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淺談氣體滅火系統(tǒng)的設計濃度和**系數(shù)
日期：2025-04-30 21:51
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摘要：
文章來源于 路景志 南京理工大學
隨著我國建筑消防事業(yè)的飛速發(fā)展，近年來氣體自動滅火系統(tǒng)到了越來越廣泛的應用。特別是在許多防火重點部位，多數(shù)都采用了技術先進、自動化程度高的氣體滅火系統(tǒng)。這就大大地提高了防火重點部位的**可靠性。與此同時，隨著氣體滅火系統(tǒng)的發(fā)展，國內的設備制造廠家和施工單位如雨后春筍般的不斷增多，為了使得重點防火部位的氣體滅火設備質量得到保證，一旦發(fā)生火災能迅速滅火，就必須做到：a.該系統(tǒng)具有滿足滅火需要的足夠的滅火劑；b.具有符合設計要求并及時準確發(fā)現(xiàn)火情和正確控制滅火裝置的報警控制系統(tǒng)；c.能使滅火劑**準確地噴放到發(fā)生火災的防護區(qū)的滅火設備和管網系統(tǒng)；d.符合要求的防護區(qū)圍護結構等。這其中具有足夠數(shù)量的滅火劑是*為重要的。
隨著我國建筑消防事業(yè)的飛速發(fā)展，近年來氣體自動滅火系統(tǒng)到了越來越廣泛的應用。特別是在許多防火重點部位，多數(shù)都采用了技術先進、自動化程度高的氣體滅火系統(tǒng)。這就大大地提高了防火重點部位的**可靠性。與此同時，隨著氣體滅火系統(tǒng)的發(fā)展，國內的設備制造廠家和施工單位如雨后春筍般的不斷增多，為了使得重點防火部位的氣體滅火設備質量得到保證，一旦發(fā)生火災能迅速滅火，就必須做到：a.該系統(tǒng)具有滿足滅火需要的足夠的滅火劑；b.具有符合設計要求并及時準確發(fā)現(xiàn)火情和正確控制滅火裝置的報警控制系統(tǒng)；c.能使滅火劑**準確地噴放到發(fā)生火災的防護區(qū)的滅火設備和管網系統(tǒng)；d.符合要求的防護區(qū)圍護結構等。這其中具有足夠數(shù)量的滅火劑是*為重要的。
氣體滅火系統(tǒng)中滅火劑的數(shù)量是根據(jù)該防護區(qū)的容積和滅火劑的設計濃度及所保護的可燃物質的特性計算得來的。對于同一種滅火劑，由于其撲滅可燃物質不同，其所選用的設計濃度也不相同，同樣，對于同一種可燃物質，采用的滅火劑種類不同，其設計濃度也不同。下面我們就有關設計濃度問題進行分析。
在國際標I8014520-1《氣體滅火系統(tǒng)的物理性質和系統(tǒng)設計》之3.6.1中指出：“系統(tǒng)設計濃度包含了滅火劑的滅火濃度和**系數(shù)”。3.6.3中指出“滅火濃度是指在規(guī)定的試驗條件下，撲滅某種可燃物所需的滅火劑的*小濃度”。7.5.1.2中指出：“每種滅火劑撲滅B類火的*小設計濃度必須是該種B類可燃物的試驗滅火濃度乘以1.3倍的**系數(shù)”。同樣，7.5.1.3中指出：“每種滅火劑撲滅A類火的*小設計濃度必須是撲滅該A類可燃物的試驗滅火濃度乘以1.3倍的**系數(shù)”。由此可見，設計濃度是該滅火濃度和**系數(shù)的乘積。即設計濃度是由滅火濃度和**系數(shù)兩部分組成的。
撲滅某種可燃物的滅火濃度是在所規(guī)定的試驗條件下，進行三次成功的滅火試驗所測定而得到的。顯然，由于可燃物成分和批次的差異，試驗取樣和實際工程中同類可燃物的差異，使得撲滅同類型可燃物滅火濃度是有差異的，雖然可能差異不大，但畢竟是一個范圍而不是某一不變的定值，所以，在國際標I8014520-1的附錄C之C.6.1.3.2中這樣規(guī)定：“試驗室滅火劑的滅火濃度是在連續(xù)三次試驗中實現(xiàn)令人滿意的滅火的濃度設計濃度是試驗室滅火濃度與合適的**系數(shù)之乘積”。
由于滅火濃度本身是試驗值，是代表某種類型的可燃物質火災被撲滅時所用滅火劑的濃度，對于每一種確定的可燃物其滅火濃度就是在某一范圍內的不確定值。為了確保能夠可靠的滅火而又不至于浪費過多的滅火劑，選擇合適的**系數(shù)就顯得特別重要。
下面表中給出的幾種滅火劑的滅火濃度數(shù)據(jù)是美國的幾個不同的研究單位的試驗數(shù)據(jù)，從中不難看出國家標準中給定的數(shù)據(jù)是綜合了各種試驗結果而較為合理的選出的，但畢竟有所差異。
杯型燃燒器正庚烷滅火濃度燃燒值
滅火劑種類 試驗單位 | HFC-227ea | HFC-23 | IG-541 | HFC-236fa | 1301 |
美國**研究試驗室 NRL | 6.6 | 12 | 3.1 | ||
美國3M公司 Fenwal | 3.9 | ||||
美國大湖化學公司 GLCC | 5.9 | 12.7 | 3.5 | ||
研究人員 Fewwal | 5.8 | 12 | 5.3 | 3 | |
國家標準和技術研究 NIST | 6.2 | 12 | 6.5 | 3.1 | |
安蘇爾消防公司 Ansul | 29.1 | ||||
新墨西哥工程研究院 NMERI | 6.3 | 12.6 | 5.6 | 2.9 |
**系數(shù)也稱裕度系數(shù)，即在原滅火濃度的基礎上，額外增加一定數(shù)量的滅火劑用來作為設計濃度，使得滅火更加可靠、工程設計更加**。
包含在設計濃度中的**系數(shù)大致用來彌補如下內容：
A.工程中的防護區(qū)不可能是**密封的，在滅火的過程中，
由于防護區(qū)的泄漏使得滅火劑的有效滅火濃度減少，尤其是滅火劑流量大，壓力高時，泄漏顯得更為嚴重，這部分損失有時可達到10%。
B.由于實際工程中的滅火環(huán)境溫度與試驗室的試驗溫度的差
異引起的滅火劑設計用量的誤差。例如：設計溫度通常用200C，而實際滅火時可能是從-200C到＋500C之間變化的某一溫度值，這就造就了滅火劑用量的不確定性。
C.當火場上的可燃物表面溫度過高時，使得滅火劑的滅火效率局部下降，出現(xiàn)滅火劑設計用量的不足而影響滅火效果。
D.由于可燃物種類繁多，不可能對每種物質都進行滅火試驗，而只能按照類型來確定滅火濃度，當在同類物質中的各種物質之間的燃燒性能、燃燒生成物、熱值等是有差異的，每種物質的準確的滅火濃度是不同的。
因此，適當?shù)暮侠淼剡x擇**系數(shù)是很重要的。在前幾年，我國的設計規(guī)范中取1.2倍的**系數(shù)同樣在美國標準NFPA2001中也取**系數(shù)1.2倍?，F(xiàn)在為了與國際標統(tǒng)一，在GA400-2002中取規(guī)定為1.3倍。**系數(shù)是設計濃度的重要組成部分，它是用來彌補諸多不確定因素對滅火效果造成的影響，它直接關系到滅火系統(tǒng)中滅火劑的數(shù)量，直接影響到消防工程的**可靠性。所以**系數(shù)是規(guī)范中的法定計量，是不能任意增大或減少的。
目前我國標準GA400-2002中對各類滅火劑撲滅正庚烷和A類表面火的滅火濃度和*小設計濃度進行了規(guī)定：
滅火劑名稱 | B類正庚烷火 | A類木垛表面火 | ||
滅火濃度% | *低設計濃度% | 滅火濃度% | *低設計濃度% | |
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 |
由于同一類可燃物之間的差異，各種可燃物的*低設計濃度也不同，但到目前為止，試驗數(shù)據(jù)還很少，在使用過程中，通常按如下數(shù)據(jù)分類。