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氣體滅火系統(tǒng)防護(hù)區(qū)泄壓口（自動(dòng)泄壓裝置）設(shè)計(jì)安裝與使用（上）

日期：2025-03-12 02:33
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摘要：
文章來源于：朱勁武（北京利達(dá)海鑫滅火系統(tǒng)設(shè)備有限公司，北京　聯(lián)系電話：13910793712）

                      氣體滅火系統(tǒng)防護(hù)區(qū)泄壓口（自動(dòng)泄壓裝置）設(shè)計(jì)安裝與使用

     文章針對(duì)在實(shí)踐中存在的對(duì)自動(dòng)泄壓裝置的認(rèn)識(shí)誤區(qū)進(jìn)行了理論和實(shí)際上的說明，強(qiáng)調(diào)自動(dòng)泄壓裝置，是與氣體滅火系統(tǒng)配套的必備設(shè)備，它不是一個(gè)常開的孔，而是一種必須裝置。作者對(duì)自動(dòng)泄壓裝置如何正確設(shè)計(jì)、選擇、安裝、使用進(jìn)行了詳細(xì)闡述。使自動(dòng)泄壓裝置在氣體滅火中能正確發(fā)揮其實(shí)際功能和作用。
關(guān)鍵詞：
自動(dòng)泄壓裝置、必備裝置、設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、工作原理、選用依據(jù)、安裝。
 
1　概述
氣體滅火系統(tǒng)防護(hù)區(qū)泄壓口，是指當(dāng)氣體滅火系統(tǒng)中的滅火劑噴放時(shí)，防護(hù)區(qū)內(nèi)的壓力值達(dá)到規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開啟泄壓的裝置，簡(jiǎn)稱泄壓口，也稱自動(dòng)泄壓裝置，是與氣體滅火系統(tǒng)配套的必備設(shè)備，一般安裝在氣體滅火系統(tǒng)保護(hù)區(qū)外墻或內(nèi)墻的泄壓孔上。（為便于表述，本文中統(tǒng)一簡(jiǎn)稱泄壓口）。
氣體滅火系統(tǒng)滅火具有潔凈、絕緣性能好、滅火速度快等特點(diǎn)，在滅火中和滅火后對(duì)保護(hù)對(duì)象及環(huán)境沒有二次污染。因而被廣泛應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)房、電訊中心、通訊機(jī)房、圖書館、檔案館、珍品庫(kù)、博物館、配電室等潔凈場(chǎng)所。2006年來，隨著GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的頒布，消防監(jiān)督部門加大了滅火設(shè)備的檢查力度，2007年后市場(chǎng)對(duì)自動(dòng)泄壓口的需求也明顯增多。因泄壓口產(chǎn)品是新產(chǎn)品，目前國(guó)家、行業(yè)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)生產(chǎn)泄壓口產(chǎn)品的廠家或公司都只生產(chǎn)某一種類型的泄壓口。而通過從百度、谷歌等搜索網(wǎng)站檢索來看，**介紹泄壓口應(yīng)用、設(shè)計(jì)、安裝與使用的資料和文章少之又少，給企業(yè)正確選擇、設(shè)計(jì)、安裝、使用泄壓口帶來了許多問題，不利于泄壓口在氣體滅火中正確發(fā)揮其實(shí)際功能和作用。兩年多來，本人對(duì)國(guó)內(nèi)外各廠家泄壓口資料、樣品進(jìn)行了系統(tǒng)的收集，對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)。為使國(guó)內(nèi)自動(dòng)泄壓口產(chǎn)品得到正確的使用和發(fā)展，現(xiàn)特寫此篇文章。在本篇文章中難免會(huì)存在一些不足和缺陷之處，本人真誠(chéng)的期待廣大同仁給予指正。
2　設(shè)置泄壓口的必要性
2.1相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中使用泄壓口規(guī)定表述不清，造成歧義。
l GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)頒布之前，原有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)滅火系統(tǒng)必須使用泄壓口的規(guī)定表述模糊，用詞模棱兩可，致使在氣體滅火系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中相關(guān)設(shè)計(jì)和監(jiān)督部門無法正確設(shè)計(jì)和監(jiān)督泄壓口的安裝和使用。
GB50193-93《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)條文說明第3.2.6條中闡述：“采用全淹沒滅火系統(tǒng)保護(hù)的大多數(shù)防護(hù)區(qū)，都不是完全封閉的，有門、窗的防護(hù)區(qū)一般都有縫隙存在；通過門窗四周縫隙所泄漏的二氧化碳，可防止空間內(nèi)壓力過量升高，這種防護(hù)區(qū)一般不需要再開泄壓口。”
DBJ15-23-1999《七氟丙烷（HFC-227ea）潔凈氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》廣東地方標(biāo)準(zhǔn)第3.0.6條中Pf符號(hào)解釋：“Pf—圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓的允許壓強(qiáng)（Pa）。當(dāng)設(shè)有外開門彈性閉門器或彈簧門的防護(hù)區(qū)，其開口面積不小于泄壓口計(jì)算面積的，不須另設(shè)泄壓口。”
DG/TJ08-306-2001《惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》上海地方標(biāo)準(zhǔn)條文說明書3.1.2條解釋：“對(duì)于密封性較好的防護(hù)區(qū)，規(guī)定安裝泄壓口。”也就是說防護(hù)區(qū)密封性較差的可不安裝泄壓口。
l 2006年3月GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，
由于該標(biāo)準(zhǔn)的宣傳、貫徹和印刷的滯后，各設(shè)計(jì)院和消防監(jiān)督部門實(shí)際上到2008年才開始按此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)氣體滅火系統(tǒng)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)和監(jiān)督。但由于該標(biāo)準(zhǔn)中第3.2.7和第3.2.9條用詞模糊，給部分設(shè)計(jì)人員和用戶帶來誤解。規(guī)定第3.2.7條“防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置泄壓口，七氟丙烷滅火系統(tǒng)的泄壓口應(yīng)位于防護(hù)區(qū)凈高的2/3以上。”如此表述，導(dǎo)致部分人認(rèn)為泄壓口就是在離地三分之二的凈高處開一個(gè)泄壓孔，而不是一種泄壓裝置，規(guī)定第3.2.9條“噴放滅火劑前，防護(hù)區(qū)內(nèi)除泄壓口外的開口應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉。”這再一次說明泄壓口就是一個(gè)常開的孔，加深了部分設(shè)計(jì)人員的誤解。
2.2　設(shè)置泄壓口的實(shí)際必要性
依據(jù)GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，七氟丙烷滅火系統(tǒng)滅火設(shè)計(jì)濃度一般為8％～10％。當(dāng)七氟丙烷滅火劑釋放到一個(gè)完全密封的防護(hù)區(qū)，驅(qū)動(dòng)氣體（氮?dú)猓┑尼尫藕推叻闇缁饎┰?/span>20°C標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氣化使防護(hù)區(qū)壓強(qiáng)隨之升高，藥劑吸收一部分的熱量，使防護(hù)區(qū)溫度降低，這造成壓強(qiáng)降低值很小。壓強(qiáng)的升高主要與防護(hù)區(qū)的密閉程度和滅火設(shè)計(jì)濃度以及泄壓口（自動(dòng)泄壓裝置）的密封性有關(guān)。壓力升高值基本上等于防護(hù)區(qū)滅火設(shè)計(jì)體積濃度比，升高值為8～10KPa，這個(gè)壓強(qiáng)值將超過輕型、高層建筑和普通建筑1.2 KPa的6～8倍。
我們?cè)诿芊庑院玫?/span>108m3試驗(yàn)室做泄壓口開啟動(dòng)作試驗(yàn)，開啟動(dòng)作壓力設(shè)為1.1+0.1 KPa，理論計(jì)算試驗(yàn)氮?dú)鈮毫χ禐?/span>1.45MPa，實(shí)際試驗(yàn)壓力值為3.8 MPa，則高出2.62倍。這說明滅火設(shè)計(jì)濃度小的七氟丙烷滅火系統(tǒng)，若防護(hù)區(qū)密封性較好時(shí)，氣體釋放后防護(hù)區(qū)壓力值仍能超過1.2 KPa，這將會(huì)給防護(hù)區(qū)內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常滅火。
在IG-541混合氣體滅火系統(tǒng)中，滅火設(shè)計(jì)濃度為37.5％～43％；二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)中，滅火設(shè)計(jì)濃度在34％～62％之間。也就是說當(dāng)這兩種滅火劑釋放到完全封閉的防護(hù)區(qū)內(nèi)，防護(hù)區(qū)內(nèi)的氣體體積迅速膨脹，防護(hù)區(qū)內(nèi)的壓強(qiáng)值將超過允許壓強(qiáng)1.2 KPa的25倍以上，足可以摧毀防護(hù)區(qū)內(nèi)整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。某公司在長(zhǎng)6m,寬6m，高4m的試驗(yàn)室做IG-541混合氣體試驗(yàn)，防護(hù)區(qū)內(nèi)開有直徑Φ200mm的通風(fēng)口，通風(fēng)口上的排風(fēng)扇正常工作，當(dāng)向試驗(yàn)室噴入7瓶組70升IG-541混合氣體時(shí)，試驗(yàn)室的門被彈開，排風(fēng)扇嚴(yán)重變形。
在我公司100m3以上試驗(yàn)室中，做IG-541混合氣體滅火系統(tǒng)實(shí)際滅火試驗(yàn)時(shí)，幾名有豐富氣體滅火系統(tǒng)模擬試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的泄壓口研發(fā)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)人員，深刻了解超壓氣體釋放時(shí)的威力和破壞力，在要求確保滅火試驗(yàn)成功和試驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備、墻體、門框及窗戶不受到破壞，人們又只能挑選一種類型和規(guī)格的泄壓口進(jìn)行安裝時(shí)，這幾名人員不約而同的均提出以下兩套方案：
**套方案：若只能安裝一臺(tái)時(shí)，選用無電源式泄壓口。無電源式結(jié)構(gòu)中優(yōu)先選用室外壁掛無電源蓋式泄壓口。理由是：（1）無電源式泄壓口現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)合格后，再做試驗(yàn)則****無故障；有電源式泄壓口現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)合格后，由于它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜仍不能****確保無故障率，如：突然斷電、線路接觸**、無器件性能不穩(wěn)定等等原因。（2）室內(nèi)壁掛無電源式泄壓口裝置，理論計(jì)算的開啟壓力值與實(shí)驗(yàn)參數(shù)值一致，這是由它的結(jié)構(gòu)而決定的。當(dāng)防護(hù)區(qū)內(nèi)壓力值達(dá)到裝置設(shè)定的壓力值時(shí)，同時(shí)開啟，無開啟滯后時(shí)間。有電源式比無電源式泄壓口大約滯后0.3秒鐘左右。而其它無電源式泄壓口裝置，閥門的開啟受控于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制，理論計(jì)算的開啟壓力值與實(shí)際試驗(yàn)參數(shù)值相差較大。所以，無電源式泄壓口開啟壓力值必須以實(shí)際氣體噴放模擬試驗(yàn)參數(shù)值為準(zhǔn)。
**套方案：安裝兩臺(tái)，**臺(tái)為無電源式泄壓口，開啟壓力值設(shè)定為1.1KPa以下正常開啟；另一臺(tái)為無電源式或有電源式泄壓口，開啟壓力值設(shè)定在1.3KPa，這樣能確保試驗(yàn)成功和**可靠。
2.3　新規(guī)范中明確規(guī)定氣體滅火系統(tǒng)防護(hù)區(qū)應(yīng)采用泄壓口
2006年3月2日發(fā)布的GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中，從設(shè)計(jì)要求條款和防護(hù)區(qū)的泄壓口面積計(jì)算公式條款用詞來看，無論防護(hù)區(qū)門窗密封性好與差和防護(hù)區(qū)門安裝的是否為外開彈簧門或彈性閉門器，如采用氣體滅火系統(tǒng)，則防護(hù)區(qū)內(nèi)都必須安裝泄壓口。泄壓口不是一個(gè)開口，而是一種泄壓裝置。此裝置平時(shí)常閉，當(dāng)達(dá)到或接近防護(hù)區(qū)允許壓強(qiáng)值時(shí)自動(dòng)開啟泄壓，低于設(shè)定壓力值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，以避免滅火藥劑流失，影響正常滅火效果。
近幾年來，采用泄壓口的多為一些重點(diǎn)工程和項(xiàng)目，對(duì)防護(hù)區(qū)內(nèi)溫度和濕度的精度要求很高，因此對(duì)防護(hù)區(qū)的密封性要求也很高。所以GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，采用氣體滅火系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)內(nèi)均應(yīng)設(shè)計(jì)安裝泄壓口。修改后的新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)舊的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中模棱兩可的用詞給予了修正。據(jù)各消防工程公司和本公司售后服務(wù)人員反饋，在各級(jí)消防檢查中，消防驗(yàn)收和監(jiān)督部門都均嚴(yán)格按新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，若消防項(xiàng)目中安裝了氣體滅火系統(tǒng)，首先要檢查各防護(hù)區(qū)是否安裝了泄壓口（自動(dòng)泄壓裝置）。
3　泄壓口面積設(shè)計(jì)依據(jù)與計(jì)算
3.1　防護(hù)區(qū)內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)*高允許壓強(qiáng)
防護(hù)區(qū)內(nèi)門、窗上的玻璃允許壓強(qiáng)不應(yīng)低于建筑物的允許壓強(qiáng)。目前國(guó)內(nèi)各設(shè)計(jì)部門防護(hù)區(qū)內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓的允許壓強(qiáng)，無論建筑物是輕型和高層建筑，還是標(biāo)準(zhǔn)建筑及地下建筑，均設(shè)定為1.2KPa，該值的設(shè)定是依據(jù)GB50370-2005標(biāo)準(zhǔn)中3.2.6條款，參照美國(guó)NFDA12B-1980標(biāo)準(zhǔn)中給出的，若設(shè)計(jì)部門和用戶需提高防護(hù)區(qū)內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受的允許壓強(qiáng)，應(yīng)由建筑設(shè)計(jì)部門試驗(yàn)給出。
 
表4 建筑物的內(nèi)壓允許壓強(qiáng)
建筑物類型
允許壓強(qiáng)（Pa）
輕型和高層建筑
1200
標(biāo)準(zhǔn)建筑
2400
重型或地下建筑
4800
 
3.2 泄壓口面積計(jì)算公式
七氟丙烷和IG-541混合氣體滅火系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)的泄壓口面積公式應(yīng)分別依據(jù)GB50370-2005標(biāo)準(zhǔn)中3.3.13和3.4.6公式計(jì)算。二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)應(yīng)依據(jù)GB50193-93中3.2.7公式計(jì)算該防護(hù)區(qū)的泄壓口面積。
3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算
3.3.1七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)泄壓面積電子表格計(jì)算表
注：（1）依據(jù)該表計(jì)算公式和說明欄中的各公式，分別將L、B、H、t、C可變化的參數(shù)代入公式中，可計(jì)算求得防護(hù)區(qū)的總泄壓面積。
（2）若使用者經(jīng)常設(shè)計(jì)計(jì)算氣體滅火系統(tǒng)，則可編制一個(gè)電子表格，將字母上標(biāo)有‘’符號(hào)的可變化的參數(shù)填入表中，電子表格自動(dòng)快速準(zhǔn)確的計(jì)算出各相關(guān)參數(shù)。
（3）電子表格中主要公式編制方法：（a）分區(qū)1格中的L、B、H、VV、AV、t、S、C、K、W、P t參數(shù)分別為E4、E5至E15位置。（b）公式VV=E4*E5*E6；公式W=1.05*E12*E7*E11/E10/（100-E11）；公式FX＝0.13*（E13/E14）/SQRT(E15)。
3.3.2 IG-541混合氣體滅火系統(tǒng)泄壓面積電子表格計(jì)算表
 
注：（1）IG541混合氣體滅火系統(tǒng)防護(hù)區(qū)泄壓口總泄壓面積計(jì)算和電子表格編制方法與七氟丙烷滅火系統(tǒng)相同，這里不再贅述。
（2）IG51混合氣體滅火系統(tǒng)滅火藥劑剩余量公式為Ws≥2.7Vo+Vp，計(jì)算過程比較復(fù)雜，經(jīng)大量設(shè)計(jì)計(jì)算，剩余量一般為防護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)用量的2～5%之間，則取剩余量K=1.05。
3.4主要?dú)怏w滅火系統(tǒng)在不同容積下的泄壓面積
 
 
防護(hù)區(qū)泄壓面積參數(shù)表
氣 體 類 型
七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)
IG541混合氣體滅火系統(tǒng)
設(shè)計(jì)濃度（%）
8
10
37.5
42
噴放時(shí)間（S）
9
9
55
55
藥劑剩余量（%）
0.05
0.05
0.05
0.05
防護(hù)區(qū)
泄壓總面積（m2）
防
護(hù)
區(qū)
容
積
(m3)
100
0.03
0.04
0.04
0.04
200
0.06
0.08
0.08
0.08
300
0.10
0.12
0.12
0.13
400
0.13
0.16
0.15
0.17
500
0.16
0.20
0.19
0.21
600
0.19
0.25
0.23
0.25
700
0.22
0.29
0.27
0.29
800
0.26
0.33
0.31
0.33
900
0.29
0.37
0.35
0.38
1000
0.32
0.41
0.38
0.42
注：（1）防護(hù)區(qū)內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓為1200Pa。
?。?/span>2）將防護(hù)區(qū)容積和保護(hù)對(duì)象的滅火設(shè)計(jì)濃度帶入本表中，便可快捷查得防護(hù)區(qū)的總泄壓面積。
（3）選用某廠家型號(hào)、數(shù)量的泄壓口的總面積不得小于防護(hù)區(qū)的總泄壓面積。