYJ-100系列產(chǎn)品）

1）確定滅火設(shè)計濃度

依據(jù)本規(guī)范中規(guī)定，取C1=8%

2）計算保護(hù)空間實(shí)際容積

V=3.2×14×7=313.6（m3）

3）計算滅火劑設(shè)計用量

依據(jù)本規(guī)范公式（3.3.14-1），

S=0.1269+0.000513?T

=0.1269+0.000513×20

=0.13716（m3/kg）

4）設(shè)定滅火劑噴放時間

依據(jù)本規(guī)范中規(guī)定，取t=7s

5）設(shè)定噴頭布置與數(shù)量

選用JP型噴頭，其保護(hù)半徑R=7.5m

故設(shè)定噴頭為2只；按保護(hù)區(qū)平面均勻布置噴頭

6）選定滅火劑儲存容器規(guī)格及數(shù)量

根據(jù)W=198.8kg，選用100升的JR-100/54儲存容器3只。

7）繪出系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖（圖4）。

圖4  系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖

8）計算管道平均設(shè)計流量

主干管：

支管：Qg=Qw/2=14.2（kg/s）

儲存容器出流管：

9）選擇管網(wǎng)管道通徑。

以管道平均設(shè)計流量，依據(jù)本規(guī)范條文說明3.3.15第6款中圖2選取，其結(jié)果，標(biāo)在管網(wǎng)計算圖上。

10）計算充裝率。

系統(tǒng)儲存量：

管網(wǎng)內(nèi)剩余量：△W2=0

儲存容器內(nèi)剩余量：△W1=n×3.5=3×3.5=10.5（kg）

充裝率：

11）計算管網(wǎng)管道內(nèi)容積。

先按管道內(nèi)徑求出單位長度的內(nèi)容積，然后依據(jù)管網(wǎng)計算圖上管段長度求算：

VP=29×3.42+7.4×1.96=113.7（m3）。

12）選用額定增壓壓力。

依據(jù)本規(guī)范中規(guī)定，選用P0=4.3Mpa（絕對壓力）。

13）計算全部儲存容器氣相總?cè)莘e。

依據(jù)本規(guī)范中公式（3.3.15-4）

14）計算“過程中點(diǎn)”儲存容器內(nèi)壓力。

依據(jù)本規(guī)范中公式（3.3.15-3）

=（4.3×0.1512）/[0.1512+198.8/（2×1407）+0.1137]

=1.938（MPa，絕對壓力）

15）計算管路損失。

（1）ab段

以Qp=9.47kg/s及DN=40mm，查圖2得：

（ΔP/L）ab=0.0103MPa/m

計算長度Lab=3.6+3.5+0.5=7.6（m）

ΔPab= （ΔP/L）ab×Lab=0.0103×7.6=0.0783（MPa）

（2）bb’段

以0.55Qw=15.6kg/s及DN=65mm，查圖2得：

（ΔP/L）bb’=0.0022MPa/m

計算長度Lbb’=0.8（m）

ΔP bb’=（ΔP/L）bb’×Lbb’=0.0022×0.8=0.00176（MPa）

（3） b’c段

以Qw=28.4/kg/s及DN=65mm，查圖2得：

（ΔP/L）b’c=0.008MPa/m

計算長度Lb’c=0.4+4.5+1.5+4.5+26=36.9（m）

ΔP b’c=（ΔP/L）b’c×Lb’c=0.008×36.9=0.2952（MPa）

（4）cd段

以Qg=14.2kg/s及DN=50mm，查圖2得：

（ΔP/L）cd=0.009MPa/m

計算長度Lcd=5+0.4+3.5+3.5+0.2=12.6（m）

ΔP cd=（ΔP/L）cd×Lcd=0.009×12.6=0.1134（MPa）

（5）求得管路總損失：

16）計算高程壓頭

依據(jù)本規(guī)范中公式（3.3.15-9）：

其中，H=2.8m（“過程中點(diǎn)”時，噴頭高度相對儲存容器內(nèi)液面的位差）

=10-6×1407×2.8×9.81

=0.0386（MPa）

17）計算噴頭工作壓力。

依據(jù)本規(guī)范中公式（3.3.15-8）

=1.938-0.4887-0.0386

=1.411（MPa，絕對壓力）

18）驗(yàn)算設(shè)計計算結(jié)果。

依據(jù)本規(guī)范的規(guī)定，應(yīng)滿足下列條件：

（1） Pc≥0.7（MPa，絕對壓力）；

皆滿足，合格。

19）計算噴頭等效孔口面積及確定噴頭規(guī)格。

以Pc=1.411MPa從本規(guī)范附錄C表C-2中查得，

噴頭等效孔口單位面積噴射率：qc=3.1[（kg/s）/cm2]

又，噴頭平均設(shè)計流量：Qc=W/2=14.2kg/s

由本規(guī)范中公式（3.3.17）求得噴頭等效孔口面積：

由此，即可依據(jù)求得的FC值，從產(chǎn)品規(guī)格中選用與該值相等（偏差+9-3%）、性能跟設(shè)計一致的噴頭為JP-30。

3.3.18　一般噴頭的流量系數(shù)在工質(zhì)一定的紊流狀態(tài)下，只由噴頭孔口結(jié)構(gòu)所決定，但七氟丙烷滅火系統(tǒng)的噴頭，由于系統(tǒng)采用了氮?dú)庠鰤狠斔?，部分氮?dú)鈺芙庠谄叻槔铮趪姺胚^程中它會影響七氟丙烷流量。氮?dú)庠谙到y(tǒng)工作過程中的溶解量與析出量和儲存容器增壓壓力及噴頭工作壓力有關(guān)，故七氟丙烷滅火系統(tǒng)噴頭的流量系數(shù)，即各個噴頭的實(shí)際等效孔口面積值與儲存容器的增壓壓力及噴頭孔口結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)測定。

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