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小议气体灭火系统设计施工中的常见问题

 【摘要】随着社会经济的发展,气体灭火系统越来越广泛地被使用在博物馆、档案室、通讯机房、电子设备间等较为重要电子仪器场合,但在设置过程中有多处问题容易被设计或施工单位忽视,如防护区及隔断不合格、泄压口被忽略、防护区的门(窗)无法自动关闭、未设置配套装置、系统管网未能均衡分布、火灾后灭火装置重新充装恢复工作、系统管网喷气试验的问题等方面的问题。本人结合在丽水开发区日常监督检查、消防审批等实际工作中发现的气体灭火系统设置问题,现就上述问题作如下分析,并针对性提出相应的处理意见及方法以供探讨。

【关键词】气体 设计与施工 规范 建议 

1、启动控制装置

1.1根据《气体灭火系统设计规范》(GB50370-2005)的相关设计条文中我们可以看出,对于气体灭火系统的控制,主要是对防护区相关辅助设施的控制,而对于气体灭火系统(或装置)的启动控制,没有明确规定。气体灭火有两个基本特点:其一,设置场所特别重要;其二,灭火成本很高,且部分灭火剂在灭火过程中对人体尚有一定的毒性。因此,对于气体灭火的启动,不主张远距离手动或自动控制,而提倡现场手动操作。在具体气体设计使用规范中还提到了“自动控制应在接到两个系统的火灾信号后才能启动”的规定,注意是“才能启动”,而非必须启动。也就是说,报警控制器接到两个独立系统的火灾信号,只是启动气体灭火系统的必要条件,而非充分条件。在具体的工程实践中,消防部门对于气体灭火工程的设计审核意见书中,也常有“气体灭火系统各防护区灭火控制系统的动作信息,应传至消防控制中心”的审核意见。因此,对于气体灭火系统或装置的控制,应引起设计人员的重视。

1.2在工程设计中,常常出现两种错误。其一,采用多线制远距离启动气体灭火系统。设计人员会采用用导线把启动和停止按钮引至控制室。这种做法既缺乏规范依据,又表明设计人员对所选用的产品性能不了解。气体灭火控制盘的启动按钮,是最高级的启动操作,其操作结果是无延时立即喷洒。更重要的是,这种做法存在重大安全隐患,一旦控制线路出现短路故障,便会导致气体喷洒,后果极其严重。导致产生这种错误设计思想的根本原因,就是对上述规范理解不深。从规范立意来看,对于气体灭火系统的控制,安全是第一位的,提倡现场确认火灾,根据现场火情判断,现场操作控制。其二,灭火控制盘设于防护区内。这种做法比较常见,规范要求“手动控制装置应设在防护区外便于操作的地方”。灭火控制盘是最重要的手动控制装置,把它设于防护区内,违反了规范规定。为了避免错误的发生,设计人员应该在设计说明中对气体联动关系予以明确,这样,施工单位在编程调试时就不会编入自动程序或设置远距离操作手动键。

2、泄压方面

2.1泄压口未设置 地方标准规范规定:“防护区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”。实际施工或检查中经常会出现:“配电房的门为甲级防火门、档案馆门为防盗门”,均达不到自动泄压的功能。有些工程实际施工还会依据:“围护结构设有外开窗户,或门窗未设密封条的,可不设置泄压口”的说法,不计算泄压口面积,均以门窗缝隙作为泄压口进行泄压,防护区极有可能因压强过高而使围护结构遭到破坏,会使得气体防火区淹没浓度不足导致灭火失败。

2.2泄压口尺寸错误或用普通风口替代 每个防护区泄压孔面积或安装泄压口数量之和的总泄压面积,不得小于设计院计算的泄压面积。泄压口泄压面积应与防护区面积配套,若超出太大,压力不再升高,将造成灭火气体不必要的流失,影响灭火效果。IG-541混合气体和二氧化碳气体灭火系统的防护区,建议配置两个或两个以上泄压口,以确保防护区内围护结构建筑物的安全不受到破坏。

3、防护区未能封堵严实或及时自动关闭 防护区在灭火条件下(除泄压口以外的开口)应保持封闭,以及用于该防护区的通风机和通风管道中的防火阀,在喷放气体灭火剂前应做到关闭,才能不影响灭火效率。防护区内有空调降温设备时,一定要配断电装置(要求空调总开关是带24V脱扣器),气体灭火时不能有新风。 实例一:如果是设置在地下室的配电房设置气体灭火系统,考虑通风排烟要求,均有送、排风管的接入,并设置相应的防火阀及百叶风口,灭火需要时应能联动关闭风管上的防火阀。 实例二:地下室配电房考虑与车库大空间进行通风换气,在机房侧墙底部设置固定百叶,上部设轴流排烟风机。如果设置气体灭火系统,就存在两个外开口。灭火时百叶及风机均不能自动关闭,会造成气体流失,影响灭火效果。

4、防护区内外未设置相关配套装置

4.1防护区内外未设置声光报警器

《气体灭火系统设计规范》规定是:防护区内的疏散通道及出口,应设应急照明与疏散指示标志。防护区内应设火灾声报警器,必要时,可增设闪光报警器。防护区的入口处应设火灾声、光报警器和灭火剂喷放指示灯,以及防护区采用的相应气体灭火系统的永久性标志牌。灭火剂喷放指示灯信号,应保持到防护区通风换气后,以手动方式解除。然而实际设计或施工中经常性会忽略,或只设一种报警装置,或只在防护区内设置,然而在警告外面的人员“机房内发生火灾”的同时,也应警告机房里面的工作人员,无人机房也存在平时检修及维护的工作,也需要保证此时的在30S内人员安全疏散。最理想的办法是:在机房内同时设置警铃和声光报警器,其中警铃是用来告知机房区域有火情,即两种探测器中一种已经动作,而声光报警器响时告知火灾已经被系统确认并且处在延时喷放阶段。在出口外并联一个警铃,里外同时响,并且在门外设置“放气指示灯”。这样一来即警告了机房内的人又警告了机房外的人,使得火情发展进度被准确认知,有利于整个机房的灭火和人员疏散工作,“无人员场所可不设声光报警”。

4.2防护区外未设空气呼吸器

气体灭火系统其灭火机理主要是稀释氧气,起窒息作用。将燃烧区中的氧气替换或驱散,将物质燃烧所需的氧气降到可燃浓度以下,以熄灭燃烧。例如CO2对人体的致死浓度为20%,而最低灭火浓度却为34%(电子机房设计浓度≥40%)。尽管采取延时10s~60s(不应超过30s)来疏散防护区人员等措施,但仍有意外可能,国内亦有致死致残的事例。

因此气体灭火系统应用于有人环境时必须考虑人身安全防范问题。可在相应的防护区内设置空气呼吸器,并应设两套,且落实平时巡检瓶体供气气压制度。

4.3系统警示及提醒装置漏设

3.1灭火设计浓度大于无毒反应浓度,门口应设自动,手动转换装置,进口时改为手动,出来换手动。建议设置提醒装置。

3.2经过有爆炸危险和变、配电场所的管网以及布置在以上场所的金属箱体,应设静电接地。部分场所在验收中发现经常忽略设置。

3.3手动与应急操作应设有防止误操作警示标志与措施。

4.4未设置消防应急照明

实际工程中在设置疏散指示及应急照明系统的时候,主要考虑设置的消防通道上,房间或防护区内往往不会考虑。应急照明和疏散指示在机房土建建设时的初步方案内就应该涉及到,并应严格按照国家规范设计,机房的应急照明设置在图纸设计和审查时有遗漏也很正常,但在火灾情况下往往要求普通照明立即断电切换,特别是在人工确认火警时开始并无预警情况下环境一片漆黑,此时应急照明和疏散指示就显得特别重要。主要用于延迟时间内人员安全疏散。

5、喷放后无有效的通风换气措施

5.1气体灭火系统采用的是全淹没灭火系统,灭火或误喷后档案馆、变配电房、机房应在完成灭火或修复后较短时间内恢复正常工作。不能因发生火灾后,使保护对象和环境造成二次污染,如水渍、粉尘等。气体灭火系统目前使用最多的是七氟丙烷、IG541混合气体和二氧化碳气体灭火系统三种。七氟丙烷在高温下与水蒸气结合分解为有害的氢氟酸,人只能在防护区停留很短时间,喷射达到浸渍时间后应尽快通风。IG541混合气体对人体无害,有一点刺鼻酸味,短暂停留不会造成生理影响。二氧化碳灭火剂以物理灭火为主,必须通风后方能进人使用。

5.2防护区如果位于地下室或无外窗能够自然通风,必须设置相应的通风系统,或者与地下室排烟共用系统(需设相应能联动关闭的阀门)。灭火气体比空气重,排风口宜设在下部,换气次数不小于5次/小时。

6、感烟探测器可根据实际情况灵活安装

6.1规范要求:火灾探测器宜水平安装,感温探测器安装高度不得超过8m,感烟探测器安装高度不得超过12m。探测器周围0.5m以内不应有遮挡物,至梁、墙面水平距离不应小于0.5m,至空调送风口的水平距离不小于1.5m。

6.2可根据实际情况局部或适时设置感烟。如:图书馆、档案馆、博物馆内存放的可燃烧的重要和贵重物品是纸张、木质物品,属于A类固体火灾,酿成的火灾一般是表面固体火灾,火灾发生时间较长时,也可造成固体深位火灾,深位火灾灭火难度将增大。因此,应设置感烟探测器便于早期有效发现火警。

6.3目前在机房消防设计中一般都采用:吊顶内采用点型定温和点型感烟探测器。部分机房内的配置从探测速度上来讲,上述方法并不是最理想的。要考虑烟感的安装位置,数量,要考虑探测器本身的厚度(烟气向上),探测速度始终不如人意。实际工程中如果碰到有大的密封性比较好的机柜,可在机柜内应该布置感温、感烟探测器,探测速度和确认火灾速度是最快的。

6.4《火灾自动报警系统设计规范》第6.3.4条规定:“消防控制设备对管网气体灭火系统应有下列控制、显示功能: 显示系统的手动、自动工作状态;在报警、喷射各阶段,控制室应有相应的声、光警报信号,并能手动切除声响信号;在延时阶段,应自动关闭防火门、窗,停止通风空调系统,关闭有关部位防火阀;显示气体灭火系统防护区的报警、喷放及防火门(帘)、通风空调等设备的状态。”

7、维护结构的承压达不到要求

7.1规范规定:门窗耐火极限均不应低于0.5h,承受内压的压强,不宜低于1.2kpa。释放灭火剂时,空间内的压强会迅速增加如果防护区构件承压能力较差,防护区就会遭到破坏,造成灭火剂流失,起不到灭火作用,要求围护构件的压强差不宜低于1.2kPa。

7.2玻璃在机房建设过程中经常用来做隔档或门和窗,气体灭火系统设计中要求保护区的围护结构不小于1.2kPa,所以消防设计人员和机房装修设计人员应该对所装的玻璃结构进行强度核准。就算玻璃附和强度要求,全淹没系统中泄压口的设计也必不可少。一些改建工程在玻璃强度附和规定要求时还应该用防火贴膜将玻璃的耐火能力提高,新建项目最好用防火玻璃。

8、气体灭火系统喷头安装错误。

8.1对于气体组合灭火系统,根据保护区距瓶站距离不同,喷头孔径有所不同,但施工过程中常会不同防护区的喷头张冠李戴,从而影响灭火效果。对于气体组合灭火系统, 根据保护区距瓶站距离不同, 喷头孔径应有所不同。但施工过程中常会出现防护区内喷头不论距瓶站远近都是同一口径的钢管,这必将对灭火药剂的喷放效果产生影响。

8.2没有考虑气体系统喷放时其高速喷出的气流对防静电地板的冲击,导致地板被掀开,影响地板下空间的密闭性,从而影响气体的喷放浓度;气体灭火系统喷放时压力高,喷放时间短,冲击力大,而一些在地板下的喷嘴向上安装,气体喷放时高压气体直接冲击静电地板,极易掀开地板。为稳妥计,应将喷嘴向下或平行于地面安装,且宜在喷嘴上安装大口的鸭嘴套管,缓解决出口处压力过大的问题; 结束语:气体灭火系统因新产品新技术的开发使用,相应的设计和施工中碰到的难题也会进一步增多,因此需要进一步探讨和研究,需要不断完善。

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