SDE气体灭火系统设计.docx

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SDE气体灭火系统设计

SDE气体灭火系统设计、施工、验收规范

编制说明

　　SDE是当今开发用以替代哈龙的洁净气体灭火剂，系目前已开发出来的替代物中的较优者，它对臭氧层的耗损潜能值ODP=0，温室效应潜能值GWP≤，灭火设计基本浓度C=6%，且具有良好的清洁性--在大气中完全气化不留残渣，良好的气相电绝缘性及系统使用中良好的物理性能。

目前，国内用以替代哈龙系统应用的越来越多，并且从应用实践中表明，开发的SDE灭火系统设计是合理、可靠的，经受起了考验，有效地达到了预期的目的。

本规范规定了根据国家政策进行工程建设应遵守的基本原则。

以安全为本，要求必须达到预期目的：

"技术先进"则要求火灾报警、灭火控制及灭火系统设计科学，采用设备先进、成熟；"经济合理"则是在保证安全可靠、技术先进的前提下做到节省工程投资费用。

　　编制组遵照国家工程建设的有关方针、政策和"预防为主、防消结合"的消防工作方针，对SDE灭火系统的研究、设计、生产和使用情况进行了较全面的调查研究，开展了部分试验工作，在总结已有科研成果和工程实践的基础上，参考了相关国家标准和美国、俄罗斯等国外标准，并广泛征求了有关单位的意见，经反复讨论修改，编制出本规范，最后由有关部门会审定稿。

本规范共有六章和十七个附录。

包括总则、定义和符号、分类、系统的设计、系统的施工、系统的验收等内容。

各单位在执行本规范的过程中，注意总结经验、积累资料，发现需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄交江苏省公安厅消防局以便今后修订。

（地址：

南京市草场门龙江小区江苏省公安厅消防局）

前言

　　本标准的全部技术内容为强制性。

　　SDE灭火剂及其灭火系统，是以惰性气体灭火的新型灭火系统。

在生产过程中无污染、无公害，实施灭火过程中效率高、压力低、安全性强。

其灭火原理、产品结构、启动方式、器件选用及惰性气体在管网系统中的流动状况，受到管道的摩擦阻力，从喷嘴内向保护区的喷射状态等方面，都有别于现有的其他气体灭火系统，目前，尚无国家标准和行业标准，现有的一些气体灭火技术规范、标准也不完全适用。

　　为了在设计、施工、验收SDE管网灭火系统及无管网灭火系统时有所遵循，编制组结合了大量的工程实践经验和验证试验制订了《SDE气体灭火系统设计、施工、验收规范》，在编写内容和表达方式上按建标[1996]626号《工程建设标准编写规定》及GB/《标准化工作导则》的规定进行。

　　本标准附录A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M为标准的附录。

　　本标准附录N、P、Q、R、S为提示的附录。

　　本标准由江苏省公安厅消防局提出。

　　本标准起草单位：

江苏省公安厅消防局

　　昆山宁华阻燃化学材料有限公司

　　本标准主要起草人：

许慷、唐晓亮、裘陆道、陈忠信、周季良、郑建兵、沈峻宏、程起银、林怡宏、关宏。

　　本标准于2000年8月首次发布。

1总则

　　为了合理地设计、施工、验收SDE灭火系统，确保系统的施工质量、减少火灾危险、保护人身和财产安全、确保工程质量制定本规范。

　　本规范适用于新建、改建、扩建中的工业和民用建筑及生产、储存装置中设置的SDE灭火系统设计、施工、验收工作。

　　SDE灭火系统适用范围

　　SDE气体灭火系统为全淹没灭火系统，可用于扑灭相对密闭空间的A、B、

　　C类火灾以及电气电缆火灾：

　　A类火灾：

如木材、纸张等表面和深位火灾；

　　B类火灾：

如煤油、汽油、柴油及醇、醛、酮、醚、酯、苯类的火灾；

　　C类火灾：

甲烷、乙烷、石油液化气、煤气等火灾；

　　电气火灾：

如发电机房、变配电设备、通讯机房、计算机房、电动机、电缆等火灾。

　　SDE灭火系统不能用于扑灭下列火灾：

　　硝化纤维、火药等强氧化剂的化学制品火灾；

　　钾、钠、镁、钛、锆、氢化钾、氢化钠等活泼金属及氢化物火灾；

　　磷等易自燃的物质火灾；

　　人员密集场所的火灾。

2定义和符号

定义

防护区

　　能满足SDE全淹没灭火系统设计要求的有限封闭空间。

全淹没灭火系统

　　在规定时间内，向防护区喷射一定量的SDE灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。

预制灭火装置（无管网灭火系统）

　　该装置为无管网灭火系统，按所需的应用条件，将SDE惰性气体发生器

　　（以下简称发生器）和喷射机构等部件预先组装起来的成套无管网灭火系统。

组合分配系统（管网灭火系统）

　　该系统为管网灭火系统，用一组发生器通过管网的选择分配保护两个或两个以上的防护区或保护对象的灭火系统。

灭火浓度

　　在压力和规定的温度下，扑灭某种可燃物质火灾所需灭火剂在空气中的最小气化体积百分比。

惰化浓度

　　在压力和规定的温度下，不管可燃气体或蒸汽与空气处在何种配比下，均能抑制燃烧或爆炸所需SDE灭火剂在空气中的最小气化体积百分比。

灭火浸渍时间

　　防护区的被保护对象全部浸没在保持灭火剂浓度或惰化浓度的混合气体中的时间。

滞后时间

　　指启动惰性气体电子气化启动器按钮到惰性气体从喷嘴开始喷出的时间。

气化时间

　　指启动惰性气体电子气化启动器，灭火剂开始气化到全部气化完毕的时间。

灭火时间

　　气体从喷嘴中开始喷射到扑灭火灾的时间为灭火时间。

发生器的工作压力

　　发生器内的灭火剂气化时最大压力为工作压力。

集流管

　　连接一组发生器的管道。

汇流分配连接管

　　连接集流管的分配管道。

符号

编号符号单位涵义

Avm2防护区总面积：

内侧面、底面、顶面及开口面积之和

Aom2不可关闭的开口总面积

Axm2泄压口面积

DNmm管道公称直径

Ka--面积系数

Kr--物质系数

Lm管道计算长度

MkgSDE灭火剂设计用量

mkg/m3SDE灭火剂单位用量

Fmm2单个喷嘴的等效面积

Ng个喷嘴数量

Np个惰性气体发生器个数

Tms或min灭火时间

Vm3防护区净容积

Vfm3防护区总容积

Vgm3防护区内非燃烧体和难燃烧体的总体积

Mokg单个惰性气体发生器内灭火剂的质量

Tpmin或s气化时间

Q1m3/min或L/s单个喷嘴流量

Qkg/min或m3/s平均设计流量

PsMPa设计压力

PgMPa工作压力

3分类

SDE气体灭火系统根据防护区的要求和经济技术比较分为管网灭火系统和无管网灭火系统两类。

管网灭火系统根据防护区防护的实际需要分为组合分配系统和单元独立系统两类。

4系统的设计

管网灭火系统的设计

一般规定

防护区应符合下列规定：

对气体、液体、电气火灾和固体火灾，在喷放SDE灭火剂前不能自动关闭的开口的总面积，不应大于防护区内总内表面积的3%，且开口不应设在底面。

当不能关闭开口面积超过3%时，开口面积比允许开口面积每增加1%，增加设计用量15%进行流失量补偿。

防护区的开口面积比例大，开口位置在墙高三分之二以上时，应有自动关闭装置。

完全密闭的防护区应设泄压口，泄压口应设在外墙上，其底部距室内地面高度不应低于室内净高的2/3。

对设有防爆泄压设施或门窗隙缝未设密封条的防护区，可不设泄压口。

　　泄压口面积（Ax），应按下式计算：

　　Ax=·　　　　　　　　　　（）

式中：

Ax---泄压口面积（m2）；

　　　Qx---SDE灭火剂在防护区的平均喷放速率（kg/s）；

　　　pf---围护结构承受内压的允许压强（Pa）。

在实施灭火时，除泄压口以外的开口和防护区用的通风机和通风管道中的防火阀及排烟阀等，在喷放SDE灭火剂前应关闭。

防护区的围护结构及门、窗的耐火极限不应低于，吊顶的耐火极限不应低于，围护结构及门、窗的允许压强不宜小于1200Pa。

当保护对象为可燃液体时，液面到容器缘口的距离不得小于150mm，且不能有遮挡物。

喷放灭火剂之前或同时，必须切断可燃、助燃气体的气源和电气火灾的电源。

两个或两个以上邻近的防护区，宜采用组合分配系统。

SDE灭火剂设计用量

一般规定

采用SDE灭火系统的防护区，其SDE灭火剂设计用量，所换算的浓度应不低于防护区内可燃物相应的灭火设计浓度或惰化设计浓度。

可燃物的灭火设计浓度不应小于灭火浓度或惰化浓度的倍见附录C。

有关可燃物的灭火设计浓度与惰化设计浓度，可按附录B中附表确定。

附录中未列出的应经试验确定。

有爆炸危险的气体、液体类防护区，应采用惰化设计浓度，无爆炸危险的气体、液体火灾和固体火灾的防护区，应采用灭火设计浓度。

当几种易燃物共存或混合时，灭火设计浓度或惰化设计浓度，应按其中最大的灭火浓度或惰化浓度确定。

图书、档案、票据资料库、金库等防护区，SDE的灭火设计浓度宜采用10%。

油浸变压器室、带油开关的配电室和自备发电机房等防护区，SDE的灭火设计浓度宜采用9%。

电信通讯机房和电子计算机房等防护区，SDE的灭火设计浓度宜采用8～10%。

灭火剂设计用量计算

面积系数Ka按下式计算：

　　　Ka=（1+5Ao/Av）2　　　　　　　　　　（）

式中：

Ao---防护区内不可关闭的开口总面积（m2）；

　　　Av---防护区侧面、底面、顶面（包括开口）的总面积（m2）。

防护区净容积V按下式计算：

　　　V=Vf-Vg（）

式中：

Vf---防护区总容积（m3）；

　　　Vg---防护区内非燃烧体或难燃物的总体积（m3）。

灭火剂设计用量M按下式计算：

　　　M=m·Kr·Ka·V（）

式中：

M---灭火剂设计用量（kg）；

　　　m---单位容积灭火剂用量（Kg/m3）；

　　　Kr---物质系数；

　　　Ka---面积系数；

　　　V---防护区净容积（m3）。

组合分配系统的SDE灭火剂的设计用量，应按该组合中需用量最多的一个防护区的设计用量计算。

用于重点防护对象防护区的SDE灭火系统与超过五个防护区的一个组合分配系统，应设备用量。

备用量不应小于设计用量，并与主储存容器切换使用。

SDE灭火剂的浸渍时间应符合下列规定：

扑救A类深位火灾时，必须大于20min。

扑救B类、C类及电气电缆火灾时，必须大于2min。

SDE灭火剂的剩余量，可不计。

SDE集流管与SDE发生器的连接应符合下列规定：

每个集流管所能连接的装有SDE灭火剂的惰性气体发生器的灭火剂总量不宜超过150kg；

每个集流管所连接的SDE惰性气体发生器数量不宜超过6个；

当防护区灭火剂用量大于150kg，设计惰性气体发生器总量超过6个时，可采用多个集流管连接发生器，集流管可并联设置；

与集流管相连接的惰性气体发生器宜偶数连接。

管网设计计算

一般规定

管网设计计算的环境温度，可采用20。

C。

SDE灭火剂喷射的滞后时间，应小于等于15s。

管网计算应根据发生器内压力和该压力下的流量进行。

该流量在管道口径为150mm时以30kg/min±10%为宜，管网流体计算应符合下列规定：

设计压力为。

工作压力小于等于。

喷嘴的单孔喷射压力应大于。

SDE惰性气体的压力损失计算。

SDE惰性气体在管道内的压力损失按下式计算。

见附录N

　　　△P=λ·L/d·ρu2/2·Z·ε　　　　　　　　　　式中：

△P---管道压力损失（Pa）；

　　　λ---摩擦阻力系数，取λ=；

　　　L---管道的长度（m）；

　　　d---管道的内径（m）；

　　　ρ---SDE惰性气体综合密度（kg/m3），取m3；

　　　u---SDE在所计算管道中的流速（m/s）；

　　　Z---压缩因子，首端到未端取～；

　　　ε---管道中的粗糙系数，无缝钢管为，有缝钢管为；

SDE惰性气体喷嘴的局部压力损失按下式计算。

见附录P

　　　△P=ξ·ρ·u2/2·Z·ε　　　　　　　　　（）

式中：

u---SDE惰性气体在喷嘴的单孔喷射速度（m/s）；

　　　ξ---SDE喷嘴局部收缩系数见本规范附录Q1、Q2。

管网流体计算

管网中干管的平均设计流量应按下式计算：

　　　Q=M/Tp　　　　　　　　　　

式中:

Q---灭火剂在管道中的平均设计流量（kg/min）；

　　　M---SDE灭火剂设计用量（kg）；

　　　Tp---气化时间，取6～8min。

输送SDE惰性气体主管道内径d（m）应按下式计算：

　　　d=　　　　　　　　　　（）

式中Q应从质量流量（kg/min），按kg的气体转化率，换算成体积流量（m3/s），按下式计算：

　　　Q=M/Tp=（Mkg·m3/kg）/（TpTpmin·60s）　　　　　　　　　　（）

　　　VL---惰性气体在主管道中的流速，取VL≤25m/s。

计算出主管道内径值后选定标准管道内径，主管道内径一般宜采用大于等于DN125的管径。

管道分支后下游管道断面宜为上游管道断面的70%左右。

连接喷嘴的支管管径不小于DN50。

主管道的总长度为实际长度和当量长度之和，见附录R。

管网宜采用均衡或分组均衡的方式连接。

管网中流量的计算方式：

平均设计流量按下式计算：

　　　　　　　　　　　　　（）

式中：

Q---平均设计流量（m3/s）；

　　　Ng---喷嘴数量（个）；

　　　Q1---单个喷嘴流量（kg/min）或（L/s）；

单个喷嘴的设计流量按下式计算：

　　　Q1=Q/Ng　　　　　　　　　　（）

　　　Q1---单个喷嘴的设计流量，此流量应小于等于喷嘴允许通过的流量，（kg/min）或（L/s），见附录D。

根据具体保护区的要求,可按设计选用相应等效面积的“杯型（13型）”、“O型”或“V型”喷嘴。

选用喷嘴时，每个喷嘴的等效面积应为直接与其相连支线管截面积的70～100%，SDE喷嘴等效口孔尺寸参数表见附录D。

在保护区布设喷嘴时,沿墙边缘部位宜选用V型；喷嘴垂直下方为关键设备,宜用杯型（13型）喷嘴；保护区易燃、可燃物上方宜选用O型喷嘴。

喷嘴数量的确定，一般可按SDE惰性气体发生器的数量计算，每个发生器选用2～3个喷嘴。

根据防护区容积的不同区可采用体积法来修正确定，每个喷嘴的保护体积约为60m3。

吊顶上或地板下的喷嘴数量确定，宜按面积法确定，每个喷嘴的保护半径为≤6m。

防护区有天花板时，有管网灭火系统的管网应安装在天花板之内，管网不应露出天花板。

惰性气体发生器的数量按下式计算：

　　Np=M/Mo　　　　　　　　　　（）

式中：

Np---发生器数（Np取整数）；

　　　M---设计用量（kg）；

　　　Mo---单个气体发生器中灭火剂的质量（kg）。

系统组件

惰性气体发生器

惰性气体发生器的布置应方便检查和维护。

惰性气体发生器宜设在专用储存间内，专用储存间的设置应符合下列规定：

应靠近防护区，出口应直接通向室外或疏散走道。

耐火等级不应低于二级。

室内温度应为-10℃～+50℃,并应保持干燥和良好通风。

设在地下室储存容器间应设机械排风装置，排风口应通向室外。

选择阀与喷嘴

在组合分配系统中，每个防护区或保护对象应设一个选择阀。

选择阀的位置宜靠近惰性气体发生器，并应便于手动操作、方便检查和维护。

选择阀上应设有标明防护区的铭牌。

选择阀应采用电动或手动操作方式，阀的工作压力应大于等于。

系统启动时，选择阀应在惰性气体发生器内的电子气化启动器动作之前打开。

设置在粉尘场所的喷嘴应增设不影响喷射效果的防尘罩。

管道及其附件

管道及附件应能承受最高环境温度下的SDE惰性气体的工作压力。

管道应采用符合现行国家标准的无缝钢管或有缝钢管，并应内外镀锌。

对镀锌层有腐蚀的环境，管道可采用不锈钢管、铜管或其它抗腐蚀的材料。

管道可采用螺纹连接、焊接或法兰连接。

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，宜采用焊接或法兰连接。

集流管

集流管的工作压力不应小于，并应设置泄压装置，其泄压动作压力应为±MPa，泄压方向不应朝向操作面。

压力或温度讯号器

在通向每个防护区的灭火系统主管道上，应设压力或温度讯号器。

无管网灭火系统的设计

防护区的规定应按规定的要求执行。

防护区面积不超过500m2，容积不超过2000m3。

在无管网灭火系统启动之前，防护区的通风、换气设施应自动关闭，影响

灭火效果的生产操作应停止进行。

SDE灭火剂用量计算

SDE灭火剂用量应为设计灭火用量和流失补偿量之和。

SDE灭火剂设计灭火用量按下式计算：

　　　M=m·v·k　　　　　　　　　　（）

　　　K=k1·k2　　　　　　　　　　（）

式中：

m---SDE灭火剂设计灭火用量（kg）；

　　　m---单位容积灭火剂用量，取（kg/m3）；

　　　V---防护区的净溶积（m3）；

　　　k1---容积系数：

当V＞100m3时，k1=；

　　　　　　　　　　　当V≤100m3时，k1=1；

　　　k2重要系数：

变（配）电室、通讯机房、电子计算机房等k2=1；文物、档案、图书等k2=。

开口流失补偿量的计算按规定的要求执行。

一个防护区设置多具无管网灭火系统时，应均匀分散布置。

同一防护区的多具无管网灭火装置应同时启动。

操作和控制

控制系统应设有自动控制、手动控制和应急启动三种启动方式。

应急启动控制盒可设在防护区内或防护区外便于操作的地方。

采用SDE灭火系统的防护区，应按现行国家标准GB50116的规定设置火灾自动报警系统。

当采用火灾探测器时，灭火系统的自动控制应在接收到两个独立的火灾信号后才能启动，根据人员疏散要求，宜延迟启动，但延迟时间不应大于30s。

在较大面积的防护区内配置多具无管网灭火系统时，应采用多具无管网灭火系统联动控制，每具无管网灭火系统的起动电压为直流24V（±2V），起动电流1A，由无管网灭火系统的用量确定总电流。

设计时应采用消防专用电源作为起动电源。

安全要求

防护区内应有能在延时30s内使该区人员疏散完毕的通道与出口，在疏散走道与出口处，应设火灾事故照明和疏散指示标志。

防护区的入口处应设火灾声光报警器。

报警时间不宜小于灭火过程所需的时间，并应能手动切除报警信号。

防护区入口处应设灭火系统防护标志和SDE气体喷放指标灯。

设置在经常有人的防护区内的灭火系统应装有切断自动控制系统的手动装置。

地下防护区和无窗或固定窗户的地上防护区，应设机械排风装置。

防护区的门应向疏散方向开启，并能自动关闭，在任何情况下均应能从防护区内打开。

灭火系统及其组件与带电设备间的最小间距应大于150mm。

在强电干扰场所，其外壳应接地。

灭火系统与启动器系统的连接，进行竣工验收合格后，方可接通负载线投入使用。

5系统的施工

管网灭火系统的施工

施工的准备

一般规定

　　SDE灭火系统施工应具备下列技术资料：

设计施工图、设计说明书、系统及主要组件的使用、维护说明书；

喷嘴、安全泄压爆破片、发生器、集流管、汇流分配连接管等主要组件的产品出厂合格证和由国家质量监督检测中心出具的检验报告；灭火剂输送管道及附件的出厂检验报告与合格证。

管网灭火系统的施工应具备下列条件：

防护区和发生器贮存间的设置条件与设计相符；

系统组件与主要材料齐全，其品种、规格、型号符合设计要求；

系统所需的预埋件和预留孔洞符合设计要求。

系统组件检查

系统施工前应对惰性气体发生器、喷嘴和安全泄压爆破片装置等系统组件进行外观检查，并应符合下列规定：

系统组件无碰撞变形及其他机械性损伤；

组件外露非机械加工表面保护涂层完好；

组件所有外露接口均设有防护堵、盖，且封闭良好，接口螺纹和法兰密封面无损伤。

保护同一防护区的惰性气体发生器规格应一致，其高度差不宜超过20mm。

系统安装前生产厂应对集流管、汇流分配连接管、惰性气体发生器等主要组件进行水压强度试验和气压严密性试验，并应符合下列规定：

水压强度试验的试验压力应为，生产厂对惰性气体发生器进行超压试验为，气压严密性试验的压力应为；

进行水压强度试验时，达到试验压力后稳压时间不少于1min，在稳压期间目测试件应无变形；

气压严密性试验应在水压强度试验后进行。

加压介质可为压缩空气或氮气。

将焊接或连接部分刷上肥皂水，稳压时间不少于2min。

在稳压期间应无气泡自试件内逸出；

系统组件试验合格后，应及时用干燥空气吹扫管道，并封闭所有外露接口。

施工

一般规定

系统的施工应按设计施工图纸和相应的技术文件进行，不得随意更改。

当要进行修改时，应经原设计单位同意。

系统的施工应按本规范附录F、附录G作好试验记录；防护区地板下、吊顶上或其它隐蔽区域内管网应按附录H规定内容作好

验收记录。

惰性气体发生器的安装。

发生器内SDE灭火剂的充装须在本企业或指定的充装单位充装。

发生器的操作面距墙或操作面之间距离不应小于。

发生器的支、框架应固定牢靠，且应采取防腐处理措施。

惰性气体发生器正面应标有“SDE”及发生器的编号。

集流管的制作与安装。

集流管宜采用以焊接方法制作为主，法兰连接为辅。

焊接前，每个开口均应用机械加工的方法制作。

集流管在安装前应清洗内腔，并封闭进出口。

集流管应固定在支、框架上。

支、框架应固定牢靠，且应做防腐处理。

集流管外表面应涂防腐油漆。

装有泄压装置的集流管，泄压装置的泄压方向不应朝向操作面。

汇流分配连接管的安装。

连接集流管与选择阀之间的管道应采用无缝钢管，以焊接方式制作。

汇流分配连接管在安装前，应清洗内腔。

汇流分配连接管外表面应涂耐高温防腐涂料或内外镀锌。

选择阀的安装

选择阀手动操作手柄应安装在易于操作的一面。

选择阀宜安装在汇流分配连接管与主管道连接处。

选择阀上应设置标明防护区名称或编号的标志牌，并将标志牌固定在操作手柄附近。

输送管道的施工。

管道采用法兰连接时，应在焊接后进行内外镀锌或防腐处理。

已镀锌的无缝钢管不宜采用焊接连接，与选择阀等个别连接部位需采用法兰焊接时，应对被焊接损坏的镀锌层做防腐处理。

管道穿过墙壁、楼板处应安装套管。

穿墙套管的长度应和墙厚相等，穿过楼板的套管长度应高出地板50mm。

管道与套管间的空隙应采用柔性不可燃材料堵塞密实。

管道支、吊架的安装应符合下列要求：

管道应固定牢靠，管道支、吊架的最大间距应符合附录E的规定；

管道末端处应采用支架固定，支架与喷嘴间的管道长度不应大于500mm；

管道应在垂直方向和水平方向及转角处安装若干个防晃支架，直管段防晃支架间距不超过附录E的3倍，当穿过建筑物楼层时，每层应设一个防晃支架。

当水平管道改变方向时，应设防晃支架。

灭火剂输送管道的吹扫试验和涂漆。

管道安装完毕，应进行水压强度试验和气密性试验。

水压强度试验压力应为。

不适合做水压试验压力的防护区，可以采用气压强度试验代替，其试验压力为水压试验的80%。

进行管道强度试验时，压力升至试验压力后，保压2min，各连接处无明显滴漏，目测管道无变形。

进行全系统管道气压严密性试验的加压介质，可采用压缩空气或氮气，试验压力为。

关掉测试气源2min内压力降不应超过试验压力为10%，且用涂刷肥皂水方法检查防护区内