摘 要:對地鐵中(zhong)組合式 IG541 氣體滅火(huo)系統(tong)的系統(tong)控制方(fang)式、設(she)計原則、設(she)計步驟、與(yu)其他專業(ye)的接口(kou)以及設(she)計經驗(yan)進行總結。
在地(di)鐵設計(ji)規范中(zhong),明確要(yao)求地(di)下變(bian)配電(dian)用房需要(yao)設置氣體(ti)自動(dong)滅(mie)火(huo)系(xi)(xi)統,因此選擇安全、成(cheng)熟、可(ke)靠、技術先進、經(jing)濟(ji)合理、易于(yu)維護和管理的(de)氣體(ti)滅(mie)火(huo)系(xi)(xi)統是十分必要(yao)的(de)。實際(ji)工程(cheng)中(zhong),使用較多的(de)有IG541滅(mie)火(huo)系(xi)(xi)統、七(qi)氟丙烷滅(mie)火(huo)系(xi)(xi)統等(deng)。通過對比,深(shen)圳地(di)鐵9號線選用了IG541氣體(ti)滅(mie)火(huo)系(xi)(xi)統。身為設計(ji)師(shi),我想(xiang)淺談一下。
IG541 組(zu)合(he)式分配(pei)系統設(she)計的認識(shi)。
1IG541 氣體滅火系統簡介
IG541 又名煙烙燼(Inergen),由(you) 52%的(de)氮氣、40%的(de)氬氣和 8%的(de)二氧化碳組成(cheng)。其(qi)滅火(huo)機理是通過降低防護區內(nei)的(de)氧氣濃度,達到(dao)窒息滅火(huo)的(de)效果。其(qi)優點是成(cheng)分均(jun)為大氣中(zhong)天然成(cheng)分,所以噴放后(hou)在火(huo)災(zai)現(xian)場無任何殘(can)留,同時,其(qi)滅火(huo)速度快、不污染被保護物(wu)品,對大氣臭氧層無破壞作用。缺點是儲(chu)存(cun)壓(ya)力(li)高,IG541 混合(he)氣體鋼瓶的(de)儲(chu)存(cun)壓(ya)力(li)為 15~20MPa,造成(cheng)了一定的(de)安全(quan)隱患。
IG541 氣體滅火系(xi)統包括以下三個部(bu)分:火災自(zi)動(dong)探測與(yu)報警系(xi)統、自(zi)動(dong)聯(lian)動(dong)控制系(xi)統、自(zi)動(dong)滅火系(xi)統。
2系統控制(zhi)方式
系統(tong)同(tong)時具有自(zi)動(dong)控(kong)制,手動(dong)控(kong)制和(he)機械(xie)應(ying)急操(cao)作(zuo)三種(zhong)啟動(dong)方式。操(cao)作(zuo)程序如下: 2.1 自(zi)動(dong)控(kong)制。
第一步:防(fang)(fang)護(hu)區(qu)內(nei)的單一探(tan)測回路煙(yan)感(gan)或溫感(gan)探(tan)測到火災(zai)信號(hao)后,滅(mie)火控制盤啟動設在該(gai)防(fang)(fang)護(hu)區(qu)域(yu)內(nei)的警鈴,同時向(xiang) FAS 系統提供(gong)火災(zai)預報(bao)警信號(hao)。
第二步:同(tong)一防(fang)護(hu)區(qu)(qu)內的(de)氣(qi)體滅火系統的(de)控制主機在(zai)收到防(fang)護(hu)區(qu)(qu)內兩個(ge)不同(tong)性質探測器(qi)的(de)火災(zai)報警信號后,向該防(fang)護(hu)區(qu)(qu)的(de)滅火控制盤發出(chu)(chu)指(zhi)令(ling),啟動(dong)設在(zai)該防(fang)護(hu)區(qu)(qu)域(yu)內外的(de)聲光報警器(qi),停(ting)止(zhi)警鈴動(dong)作(zuo),同(tong)時(shi)向 FAS系統輸出(chu)(chu)火災(zai)確認信號以及輸出(chu)(chu)有源信號關閉(bi)防(fang)護(hu)區(qu)(qu)防(fang)火閥,并進入 30 秒的(de)延時(shi)狀態(tai)。
在延時過程中,如在延時階段(duan)發(fa)現是系統誤動作(zuo),或(huo)防護(hu)區確有火災發(fa)生但僅(jin)使用手(shou)提(ti)式滅火器(qi)和其它移動式滅火設(she)備即可(ke)撲滅的情(qing)況下,工(gong)作(zuo)人(ren)員可(ke)按(an)(an)住設(she)在防護(hu)區門(men)外的緊急止(zhi)噴按(an)(an)鈕暫時停止(zhi)釋放(fang)氣體(直至系統復(fu)位(wei)),如需繼續開啟(qi)(qi)氣體滅火系統,需緊急啟(qi)(qi)動按(an)(an)鈕,系統無延時,立即釋放(fang)。
第三步(bu):30 秒延時(shi)結束時(shi),滅(mie)(mie)(mie)火(huo)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)盤輸出(chu)有(you)源信號開啟啟動(dong)(dong)瓶電(dian)磁(ci)閥,通(tong)過啟動(dong)(dong)瓶啟動(dong)(dong) IG541 滅(mie)(mie)(mie)火(huo)劑儲(chu)瓶瓶組以釋(shi)放氣(qi)體(ti),氣(qi)體(ti)通(tong)過管道輸送到(dao)防(fang)護(hu)(hu)(hu)區(qu)。此時(shi),壓(ya)力開關(guan)上的(de)觸點(dian)開關(guan)動(dong)(dong)作并將氣(qi)體(ti)釋(shi)放信號傳送至(zhi)滅(mie)(mie)(mie)火(huo)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)盤,并由(you)滅(mie)(mie)(mie)火(huo)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)盤將氣(qi)體(ti)釋(shi)放信號傳至(zhi) FAS系統,同時(shi)滅(mie)(mie)(mie)火(huo)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)盤啟動(dong)(dong)防(fang)護(hu)(hu)(hu)區(qu)外的(de)釋(shi)放指示燈。防(fang)護(hu)(hu)(hu)區(qu)域門內(nei)外的(de)聲光報警器,在滅(mie)(mie)(mie)火(huo)期(qi)間將一直工作,警告所有(you)人員不能(neng)進入(ru)防(fang)護(hu)(hu)(hu)區(qu)域,直至(zhi)確認火(huo)災已經撲滅(mie)(mie)(mie)。
2.2 手動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)。無論氣體滅火(huo)系統(tong)主機(ji)和滅火(huo)控(kong)制(zhi)盤處于何種狀(zhuang)態,手動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)總是擁有(you)最高(gao)權限,即(ji)使在緊急止(zhi)噴按鈕長期(qi)按下(xia)的情況(kuang)下(xia),只要接(jie)到手拉啟(qi)動(dong)(dong)器指令后,無需(xu)延時(shi),滅火(huo)控(kong)制(zhi)盤將輸出有(you)源信號開啟(qi)系統(tong)的啟(qi)動(dong)(dong)裝(zhuang)置以釋放(fang)氣體。
2.3 機(ji)械應急操(cao)作(zuo)。是(shi)指自動控(kong)制和(he)手動控(kong)制均(jun)失效的情況下或有必要時(shi)采用(yong)的一種應急操(cao)作(zuo)。該(gai)功能的實現是(shi)通過在(zai) IG541 滅火劑儲瓶瓶頭閥和(he)選(xuan)擇閥上各加裝一個機(ji)械啟(qi)(qi)動器,用(yong)人為的拉力開啟(qi)(qi)系(xi)統釋放滅火氣體(ti)。使用(yong)時(shi),選(xuan)擇閥須先開啟(qi)(qi),滅火劑儲瓶瓶頭閥后開啟(qi)(qi)。
3主(zhu)要設計(ji)原(yuan)則
a.IG541 滅(mie)火系(xi)統(tong)(tong)為全淹沒(mei)氣(qi)體滅(mie)火系(xi)統(tong)(tong)。b.每個系(xi)統(tong)(tong)按(an)同一(yi)時間只發生一(yi)次火災考慮。c.組合分配系(xi)統(tong)(tong)保護(hu)區域(yu)數量(liang)最多 8 個。d. 組合分配系(xi)統(tong)(tong)的滅(mie)火劑儲存量(liang),按(an)最大的防護(hu)區的量(liang)確定。e.組合分配系(xi)統(tong)(tong)保護(hu)區域(yu)備用量(liang)充裝最長 72h。
4IG541 氣體滅火系統的設計步驟
5與其他專(zhuan)業的設(she)計接口
5.1 與低(di)(di)壓配電(dian)專業的(de)(de)接口。低(di)(di)壓配電(dian)系統(tong)提供 AC220V/50Hz 的(de)(de)電(dian)源(一級負荷),用(yong)電(dian)容量(liang)為 5kW,接口位(wei)置(zhi)在(zai)氣(qi)瓶間(jian)及車(che)站(zhan)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)室內的(de)(de)雙電(dian)源切(qie)(qie)換箱饋(kui)線(xian)開(kai)關出線(xian)側。系統(tong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)主機(ji)、滅火(huo)(huo)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)盤和輔(fu)助(zhu)電(dian)源箱的(de)(de)電(dian)源由本系統(tong)自行從電(dian)源切(qie)(qie)換箱引出。低(di)(di)壓配電(dian)系統(tong)提供氣(qi)體滅火(huo)(huo)系統(tong)專用(yong)的(de)(de)接地(di)(di)端子箱,接地(di)(di)電(dian)阻小(xiao)于 1 歐姆,接口位(wei)置(zhi)在(zai)氣(qi)瓶間(jian)及車(che)站(zhan)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)室的(de)(de)接地(di)(di)端子處,系統(tong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)主機(ji)和各防護區(qu)滅火(huo)(huo)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)盤至接地(di)(di)母排接線(xian)由本系統(tong)完(wan)成。
5.2 與(yu) FAS專業的接口。在(zai)每個(ge)防護區門(men)口需設置滅(mie)火控(kong)制(zhi)盤,每個(ge)滅(mie)火控(kong)制(zhi)盤可(ke)以向 FAS系(xi)統發送 5 個(ge)信號(hao),包括(kuo):火災預報警信號(hao),火災確認信號(hao),故障信號(hao),氣(qi)體釋(shi)放信號(hao),自動(dong) / 手動(dong)狀態信號(hao),接口位置在(zai)每個(ge)滅(mie)火控(kong)制(zhi)盤接線端子排外側(ce),所(suo)(suo)有(you)接口均為無源常開(kai)節點。系(xi)統控(kong)制(zhi)主(zhu)機(設在(zai)車(che)站控(kong)制(zhi)室)所(suo)(suo)有(you)接口均為無源常開(kai)節點。
5.3 與(yu)通風(feng)空(kong)調專業的接口(kou)。當火(huo)災(zai)被兩個探測回路(lu)確認后(hou),控制(zhi)系統向防(fang)護(hu)(hu)區內的防(fang)火(huo)閥(fa)輸出(chu)信(xin)號,將防(fang)護(hu)(hu)區的防(fang)火(huo)閥(fa)關閉(bi)。接口(kou)位置在防(fang)火(huo)閥(fa)接線端子處。
5.4 與土建(jian)結構(gou)的(de)(de)(de)接(jie)口。a.建(jian)筑(zhu)專(zhuan)(zhuan)業(ye)在車站(zhan)(zhan)左右兩(liang)端分別設(she)一(yi)個氣瓶(ping)間,可(ke)設(she)于(yu)(yu)站(zhan)(zhan)廳或者(zhe)站(zhan)(zhan)臺層(ceng),面積為 20m2以上(shang)。管道(dao)穿樓板(ban)(ban)由土建(jian)專(zhuan)(zhuan)業(ye)預留(liu)孔洞。b.防(fang)(fang)(fang)(fang)護(hu)區(qu)是一(yi)個封(feng)閉(bi)性良好的(de)(de)(de)防(fang)(fang)(fang)(fang)火空間,門(men)朝外(wai)(wai)開(kai)啟并能自行關閉(bi);防(fang)(fang)(fang)(fang)護(hu)區(qu)隔墻(qiang)的(de)(de)(de)耐(nai)火級限(xian)不(bu)小于(yu)(yu) 3h,樓板(ban)(ban)不(bu)小于(yu)(yu) 2h, 構(gou)件(門(men)、窗)的(de)(de)(de)耐(nai)火極限(xian)不(bu)小于(yu)(yu) 0.5h,吊(diao)頂不(bu)小于(yu)(yu) 0.25h;門(men)、窗如果(guo)采(cai)用玻璃為材(cai)料,則需要采(cai)用防(fang)(fang)(fang)(fang)爆玻璃。防(fang)(fang)(fang)(fang)護(hu)區(qu)圍(wei)護(hu)結構(gou)承受內壓(ya)的(de)(de)(de)允許(xu)壓(ya)強不(bu)低于(yu)(yu) 1.2kPa。c.氣瓶(ping)室(shi)盡量靠近防(fang)(fang)(fang)(fang)護(hu)區(qu),設(she)備荷載不(bu)小于(yu)(yu) 2t/m2,隔墻(qiang)的(de)(de)(de)耐(nai)火極限(xian)不(bu)小于(yu)(yu) 3h,樓板(ban)(ban)不(bu)小于(yu)(yu) 2h,隔墻(qiang)上(shang)的(de)(de)(de)門(men)采(cai)用甲級防(fang)(fang)(fang)(fang)火門(men),門(men)向(xiang)外(wai)(wai)開(kai)啟,并應直接(jie)通(tong)向(xiang)室(shi)外(wai)(wai)或疏散走(zou)道(dao)。
6設(she)計經驗總結
a.房間內(nei)噴(pen)頭(tou)應(ying)盡量沿主管對(dui)稱布置(zhi)(zhi),以(yi)(yi)使(shi)氣體均勻噴(pen)射。在噴(pen)頭(tou)不(bu)能(neng)(neng)完(wan)全對(dui)稱布置(zhi)(zhi)時(shi),需經過計算需配置(zhi)(zhi)不(bu)同的(de)(de)(de)噴(pen)頭(tou),以(yi)(yi)滿足均勻噴(pen)射的(de)(de)(de)要求。b.地鐵車(che)站(zhan)吊(diao)(diao)頂以(yi)(yi)上(shang)(shang)高度(du)(du)(du)(du)(du)大(da)于(yu) 300mm時(shi),也(ye)需要設(she)置(zhi)(zhi)噴(pen)頭(tou)。可(ke)以(yi)(yi)從支管上(shang)(shang)分別接出兩個(ge)噴(pen)頭(tou)到吊(diao)(diao)頂上(shang)(shang)和吊(diao)(diao)頂下。c.有(you)人(ren)工作的(de)(de)(de)防(fang)(fang)護(hu)區,其滅火(huo)設(she)計濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)或實際(ji)使(shi)用濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)(du)(du),不(bu)應(ying)大(da)于(yu)無毒性(xing)反應(ying)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)(NOAEL):43%;無人(ren)工作的(de)(de)(de)防(fang)(fang)護(hu)區,其滅火(huo)設(she)計濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)或實際(ji)使(shi)用濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)(du)(du),不(bu)應(ying)大(da)于(yu)有(you)毒性(xing)反應(ying)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)(LOAEL):52%。d.為保證滅火(huo)時(shi)滅火(huo)劑(ji)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)不(bu)低(di)于(yu)設(she)計滅火(huo)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)(du)(du),防(fang)(fang)護(hu)區的(de)(de)(de)容積應(ying)按(an)照(zhao)室內(nei)可(ke)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)最(zui)大(da)凈容積計算,溫度(du)(du)(du)(du)(du)則(ze)應(ying)按(an)照(zhao)室內(nei)可(ke)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)最(zui)低(di)溫度(du)(du)(du)(du)(du)取值。以(yi)(yi)防(fang)(fang)護(hu)區內(nei)可(ke)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)最(zui)小容積、最(zui)高溫度(du)(du)(du)(du)(du)和滅火(huo)劑(ji)的(de)(de)(de)實際(ji)設(she)置(zhi)(zhi)量來校核防(fang)(fang)護(hu)區內(nei)滅火(huo)劑(ji)的(de)(de)(de)最(zui)高濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)。
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