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1、气体灭火系统防护区泄压口（自动泄压装置）设计与安装使用1 概述气体灭火系统防护区泄压口，是指当气体灭火系统中的灭火剂喷放时，防护区内的 压力值达到规定值时自动开启泄压的装置，简称泄压口，也称自动泄压装置， 是与气体灭火系统配套的必备设备，一般安装在气体灭火系统保护区外墙或 内墙的泄压孔上。（为便于表述，本文中统一简称泄压口）。气体灭火系统灭火具有洁净、绝缘性能好、灭火速度快等特点，在灭火中和灭火后 对保护对象及环境没有二次污染。因而被广泛应用于电子计算机房、电讯中 心、通讯机房、图书馆、档案馆、珍品库、博物馆、配电室等洁净场所。2006年来，随着GB50370-2005气体灭火系统设计规范国家
2、标准的颁布， 消防监督部门加大了灭火设备的检查力度， 2007年后市场对自动泄压口的需 求也明显增多。因泄压口产品是新产品，目前国家、行业尚无统一标准。大 多数生产泄压口产品的厂家或公司都只生产某一种类型的泄压口。而通过从 百度、谷歌等搜索网站检索来看，全面介绍泄压口应用、设计、安装与使用 的资料和文章少之又少，给企业正确选择、设计、安装、使用泄压口带来了 许多问题，不利于泄压口在气体灭火中正确发挥其实际功能和作用。两年多 来，本人对国内外各厂家泄压口资料、样品进行了系统的收集，对该产品进 行研发，进行了大量的试验。为使国内自动泄压口产品得到正确的使用和发 展，现特写此篇文章。在本篇文章中难免
3、会存在一些不足和缺陷之处，本人 真诚的期待广大同仁给予指正。2 设置泄压口的必要性2.1 相关标准中使用泄压口规定表述不清，造成歧义。!-if !supportLists-l !-endif-GB50370-2005气体灭火系统设计规范国家 标准颁布之前，原有的国家标准和规范对灭火系统必须使用泄压口的规定表 述模糊，用词模棱两可，致使在气体灭火系统的实际应用中相关设计和监督 部门无法正确设计和监督泄压口的安装和使用。GB50193-93二氧化碳灭火系统设计规范国家标准条文说明第3.2.6条中阐述： “采用全淹没灭火系统保护的大多数防护区，都不是完全封闭的，有门、窗 的防护区一般都有缝隙存在；通
4、过门窗四周缝隙所泄漏的二氧化碳，可防止 空间内压力过量升高，这种防护区一般不需要再开泄压口。”DBJ15-23-1999七氟丙烷（HFC-227ea）洁净气体灭火系统设计规范广东地方 标准第3.0.6条中Pf符号解释：“Pf围护结构承受内压的允许压强（Pa）。 当设有外开门弹性闭门器或弹簧门的防护区，其开口面积不小于泄压口计算 面积的，不须另设泄压口。”DGTJ08-306-2001惰性气体IG-541灭火系统技术规程上海地方标准条文说明书3.1.2条解释：“对于密封性较好的防护区，规定安装泄压口。”也就是说防 护区密封性较差的可不安装泄压口。!-if !supportLists-l !-en
5、dif-2006 年 3 月 GB50370-2005气体灭火系统设计 规范国家标准发布，由于该标准的宣传、贯彻和印刷的滞后，各设计院和消防监督部门实际上到2008 年才开始按此标准对相关气体灭火系统项目进行设计和监督。但由于该标准 中第3.2.7和第3.2.9条用词模糊，给部分设计人员和用户带来误解。规定第 3.2.7条“防护区应设置泄压口，七氟丙烷灭火系统的泄压口应位于防护区净 高的23以上。”如此表述，导致部分人认为泄压口就是在离地三分之二的净 高处开一个泄压孔，而不是一种泄压装置，规定第 3.2.9 条 “喷放灭火剂前 防护区内除泄压口外的开口应能自动关闭。”这再一次说明泄压口就是一个
6、 常开的孔，加深了部分设计人员的误解。2.2 设置泄压口的实际必要性依据GB50370-2005气体灭火系统设计规范要求，七氟丙烷灭火系统灭火设计 浓度一般为8%10%。当七氟丙烷灭火剂释放到一个完全密封的防护区， 驱动气体（氮气）的释放和七氟丙烷灭火剂在20 C标准大气压下，气化使 防护区压强随之升高，药剂吸收一部分的热量，使防护区温度降低，这造成 压强降低值很小。压强的升高主要与防护区的密闭程度和灭火设计浓度以及 泄压口（自动泄压装置）的密封性有关。压力升高值基本上等于防护区灭火 设计体积浓度比，升高值为810KPa,这个压强值将超过轻型、高层建筑和 普通建筑1.2 KPa的68倍。我们在
7、密封性好的108m3试验室做泄压口开启动作试验，开启动作压力设为1.1+0.1 KPa，理论计算试验氮气压力值为1.45MPa，实际试验压力值为3.8 MPa，则高出2.62倍。这说明灭火设计浓度小的七氟丙烷灭火系统，若防护 区密封性较好时，气体释放后防护区压力值仍能超过1.2 KPa，这将会给防护 区内围护结构造成损坏，导致系统不能正常灭火。在IG-541混合气体灭火系统中，灭火设计浓度为37.5%43%；二氧化碳气体灭 火系统中，灭火设计浓度在34%62%之间。也就是说当这两种灭火剂释放 到完全封闭的防护区内，防护区内的气体体积迅速膨胀，防护区内的压强值 将超过允许压强1.2 KPa的25
8、倍以上，足可以摧毁防护区内整个围护结构。 某公司在长6m,宽6m，高4m的试验室做IG-541混合气体试验，防护区内开 有直径200mm的通风口，通风口上的排风扇正常工作，当向试验室喷入7 瓶组70升IG-541混合气体时，试验室的门被弹开，排风扇严重变形。在我公司100m3以上试验室中，做IG-541混合气体灭火系统实际灭火试验时，几 名有丰富气体灭火系统模拟试验经验的泄压口研发设计和试验人员，深刻了 解超压气体释放时的威力和破坏力，在要求确保灭火试验成功和试验室内设 备、墙体、门框及窗户不受到破坏，人们又只能挑选一种类型和规格的泄压 口进行安装时，这几名人员不约而同的均提出以下两套方案：第
9、一套方案：若只能安装一台时，选用无电源式泄压口。无电源式结构中优先选用 室外壁挂无电源盖式泄压口。理由是：（1）无电源式泄压口现场检测合格后 再做试验则百分之百无故障；有电源式泄压口现场检测合格后，由于它的结 构比较复杂仍不能百分之百确保无故障率，如：突然断电、线路接触不良、 无器件性能不稳定等等原因。（2）室内壁挂无电源式泄压口装置，理论计算 的开启压力值与实验参数值一致，这是由它的结构而决定的。当防护区内压 力值达到装置设定的压力值时，同时开启，无开启滞后时间。有电源式比无 电源式泄压口大约滞后 0.3 秒钟左右。而其它无电源式泄压口装置，阀门的 开启受控于驱动执行机构控制，理论计算的开启
10、压力值与实际试验参数值相 差较大。所以，无电源式泄压口开启压力值必须以实际气体喷放模拟试验参 数值为准。第二套方案：安装两台，第一台为无电源式泄压口，开启压力值设定为l.lKPa以 下正常开启；另一台为无电源式或有电源式泄压口，开启压力值设定在 1.3KPa，这样能确保试验成功和安全可靠。2.3 新规范中明确规定气体灭火系统防护区应采用泄压口2006年3月2日发布的GB50370-2005气体灭火系统设计规范中，从设计要求 条款和防护区的泄压口面积计算公式条款用词来看，无论防护区门窗密封性 好与差和防护区门安装的是否为外开弹簧门或弹性闭门器，如采用气体灭火 系统，则防护区内都必须安装泄压口。泄
11、压口不是一个开口，而是一种泄压 装置。此装置平时常闭，当达到或接近防护区允许压强值时自动开启泄压， 低于设定压力值时自动关闭，以避免灭火药剂流失，影响正常灭火效果。近几年来，采用泄压口的多为一些重点工程和项目，对防护区内温度和湿度的精度 要求很高，因此对防护区的密封性要求也很高。所以GB50370-2005气体灭 火系统设计规范国家标准中规定，采用气体灭火系统的防护区内均应设计 安装泄压口。修改后的新标准对旧的标准和规范中模棱两可的用词给予了修 正。据各消防工程公司和本公司售后服务人员反馈，在各级消防检查中，消 防验收和监督部门都均严格按新标准执行，若消防项目中安装了气体灭火系 统，首先要检查
12、各防护区是否安装了泄压口（自动泄压装置）。3 泄压口面积设计依据与计算3.1 防护区内围护结构最高允许压强防护区内门、窗上的玻璃允许压强不应低于建筑物的允许压强。目前国内各设计部 门防护区内围护结构承受内压的允许压强，无论建筑物是轻型和高层建筑， 还是标准建筑及地下建筑，均设定为1.2KPa，该值的设定是依据GB50370- 2005标准中326条款，参照美国NFDA12B-1980标准中给出的，若设计部 门和用户需提高防护区内围护结构承受的允许压强，应由建筑设计部门试验 给出。七氟丙烷和IG-541混合气体灭火系统的防护区的泄压口面积公式应分别依据 GB50370-2005标准中3.3.13
13、和3.4.6公式计算。二氧化碳气体灭火系统应依 据GB50193-93中3.2.7公式计算该防护区的泄压口面积。3.3 设计计算3.3.1 七氟丙烷气体灭火系统泄压面积电子表格计算表注：(1)依据该表计算公式和说明栏中的各公式，分别将L、B、H、t、C可变化 的参数代入公式中，可计算求得防护区的总泄压面积。(2) 若使用者经常设计计算气体灭火系统，则可编制一个电子表格，将字母上标 有符号的可变化的参数填入表中，电子表格自动快速准确的计算出各相、八业/关参数。(3) 电子表格中主要公式编制方法：(a)分区1格中的L、B、H、VV、AV、t、 S、C、K、W、P t参数分另I为E4、E5至E15位
14、置。(b)公式VV= E4 E5 E6；公式 W=1.05 E12 E7 E11 E10 (100- E11)；公式 FX=0.13 (E13E14) SQRT(E15)。3.3.2 IG-541 混合气体灭火系统泄压面积电子表格计算表!-if !vml-!-endif-!-if !vml-!-endif-注：(1) IG541混合气体灭火系统防护区泄压口总泄压面积计算和电子表格编制 方法与七氟丙烷灭火系统相同，这里不再赘述。(2) IG51混合气体灭火系统灭火药剂剩余量公式为Ws$2.7Vo+Vp，计算过程比 较复杂，经大量设计计算，剩余量一般为防护区设计用量的25%之间，则 取剩余量 K=
15、1.05。3.4主要气体灭火系统在不同容积下的泄压面积注：(1)防护区内围护结构承受内压为 1200Pa。(2)将防护区容积和保护对象的灭火设计浓度带入本表中，便可快捷查得防护 区的总泄压面积。(3)选用某厂家型号、数量的泄压口的总面积不得小于防护区的总泄压面积。4 泄压口名称、种类及型号4.1 泄压口名称目前泄压口的名称有很多。标准和规范中一般名称为泄压口，也有称为气体灭 火系统防护区泄压口。各设计部门、消防工程公司和生产厂家及用户较多的 称之为泄压口、（消防）自动泄压装置。4.2 泄压口种类泄压口产品近两年来发展迅速，一些新种类和新规格的产品相继研发成功。目前国 内没有任何文献资料和厂家对
16、其进行明确的分类。本人通过收集国内多家产 品的资料、样品和结合我公司对该产品的研发，将此产品进行了分类。使人 看到它的名称，便可一目了然的理解它的各种主要功能，有利于该产品名称 向标准化、统一化方向完善和发展。具体分类如下：4.2.1 依据安装方式分类目前国内泄压口（自动泄压装置）有室内安装和室外安装两种类型。室内和室外安 装又分别分为嵌入式和壁挂式以及吸顶式三种结构。4.2.2 依据启动方式分类泄压口启动方式分为有电源式启动和无电源式启动两种类型。有电源式泄压口又分 两种启动形式：一种是驱动执行机构为压力检测器和齿轮减速微电机；另一 种为压力检测器和电磁铁启动。无电源式泄压口驱动执行机构有砝码式结构、 压力调节器结构、综合式结构三种形式。4.2.3 阀
