气体灭火设计方案详细案例
“我们经常会遇到做个《气体灭火设计方案》给到客户－业主、甲方、总包审核、沟通、商讨确认方案的可行性等，从而进入施工阶段”本文以七氟丙烷灭火系统做个详细案例供大家参考！
第一部分：工程概况：
该工程为某商业大厦地下二层气体消防工程，首先明确建筑物本身的建筑特点和功能特点，了解该建筑地下二层的防火工程设计中其它专业的设施及对消防专业的设计要求，然后根据有关规范对建筑物定性，确定系统的总体结构。按照气体灭火设计规范，该楼层配电房、发电机房、油库不能应用水喷淋灭火系统，因此选用气体灭火系统方案，以确保消防灭火的可靠性
第二部分：地下二层气体灭火系统设计说明
一、设计依据：
1、《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）2006年版；
2、《气体灭火系统设计规范》(GB50370-2005)；
3、《气体灭火系统施工及验收规范》（GB50263-2007）；
4、甲方提供的相关图纸及资料；
5、设备生产厂家提供的相关图纸及资料。
二、设计原则
1、该气体灭火系统设计按整体建筑同一时间内发生一次火灾考虑。
2、气体灭火系统采用全淹没保护形式，用组合分配系统对各防护区进行保护。
设计灭火浓度：按保护对象定为9%。
系统额定增压压力：4.2Mpa(表压)
防护区最低环境温度：20℃。
三、系统设计：
采用七氟丙烷气体灭火组合分配系统；系统设计技术参数及详细计算过程见《设计计算书》。
四、系统启动方式：
控制系统有以下三种启动方式：自动控制、手动控制（手操电动）、紧急机械控制；在有人值班时可采用手动控制形式，在手动/自动控制故障时采用机械应急控制方式。
1、自动控制方式
控制系统处于自动状态时，系统自动完成火灾探测、报警、联动控制及灭火整个过程。动作步骤如下：
第一步：防护区内的一组探测回路探测到火灾信号后，控制盘启动防护区外的警铃，同时控制盘向数据中心火灾自动报警系统提供火灾预报警信号。
第二步：同一防护内的另一组探测回路探测到火灾信号后，控制盘启动防护区内的声光报警器，通知区内工作人员迅速撤离防护区至安全地点，区外的人员切勿进入防护区。同时向数据中心火灾自动报警系统提供火灾确认信号并进入延时状态（0--30秒可调）；
在延时过程中，控制盘输出有源信号启动该区所对应的选择阀并同时关闭防护区防火阀、空调、排风扇等设备，如在延时阶段发现是系统误动作或防护区内确有火灾发生但仅使用手提式灭火器和其他移动式灭火设备即可扑灭的情况下，工作人员可按下设在防护区门外的紧急停止按钮以停止七氟丙烷气体灭火系统的启动；如需继续启动七氟丙烷气体灭火系统，则只需将手/自动转换开关切换为自动或按下紧急启动按钮即可完成七氟丙烷系统的喷放过程。
第三步：30秒延时结束后，控制盘输出有源信号启动防护区对应的启动钢瓶的电磁阀，气体灭火系统启动，气体通过管网进入防护区。此时，管路上压力开关的触点开关动作并将气体释放的信号传至数据中心火灾自动报警系统及控制盘，由控制盘启动防护区外的气体释放指示灯箱。
防护区内的声光报警器以及气体释放指示灯箱在灭火期间将一直工作，警告所有人员不得进入防护区，直至确认火灾已经扑灭，系统复位。
2、手动控制方式（手操电动）
手动控制是指控制盘处在手动工作模式下，在接到紧急释放按钮的指令后，控制盘自动实施联动控制并释放灭火剂；或用设置于防护区外的紧急放气按钮手动操作紧急放气（电动）。手动控制方式一般用于：
A当就地控制盘处于手动工作模式下，现场工作人员发现防护区内发生了火灾，而且是使用手动式或移动式等简易灭火设备无法扑灭的，这时工作人员应马上打开紧急放气按钮的黄色保护面盖，按下里面的红色按钮，强制控制盘实施联动控制启动七氟丙烷气体灭火系统，而无需等待自动启动系统，以节省时间，减少损失。
B当就地控制盘处于自动工作模式下，现场工作人员发现防护区内发生了火灾，而且是使用手动式或移动式等简易灭火设备无法扑灭的，这时工作人员亦可采用这种方式强制控制盘实施联动控制并启动七氟丙烷气体灭火系统。这时系统反应如下：
i防护区内的声光报警器启动，通知区内工作人员迅速撤离防护区至安全地点；
ii控制盘输出有源信号启动该区所对应的选择阀并关闭防护区防火阀；
iii30（可调）秒延时结束后，控制盘输出有源信号启动防护区对应的主钢瓶的电磁阀，七氟丙烷气体灭火系统启动，气体通过管网进入防护区。此时，管路上压力开关的触点开关动作并将气体释放的信号传至数据中心火灾自动报警系统及就地气体灭火控制盘，由就地控制盘启动防护区外的气体释放指示灯箱。
防护区内的声光报警器以及气体释放指示灯箱在灭火期间将一直工作，警告所有人员不得进入防护区，直至确认火灾已经扑灭。
3、紧急机械控制方式
紧急机械操作是指自动控制和手动控制均失灵或有必要时采用的一种应急操作。该功能的实现是通过在瓶头阀上加装一个机械启瓶器，用人力来开启瓶头阀释放灭火气体。
当系统失灵或就地控制系统的自动操作（双回路探测）与手动操作（紧急放气按钮）方式均失灵而又发生火灾时，现场工作人员可采取这种方式强制启动气体灭火系统：值班人员可先将发生火灾的防护区所对应的释放阀打开，然后扳动七氟丙烷钢瓶瓶头阀上的紧急操作手柄，七氟丙烷气体灭火系统会即刻启动施行灭火；此时，管路上压力开关的触点开关动作并将气体释放的信号传至数据中心火灾自动报警系统及就地气体灭火控制盘。
五、系统技术接口：
1、与建筑专业的接口：
A、防护区及门、窗等的耐火极限不小于0.5h，
B、防护区和气瓶间的内压等级均不低于1200pa。
C、防护区的各种开口均应设置自动关闭装置。
D、防护区的门应向疏散方向开启，并能自动关闭，用于疏散的门必须能从防护区内打开。
E、气瓶间的门应采用甲级防火门并向外开启，且应直接通向室外或疏散走道。
2、与低压配电专业的接口：
A、低压配电系统应提供AC220V/50HZ的双路消防电源，接口位置设在各气体灭火系统的双电源控制箱的进线开关处。
B、气瓶间内应设置应急照明。
3、与通风空调专业的接口：
A、当火灾被确认后，气体灭火电控系统应输出DC24V有源节点信号，将防护区内的防火阀关闭、停止风机运行等，接口位置在防火阀的接线端子处及风机控制箱内的端子处。防火阀关闭后及风机停运后应向气体灭火电控系统输出确认信号。
B、灭火后的防护区应通风换气，有直接通向室外的外开窗和门的防护区，将其打开进行通风换气；没有直接通向室外的外开窗和门的防护区，则通过原有机械排风系统进行通风换气。打开窗和门时，应使用空气呼吸器，注意安全。
C、在正常使用期间，应保证储瓶间有良好的通风条件。
D、气体灭火控制屏旁或易于操作的地方，应装有开启排气机（扇）的按钮，
用于气体释放后，启动排气机（扇）排出灭火气体。
4、与火灾报警专业的接口：
气体灭火系统与火灾报警系统是两个相对独立的系统，每个气体灭火系统向火灾报警系统发送以下信号：a、系统气瓶及电控主机故障等系统故障信号（1个）。b、每个防护区的第一路报警信号。c、每个防护区的第二路报警信号。d、每个防护区的气体释放信号。接口位置为灭火电控箱。
六、系统组成：
七氟丙烷灭火系统包括以下部分（但不限于）：
1）储存装置——由七氟丙烷储瓶、容器阀、引升管、单向阀和集流管等组成。其中还包括泄压装置、钢瓶固定支架和喷放软管等。
2）释放阀及喷头——各防护区的释放阀、喷头。
3）控制操作装置——包括就地手动控制箱、机械应急操作机构。
4）灭火管网——包括管道、管件、管支架。
七、系统安装：
A、管材：灭火剂输送管道及配套管件采用内外镀锌无缝钢管，钢制管道附件采用内外镀锌。
B、连接：管道的连接，当公称直径小于或等于80mm时，宜采用螺纹连接；大于80mm时，宜采用法兰连接。
C、房间（或天花）灭火系统管道宜紧贴大梁下布置，设计高度（相对房间地面）见各灭火系统的管网透视图。
D、为了保证喷头的喷射效果，喷头的附近不得有任何遮挡物。
E、防护区的泄压口宜设在外墙上，应位于防护区净高的2/3以上。泄压口的设置大小见“技术参数表”，外墙的泄压口开口请甲方完成，同时考虑有的防护区为恒温恒湿保护，泄压口处装设玻璃。为了保证玻璃在1200Pa压力以上破裂并不飞溅伤人，玻璃设划痕，并内外再装设不锈钢纱窗。
F、试压：由于本气体灭火系统的特殊性决定管道不允许进行水压强度试验，故采用气压强度实验对系统进行试压，气压强度试验压力应为7.705Mpa。
G、在气瓶间1内有2个选择阀的高度为2.18m，故在该气瓶间内应放置1只小凳，以便在紧急情况时及时打开选择阀。
八、空气呼吸器配置
每个防护区配置1套空气呼吸器。
九、未尽事宜，应严格参照有关国家规范、规定、标准执行。
第三部分：设计计算书
一、配电房和发电机房房间净容积表
二、配电房、发电机房房间管网计算图
三、计算步骤
一、确定灭火设计浓度
依据《气体灭火系统设计规范》（GB50370-2005）〔以下简称《规范》〕中2.3.4条规定，取C=9%，设计温度：20℃
二、计算保护容积
V配电间=907.2-7.93-3.2-2=894.07（m3）
V发电机房=（197.4+31.5）-（8.3+0.08）=220.5（m3）
三、计算灭火剂设计用量
四、设定喷头布置与数量
选用胜捷品牌喷头，设8只喷头保护配电间，3只喷头保护发电机房。
五、选定灭火剂储存容器规格及数量
根据W配电间=644.68㎏,选用7只100L储存容器。
W发电机房=158.99㎏，选用2只100L储存容器，与配电间共用。
六、绘出系统管网计算图
见系统管网计算图。
七、计算官网平均设计流量
八、选择管网通径
以管道平均设计流量，依据《规范》条文说明第3.3.15条第6款图取，其结果标在管网计算图上。
九、计算充装率
系统储存量：Ws=W+△W1+△W2
管网内剩余量：△W2=0(㎏)(规范3.3.14条之5：均衡管网和只含一个封闭空间的非均衡管网，其管网内的灭火剂剩余量均可不计)。
储存容器内剩余量：△W1=n×5=7×5=35(㎏)
十一、计算管网内容积
配电间：
Vp=0.00785×27.75+0.005024×6.8+0.0019625×13.6+0.001256×20.8
=0.2178+0.03416+0.0267+0.0261
=0.30476(m3)
发电机房：
Vp=0.0019625×25.5+0.000314×5.8=0.05+0.00182=0.052(m3)
十二、计算七氟丙烷储存量体积Vr
符合《规范》3.3.11条要求，故管道选用合理。
十三、选用额定增压压力
依据《规范》第3.3.9条，选用Po=4.3MPa（绝对）
十四、计算全部储存容器气相容积
依据《规范》中公式（3.3.15-4）
十五、计算“过程中点”储存容器内压力
十六、计算管路损失
十七、计算高程压头
依据《规范》中公式（3.3.15-4）
十八、计算喷头工作压力
依据《规范》中公式（3.3.15-8）
十九、验算设计计算结果
依据规范规定，应满足以下条件
十二、计算泄压口面积
依据《规范》中公式（3.3.15-8）
结束语“以上为以七氟丙烷灭火系统设备做的一个气体灭火设计方案，重点在于设备、管道的计算。具体方案书应以实际工地为准。
