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南京地铁1号线的气体灭火设计

www.cechina.cn2009.06.01阅读 76222

  南京地铁1号线的11个地下站设置了气体自动灭火系统。在该系统的设计中,设计人员做了全面调研和考察,充分考虑现场的设计情况,并不断地调整设计参数以满足规范中的若干要求。鉴于设计中设备间的位置和气体灭火系统消防规范(各地方规范)的要求,设计采用广东地方标准DBJ15-23-1999《七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火系统设计规范》。今天看来,该设计基本满足GB50370—2005《气体灭火系统设计规范》中的各项要求。本文介绍了该灭火系统设计中所涉及的技术问题及解决办法。
  1 灭火剂的性能
  本工程设计中采用的灭火剂七氟丙烷是一种快速、有效、干净、安全的高档灭火剂,用于替代哈龙1301。根据美国环保局(EPA)公布的数据,确认七氟丙烷可以在有人空间使用,NOAEL(无毒性反应)浓度值为9.0%,LOAEL(有毒性反应)浓度值为10.5%;即在9.0%条件下不要求外出时间,10.5%以上时要求外出时间。这个数据比哈龙1301还要安全。事实上,七氟丙烷在美国已被指定为药剂计量吸入器中CFC(氯氟碳)推进器的替代产品(例如气喘药分配器里用的推进剂)。七氟丙烷是一种无污染的气体,不含有颗粒或油污残余,无色、无味、绝缘,不会对设备与仪器造成损害。被广泛运用于地铁、通讯等重要领域。
  七氟丙烷和哈龙1301一样,长时间在高温下会分解产生氢氟酸等有害物质。但是七氟丙烷灭火效率很高,当灭火设计浓度为8%或8.3%时与恰当的灭火系统配合,能在7~10s内灭火。如此短的时间内能有效抑制七氟丙烷的分解。同时,由于灭火剂用量小,使用时不会大量降低氧气气量,对于一般重要财产所在的有人空间,其使用十分安全。灭火后,可通过简单的通风消除气体,使用户的工作环境很快恢复正常。1993年5月12日EPA的联邦注册簿第58卷第90号对此有详细描述。
  七氟丙烷的有效期在100年以上,化学结构比较稳定。在隔绝氧气,没有受到紫外线辐射的前提下,七氟丙烷不会自动分解失效。根据EPA公布的数据,七氟丙烷的大气寿命(即暴露于空气中、在紫外线辐射下的寿命)为31~42年。
  2 工程设计中的问题及解决办法
  2.1 管网设计距离
  气体灭火设备间的设置,要充分考虑保护区的数量和距离的要求,尽量考虑其在各个保护区的附近和中间的位置上。有的规范中提出4.2MPa系统主管道输送距离不宜大于40mwww.cechina.cn,这样可以更容易通过系统压力计算。但在实际工程中,进行消防系统深化设计时,设备间的位置早已确定,故只有考虑降低充装率和增大管道直径来解决压力降的问题。当然这不是最好的解决问题办法。今天,可选用5.6MPa系统或备压式灭火系统。这两种系统可以很好地解决管网距离远的问题。
  2.2 规范中的三个主要条款
  规范要求:
  (1)系统管网的管道内容积控制工程网版权所有,不宜大于该系统七氟丙烷灭火剂容积的80%。
  (2)七氟丙烷的喷放时间,在通讯机房和电子计算机房等防护区,不宜大于7(或8)s,在其它防护区不应大于10s。
  (3)喷头工作压力的计算结果,应符合下列规定:a)一般,喷头工作压力Pc≥0.8MPa(绝压);最小,Pc≥0.5MPa(绝压);b)Pc≥Pm/2(绝压),Pm为喷放“过程中点”储存器内压力。
  在工程深化设计时,这3条往往难以同时满足。在工程中为达到以上3条要求,首先采用的是把个别保护区管道的直径加大,以满足设计中喷射时间的要求,再逐渐检查其它要求;如果管道内容积大于灭火剂容积的80%的话,应立即停止其计算。还有一种办法,就是在管道初步估算好的情况下,首先检查其管道的容积是否大于灭火剂容积的80%;在不大于的前提下,适当放一点管道的直径,再检查是否超出;这时如发现压力还不能满足上述(3)的要求,就可以考虑适当降低灭火剂的充装率(最低不小于600kg/m3)。在规范中虽然没有提到最低的充装率,但如果灭火剂的充装率过低,实际上是不合理的,会使造价提高。这时在工程中,应考虑采用其它方案来处理,如改变设备间的位置。在本工程中仅改变了一套设备的设备间位置。当时主管道总长度是80多m,通过任何计算方式都未能使其满足规范中这3条要求;可以采取的方案就是采用预制式灭火设备(无管网灭火装置),当然前提是这些保护区比较小,否则对工程造价方面也是不利的。工程中对保护区共使用5套无管网设备进行保护。采用改变设备间位置和使用无管网设备的方法,解决了在管网设计计算等诸多方面存在的实际问题。
  2.3 设备布置
  DBJ15-23-1999第6.1.7条要求:储存装置的布置www.cechina.cn,应便于操作、维修及防止阳光照射;操作面距墙面或两操作面之间的距离,不宜小于1m。这个条件在工程中一般很难满足控制工程网版权所有,但在严格的消防检查中控制工程网版权所有,对这个要求较严格。
  为此,设计中尽量采用单双混合的布置方式,不采用三瓶组并排布置的方式,在现有的条件下,使

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