SDE气体灭火系统设计规范Word下载.docx

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A、B、C类火灾和电气火灾。

制定本条的依据：

本公司进行过400多次专项试验。

其结果表明SDE灭火系统扑救上述几类火灾是有效的。

此外专项试验结果于1999年初通过了由江苏省科委、江苏省公安厅消防局组织的产品及科技成果鉴定。

该鉴定会成员包括国家科技部、火炬中心、中科院、国家专利局、中国阻燃学会、公安部天津所、中国科技大学国家火灾重点试验室、北京大学、北京理工大学和江苏省消防局等单位20余位院士、教授、专家。

鉴定结论：

一致认为SDE灭火系统国内外无相同的技术产品，属于新颖、创造性的发明。

并指出“产品填补国内空白、技术处于国际先进。

”

1.3.2本条规定了SDE灭火系统不可用来扑救的火灾种类，基本为三大类：

含氧化剂的化学制品，活泼金属，经氧化能自燃的物质。

　　制定本条的依据：

主要是参照了国际和国外的先进标准。

为自身供氧的化学制品（硝化纤维等），活泼金属和它们的氢化物的火灾在国际标准和英国、美国的标准中均明确规定仅靠物理作用驱氧窒息的灭火剂是不适用的。

在人员密集的场所发生火灾时在较短时间里疏散困难，往往是不被烧死而被窒息或逃生时践踏造成伤亡，故也不推荐采用。

4系统的设计

4.1管网系统的设计

4.1.1一般规定

4.1.1.1.1本条参照有关标准，规定了全淹没系统防护区的封闭条件。

条文中规定在灭火过程中不能自行关闭的开口面积不应大于防护区总内表面积的3%，而且开口不应设在底面，这是等效采用ISO-6183的规定。

在实际工程中“不能自行关闭的开口面积”远远小于“3%”。

关于开口不能开在底部的原因是：

SDE气体的密度比空气密度大，开口在底部容易扩散流失，影响灭火浓度。

当不可关闭开口面积超过总内表面积的3%时，也就超过了设计用量考虑的范围，应当进行补偿，当超过最大允许开口面积1%时，按管网灭火剂用量计算Ka值将增加13%左右，为安全计，按每超过总内表面积允许开口面积的1%时，就补偿15%的灭火剂用量。

不可关闭开口面积比例大，开口可开在外墙上部，但必须是开口高度要在净高2/3以上，同时要有自动关闭装置。

因为开孔太大，难以做到“全淹没”，而且补偿量特别大。

更大可能抑制一定的时间。

在发生火灾时，防护区人员一般都惊慌失措，手动关闭形同虚设，所以要求设自动关闭装置。

经过ISO-6183、NFPA12和BS5306中都有相应的规定。

4.1.1.1.2SDE气体向防护区喷放时压力达1.6MPa，防护区必须设泄压口，且泄压口应设在距室内地面2/3以上的净高处。

因为SDE气体比空气重，因此为防止SDE气体在下部扩散流失而提出泄压口应开在防护区外墙的上部。

经工程实践和理论计算，泄压口面积一般不超过15×

15（cm2），因此条文又规定对设有防爆泄压设施或门窗缝隙未设密封条的防护区，可不设泄压口。

4.1.1.1.3不论是表面火灾还是深位火灾，除泄压口外在灭火过程中不能存在不能自动关闭的开口。

因为某种物质的灭火浓度被确定并考虑了诸多因素后确定的设计灭火浓度不能再允许有更多的开口面积，否则设计浓度达不到，灭火浓度也难以保证。

通风机、通风管道是更强的扩散流失灭火剂的通道，甚至火灾有可能通过风道蔓延。

因此，通风机和通风管道中的防火阀必须在喷放SDE灭火剂前关闭。

4.1.1.1.5本条规定是防护区的建筑构件最低耐火极限，是参照国家标准《建筑设计防火规范》对非燃烧体及吊顶的耐火极限要求，并考虑下述情况提出的：

（1）为保证采用SDE全淹没灭火系统能完全将建筑物内的火灾扑灭，

（2）防护区的建筑构件应该有足够的耐火极限，（3）以保证完全灭火所需时间。

完全灭火所需要的时间一般包括火灾探测时间、探测出火灾后到施放SDE之前后延时时间、施放SDE时间和SDE的抑制时间。

这几段时间中SDE的抑制时间是最长的一段，（4）固体深位火灾的抑制时间一般需20min左右。

若防护区建筑构件的耐火极限低于上述时间要求，（5）则有可能在火灾尚未完全熄灭之前就被烧坏，（6）使防护区的封闭性受到破坏，（7）造成SDE大量流失而（8）导致复（9）燃。

（10）SDE全淹没灭火系统适用于封闭空间的防护区，（11）也就是只能扑救围护结构内部的可燃物火灾。

对围护结构本身的火灾是难以起到保护作用的。

为了防止防护区外发生火灾蔓延到防护区内，（12）因此要求防护区的围护构件、门、窗、吊顶等，（13）应有一定的耐火极限。

关于防护区围护结构耐火极限的规定，同时也参考了国外先进标准的有关规定。

如BS5306规定：

“被保护空间应用耐火构件封闭，该耐火构件按BS476第八部分进行试验，耐火时间不小于30min”。

4.1.1.1.5当被保护对象为可燃液体时，流速很高的SDE气体具有很大的动能，

当SDE气体喷到可燃液体表面时，可能引起可燃液体飞溅，造成流淌火或更大的火灾危险。

为了避免这种飞溅的出现，除在SDE流速方面作出限制，同时对容器缘口到液面的距离作出规定，按照国际标准和国外先进标准，如：

ISO6183规定：

对于可燃液体火灾，其容器缘口至少应高出液面150mm；

NFPA12中规定：

当保护可燃液体时，必须保证油盘缘口至少高于液面150mm。

为了使SDE灭火剂喷射到整个可燃液面上空，容器顶盖的肋梁或油槽的坚向隔板等不得遮挡SDE气体的喷射和扩散。

4.1.1.1.6喷射SDE前切断可燃、助燃气体气源的目的是防止引起爆炸。

同时，也为防止淡化SDE灭火浓度，影响灭火。

对于电器火灾则必须在喷放SDE之前或同时必须切断电器火灾的电源。

SDE扑救电器火灾的机理是水雾的绝缘、冷却和乳化作用。

SDE灭火剂生成物中有约40%（体积）的水雾，水雾不导电且对油浸变压器、电机、电缆等具有冷却作用，对变压器油有乳化、稀释作用。

如果电源没有及时切断有可能火灾扑灭后复燃。

关于水雾扑救电气火灾的机理在美国NFPA-15“固定式防火水喷雾系统规范”中也得到了肯定：

“水喷雾系统可用于……诸如变压器、油开关、电机、电缆盘和电缆隧道等电气设施发生的火灾事故”。

4.1.1.1.7一套SDE灭火装置可以保护两个及两个以上的防护区，这一方面可以节省造价，同时也节省了贮瓶间的面积，由于一套装置能保护几个防护区贮瓶间的设备、管线维修工作量也相应少了。

但是防护区不可过多，而且多个防护区的容积、灭火浓度、开口大小和管线长短等都不一定相同，设计时要按各防护区实际情况进行计算比较，将设计用量最多的一个防护区用量，作为系统灭火剂设计用量。

4.1.2SDE灭火剂设计用量

4.1.2.1.1SDE灭火剂用量是根据单位容积灭火剂用量、物质系数、面积系数和被保护区容积计算确定的，以灭火试验为基础。

这样计算方便、简捷，尤其适合营销人员和买方估算灭火剂的用量和设备的规模。

但是这种计算方法中没有将灭火（惰化）设计浓度考虑进去，因此应将SDE灭火剂计算用量换算成该保护区内SDE的浓度，该值不应低于各种物质设计（惰化）灭火浓度表中的数值。

4.1.2.1.2可燃物的灭火（惰化）设计浓度不应小于该物质灭火（惰化）浓度的1.3

倍是考虑到多方面的因素，灭火剂气体泄漏、分布不均匀、环境温度影响以及防护区内可燃物种类不同等等，所以美国NFPA12、英国BS5306标准以及ISO6183标准都作出了相应的规定，即设计（惰化）灭火浓度要高出灭火（惰化）浓度1.1～1.7倍，本规范确定1.3倍是安全的、经济的、可靠的。

附录A中未列出的可燃物的灭火（惰化）浓度须经试验确定，不得以表中某种物质的灭火（惰化）浓度代替你存放的那种物质的灭火（惰化）浓度。

4.1.2.1.3任何一种可燃物的惰化浓度值都高于灭火浓度值。

在执行本条时必须要注意该用惰化浓度的，不得用灭火浓度。

能用灭火浓度的就没有必要用惰化浓度。

前者是指有爆炸危险的防护区，后者是指没有爆炸危险的防护区。

如何认定有无爆炸危险呢？

这应从温度方面去检查。

以防护区内存放的可燃、易燃液体或气体它们的闪点（闭口杯法）温度为标准，检查防护区的最高环境温度（Th）及这些物料储存（或工作）温度（Tg）不高过闪点温度（Ts）的，且防护区灭火后不存在永久性火源，而防护区又经常保持通风良好，则可认为无爆炸危险。

如果Th、Tg均大于Ts，且存在永久性火源，通风又极差的防护区，则有爆炸的危险。

但是尽管Th、Tg均大于Ts，如果在该Th、Tg下液体挥发形成的最大蒸气浓度小于它的燃烧下限值的50%时仍无爆炸危险。

4.1.2.1.4本条规定了在一个防护区内，如果同时存放着几种不同物质，在选取该防护区SDE设计浓度时，应选各种物质当中设计浓度最大的作为该防护区的设计浓度，只有这样，才能保证灭火条件。

在国际标准和国外先进标准中也有同样的规定。

4.1.2.1.5这几类防护区基本是属于固体A类表面火灾，但是固体类火灾有从表面火灾发展到深位火灾的危险，在燃烧过程中“表面”与“深位”无明显的界面可划分，是一个渐变的过程，而且这些物质就重要性来看也是不言而喻的，所以在定这类物质设计浓度时是立足于救“表”，又顾及“深位”，确定10%的灭火设计浓度是一般物质灭火浓度值的1.67倍，这也是卤代烷、CO2等气体灭火系统及国外先进标准一贯的做法。

4.1.2.1.6此条属电器设备火灾的扑救，按试验数据灭火浓度是6.6%，同前条原因，确定此条灭火设计浓度为

9%，相当于安全系数1.36，比本规范6.1.1.3.3高0.06个百分点。

4.1.2.1.7这一类火灾造成的经济损失较大，同时保护区内除了计算机、磁盘、纸卡、电子电器设备外还有大量办公桌椅，再者同是电缆电线，也分塑胶与橡胶电缆电线，它们的灭火难度不同，我们分析了1301灭火规范的标准，对通讯机房、电子计算机房、灭火设计浓度为5.00%，而固体火灾为1.5%，后者是前者的1.5倍，此条确定灭火设计浓度为8～10%，即固体类物质相对较少的通讯机房、电子计算机房用8%，反之用10%。

4.1.3SDE灭火剂设计用量计算

4.1.3.1面积系数Ka对灭火剂用量起举足轻重的影响，即不可关闭的开口面积占总内表面面积的1%时，灭火剂用量要增加10%，如果按6.1.1.2.1设计“总内表面积的3%”时，灭火剂用量要增加32%，所以附录A中Ka=1～1.3是考虑到防护区不可关闭开口大小的一个范围，设计时应当进行计算。

4.1.3.2防护区内除了可燃物外应当将不可燃、难燃的物质体积扣除，气体灭火对这类物质的火灾已是无能为力了，所以应当扣除。

4.1.1.4.3确定灭火剂用量的四个因素，其中“m”为定值0.1kg/m3，是对若干物质几百次试验的数据。

变化大的是“V”防护区，小到几十立方米，大到几千立方米，本规范暂不限定容积上限，这是基于SDE灭火剂的电子气化是以电子控制启动的原理，若干个SDE惰性气体发生器是同时启动气化，而且灭火剂完全由固体转化成为气体，只要设计计算无误，被保护区不存在达不到灭火设计浓度的“死角”。

4.1.3.4组合分配系统中各个防护区有大有小，各防护区可燃物不尽相同，灭火（惰化）浓度也不一定相同。

为满足最不利防护区中灭火浓度的需要，就应当选用组合中最不利、需用量最多的防护区的灭火剂数量。

4.1.3.5本条涉及备用量的设置条件、数量和方法：

（1）备

（2）用量的设置条件。

组合分配系统中各防护区或保护对象，（3）虽然不（4）会同（5）时发生火灾，（6）但保护对象数目增多，（7）发生火灾的概率就增大，（8）可能发生火灾的时间间隔就缩短。

为防备（9）主设备（10）因检修、泄漏或喷射释放等原因造成保护中断期间发生火灾，（11）所以要考虑设置备（12）用量。

（13）多少个防护区要设备（14）用量：

德国DIN14492的规定是≥5个防护区、中国1301规范规定是≥8个防护区、CO2规范规定≥5个防护区。

SDE规范规定等同（15）采用在一个组合分配系统中超过5个防护区就要设备（16）用量。

（17）备（18）用量的数量。

为保证系统保护的连续性，（19）同（20）时也包含了扑救2次火灾的考虑，（21）备（22）用量不（23）应小于设计用量，（24）这与所有气体灭火系统对备（25）用量的要求相同（26）。

（27）备（28）用量的设置。

本条要求备（29）用量的储存容器应与主储存容器切（30）换使用，（31）其目的是为了起到连续保护的作用。

4.1.3.6.1扑救固体深位火灾，浸渍时间大于20min是等同采用ISO6138的规定。

4.1.3.6.2扑救可燃气体火灾和乙、丙类液体火灾、浸渍时间大于2min，这是参考了卤代烷浸渍时间（1min）的要求，实际上此类火灾扑灭后环境温度还较高，可燃气体及可燃液体蒸气浓度较高，有产生复燃的可能，因此，本规范确定2min浸渍时间是需要的。

4.1.3.7SDE灭火剂的剩余量一经气化即全部成为气体不留“残渣”，只有滞留在气化器和管道中的惰性气体，经若干工程测算，这部分气体体积很小，折算成气化之前的灭火剂固体约占总灭火剂重量的1～2%。

故可忽略不计。

4.1.3.8.1每个集流管一般可连接六个惰性气体发生器，每个发生器装药量一般不超过25Kg，总量不超过150Kg。

4.1.3.8.2不超过6个发生器同上的另一种表达方式。

4.1.3.8.3当超过6个发生器时，可以增加集流管根数，集流管之间再用“汇流管”连接起来。

4.1.3.8.4与集流管连接的惰性气体发生器宜为偶数，目的是从发生器喷出的气流进入管网之前是“同程”。

4.1.4管网设计计算

4.1.4.1.1做系统设计、管网计算时，必须运用与涉及一些技术参数如灭火剂气体的密度、流动特性、喷嘴特性、阻力损失等都需要规定一个基准设计温度，同时大部分设置SDE灭火系统的场所都设有空调系统，其环境温度一般都调到20℃左右。

国外美、英等国对气体管网设计也有类似的规定。

从标准化角度出发，采用20℃做为基准不仅是必须的，在经济也是合理的。

4.1.4.1.2SDE灭火剂喷射的滞后时间应不小于等于15s，这是几百次试验的最大值，一般均在15s以内。

4.1.4.1.3灭火剂气化时发生器内压力一般不低于1.6MPa，在1.6MPa以下SDE灭火剂的气化物喷出发生器，它的流量在30kg/min上下10%的范围内波动，也就是说最大是33kg/min，最小是27kg/min。

4.1.4.1.4设计压力为1.6MPa，实际惰性气体发生器钢瓶压力表读数均大于1.6MPa。

4.1.4.1.5工作压力小于等于1.6MPa，是指惰性气体发生器内可提供给气体动能的压力。

4.1.4.1.6喷嘴的单孔喷射压力应大于0.1MPa，这是指表压，低于这个压力喷嘴的喷射强度不足，通过流量必然要降低，灭火浓度迟迟达不到设计要求，最终会因喷射时间太长，失去初起火灾灭火的最佳时期。

4.1.4.2.1气体在管道内流动遇到的压力损失，还有其它公式，如《动力管道手册》P239中介绍的公式：

这个公式不仅繁琐，而且对SDE惰性气体不适用，因为SDE惰性气体不是单一的气体，不仅有N2和CO2还有水雾，这种综合气体的粘滞系数、摩擦阻力系数等也无处可查。

经过两年多的研讨、测算和验证，本规范确定了气体的综合密度、摩擦阻力系数、压缩因子和该综合气体通过管道时的粗糙系数。

经若干工程阻力计算比较本节公式（4. 

1.4.2.1）比如《动力管道手册》中所介绍的公式更偏于安全。

为避免繁琐的计算，按公式（4.1.4.2.1）制成附录C表以供查找。

4.1.4.2.2喷嘴的局部压力损失计算公式（4.1.4.2.2）也与（4.1.4.2.1）同样的理由本规范除了有常用公式中的ξ、ρ、u外还列入了压缩因子和粗糙系数。

该项计算也可从附录D查得，免除繁琐计算。

4.1.5管网流体计算

4.1.5.1管网中干管的流量是由小突然变大，然后持续高峰流量，尔后渐渐变小，为计算方便并参考了其他气体流量计算方法，本规范采用“平均设计流量”的概念。

“气化时间”定为6～8min，是指从开始气化到最后气化完毕的时间，这段时间对灭火来说似乎太长，实际在前一、二分钟灭火剂的百分之八、九十被气化了，在防护区内已达到设计（惰化）灭火浓度，还剩百分之一、二十的灭火剂让它慢慢气化起到保持灭火浓度和浸渍的需要。

4.1.5.2计算SDE惰性气体主管道内径采用了常用的公式，这里要注意几点：

（1）主管道是指

（2）从集流管或汇流管上接到某一防护区的，（3）没有接出分支管道的干管管道。

（4）主管道中流速宜≤25m/s，（5）这是一般中压气体管道较为合适的“经济管径”，（6）在管道压力损失公式中流速的增加以二次方上升，（7）所以流速不（8）宜太高。

4.1.5.3主管道内径一般宜≥DN125，SDE灭火剂在气化之初，在经短暂的滞后15s后，突然似裂变反应，灭火剂的气化压力达到最高峰，外接管径较大，则惰性气体会被迅速推送到喷嘴。

如果主管道直径偏小，则惰性气体被憋在钢瓶中，高压能转化为高热能惰性气体只能慢慢被送到喷嘴，势必影响灭火。

下游管道断面宜为上游管道断面的70%左右，实际上也就是管径差一级，管径还是要经计算确定。

4.1.5.4因为喷嘴的规格都是DN50。

4.1.5.5计算管道总长度应为实际长度和当量长度之和，当量长度见附录F，这与其它管道流体阻力计算相仿。

4.1.5.6SDE灭火系统是纯气体单相流管道系统，条件具备时做成均衡系统或分组均衡系统，条件不具备时，不做成均衡系统也可满足需求。

因为这样的系统，从多个喷嘴喷出的气体强度基本上是相同的，而且气体浓度也能较快地平均分布。

从水力计算方面看也要简单一些。

4.1.5.7.1平均设计流量，即不考虑沿途泄漏或管网及发生器内残留，因为“泄漏”或“残留”其量极少。

4.1.5.7.2单个喷嘴设计流量应当≤喷嘴允许通过的流量，这个流量可从附录G查到。

4.1.6喷嘴的选用设计

4.1.6.1喷嘴等效面积小、与其相连管道的管断面大，这样才能顺利地排气，同时喷嘴孔眼多，势必增加了阻力，所以要求前者断面积是后者断面积的70～100%为好。

4.1.6.2喷嘴的选形有三种，喷嘴喷出气体的流态，扩散方向也不完全相同，

本规范推荐了三种状况供参考。

4.1.6.3喷嘴的数量有多种方法可以确定，这里推荐两种方法。

（1）按惰性气体发生器数量（是指

（2）25kg灭火剂钢瓶），（3）每个发生器设2～3个，（4）如果层高超过4.0米，（5）也可设4个。

（6）按每个喷嘴保护体积约60m3，（7）层高超过4.0米，（8）也可达70m3左右。

4.1.6.4吊顶上或地板下净空不大，用体积法显然布置喷嘴太少，应用面积法，

但也不是“面积乘净高等于体积”的简单换算，因为吊顶内、地板下有梁、管线阻隔影响气体的扩散，所以本规范确定每个喷嘴的保护半径以≤6m为宜。

4.1.6.6惰性气体发生器钢瓶的数量，设计用量按（4.1.3.3）计算，对某一项工程是一个定数。

单个气体发生器钢瓶中灭火剂的质量，目前有两种型号，一种是W-75，容积75升，灭火剂质量25kg，另一种是W-40，容积40升，灭火剂重量15kg。

惰性气体发生器钢瓶的个数，首先要取整，其次按偶数配置，再次要比较，能用大型号钢瓶数少的，就不用小型号钢瓶数多的。

比如某工程灭火剂设计用量95kg，用25kg装的是3.8瓶取整为4瓶，用15kg装的是6.3瓶取整为7瓶，是奇数，改为8瓶，按（4.1.3.8.2）要求，一根集流管连接的钢瓶的数量不宜超过6个，8个钢瓶就要用2根集流管。

显然用25kg装的4瓶，既经济（15kg装8瓶实际灭火剂用量为120kg）又便于安装，也节省储存间面积。

4.1.7系统组件

4.1.7.1.1惰性气体发生器上连接集流管、电子气化器线路、压力表和泄压装置，其中每一部分都有可能要进行检修，因此要求操作面与墙面之间或操作面与操作面之间要留有便于检修的距离，该距离以1.0m为宜。

4.1.7.1.2惰性气体发生器是消防专用设施，是安全生产的保护设备，为避免有意或无意的人为造成部件的损坏或丢失，为防止非专业人员误操作，以致于造成自身的失灵，所以惰性气体发生器无论是管理还是安全都必须放在专用的储存间内。

4.1.7.1.2a）为缩短管线、减少压力损失，储存间应尽量靠近被保护的防护区，同

时储存间的出口应直接通向室外或疏散走道，是考虑火灾事故时安全操作的需要，同时也考虑到试压或检修时发生意外，让检修人员尽快逃生。

4.1.7.1.2b）储存间围护结构的耐火等级不应低于2级，这是为了防止外部火灾蔓延进来。

4.1.7.1.2c）SDE灭火剂对储存温度不敏感，室内温度要求在-10～+50℃，这是相关气体灭火设施储存的环境温度，实际上使用SDE灭火剂的场地环境温度也不会超过这个范围。

保持储存间干燥，就能保证设备、仪表等处于良好的临战状态，而不被锈蚀。

良好的通风则可避免因检修或灭火剂泄漏造成储存间内有害气体浓度太高，造成对检修人员的伤害。

4.1.7.1.2d）设在地下室的储存间，只有设有机械排风装置，并且排风口通向室外，才能不会造成或减轻对检修人员的伤害。

4.1.7.2.1在组合分配系统中，安全防护区或防护对象的管道上应设一个选择阀。

在火灾发生时，可以有选择的打开出现火情的防护区或防护对象的管道上的选择阀，喷射灭火剂灭火。

选择阀上设标明防护区或保护对象的铭牌是防止操作时出现差错。