IG541混合气体灭火系统设计施工及验收规范DB331011浙江.docx
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IG541混合气体灭火系统设计施工及验收规范DB331011浙江
浙江省地方标准
IG-541混合气体灭火系统
设计、施工及验收规范
Codefordesign、installationandacceptanceofIG-541extinguishingsystems
DB33/1011-2003
J10888-2003
2003杭州
目次
1总则…………………………………………………………………………………………1
2术语、符号…………………………………………………………………………………1
2．1术语……………………………………………………………………………………1
2．2符号……………………………………………………………………………………3
3系统设计……………………………………………………………………………………3
3．1一般规定………………………………………………………………………………3
3．2灭火剂设计用量和储存量……………………………………………………………5
3．3系统管网计算………………………………………………………………………6
3．4泄压口面积计算……………………………………………………………………6
3．5系统设计技术文件…………………………………………………………………7
4系统组件……………………………………………………………………………………7
4．1储存装置……………………………………………………………………………7
4．2阀门和喷嘴…………………………………………………………………………8
4．3管道及其附件………………………………………………………………………9
5操作与控制………………………………………………………………………………10
6安全要求…………………………………………………………………………………10
7施工………………………………………………………………………………………11
7．1施工前准备…………………………………………………………………………11
7．2安装…………………………………………………………………………………12
8调试………………………………………………………………………………………15
8．1一般规定……………………………………………………………………………15
8．2调试内容与方法……………………………………………………………………15
9验收………………………………………………………………………………………16
9．1一般规定……………………………………………………………………………16
9．2防护区和储存容器间验收…………………………………………………………17
9．3设备验收……………………………………………………………………………17
9．4系统功能验收………………………………………………………………………18
10维护管理………………………………………………………………………………18
附录AIG-541灭火剂淹没系数……………………………………………………………20
附录B部分可燃物的灭火浓度和最小设计浓度……………………………………………21
附录C部分可燃物的惰化浓度和最小设计浓度……………………………………………21
附录DIG-541灭火系统管道规格……………………………………………………………22
附录E储存压力与环境温度曲线……………………………………………………………23
附录FIG-541灭火系统施工记录…………………………………………………………24
附录G隐蔽工程中间验收记录……………………………………………………………27
附录HIG-541灭火系统调试报告……………………………………………………………28
附录JIG-541灭火系统竣工验收报告………………………………………………………29
本规范用词说明…………………………………………………………………………………31
条文说明……………………………………………………………………………………………32
前言
对于IG-541混合气体灭火系统的实际应用，包括设计、施工及验收，目前国内尚无相应的国家标准及行业标准。
为规范IG-541混合气体灭火系统的设计、施工和验收工作，保护人身和财产安全，特制定本规范。
本规范编制参照了《气体灭火系统—物理性能和系统设计》（ISO14520：
2000）、《气体灭火系统施工及验收规范》（GB50263-1997）、《二氧化碳灭火系统设计规范》（GB50193-1999）、《卤代烷1301灭火系统设计规范》（GB50163-1992）、《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-1998）、上海市工程建设标准《惰性气体IG-541灭火系统技术规程》（DG/TJ08-306-2001）、陕西省地方标准《洁净气体IG541灭火系统设计、施工、验收规范》（DB61/296-2002）等国内外标准和规范，在多次灭火试验验证的基础上，广泛征求国内有关部门专家和使用单位意见后编制而成。
本规范共分十章，内容包括总则、术语、系统设计、系统组件、操作与控制、安全要求、施工、调试、验收、维护管理等。
本规范由浙江省建设厅归口管理，具体解释工作由浙江省公安厅消防局负责。
本规范主编单位：
浙江省公安厅消防局。
本规范参编单位：
浙江省建筑设计研究院、杭州新纪元消防科技有限公司、浙江新时代消防技术有限公司、浙江信达可恩消防实业有限责任公司。
本规范主要起草人：
吴玉根蒋朝龙严晓龙余威俞颖飞
徐康辉唐晓华陈国祥丁旭京邓红
1总则
1.0.1为了合理设计IG-541混合气体（以下简称IG-541）灭火系统，确保灭火系统的设计、施工质量，保护人身、财产安全和生态环境，特制定本规范。
1.0.2本规范适用于新建、改建和扩建的工业与民用建筑中设置的IG-541灭火系统的设计、施工、验收及维护管理。
1.0.3IG-541灭火系统适用于扑救下列火灾：
1可燃固体表面火灾；
2可燃液体和可熔化固体火灾；
3灭火前可切断气源的可燃气体火灾；
4电气火灾。
1.0.4IG-541灭火系统不适于扑救下列火灾：
1硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾；
2钾、钠、镁、钛、铀、锆等活泼金属火灾；
3氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾。
1.0.5IG-541灭火系统的设计、施工及验收，除应执行本规范的规定外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。
2术语、符号
2.1术语
2.1.1IG-541混合气体IG-541gasmixture
由体积百分比为52%的氮气（N2）、40%的氩气（Ar）、8%的二氧化碳（CO2）配制而成的混合气体，简称IG-541。
2.1.2IG-541灭火系统IG-541extinguishingsystem
由IG-541气体灭火装置（含灭火剂及其储存容器、灭火剂输送管道、阀门、喷嘴等）、报警装置与控制装置组成，在规定的时间内向防护区喷射一定浓度的IG-541，并使其均匀充满整个防护区的灭火系统。
2.1.3防护区protectivespace
由固定围护构件构成并满足IG-541灭火系统要求的一个封闭空间。
2.1.4单元独立灭火系统unit-independentsystem
单独保护一个防护区的IG-541灭火系统。
2.1.5组合分配灭火系统combineddistributionsystem
保护两个或两个以上防护区的IG-541灭火系统。
2.1.6灭火浓度agentconcentration
在101.3kPa大气压和规定的温度条件下，扑灭某种类型的火灾所需要的IG-541与IG-541和空气混合物的最小体积百分比。
2.1.7泄压口pressurereliefopening
设在防护区内用以泄放防护区内部超压的开口。
2.1.8NOAEL值noeffectlevel
对生理影响无不良反应的最高浓度。
2.1.9LOAEL值loweffectlevel
对生理反应产生影响的最低浓度。
2.1.10抑制时间inhibitiontime
防护区内维持设计所规定的灭火剂浓度，并保证使火完全熄灭所需的时间。
2.1.11惰化浓度inertingconcentration
能够惰化可燃性气体与空气的混合物防止其发生爆炸所需的IG-541的最低浓度。
2.1.12淹没系数floodingfactor
在规定的灭火浓度和环境温度下，单位体积的防护区容积中所需的IG-541的体积。
2.1.13设计浓度designconcentration
用于工程设计的灭火剂浓度。
2.1.14峰值流量therateofflowofpeakvalue
喷射过程中瞬间的最高流量。
2.1.15系统组件systemcomponents
组成IG-541灭火系统的储存容器、容器阀、高压软管、单向阀、安全泄压阀、集流管、检漏装置、选择阀、喷嘴等专用产品的统称。
2.1.16全淹没灭火系统totalfloodingextinguishingsystem
在规定的时间内，向防护区喷射一定浓度的IG-541混合气体，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。
2.2符号
Af—泄压口面积（m2）
C—灭火剂设计浓度%（V/V）
H—海拔高度（m）
K—防护区海拔高度修正系数
M—灭火剂设计用量（kg）
Mo—灭火剂储存量（kg）
M1——每只灭火剂储存容器内的灭火剂量（㎏）
N—灭火剂储存容器数（只）
P—防护区环境大气压力（Pa）
Pw—围护结构的允许压强（Pa）
Q—IG-541的峰值流量（m3/s）
Rm—IG-541气体常数，Rm=282.7（N·m/（kg·K））
S—防护区内IG-541过热蒸汽比容，m3/㎏
t—灭火剂喷射时间（s）
T—防护区预期最低环境温度（℃）
Tmax—防护区预期最高环境温度（K）
V—防护区净容积（m3）
3系统设计
3.1一般规定
3.1.1IG-541灭火系统的应用方式为全淹没灭火系统.
3.1.2IG-541灭火系统适用于保护封闭空间的场所，其典型的火灾危险场所应包括下列内容：
1电气和电子设备室；
2通讯设备室；
3国家保护文物中的金属、纸绢质制品和音像档案库；
4易燃和可燃液体储存间及有可燃液体的设备用房；
5喷放灭火剂之前可切断可燃、助燃气体气源的可燃气体火灾危险场所；
6经常有人工作而需要设置气体保护的区域或场所。
3.1.3防护区应符合下列规定：
1防护区围护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.50h，作为防护区围护结构的吊顶的耐火极限不应低于0.25h；
2围护结构及门窗的允许压强不宜低于1.2kPa（内外压强差）；
3防护区不应有不能关闭的开口，防护区内与其它空间相通的开口，除泄压口外，应能在灭火剂喷放前自动关闭；
4应确定防护区预期最高和最低环境温度，以计算所需要的灭火剂量。
对于通常有人工作的防护区应注意在预期最高环境温度时计算的浓度值不宜超过6.0.1条中规定的无毒性反应的最高浓度（NOAEL）。
当防护区在预期最高环境温度时计算的浓度值超过6.0.1条中规定的无毒性反应的最高浓度（NOAEL）时，应有确保防护区内人员在气体喷放前全部撤离的措施，或应采取措施以使预期最高环境温度降至满足要求以下；
5一个防护区的面积不宜大于800m2且容积不宜大于3500m3，当确有困难时，应组织专题论证。
3.1.4组合分配系统应符合下列要求：
1每个防护区应进行单独设计,各个防护区的设计均应满足整个系统的条件与要求；
2系统的灭火剂设计用量按该系统所保护的防护区中灭火剂设计用量最大者确定。
当某防护区的灭火剂储存量超过其设计灭火用量以致防护区内最高浓度超过6.0.1条中规定的无毒性反应的最高浓度（NOAEL）时，应按3.1.3条中第4款的规定处理；
3当系统采用减压孔板减压时，系统各区的选择阀可安装在该区减压孔板的上游或下游。
如果减压孔板处于选择阀的上游，则减压孔到第一个三通的长度不应小于管径的10倍。
3.1.5管网布置可设置成均衡管网或非均衡管网，每一系统的管网都必须经过严格的流体计算，保证灭火剂的喷放时间、在规定喷放时间内达到的浓度以及喷放的均匀程度等符合本规范的要求。
3.1.6灭火剂的抑制时间不应小于10min。
3.2灭火剂设计用量和储存量
3.2.1灭火剂设计用量应按下式计算，估算时也可用本规范附录A中淹没系数乘以防护区净容积除以IG-541的蒸汽比容确定：
（3.2.1）
式中：
M——灭火剂设计用量（㎏）；
V——防护区净容积（m3）；
S——防护区内IG-541过热蒸汽比容（m3/㎏），
可由
近似求得；
t——防护区内预期最低环境温度（℃）；
C——灭火剂设计浓度%（V/V）；
K——防护区海拔高度修正系数
可由
近似求得；
H——海拔高度（m）。
3.2.2灭火剂储存量计算：
1储存容器和管网中的灭火剂剩余量不予计算；
2灭火剂储存容器数量可按下式计算：
（3.2.2-1）
式中：
N——灭火剂储存容器数（只）；
M1——每只灭火剂储存容器内的灭火剂量（㎏）；
3灭火剂储存量可按下式计算：
（3.2.2-2）
式中：
M0——灭火剂储存量（㎏）。
3.2.3确定灭火剂设计浓度时应符合下列规定：
1扑灭可燃液体火灾、可熔化固体火灾、可燃气体火灾、可燃固体的表面火灾、电气火灾的最小设计灭火浓度应为37.5%；
2部分可燃液体的最小设计灭火浓度应按附录B确定；
3经常有人工作的防护区的最大设计浓度为43%，并应在防护区预期最高环境温度条件下进行校核。
当防护区内最高浓度超过最高安全浓度标准时，应按3.1.3中第4款的规定处理；
4存在多种可燃物时，灭火剂的设计浓度应根据可燃物中的最大设计浓度来确定；
5对有爆炸危险的防护区应采用惰化浓度。
部分可燃物的最小惰化浓度可按附录C确定。
3.2.4当一套组合分配系统保护的防护区数量超过8个，或者防护区为不间断保护重要场所，或者在48h内补充灭火剂有困难时，应设置灭火剂备用量和备用启动装置。
备用量应为100%灭火剂储存量。
备用启动装置应为100%启动装置。
3.3系统管网计算
3.3.1系统管网应按气体单相非稳态流动计算，并宜采用专用的计算机软件计算，设计单位和产品供应商应对计算结果负责。
3.3.2流动计算应符合下列条件：
1系统管网计算时，应采用防护区的正常环境温度；
2灭火剂的喷射时间应保证在60s之内达到最小设计浓度的95%；
3喷嘴的设置数量应满足喷嘴最大保护半径的要求；
4喷嘴出口前的最小压力在喷射初期的峰值压力下宜为1.9～5.0MPa；
5管道容积与储存容器的最大容积比不宜大于66%；
6喷嘴孔径与其连接管道内径之比应小于70%；
7减压孔板孔径与其连接管道内径之比不宜小于30%；
8管道分流应采用三通，通过三通的IG-541最大允许分流百分比之比为95%∶5%。
3.4泄压口面积计算
3.4.1防护区应设置泄压口，泄压口宜设置在防护区室内净高2/3以上，且应高于保护对象，并宜设在外墙上。
泄压口宜具有泄放多余压力后自动关闭以及防止火灾蔓延的性能。
3.4.2泄压口的最小面积应按下式计算：
（3.4.2）
式中：
Af——泄压口面积（m2）；
Q——防护区内IG-541的峰值流量（m3/s），可由
近似求得
Mo——该防护区灭火剂储存量（kg）；
Rm——IG-541气体常数，Rm=282.7（N·m/（kg·K））；
P——防护区所在环境压力（Pa）；
t——喷射时间（s）；
Tmax——防护区最高环境温度（K）；
PW——防护区围护结构承受内压的允许压强（Pa），根据围护结构的类型确定，一般轻型围护结构为1.20kPa，中型围护结构为2.4kPa，重型围护结构为4.8kPa。
3.5系统设计技术文件
3.5.1系统设计技术文件应包括设计图纸和设计计算书。
3.5.2设计计算书应由下列部分组成：
1系统基本状况：
包括系统名称、建设单位、设计单位、安装地点、防护区数量及名称和防护区净容积等；
2系统设计条件：
包括各防护区设计灭火浓度、喷射时间、平均环境温度、预期最高、最低环境温度、选用储存容器规格、压力等级和系统类型等；
3系统设计方法：
包括系统设计中所采用的基本原理、计算公式、计算过程和采用的软件等；
4系统设计计算结果：
包括设计说明、对应于设计图纸中各实物单元的几何参数（如管径、管长、孔板规格、喷嘴型号、泄压口面积等）、全部节点的物理参数（如流量、压力、温度、密度、流速、比焓、比熵等）和预期达到的设计参数（如预期达到设计浓度所需喷射时间、预期达到的最高浓度等）。
3.5.3系统设计技术文件资料应完整、真实。
4系统组件
4.1储存装置
4.1.1储存装置宜由储存容器、容器阀、高压软管、单向阀、安全泄压阀、集流管和检漏装置等组成。
4.1.2储存容器中充装的IG-541灭火剂质量要求应符合有关标准的规定，并应符合表4.1.2的规定，额定充装压力可采用15MPa（表压，20℃）和20MPa（表压，20℃）两种。
表4.1.2IG-541混合气体质量要求
成份
质量要求
N2
52%±4%（体积百分比）
Ar
40%±4%（体积百分比）
CO2
8%+1%－0.01%（体积百分比）
水份
最大0.005%（按质量）
4.1.3储存容器应设检漏装置。
4.1.4储存容器上应设泄压装置，当额定充装压力为15MPa时，其泄压动作压力范围为21.5±0.86MPa;当额定充装压力为20MPa时，其泄压动作压力范围为29.0±1.16MPa。
4.1.5储存容器的设置应符合下列规定：
1储存容器应设置在防护区外专用的储存容器间内；储存容器间的楼地面承载能力应能满足储存容器和其它设备的储存要求；
2同一集流管上的储存容器，其规格、尺寸、灭火剂充装量、额定充装压力均应相同；
3储存容器上应设永久的固定标牌，标明每个储存容器的编号、容积、灭火剂名称、额定充装压力和充装日期等；
4储存容器安装应便于装卸，宜留出不小于1m的操作间距；
5储存容器应固定牢固。
采用固定支架固定时，宜背靠背安装；采用固定夹固定时，可单排或双排安装；
6储存容器间宜靠近防护区，或有人值班处，其出口应直通室外或疏散走道，并且应设消防电话和应急照明灯；
7储存容器间的耐火等级不应低于二级，门应为甲级防火门；
8储存容器间的室内温度应在0～50℃范围，并应保持干燥和良好通风，避免阳光直接照射；
9设在地下、半地下、或无可开启窗扇的储存容器间应设置机械通风换气装置。
4.2阀门和喷嘴
4.2.1组合分配系统中，每个防护区应设置能通过电、磁、气等方式启动的选择阀，且应备有可手动启动的装置，选择阀的通径不应小于输送管道的通径。
选择阀的安装位置应便于操作和维护检查，宜集中安装在储存容器间内或就近设置，并应设有标明防护区名称的永久性标牌。
当一个防护区设有二个以上选择阀时，应有确保所有选择阀先于容器阀或同时开启的措施。
4.2.2设置备用容器的系统，其主、备用容器均应与系统管网相连，且能相互切换使用。
4.2.3对于主、备用系统或组合分配系统，应在各自不受切换影响的集流管管段上设置安全泄压装置，当额定充装压力为15MPa时，其泄压动作压力范围为21.5±0.86MPa;当额定充装压力为20MPa时，其泄压动作压力范围为29.0±1.16MPa。
4.2.4喷嘴的布置应确保灭火剂能在防护区内均匀分布。
4.2.5集流管上设置的单向阀应通过国家消防产品检验中心检测。
4.3管道及其附件
4.3.1灭火剂输送管道应采用《输送流体用无缝钢管》GB/T8163中规定的无缝钢管，其规格应符合本规范附录D的要求。
4.3.2灭火剂输送管道内外表面应作镀锌防腐处理，并应采用热浸镀锌法。
镀锌层的质量可参照《低压流体输送用镀锌焊接钢管》GB/T3091的规定执行。
4.3.3对镀锌层有腐蚀的环境，管道可采用不锈钢管、铜管或其他抗腐蚀材料。
4.3.4启动气体输送管道宜采用铜管或不锈钢管，且应能承受相应启动气体的最高储存压力。
4.3.5灭火剂输送管道可采用螺纹连接、法兰连接或焊接。
公称直径等于或小于80mm的管道，宜采用螺纹连接；公称直径大于80mm的管道，宜采用法兰连接。
4.3.6灭火剂输送管道采用螺纹连接时，应符合《用螺纹密封的管螺纹》GB7306-1987的规定。
4.3.7灭火剂输送管道采用法兰连接时，应符合《凹凸面对焊钢制管法兰》JB/882.2的规定，并应采用金属齿形垫片。
4.3.8灭火剂输送管道与选择阀采用法兰连接时，法兰的密封面形式和压力等级应符合选择阀的技术要求。
4.3.9灭火剂输送管道上可设置由储存压力减至工作压力的减压孔板。
4.3.10选择阀安装在减压孔板上游时，集流管及减压孔板前的灭火剂输送管道及其附件、选择阀应承受50℃时相应灭火剂的储存压力。
减压孔板后的灭火剂输送管道及附件应能承受50℃时减压孔板后的灭火剂输送管道中灭火剂的工作压力。
4.3.11选择阀安装在减压孔板下游时，集流管及选择阀前的灭火剂输送管道及其附件、选择阀应承受50℃时相应灭火剂的储存压力。
选择阀后的灭火剂输送管道及附件应能承受50℃时减压孔板后的灭火剂输送管道中灭火剂的工作压力。
4.3.12灭火剂输送管道不宜穿越沉降缝、变形缝，当必须穿越时应有可靠的抗沉降和抗变形措施。
灭火剂输送管道不宜设置在露天。
5操作与控制
5.0.1系统应同时具有自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。
5.0.2自动控制应在收到防护区内两个独立的火灾报警信号后才能启动灭火系统。
自动控制启动时应设置0～30s的延时，以便防护区内人员撤离和关闭通风管道中的防火阀。
5.0.3每一个防护区应设置一个手动/自动选择开关，选择开关上的手动和自动位置应有明显的标识。
当选择开关处于手动位置时，选择开关上宜有明显的警告指示灯。
5.0.4防护区入口处应设置紧急停止喷放装置。
紧急停止喷放装置应选用能防止误操作的类型。
在所有的情况下，手动启动控制应优先于紧急停止功能。
5.0.5机械应急操作装置宜设置在储存容器间内。
5.0.6组合分配系统选择阀应在灭火剂释放之前开启或同时开启。
5.0.7当采用气体驱动钢瓶作为启动动力源时，应保证系统操作与控制所需的压力和用气量。
5.0.8系统的驱动控制盘宜设置在经常有人的场所，并尽量靠近防护区。
驱动控制盘应符合国家固定灭火系统驱动控制装置标准的要求。
5.0.9当防护区内设置的火灾探测器直接连接至驱动控制盘时，驱动控制盘应能向消防控制中心反馈防护区的火警信号、灭火剂喷放信号和系统故障信号。
5.0.10手动操作装置的安装高度为中心距地1.4～1.6m。
驱动控制盘应保证正面信号显示位置距地1.4～1.6m。
放气指示装置宜安装在防护区入口门框的上方。
6安全要求
6.0.1防护区内的灭火浓度应校核设计最高环境温度下的最大灭火浓度，并应符合下列规
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