浅谈气体灭火系统的设计浓度和安全系数.doc

社 会 实 践 报 告

题 目：浅谈气体灭火系统设计浓度和安全系数

院 （系）：消防指挥系二队

学员姓名：郑自涛

学 号：30240089

03月23日
浅谈气体灭火系统设计浓度和安全系数

伴随中国建筑消防事业飞速发展，多年来气体自动灭火系统到了越来越广泛应用。尤其是在很多防火关键部位，多数全部采取了技术优异、自动化程度高气体灭火系统。这就大大地提升了防火关键部位安全可靠性。和此同时，伴随气体灭火系统发展，中国设备制造厂家和施工单位如雨后春笋般不停增多，为了使得关键防火部位气体灭火设备质量得到确保，一旦发生火灾能快速灭火，就必需做到：a.该系统含有满足灭火需要足够灭火剂；b.含有符合设计要求并立即正确发觉火情和正确控制灭火装置报警控制系统；c.能使灭火剂安全正确地喷放到发生火灾防护区灭火设备和管网系统；d.符合要求防护区围护结构等。这其中含有足够数量灭火剂是最为关键。
　　气体灭火系统中灭火剂数量是依据该防护区容积和灭火剂设计浓度及所保护可燃物质特征计算得来。对于同一个灭火剂，因为其扑灭可燃物质不一样，其所选择设计浓度也不相同，一样，对于同一个可燃物质，采取灭火剂种类不一样，其设计浓度也不一样。下面我们就相关设计浓度问题进行分析。
在国际标I8014520-1《气体灭火系统物理性质和系统设计》之3.6.1中指出：“系统设计浓度包含了灭火剂灭火浓度和安全系数”。3.6.3中指出“灭火浓度是指在要求试验条件下，扑灭某种可燃物所需灭火剂最小浓度”。7.5.1.2中指出：“每种灭火剂扑灭B类火最小设计浓度必需是该种B类可燃物试验灭火浓度乘以1.3倍安全系数”。一样，7.5.1.3中指出：“每种灭火剂扑灭A类火最小设计浓度必需是扑灭该A类可燃物试验灭火浓度乘以1.3倍安全系数”。由此可见，设计浓度是该灭火浓度和安全系数乘积。即设计浓度是由灭火浓度和安全系数两部分组成。
　　扑灭某种可燃物灭火浓度是在所要求试验条件下，进行三次成功灭火试验所测定而得到。显然，因为可燃物成份和批次差异，试验取样和实际工程中同类可燃物差异，使得扑灭同类型可燃物灭火浓度是有差异，即使可能差异不大，但毕竟是一个范围而不是某一不变定值，所以，在国际标I8014520-1附录C之C.6.1.3.2中这么要求：“试验室灭火剂灭火浓度是在连续三次试验中实现令人满意灭火浓度设计浓度是试验室灭火浓度和适宜安全系数之乘积”。
　　因为灭火浓度本身是试验值，是代表某种类型可燃物质火灾被扑灭时所用灭火剂浓度，对于每一个确定可燃物其灭火浓度就是在某一范围内不确定值。为了确保能够可靠灭火而又不至于浪费过多灭火剂，选择适宜安全系数就显得尤其关键。
　　下面表中给出多个灭火剂灭火浓度数据是美国多个不一样研究单位试验数据，从中不难看出国家标准中给定数据是综合了多种试验结果而较为合理选出，但毕竟有所差异。

杯型燃烧器正庚烷灭火浓度燃烧值
             灭火剂种类
试验单位
HFC-227ea
HFC-23
IG-541
HFC-236fa
1301
美国海军研究试验室
NRL
6.6
12

3.1
美国3M企业
Fenwal

3.9
美国大湖化学企业
GLCC
5.9
12.7

3.5
研究人员
Fewwal
5.8
12

5.3
3
国家标准和技术研究
NIST
6.2
12

6.5
3.1
安苏尔消防企业
Ansul

29.1

新墨西哥工程研究院
NMERI
6.3
12.6

5.6
2.9

　　安全系数也称裕度系数，即在原灭火浓度基础上，额外增加一定数量灭火剂用来作为设计浓度，使得灭火愈加可靠、工程设计愈加安全。
包含在设计浓度中安全系数大致用来填补以下内容：
A.工程中防护区不可能是绝对密封，在灭火过程中，
因为防护区泄漏使得灭火剂有效灭火浓度降低，尤其是灭火剂流量大，压力高时，泄漏显得更为严重，这部分损失有时可达成10%。
B.因为实际工程中灭火环境温度和试验室试验温度差
异引发灭火剂设计用量误差。比如：设计温度通常见200C，而实际灭火时可能是从-200C到＋500C之间改变某一温度值，这就造就了灭火剂用量不确定性。
C.当火场上可燃物表面温度过高时，使得灭火剂灭火效率局部下降，出现灭火剂设计用量不足而影响灭火效果。
D.因为可燃物种类繁多，不可能对每种物质全部进行灭火试验，而只能根据类型来确定灭火浓度，当在同类物质中多种物质之间燃烧性能、燃烧生成物、热值等是有差异，每种物质正确灭火浓度是不一样。
　　所以，合适合理地选择安全系数是很关键。在前几年，中国设计规范中取1.2倍安全系数一样在美国家标准准NFPA中也取安全系数1.2倍。现在为了和国际标统一，在GA400-中取要求为1.3倍。安全系数是设计浓度关键组成部分，它是用来填补很多不确定原因对灭火效果造成影响，它直接关系到灭火系统中灭火剂数量，直接影响到消防工程安全可靠性。所以安全系数是规范中法定计量，是不能任意增大或降低。
　　现在中国家标准准GA400-中对各类灭火剂扑灭正庚烷和A类表面火灭火浓度和最小设计浓度进行了要求：
灭火剂名称
B类正庚烷火
A类木垛表面火
灭火浓度%
最低设计浓度%
灭火浓度%
最低设计浓度%
HFC-227
6.6
8.6
5.8
7.5
HFC-23
12
15.6
15
19.5
IG-541
33.8
43.9
28.1
36.5

　　因为同一类可燃物之间差异，多种可燃物最低设计浓度也不一样，但到现在为止，试验数据还极少，在使用过程中，通常按以下数据分类。