一、總述

　　IG-541混合氣體滅火系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的一種新型氣體滅火系統(tǒng)。其成分由52%氮?dú)狻?0%氬氣和8%二氧化碳組成，是大氣的基本成分。使用后以其原有成分回歸自然，無色無味，無導(dǎo)電、無腐蝕、無環(huán)保限制、無臭氧層破壞，滅火過程中無分解物。它是一種綠色滅火劑。

　　二、滅火機(jī)理

　　IG-541混合氣體滅火機(jī)理屬于物理滅火方式?；旌蠚怏w釋放后，通過降低氧氣濃度來滅火。通常，保護(hù)區(qū)的空氣含有21%的氧氣和不到1%的二氧化碳。當(dāng)保護(hù)區(qū)的氧氣降至15%以下時(shí)，大多數(shù)可燃物將停止燃燒。釋放的混合氣體可以將保護(hù)區(qū)的氧氣含量降低到12.5%，同時(shí)將二氧化碳升高到4%。當(dāng)二氧化碳比例增加時(shí)，會(huì)加速人的呼吸速率和吸收氧氣的能力。當(dāng)滅火系統(tǒng)中的滅火設(shè)計(jì)濃度不超過43%時(shí)，系統(tǒng)對(duì)人體安全無害。

　　三、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

　　IG-541混合氣體滅火系統(tǒng)主要具有以下優(yōu)勢(shì)：

　　1) 滅火劑完全由自然界存在的氣體組成，來源廣泛，噴放后對(duì)環(huán)境完全無損害；

　　2) 在規(guī)定的滅火濃度下對(duì)人體完全無害，可以用在有人停留的場(chǎng)所；

　　3) 噴放后不會(huì)引起防護(hù)區(qū)內(nèi)溫度急劇下降，對(duì)精密設(shè)備和其他珍貴財(cái)物無任何傷害；

　　4) 因儲(chǔ)存壓力較高，較其他滅火系統(tǒng)可輸送更長(zhǎng)的距離。

　　四、應(yīng)用場(chǎng)所

　　IG-541混合氣體滅火系統(tǒng)適用于保護(hù)封閉空間的場(chǎng)所，典型的火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所包括：電氣和電子設(shè)備室、通訊設(shè)備室、國家保護(hù)文物中的金屬、紙絹質(zhì)制品和音像檔案庫、易燃和可燃液體儲(chǔ)存空間及有可燃液體的設(shè)備用房、經(jīng)常有人停留的場(chǎng)所等。

　　五、設(shè)計(jì)計(jì)算

　　例：某機(jī)房為20m X 20m X 3.5m，最低環(huán)境溫度20℃，將管網(wǎng)均衡布置，如下：

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　　圖中：減壓孔板前管道（a-b）長(zhǎng)15m，減壓孔板后主管道（b-c）長(zhǎng)75m，管道連接件當(dāng)量長(zhǎng)度9m，一級(jí)支管（c-d）長(zhǎng)5m，管道連接件當(dāng)量長(zhǎng)度11.9m,二級(jí)支管（d-e）長(zhǎng)5m，管道連接件當(dāng)量長(zhǎng)度6.3m，三級(jí)支管（e-f）長(zhǎng)2.5m，管道連接件當(dāng)量長(zhǎng)度5.4m,末端支管（f-g）長(zhǎng)2.6m，管道連接件當(dāng)量長(zhǎng)度7.1m。

　　解：

　　1）確定滅火設(shè)計(jì)濃度

　　依據(jù)GB50370規(guī)范中3.4.2： 固體表面火災(zāi)的滅火濃度為28.1%，其它滅火濃度可按本規(guī)范附錄A中附表A-3的規(guī)定取值，惰化濃度可按本規(guī)范附錄A中附表A-4的規(guī)定取值。本規(guī)范附錄A中未列出的，應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。通常，通訊機(jī)房，電子計(jì)算機(jī)房、電氣設(shè)備火災(zāi)、配電室、發(fā)電機(jī)房等滅火設(shè)計(jì)濃度宜采用37.5％，圖書檔案、文物資料庫等防護(hù)區(qū)，滅火設(shè)計(jì)濃度宜采用43％，IG541混合氣體滅火系統(tǒng)最高滅火設(shè)計(jì)濃度不宜超過52％。

　　綜上所述：取C1=37.5%。

　　2）計(jì)算保護(hù)空間實(shí)際容積

　　V=20×20×3.5=1400（m?）。

　　3）計(jì)算滅火設(shè)計(jì)用量

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　　依據(jù)GB50370規(guī)范公式（3.4.7-1），其中，K取1，

　　S=0.6575+0.0024×20（℃）=0.7055（m3/kg），分別帶入K、V、S C1 值后得：

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　　4）設(shè)定噴放時(shí)間

　　依據(jù)GB50370規(guī)范3.4.3，在此取值t=55s。

　　5）選定滅火劑儲(chǔ)存容器規(guī)格及儲(chǔ)存壓力級(jí)別

　　選用正天齊80L的15MPa存儲(chǔ)容器,根據(jù)W=932.68kg，充裝系數(shù)η=211.15kg/m3，儲(chǔ)瓶數(shù)n=（932.68/211.15）/0.08=55.2，取整后，n=56（只）。

　　6）計(jì)算管道平均設(shè)計(jì)流量

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　　主干管：

　　一級(jí)支管：Qg1=Qw/2=8.055 （kg/s）；

　　二級(jí)支管：Qg2=Qg1/2=4.028（kg/s）；

　　三級(jí)支管：Qg3=Qg2/2=2.014（kg/s）；

　　末端支管：Qg4=Qg3/2=1.007（kg/s）；

　　即Qc=1.007kg/s。

　　7）選擇管網(wǎng)管道通徑

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　　初選管徑為：

　　主干管： 125mm；

　　一級(jí)支管：80mm；

　　二級(jí)支管：65mm；

　　三級(jí)支管：50mm；

　　末端支管：40mm。

　　8）計(jì)算系統(tǒng)剩余量及其增加的儲(chǔ)瓶數(shù)量

　　V1（減壓孔板前）=0.1178m3，V2（減壓孔板后）=1.1287m3，VP(管道內(nèi)積)=V1+V2=1.2465m3；

　　Vo（鋼瓶?jī)?chǔ)存總體積）=0.08×56=4.48m3；

　　依據(jù)GB50370（3.4 7-3）規(guī)范，Ws≥2.7Vo+2.0VP≥14.589（kg），計(jì)入剩余量后的儲(chǔ)瓶數(shù)：n1≥[（932.68+14.589）/211.15]/0.08≥56.078，取整后，n1=57（只）

　　9）滅火實(shí)際濃度校核

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　　其中W=962.844kg,S=0.7055（m3/kg），V=1400m3，K=1代入后得，C1=38.44%，符合滅火濃度且低于附錄G中NOAEL濃度（43%)。

　　10）計(jì)算減壓孔板前壓力

　　依據(jù)GB50370規(guī)范公式（3.4.8-4）：

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　　11）計(jì)算減壓孔板后壓力

　　依據(jù)GB50370規(guī)范（3.4.8-5）：P2=δ·P1，δ可取值0.52，帶入得P2=0.52×4.954=2.576（MPa）。

　　12）計(jì)算減壓孔板孔口面積

　　依據(jù)GB50370規(guī)范公式（3.4.8-6）：

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　　并初選μk=0.61，得出Fk=20.570（cm2），F(xiàn)K=πd2/4 ?得d=51.177（mm）。d/D=0.4094；驗(yàn)證說明μk選擇正確。

　　13）計(jì)算流程損失

　　根據(jù)P2=2.576（MPa），查GB50370規(guī)范附錄E表E-1，得出b點(diǎn)Y=566.6，Z=0.5855；

　　依據(jù)GB50370規(guī)范（3.4.8-7）：

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　　代入各管段平均流量及計(jì)算長(zhǎng)度（含沿程長(zhǎng)度及管道連接件當(dāng)量長(zhǎng)度），并結(jié)合本規(guī)范附錄E表E-1，推算出：

　　c點(diǎn)Y=656.9，Z=0.5855；該點(diǎn)壓力值P=2.3317MPa；

　　d點(diǎn)Y=705.0，Z=0.6583；

　　e點(diǎn)Y=728.6，Z=0.6987；

　　f點(diǎn)Y=744.8，Z=0.7266；

　　g點(diǎn)Y=760.8，Z=0.7598。

　　14）計(jì)算噴頭等效孔口面積

　　因g點(diǎn)為噴頭入口處，根據(jù)其Y、Z值，查GB50370規(guī)范附錄E表E-1，推算出該點(diǎn)壓力Pc=2.011MPa；查附錄F表F-1，推算出噴頭等效單位面積噴射qc=0.4832kg（s·cm?）；

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　　查范附D，可選用規(guī)格代號(hào)為22的噴頭（16只）。

　　15)計(jì)算防護(hù)區(qū)泄壓口面積

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　　Qx=17.51kg/s，PF=1200Pa 代入得Fx=0.556m2