4 系 统 的 设 计

4.1 管网灭火系统的设计

4.1.1 一般规定
4.1.1.1 防护区应符合下列规定：
4.1.1.1.1对气体、液体、电气火灾和固体火灾，在喷放SDE灭火剂前不能自动关闭的开口的总面积，不应大于防护区内总内表面积的3%，且开口不应设在底面。当不能关闭开口面积超过3%时，开口面积比允许开口面积每增加1%，增加设计用量15%进行流失量补偿。防护区的开口面积比例大，开口位置在墙高三分之二以上时，应有自动关闭装置。
4.1.1.1.2完全密闭的防护区应设泄压口，泄压口应设在外墙上，其底部距室内地面高度不应低于室内净高的2/3。对设有防爆泄压设施或门窗隙缝未设密封条的防护区，可不设泄压口。
　　泄压口面积（Ax），应按下式计算：

　　Ax =0.11·　　　　　　　　　　（4.1.1.1.2）

式中：Ax --- 泄压口面积（m2）；
　　　Qx --- SDE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）。
4.1.1.1.3在实施灭火时，除泄压口以外的开口和防护区用的通风机和通风管道中的防火阀及排烟阀等，在喷放SDE灭火剂前应关闭。
4.1.1.1.4防护区的围护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.5h，吊顶的耐火极限不应低于0.25h，围护结构及门、窗的允许压强不宜小于1200Pa。
4.1.1.1.5当保护对象为可燃液体时，液面到容器缘口的距离不得小于150mm，且不能有遮挡物。
4.1.1.1.6喷放灭火剂之前或同时，必须切断可燃、助燃气体的气源和电气火灾的电源。
4.1.1.1.7两个或两个以上邻近的防护区，宜采用组合分配系统。
4.1.2 SDE灭火剂设计用量
4.1.2.1一般规定
4.1.2.1.1 采用SDE灭火系统的防护区，其SDE灭火剂设计用量，所换算的浓度应不低于防护区内可燃物相应的灭火设计浓度或惰化设计浓度。

4.1.2.1.2可燃物的灭火设计浓度不应小于灭火浓度或惰化浓度的1.3倍见附录C。有关可燃物的灭火设计浓度与惰化设计浓度，可按附录B中附表确定。附录中未列出的应经试验确定。
4.1.2.1.3有爆炸危险的气体、液体类防护区，应采用惰化设计浓度，无爆炸危险的气体、液体火灾和固体火灾的防护区，应采用灭火设计浓度。
4.1.2.1.4当几种易燃物共存或混合时，灭火设计浓度或惰化设计浓度，应按其中最大的灭火浓度或惰化浓度确定。
4.1.2.1.5图书、档案、票据资料库、金库等防护区，SDE的灭火设计浓度宜采用10 %。
4.1.2.1.6油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房等防护区，SDE的灭火设计浓度宜采用9%。
4.1.2.1.7电信通讯机房和电子计算机房等防护区，SDE的灭火设计浓度宜采用 8～10%。
4.1.3灭火剂设计用量计算
4.1.3.1面积系数Ka按下式计算：

　　　Ka= （1+ 5Ao/Av）2 　　　　　　　　　　（4.1.3.1）

式中：Ao --- 防护区内不可关闭的开口总面积（m2）；
　　　Av --- 防护区侧面、底面、顶面（包括开口）的总面积（m2）。
4.1.3.2 防护区净容积V按下式计算：
　　　V=Vf-Vg （4.1.3.2）
式中：Vf --- 防护区总容积（m3 ）；
　　　Vg --- 防护区内非燃烧体或难燃物的总体积（m3）。
4.1.3.3灭火剂设计用量M按下式计算：
　　　M=m·Kr·Ka·V （4.1.3.3）
式中：M --- 灭火剂设计用量（kg）；
　　　m --- 单位容积灭火剂用量（Kg/m3 ）；
　　　Kr --- 物质系数；
　　　Ka --- 面积系数；
　　　V --- 防护区净容积（m3）。
4.1.3.4组合分配系统的SDE灭火剂的设计用量，应按该组合中需用量最多的一个防护区的设计用量计算。
4.1.3.5用于重点防护对象防护区的SDE灭火系统与超过五个防护区的一个组合分配系统，应设备用量。备用量不应小于设计用量，并与主储存容器切换使用。
4.1.3.6 SDE灭火剂的浸渍时间应符合下列规定：
4.1.3.6.1扑救A类深位火灾时，必须大于20min。
4.1.3.6.2扑救B类、C类及电气电缆火灾时，必须大于2min。
4.1.3.7 SDE灭火剂的剩余量，可不计。
4.1.3.8 SDE集流管与SDE发生器的连接应符合下列规定：
4.1.3.8.1每个集流管所能连接的装有SDE灭火剂的惰性气体发生器的灭火剂总量不宜超过150kg；
4.1.3.8.2 每个集流管所连接的SDE惰性气体发生器数量不宜超过6个；
4.1.3.8.3 当防护区灭火剂用量大于150 kg，设计惰性气体发生器总量超过6个时，可采用多个集流管连接发生器，集流管可并联设置；
4.1.3.8.4与集流管相连接的惰性气体发生器宜偶数连接。
4.1.4 管网设计计算
4.1.4.1一般规定
4.1.4.1.1管网设计计算的环境温度，可采用20。C。
4.1.4.1.2 SDE灭火剂喷射的滞后时间，应小于等于15s。
4.1.4.1.3 管网计算应根据发生器内压力和该压力下的流量进行。该流量在管道口径为150mm时以30kg/min±10%为宜，管网流体计算应符合下列规定：
4.1.4.1.4 设计压力为1.6MPa。
4.1.4.1.5 工作压力小于等于1.6MPa。
4.1.4.1.6 喷嘴的单孔喷射压力应大于0.1MPa。
4.1.4.2 SDE惰性气体的压力损失计算。
4.1.4.2.1 SDE惰性气体在管道内的压力损失按下式计算。见附录N

　　　△P =λ· L/d · ρu2/2 · Z · ε 　　　　　　　　　　(4.1.4.2.1)

式中：△P --- 管道压力损失（Pa）；
　　　λ --- 摩擦阻力系数，取λ=0.44；
　　　L --- 管道的长度（m）；
　　　d --- 管道的内径（m）；
　　　ρ --- SDE惰性气体综合密度（kg/m3），取1.333kg/m3；
　　　u --- SDE在所计算管道中的流速（m/s）；
　　　Z --- 压缩因子，首端到未端取1.47～1.05；
　　　ε --- 管道中的粗糙系数，无缝钢管为1.15，有缝钢管为1.3；
4.1.4.2.2 SDE惰性气体喷嘴的局部压力损失按下式计算。见附录P

　　　△P =ξ·ρ·u2 /2· Z ·ε 　　　　　　　　　（4.1.4.2.2）

式中： u --- SDE惰性气体在喷嘴的单孔喷射速度（m/s）；
　　　ξ --- SDE喷嘴局部收缩系数见本规范附录Q1、Q2。
4.1.5管网流体计算
4.1.5.1管网中干管的平均设计流量应按下式计算：

　　　Q=M/Tp　　　　　　　　　　 (4.1.5.1)

式中: Q --- 灭火剂在管道中的平均设计流量（kg/min）；

　　　M --- SDE灭火剂设计用量（kg）；
　　　Tp --- 气化时间，取6～8min。
4.1.5.2输送SDE惰性气体主管道内径d（m）应按下式计算：
　　　d = 　　　　　　　　　　（4.1.5.2-1）

式中Q应从质量流量（kg/min），按0.75m3/kg的气体转化率，换算成体积流量（m3/s），按下式计算：

　　　Q=M/Tp =(Mkg·0.75 m3/kg)/(Tp Tpmin·60s) 　　　　　　　　　　（4.1.5.2-2）

　　　VL --- 惰性气体在主管道中的流速，取VL≤25m/s。
4.1.5.3计算出主管道内径值后选定标准管道内径，主管道内径一般宜采用大于等于DN125的管径。管道分支后下游管道断面宜为上游管道断面的70%左右。
4.1.5.4连接喷嘴的支管管径不小于DN50。
4.1.5.5主管道的总长度为实际长度和当量长度之和，见附录R。
4.1.5.6管网宜采用均衡或分组均衡的方式连接。
4.1.5.7管网中流量的计算方式：
4.1.5.7.1平均设计流量按下式计算：

　　　 　　　　　　　　　　（4.1.5.7.1）

式中：Q --- 平均设计流量（m3/s）；
　　　Ng --- 喷嘴数量（个）；
　　　Q1 --- 单个喷嘴流量（kg/ min）或（L/ s）；
4.1.5.7.2单个喷嘴的设计流量按下式计算：

　　　Q1=Q/Ng 　　　　　　　　　　（4.1.5.7.2）

　　　Q1 --- 单个喷嘴的设计流量，此流量应小于等于喷嘴允许通过的流量，（kg/ min）或（L/ s），见附录D。
4.1.6根据具体保护区的要求,可按设计选用相应等效面积的“杯型（13型）”、“O型”或“V型”喷嘴。
4.1.6.1选用喷嘴时，每个喷嘴的等效面积应为直接与其相连支线管截面积的70～100%，SDE喷嘴等效口孔尺寸参数表见附录D。
4.1.6.2在保护区布设喷嘴时,沿墙边缘部位宜选用V型；喷嘴垂直下方为关键设备,宜用杯型（13型）喷嘴；保护区易燃、可燃物上方宜选用O型喷嘴。
4.1.6.3喷嘴数量的确定，一般可按SDE惰性气体发生器的数量计算，每个发生器选用2～3个喷嘴。根据防护区容积的不同区可采用体积法来修正确定，每个喷嘴的保护体积约为60m3。
4.1.6.4吊顶上或地板下的喷嘴数量确定，宜按面积法确定，每个喷嘴的保护半径为≤6m。
4.1.6.5防护区有天花板时，有管网灭火系统的管网应安装在天花板之内，管网不应露出天花板。
4.1.6.6惰性气体发生器的数量按下式计算：

　　Np=M/Mo　　　　　　　　　　 （4.1.6.6）

式中：Np --- 发生器数(Np取整数)；
　　　M --- 设计用量（kg）；
　　　Mo --- 单个气体发生器中灭火剂的质量（kg）。
4.1.7系统组件
4.1.7.1惰性气体发生器
4.1.7.1.1惰性气体发生器的布置应方便检查和维护。
4.1.7.1.2惰性气体发生器宜设在专用储存间内，专用储存间的设置应符合下列规定：
4.1.7.1.2.1应靠近防护区，出口应直接通向室外或疏散走道。
4.1.7.1.2.2耐火等级不应低于二级。
4.1.7.1.2.3室内温度应为-10℃～+50℃,并应保持干燥和良好通风。
4.1.7.1.2.4设在地下室储存容器间应设机械排风装置，排风口应通向室外。
4.1.7.2选择阀与喷嘴
4.1.7.2.1在组合分配系统中，每个防护区或保护对象应设一个选择阀。选择阀的位置宜靠近惰性气体发生器，并应便于手动操作、方便检查和维护。选择阀上应设有标明防护区的铭牌。
4.1.7.2.2选择阀应采用电动或手动操作方式，阀的工作压力应大于等于1.6MPa。
4.1.7.2.3系统启动时，选择阀应在惰性气体发生器内的电子气化启动器动作之前打开。
4.1.7.2.4设置在粉尘场所的喷嘴应增设不影响喷射效果的防尘罩。
4.1.7.3管道及其附件
4.1.7.3.1管道及附件应能承受最高环境温度下的SDE惰性气体的工作压力。
4.1.7.3.2管道应采用符合现行国家标准的无缝钢管或有缝钢管，并应内外镀锌。
4.1.7.3.3对镀锌层有腐蚀的环境，管道可采用不锈钢管、铜管或其它抗腐蚀的材料。
4.1.7.3.4管道可采用螺纹连接、焊接或法兰连接。公称直径等于或小于80mm的管道，宜采用螺纹连接；公称直径大于80mm的管道，宜采用焊接或法兰连接。
4.1.7.4集流管
集流管的工作压力不应小于1.6MPa，并应设置泄压装置，其泄压动作压力应为2.0±0.3 MPa，泄压方向不应朝向操作面。
4.1.7.5压力或温度讯号器
在通向每个防护区的灭火系统主管道上，应设压力或温度讯号器。

4.2无管网灭火系统的设计

4.2.1防护区的规定应按4.1.1.1规定的要求执行。
4.2.2.防护区面积不超过500m2，容积不超过2000 m3。
4.2.3在无管网灭火系统启动之前，防护区的通风、换气设施应自动关闭，影响
灭火效果的生产操作应停止进行。
4.2.4 SDE灭火剂用量计算
4.2.4.1 SDE灭火剂用量应为设计灭火用量和流失补偿量之和。
4.2.4.2 SDE灭火剂设计灭火用量按下式计算：

　　　M=m·v·k 　　　　　　　　　　（4.2.4.2-1）
　　　K=k1·k2 　　　　　　　　　　 （4.2.4.2-2）

式中：m --- SDE灭火剂设计灭火用量（kg）；
　　　m --- 单位容积灭火剂用量，取0.1（kg/m3）；
　　　V --- 防护区的净溶积(m3)；
　　　k1 --- 容积系数：当V＞100m3时，k1=1.2；
　　　　　　　　　　 　当V≤100m3时，k1=1；
　　　k2 重要系数：变（配）电室、通讯机房、电子计算机房等k2=1；文物、档案、图书等k2=1.5。
4.2.4.3开口流失补偿量的计算按4.1.1.1.1规定的要求执行。
4.2.5一个防护区设置多具无管网灭火系统时，应均匀分散布置。
4.2.6同一防护区的多具无管网灭火装置应同时启动。

4.3 操作和控制

4.3.1控制系统应设有自动控制、手动控制和应急启动三种启动方式。应急启动控制盒可设在防护区内或防护区外便于操作的地方。
4.3.2采用SDE灭火系统的防护区，应按现行国家标准GB50116的规定设置火灾自动报警系统。
4.3.3当采用火灾探测器时，灭火系统的自动控制应在接收到两个独立的火灾信号后才能启动，根据人员疏散要求，宜延迟启动，但延迟时间不应大于30s。
4.3.4在较大面积的防护区内配置多具无管网灭火系统时，应采用多具无管网灭火系统联动控制，每具无管网灭火系统的起动电压为直流24V（±2V），起动电流1A，由无管网灭火系统的用量确定总电流。设计时应采用消防专用电源作为起动电源。

4.4 安全要求

4.4.1防护区内应有能在延时30s内使该区人员疏散完毕的通道与出口，在疏散走道与出口处，应设火灾事故照明和疏散指示标志。
4.4.2防护区的入口处应设火灾声光报警器。报警时间不宜小于灭火过程所需的时间，并应能手动切除报警信号。