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氣體滅火系統(tǒng)防護(hù)區(qū)泄壓口（自動泄壓裝置）設(shè)計安裝與使用（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（自動泄壓裝置）設(shè)計安裝與使用
文章針對在實踐中存在的對自動泄壓裝置的認(rèn)識誤區(qū)進(jìn)行了理論和實際上的說明，強(qiáng)調(diào)自動泄壓裝置，是與氣體滅火系統(tǒng)配套的必備設(shè)備，它不是一個常開的孔，而是一種必須裝置。作者對自動泄壓裝置如何正確設(shè)計、選擇、安裝、使用進(jìn)行了詳細(xì)闡述。使自動泄壓裝置在氣體滅火中能正確發(fā)揮其實際功能和作用。
氣體滅火系統(tǒng)防護(hù)區(qū)泄壓口（自動泄壓裝置）設(shè)計安裝與使用
文章針對在實踐中存在的對自動泄壓裝置的認(rèn)識誤區(qū)進(jìn)行了理論和實際上的說明，強(qiáng)調(diào)自動泄壓裝置，是與氣體滅火系統(tǒng)配套的必備設(shè)備，它不是一個常開的孔，而是一種必須裝置。作者對自動泄壓裝置如何正確設(shè)計、選擇、安裝、使用進(jìn)行了詳細(xì)闡述。使自動泄壓裝置在氣體滅火中能正確發(fā)揮其實際功能和作用。
關(guān)鍵詞：
自動泄壓裝置、必備裝置、設(shè)計、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，防護(hù)區(qū)內(nèi)的壓力值達(dá)到規(guī)定值時自動開啟泄壓的裝置，簡稱泄壓口，也稱自動泄壓裝置，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，在滅火中和滅火后對保護(hù)對象及環(huán)境沒有二次污染。因而被廣泛應(yīng)用于電子計算機(jī)房、電訊中心、通訊機(jī)房、圖書館、檔案館、珍品庫、博物館、配電室等潔凈場所。2006年來，隨著GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》國家標(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年后市場對自動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、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、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)揮其實際功能和作用。兩年多來，本人對國內(nèi)外各廠家泄壓口資料、樣品進(jìn)行了系統(tǒng)的收集，對該產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)，進(jìn)行了大量的試驗。為使國內(nèi)自動泄壓口產(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存在一些不足和缺陷之處，本人真誠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)計規(guī)范》國家標(biāo)準(zhǔn)頒布之前，原有的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對滅火系統(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)的實際應(yīng)用中相關(guān)設(shè)計和監(jiān)督部門無法正確設(shè)計和監(jiān)督泄壓口的安裝和使用。
GB50193-93《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》國家標(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)計規(guī)范》廣東地方標(biāo)準(zhǔn)第3.0.6條中Pf符號解釋：“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)計規(guī)范》國家標(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)計院和消防監(jiān)督部門實際上到2008年才開始按此標(biāo)準(zhǔn)對相關(guān)氣體滅火系統(tǒng)項目進(jìn)行設(shè)計和監(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)能自動關(guān)閉。”這再一次說明泄壓口就是一個常開的孔，加深了部分設(shè)計人員的誤解。
2.2 設(shè)置泄壓口的實際必要性
依據(jù)GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》要求，七氟丙烷滅火系統(tǒng)滅火設(shè)計濃度一般為8％～10％。當(dāng)七氟丙烷滅火劑釋放到一個完全密封的防護(hù)區(qū)，驅(qū)動氣體（氮氣）的釋放和七氟丙烷滅火劑在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)計濃度以及泄壓口（自動泄壓裝置）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)計體積濃度比，升高值為8～10KPa，這個壓強(qiáng)值將超過輕型、高層建筑和普通建筑1.2 KPa的6～8倍。
我們在密封性好的108m3試驗室做泄壓口開啟動作試驗，開啟動作壓力設(shè)為1.1+0.1 KPa，理論計算試驗氮氣壓力值為1.45MPa，實際試驗壓力值為3.8 MPa，則高出2.62倍。這說明滅火設(shè)計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，氣體釋放后防護(hù)區(qū)壓力值仍能超過1.2 KPa，這將會給防護(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)計濃度為37.5％～43％；二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)中，滅火設(shè)計濃度在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)整個圍護(hù)結(jié)構(gòu)。某公司在長6m,寬6m，高4m的試驗室做IG-541混合氣體試驗，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)向試驗室噴入7瓶組70升IG-541混合氣體時，試驗室的門被彈開，排風(fēng)扇嚴(yán)重變形。
在我公司100m3以上試驗室中，做IG-541混合氣體滅火系統(tǒng)實際滅火試驗時，幾名有豐富氣體滅火系統(tǒng)模擬試驗經(jīng)驗的泄壓口研發(fā)設(shè)計和試驗人員，深刻了解超壓氣體釋放時的威力和破壞力，在要求確保滅火試驗成功和試驗室內(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，這幾名人員不約而同的均提出以下兩套方案：
**套方案：若只能安裝一臺時，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)場檢測合格后，再做試驗則****無故障；有電源式泄壓口現(xiàn)場檢測合格后，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，理論計算的開啟壓力值與實驗參數(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，同時開啟，無開啟滯后時間。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)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制，理論計算的開啟壓力值與實際試驗參數(shù)值相差較大。所以，無電源式泄壓口開啟壓力值必須以實際氣體噴放模擬試驗參數(shù)值為準(zhǔn)。
**套方案：安裝兩臺，**臺為無電源式泄壓口，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)計規(guī)范》中，從設(shè)計要求條款和防護(hù)區(qū)的泄壓口面積計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。泄壓口不是一個開口，而是一種泄壓裝置。此裝置平時常閉，當(dāng)達(dá)到或接近防護(hù)區(qū)允許壓強(qiáng)值時自動開啟泄壓，低于設(shè)定壓力值時自動關(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工程和項目，對防護(hù)區(qū)內(nèi)溫度和濕度的精度要求很高，因此對防護(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)計規(guī)范》國家標(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)計安裝泄壓口。修改后的新標(biāo)準(zhǔn)對舊的標(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，在各級消防檢查中，消防驗收和監(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（自動泄壓裝置）。
3 泄壓口面積設(shè)計依據(jù)與計算
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)。目前國內(nèi)各設(shè)計部門防護(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NFDA12B-1980標(biāo)準(zhǔn)中給出的，若設(shè)計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)計部門試驗給出。
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公式計算該防護(hù)區(qū)的泄壓口面積。
3.3 設(shè)計計算
3.3.1七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)泄壓面積電子表格計算表
注：（1）依據(jù)該表計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)計計算氣體滅火系統(tǒng)，則可編制一個電子表格，將字母上標(biāo)有‘’符號的可變化的參數(shù)填入表中，電子表格自動快速準(zhǔn)確的計算出各相關(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，計算過程比較復(fù)雜，經(jīng)大量設(shè)計計算，剩余量一般為防護(hù)區(qū)設(shè)計用量的2～5%之間，則取剩余量K=1.05。
3.4主要氣體滅火系統(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)計濃度（%） | 8 | 10 | 37.5 | 42 | |
| 噴放時間（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)對象的滅火設(shè)計濃度帶入本表中，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、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。