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1、 宁波某综合楼七氟丙烷气体灭火系统设计 摘要：本文对几种哈龙替代物进行了比较分析。并介绍了七氟丙烷灭火系统的组成及原理。针对宁波某综合楼进行了七氟丙烷灭火系统设计，火灾自动报警系统设计，安全疏散讨论和经济预算。关键词：七氟丙烷灭火系统 火灾自动报警系统 安全疏散 经济预算、目录1、前言 （1）2、宁波某综合楼七氟丙烷灭火系统设计 （3）2.1宁波某综合楼工程概况 （3）2.2七氟丙烷（ FM 200 ）灭火系统 （4）2.2.1七氟丙烷气体灭火剂性能及灭火机理 （4）2.2.2七氟丙烷灭火系统工作程序及原理 （4）2.3系统设计 （6）2.3.1灭火方式 （6）2.3.2防护区的划分 （6）2
2、.3.3管网系统 （7）2.3.4增压方式 （8）2.3.5系统组件 （8）2.4系统设计与管网计算 （8）2.4.1系统设计计算 （8）2.4.2系统主要组件和设备型号 （35）2.5本系统对气体保护区和钢瓶间的要求 （35）2.6 系统安装 （35）3、火灾自动报警系统（36）3.1报警区域和探测区域的划分 （36）3.2自动报警系统的设计 （37）3.3探测器布置计算 （37）3.4手动报警按钮 （38）3.5系统供电 （38）3.6布线 （38）3.7系统组件 （38）4、安全疏散 （39）5、经济预算 （39）6、结束语 （40）参考文献 （41）英文摘要 （41）计算图 （42）设
3、计计算书 （43）预算表 （59）1.前言哈龙灭火系统自问世以来，由于在灭火方面具有浓度低、灭火效率高、不导电等优异性能，在世界各地获得了广泛的应用。其主要应用于大型电子计算机房、通讯机房、高低压配电室、档案馆等重要场所。然而，大量的科学实验证明哈龙对大气臭氧层有破坏作用，有碍人类的生存环境。为保护人类健康及赖以生存的地球环境，联合国制定了关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书，发达国家自1994年1月1日，停止生产和使用哈龙灭火剂，发展中国家则可延长到2010年。于是寻找新的灭火剂替代哈龙成为必然。一般认为对哈龙替代灭火剂的基本要求应是：对臭氧层不破坏，不产生温室效应，或温室效应不明显，大气中存
4、活时间短；灭火性能好，对人体无毒害，灭火后防护区内不污染，无残留物，成本低，便于推广。目前哈龙灭火剂的替代物主要有两大方向：一是以其他灭火系统替代哈龙灭火系统，如二氧化碳、细水雾等灭火系统。二是新型的“洁净气体”灭火剂和相应的灭火系统，如卤代烃灭火系统、惰性气体灭火系统。在各种洁净灭火剂中，具有实际应用价值的是七氟丙烷和烟烙尽。下面就二氧化碳灭火系统、烟烙尽灭火系统和七氟丙烷灭火系统，对其灭火效率、系统投资、保护生命等方面进行比较分析。并说明宁波某综合楼的最佳气体灭火系统的选择是七氟丙烷灭火系统。二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统都是使氧气浓度下降，对燃烧产生窒息作用，从而扑灭火灾的。七氟丙烷在
5、火灾中有抑制燃烧过程基本化学反应的能力，其分解物能够中断燃烧过程中化学连锁反应的链传递，因而灭火能力强，灭火速度快。由此可见，二氧化碳灭火系统、烟烙尽灭火系统和七氟丙烷灭火系统是两种不同的灭火机理，这两种不同的灭火机理决定了七氟丙烷灭火系统在设计浓度上要远远低于二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统。三种灭火系统的最小设计浓度7%、34%、37.5%。所以七氟丙烷的灭火效率是最高的。影响系统投资的主要因素是系统设备投资、系统瓶站建筑投资及系统的维护保养费用等。目前市场上二氧化碳、烟烙尽与七氟丙烷的单价比为1：13：110。但二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统需要的灭火浓度高，自然灭火剂的用量就大。值得
6、注意的是，烟烙尽灭火系统其气体是以高压气态储存的，其输送距离可长达150米，大大超过了其它以液态储存的灭火剂的输送距离。所以它一套组合分配的装置可以保护的防护区数量可以很多，这样烟烙尽灭火系统的经济性是显而易见的。瓶站的建筑面积与灭火剂的用量是联系在一起的，所以七氟丙烷灭火系统需要的瓶站的建筑面积要大大小于二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统。但由于烟烙尽灭火系统保护的距离长，所以需要的瓶站的数量也少。二氧化碳灭火系统需要的储存容器，系统体积大、重量高，需要瓶站的建筑面积大，瓶站的建筑投资大。关于系统的维护保养费用，虽然10年时间二氧化碳、烟烙尽与七氟丙烷系统灭火剂的再充填的费用比约为1：4：85
7、，所以二氧化碳和烟烙尽的再填充费用是相对低的。通过上述各方面比较烟烙尽灭火系统的系统投资是最低的。 在保护人身安全方面，七氟丙烷人未观察到不良反应的浓度为9%，系统最小设计浓度为7%，烟烙尽人未观察到不良反应的浓度为43%，系统最小设计浓度为37.5%，所以七氟丙烷和烟烙尽在防护区喷放对人体是相对安全的。但七氟丙烷在高温条件下会产生对人体有害的HF，所以它使用时的浓度必须低于NOAEL值，而且灭火时的拖放时间不能过长。而二氧化碳在34%以上会使人窒息死亡。据统计，近几年世界上由于火灾中被二氧化碳窒息而死的人每年多达80余人。所以二氧化碳系统不适合人员出入较多的场所。宁波某综合楼需要气体保护的区
8、域多为通信机房、寻呼机房、交换机房等，工作人员和值班人员较多。六层以下多为商务中心等公共场所，人流量也较大。该建筑需要气体保护的防护区多，空间也较大，组合分配的系统也多。综合考虑以上各方面，虽然二氧化碳灭火系统具有来源广泛、价格低廉、无腐蚀性、不污染环境等优点，但瓶组占地面积大、泄露点多，给以后的维修会带来一系列的难度。而且气体容易从液压站的开口处流失，保证其灭火浓度也较难。灭火剂的沉降也较快，特别是在高度和空间较大的情况下，高处火灾就难以扑灭。烟烙尽灭火系统虽然系统投资低，对人体安全等许多优点，但目前在国内还没有完整的设计规范。所以该建筑采用的最适合的气体灭火系统为七氟丙烷灭火系统。它的灭火
9、效率高，对大气臭氧层的损耗潜能值ODP值为零，对人体相对安全，瓶组占地面积小，但它只适用于扑灭固体表面火灾，不适宜扑救固体深位火灾。2. 宁波某综合楼七氟丙烷灭火系统设计2.1宁波某综合楼工程概况宁波某综合楼地上二十六层，地下两层，裙房六层，辅房六层。建筑面积46000平米，建筑高度为105米。七层到十七层层高3.9米，其中的通信机房、电力室、电池室、传输机房、LS机房、ATM机房、网管中心、软件中心、计费中心和新技术发展用房，需要用气体灭火系统进行保护，采用七氟丙烷灭火系统对其进行保护。根据高层民用建筑防火设计规范该建筑为一类建筑，耐火等级为一级，危险等级为中危险等级级。七层到十七层需要气体
10、保护的区域，设有防静电地板，地板高0.5米，工作区高为3.4米。2.2七氟丙烷（ FM 200 ）灭火系统2.2.1七氟丙烷气体灭火剂性能及灭火机理 七氟丙烷灭火剂HFC-227ea（美国商标名称为FM-200）是一种无色无味、低毒性、电绝缘性好，无二次污染的气体，对大气臭氧层的耗损潜能值（ODP）为零。其化学结构式为CF3-CHF-CF3。在一定压强下呈液态储存。在火灾中具有抑制燃烧过程基本化学反应的能力，其分解产物能够中断燃烧过程中化学连锁反应的链传递，因而灭火能力强、灭火速度快。2.2.2七氟丙烷灭火系统工作程序及原理当防护区发生火灾时，灭火系统有三种启动方式：自动启动：此时感温探测器、
11、感烟探测器发出火灾信号报警，经甄别后由报警和灭火控制装置发出声光报警，下达联动指令，关闭联锁设备，发出灭火指令，延迟0-30秒电磁阀动作，启动启动容器和分区选择阀，释放启动气体，开启各储气瓶容器阀，从而释放灭火剂，实施灭火。手动启动：将灭火控制盘的控制方式选择键拨到“手动”位置。此时自动控制无从执行。操作灭火控制盘上的灭火手动按钮，仍将按上述即定程序实施灭火。一般情况，保护区门外设有手动控制盒。盒内设紧急启动按钮和紧急停止按钮。在延迟时间终了前可执行紧急停止。应急启动：在灭火控制装置不能发出灭火指令时，可进行应急启动。此时，人为启动联动设备，拔下电磁启动器上的保险盖，压下电磁铁芯轴。释放启动气
12、体，开启整个灭火系统，释放灭火剂，实施灭火。 2.3系统设计2.3.1灭火方式按防护区的特征和灭火方式采用全淹没灭火系统，管网输送方式为组合分配系统。全淹没灭火系统是在规定的时间内，向防护区喷放设计规定用量的七氟丙烷，并使其均匀的充满整个防护区的灭火系统。组合分配系统是用一套七氟丙烷的储存装置通过管网的选择分配，保护两个或两个以上防护区的灭火系统。优点是减少灭火剂的用量，大大节省系统投资。因为该建筑需要气体保护的区域多，所以采用组合分配系统。2.3.2防护区的划分规范中规定：防护区宜以固定的单个封闭空间划分；当同一区间的吊顶层和地板下需同时保护时，可合为一个防护区；当采用管网灭火系统时，一个防
13、护区的面积不宜大于500m2,容积不宜大于2000m3。根据规范规定，把该组合分配系统四个系统中各个防护区的划分归纳于下表，其中最大保护区的面积为310.25m2，容积为1210m3。1#系统 2#系统编号保护区名称楼层编号保护区名称楼层1左LS机房7F1左传输机房9F2右LS机房7F2右传输机房9F3电池室8F3左ATM机房10F4小电力室8F4右ATM机房10F5大电力室8F5左同步网监控中心11F6主机房11F7右同步网监控中心11F3#系统 4#系统编号保护区名称楼层编号保护区名称楼层1软件中心12F1新技术发展用房15F2计费中心12F2新技术发展用房15F3左交换机操作维护中心13F3新技术发展用房16F4右交换机操作维护中心13F4新技术发展用房16F5左网管中心14F5新技术发展用房17F6小网管中心14F6新技术发展用房17F7右网管中心14F7新技术发展用房17F注：4#系统为预留，可视某设备安装而随之实施。防护区的工作区和地板下均设置喷头和探测器，防护区设有弹簧门不需另设泄压口。2.3.3管网系统 本系统的管网布置为非均
