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1、1,学习单元4气体灭火系统工作原理与安装调试,建筑消防系统的设计安装与调试ISBN 978-7-121-16876-5王三优 主编,2,学习单元4 气体灭火系统工作原理与安装调试,3,教学导航:,学习单元4 气体灭火系统工作原理与安装调试,4,知识分布网络,4.1 气体灭火系统基础,5,4.1 气体灭火系统基础,4.1.1 气体灭火系统的特点,1.优点：,1）灭火效率高,2）灭火速度快；,3）适应范围广；,4）对被保护物不造成二次污损；,2.缺点：,1）系统的一次投资较大；,2）对大气环境的影响；,3）不能扑灭固体物质深位火灾；,4）被保护对象限制条件多；,6,4.1 气体灭火系统基础,4.1
2、.2 气体灭火系统的适应范围,1.适宜用气体灭火系统扑救的火灾有：,1)电气火灾；2)固体表面火灾及棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾；3)液体火灾或石蜡、沥青等可熔化的固体火灾；4)灭火前能切断气源的气体火灾；,2.不适宜用气体灭火系统扑灭的火灾有：,1)硝化纤维、硝酸钠等氧化剂或含氧化剂的化学制品火灾；2)钾、钠、镁、钛、锆、铀等活泼金属火灾；3)氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾；4)过氧化氢、联胺等能自行分解的化学物质火灾；5)可燃固体物质的深位火灾；6)热气溶胶预制灭火系统不应设置在人员密集场所、有爆炸危险性的场所及有超净要求的场所。,7,4.1 气体灭火系统基础,4.1.2 气体灭火系
3、统的适应范围,3.常用的具体场所,1)重要场所；2)怕水污损的场所；3)甲、乙、丙类液体和可燃气体储藏室或具有这些危险物的工作场所；4)电气设备场所；,4.1.3 气体灭火系统的类型,1.按灭火剂的种类分类,1)卤代烷灭火剂,烷烃分子中的部分或者全部氢原子被卤素原子取代得到的一类有机化合物总成为卤代烷。其灭火机理属于化学灭火的范畴，通过灭火剂的热分解产生含氟的自由基，与燃烧反应过程中产生支链反应的H+、0H-、0-活性自由基发生气相作用，从而抑制燃烧过程中的化学反应来实施灭火。,8,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,上个世纪50年代以来，卤代烷1301和卤代烷1211是
4、应用最广泛的卤代烷灭火剂。但是这两种卤代烷灭火剂中的Br原子会造大气臭氧层造成破坏，作为卤代烷1301和卤代烷1211灭火系统的替代物，七氟丙烷（FM-200）是一种新型高效的卤代烷灭火剂。,七氟丙烷气体灭火系统按气体灭火剂输送压力的来源可分为内贮压式灭火系统外贮压式(又称备压式)灭火系统。,2）二氧化碳灭火剂,二氧化碳在常温下无色无嗅，是一种不燃烧、不助燃、不导电的气体，是应用较广的灭火剂之一。根据储存压力的不同，二氧化碳灭火系统可分为：高压二氧化碳气体灭火系统（储存压力为5.17MPa）、低压二氧化碳气体灭火系统（储存压力为2.07MPa）。其灭火机理为：气体二氧化碳在高压或低温下被液化，
5、喷放时，气体体积急剧膨胀，同时吸收大量的热，可降低灭火现场或保护区内的温度，并通过高浓度的二氧化碳气体，稀释被保护空间的氧气，达到窒息灭火的效果，灭火效果稍差于卤代烷灭火剂。,9,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,3)IG541灭火剂,IG541灭火剂是由52%氮气、40%氩气和8%的二氧化碳混合而成的灭火气体，是一种无毒、无色、无味、不导电的混合惰性气体。其灭火机理为纯物理灭火方式，是靠释放后将保护区的氧气浓度降低到12.5%并把CO2 的浓度提高到4%，而氧气浓度降低到15%以下，大多数普通可燃物可停止燃烧。,4)气溶胶灭火剂,气溶胶灭火剂由氧化剂、还原剂、燃烧速度
6、控制剂和黏合剂组成。而通常所说的气溶胶，则是指以空气为分散介质，以固态或液态的微粒为分散质的胶体体系。气溶胶主要分为热气溶胶和冷气溶胶 。,其中热气溶胶主要包括：K型气溶胶发生剂采用KNO作主氧化剂，S型气溶胶发生剂采用Sr(NO2)作主氧化剂。,10,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,5）细水雾灭火剂,细水雾是使用经过特殊加工的喷嘴，通过水与不同雾化介质产生的水微粒。其灭火机理为：由于细水雾表面积相对较大，吸收热量快，迅速气化，大量的气化潜热会降低气相燃料及氧化剂的温度，时大量水蒸气的存在也会降低反应区的氧气及可燃气体的浓度，从而达到物理作用灭火的目的。细水雾灭火系统
7、有单流体系统(高压、中压和低压)和 双流体系统两个基本类型。,6）SDE灭火剂,SDE灭火剂及其灭火系统是由国内民营企业昆山宁华阻燃化学材料有限公司自行研发、生产的哈龙替代产品 。,工程上比较常用的气体灭火剂为七氯丙烷、二氧化碳和IG541,11,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,2.按照灭火方式分类,1）全淹没气体灭火系统,在规定的时间内，向防护区喷放设计规定用量的灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统（图4-1）。,图4-1 全淹没气体灭火系统,12,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,2）局部应用气体灭火系统,指喷头均匀布置在保护对象的
8、周围，将灭火剂直接而集中地喷射到燃烧着的物体上，使其笼罩整个保护物外表面，在燃烧物周围局部范围内达到较高的灭火剂气体浓度的系统形式（图4-2）。,图4-2 局部应用气体灭火系统,13,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,3）手持软管系统,手持软管系统仅有二氧化碳一种形式，有盘管轮或架、软管、喷嘴等组成，并通过固定管路连接到二氧化碳供给元，如图4-3所示。,图4-3 手持软管二氧化碳灭火系统,14,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,3.按系统结构特点分类,1）组合分配灭火系统,对于几个不会同时着火的相邻防护区或保护对象，使用一组灭火剂储存装置保护多个
9、防护区的灭火系统，成为组合分配灭火系统。,图4-5 组合分配灭火系统示意图,15,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,图4-4 组合分配灭火系统原理图,16,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,2） 单元独立灭火系统,只保护一个防护区或保护对象的灭火系统叫做单元独立系统，如图4-6、7所示。,图4-6 单元独立灭火系统示意图,17,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,图4-7 单元独立灭火系统原理图,18,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的类型,3） 无管网灭火系统,将灭火剂贮存容器、控制和释放部件等组合装配在
10、一起的小型、轻便的灭火系统，如图4-8所示，无管网连接或仅有一段短管，为无管网灭火系统。,图4-8无管网灭火系统,19,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的工作原理和组成,1.气体灭火系统的工作原理,防护区一旦发生火灾，火灾探测器首先报警，消防控制中心接到火灾信号后，启动联动装置（关闭开口、停止空调等），延时约30秒后，打开启动气瓶的瓶头阀，利用气瓶中的高压氮气将灭火剂储存容器上的容器阀打开，灭火剂经管道输送到喷头喷出实施灭火。气体灭火过程框图如图4-8示。,图4-8 气体灭火系统灭火过程框图,20,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的工作原理和组成,2.气体灭
11、火系统的组成,气体灭火装置有灭火剂储存装置、启动分配装置、输送释放装置、监控装置等组成，如图4-9示。,图4-9气体灭火系统组成示意图,21,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的工作原理和组成,2.气体灭火系统的组成,1）灭火剂储存装置,包括灭火剂储存容器、容器阀、单向阀、汇集管、连接软管及支架等。如表4-1所示。通常是将其组合在一起，放置在靠近防护区的专用储瓶间内。,表4-1 气体灭火系统的灭火剂储存装置组成,22,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的工作原理和组成,表4-1 气体灭火系统的灭火剂储存装置组成,23,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭
12、火系统的工作原理和组成,2）启动分配装置,由启动气瓶、选择阀和启动气体管路组成，如表4-2所示。,表4-2 气体灭火系统的启动分配装置组成,24,4.1 气体灭火系统基础,4.1.3 气体灭火系统的工作原理和组成,3）输送释放装置,主要由喷头和管路组成，如表4-3所示。,表4-3 气体灭火系统的输送释放装置组成,4）监控装置,就是在防护区配置火灾自动报警系统。,25,知识分布网络,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,26,4.2.1 气体灭火系统的安装,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,气体灭火系统安装施工前应具备并充分了解下列技术资料：,施工安装前，需要先对气体灭火系统的各部件进行下列
13、检查：,1）灭火系统设计施工图；2）系统设计说明书；3）产品使用手册。,1）灭火剂储存容器、容器阀、选择阀、液体单向阀、喷头和阀驱（启）动装置等系统组件进行外观检查，并符合相关规定；2）储存容器内灭火剂充装量不应小于设计充装量，且不得超过设计量的1.5%，卤代烷灭火系统储存容器内的实际压力不应低于相应温度下的储存压力，且不应超过该储存压力的5%。,27,4.2.1 气体灭火系统的安装,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,灭火剂储存装置的安装,1）储存装置的安装位置应符合设计文件的要求。,储存容器可单排布置，也可双排布置，如图4-10所示，图4-11为双排8瓶组七氟丙烷瓶装图,图4-10 储存
14、容器布置示意图,28,4.2.1 气体灭火系统的安装,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,图4-11为双排8瓶组七氟丙烷瓶装图,29,4.2.1 气体灭火系统的安装,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,2）灭火剂储存装置安装后，泄压装置的泄压方向不应朝向操作面。,3）储存容器和汇集管的支、框架应固定牢靠，并应作防腐处理。,4）储存容器和集流管外表面宜涂红色油漆，储存容器正面应标明设计规定室外灭火剂名称和储存容器的编号。,5）连接储存容器与汇集管之间的单向阀的流量指示箭头应指向介质流动方向。,6）系统安装前应对汇集管、选择阀、液体单向阀、高压软管和阀驱（启）动装置中的气体单向阀逐个进行水压强
15、度实验和气压严密性实验。,7）施工单位和人员应按照灭火器储存容器检查记录表规定内容做好施工记录。,30,4.2.1 气体灭火系统的安装,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,2.启动分配装置的安装,1）选择阀操作手柄应布置在操作面的一侧，安装高度超过1.7m时应有便于操作的措施。2）采用螺纹连接的操作阀，与管网连接处宜采用活接头。3）拉索式机械驱动装置的安装应符合规定。4）安装以重力式机械驱动装置时，应保证重物在下落行程中无阻挡，其下落行程应保证驱动所需距离，且不得小于25mm。,5）电子驱动装置驱动器的电气连接线应沿固定灭火剂储存容器的支、框架或墙面固定。6）气动驱动装置的安装应符合相应规定
16、。7）气动驱动装置的管道安装应符合设计及相应规定，图4-13为启动瓶组装图。,8）气动驱动装置的管道安装后应作气压严密性试验，并合格。,31,4.2.1 气体灭火系统的安装,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,图4-13为启动瓶组装图,32,4.2.1 气体灭火系统的安装,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,3.输送释放装置的安装,1）喷头应均匀分布，以保证防护区内灭火剂分布均匀，设置在有粉尘场所的喷头应增设不影响喷射效果的防尘罩。2）喷嘴一般向下安装，当封闭空间的高度较小时，可侧向安装或向上安装。3）安装在吊顶下的不带装饰罩的喷头，其连接管管径螺纹不应露出吊顶。4）灭火剂输送管道连接应符
17、合相应规定5）管道穿过墙壁、楼板处应安装套管。,6）管道支、吊架应符合相应规定7）灭火剂输送管道的外表面宜涂红色油漆。8）灭火剂输送管道安装完毕后，应进行强度试验和气压严密性试验，并合格。,33,4.2.1 气体灭火系统的安装,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,4.监测装置的安装,1）灭火监测装置的安装应符合设计要求，防护区内火灾探测器的安装应符合现行国家标准火灾自动报警系统施工及验收规范的规定。2）设置在防护区处得手动、自动转换开关应安装在防护区入口便于操作的部位，安装高度为中心点距地（楼）面1.5米。3）手动启动、停止按钮应安装在防护区入口便于操作的部位，安装高度为中心点距地（楼）面1
18、.5米；防护区的声光报警装置安装应符合设计要求，并应安装牢固，不得倾斜。4）气体喷放指示灯宜安装在防护区入口的正上方。,34,4.2.2 气体灭火系统的调试,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,1）调试时，应对所有防护区或保护对象按照气体灭火系统施工及验收规范E.2的规定进行手动、自动模拟启动实验，并应合格。2）调试时，应对所有防护区或保护对象按照气体灭火系统施工及验收规范E.3的规定进行模拟喷气实验，并应合格。3）设有灭火剂备用量且储存容器连接在同一汇集管上的系统应按照气体灭火系统施工及验收规范E.4的规定进行模拟切换操作实验，并应合格。,35,4.2.3 气体灭火系统的使用操作,4.2
19、气体灭火系统安装、调试和维护,气体灭火系统有三种控制方式：自动控制、手动控制和机械应急操作,1自动控制,采用系统保护的防护区内，设有火灾感烟和感温探测器，与火灾自动报警控制器组成自动探测、报警、控制系统，对灭火系统实施自动控制。,2手动控制,手动控制是用人工实施电气控制，即在有人值班的情况下，自动报警控制器设置在手动档，当接到火灾报警时，值班人员，可通过视频或到防护区现场查看火情，认为需启动灭火系统时，可操作控制器上的手动控制装置，或设在防护区门外的紧急手动启动装置，立即启动灭火系统，实施灭火。,36,4.2.3 气体灭火系统的使用操作,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,3机械应急操作,当
20、自动控制和手动控制失灵或不能实施时，才采用机械应急操作，操作前通知防护区内人员撤离，并人工关闭防护区内应关闭的设施，然后实施机械应急操作。,4系统的再充装和复位,对已喷放的灭火剂瓶组、启动瓶组要到制造商进行再充装，对系统进行安装、复位、调试合格后，才可开通，投入运行。,37,4.2.4 气体灭火系统的日常维护,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,1常(运行)时的维护、保养1）保持瓶组间和控制室内清洁、干燥、通风良好；2）灭火设备和报警控制设备表面清洁无尘；3）启动瓶组上手动手柄，灭火剂瓶组上先导阀手启动手柄的保险销，及铅封应完整无损；4）选择阀上手动开启手柄无损、位置正确、无松动；5）统牌、
21、警示牌，无损、清洁可视。,2月季度维护、保养1）检查启动瓶组压力，压力表示值应在绿区内；2）逐个对灭火剂瓶组进行压力检测，压力表示值应在绿区内；3）逐个对灭火剂瓶组和启动瓶组进行检查，瓶体表面应无严重腐蚀、裂纹、变形(凸瘤等)，如有上述问题，应及时更换并释放瓶内气体。,38,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,3年度维护、保养1）对灭火设备进行全面检查：瓶组架稳固，各部件连接可靠无松动，并全面做好清洁工作；2）对系统进行报警和启动模拟试验，火灾探测、报警、灭火控制按其产品说明书进行；灭火设备检查电磁驱动装置(脱离被启动瓶组)，经自动、手动(包括紧急启动、紧急停止试验)，应动作正常；延时时间，
22、现场声光报警等应正常；3）对压力信号反馈装置进行检查，卸下该装置，人工推动活塞(模拟灭火剂喷放受压)，喷放指示灯应亮，信号应正常反馈；并能自动复位；4）对灭火剂输送管网及其附件进行检查，连接可靠、安装稳固，表面无严重锈蚀，并全面做好清洁工作；5）检查喷嘴，不应堵塞，并做好清洁工作。,4.2.4 气体灭火系统的日常维护,39,4.2.5 气体灭火系统的使用安全要求,4.2 气体灭火系统安装、调试和维护,为保障人员在火灾发生或平时工作的安全，气体灭火系统应符合以下安全要求：,1）防护区应有保证人员在30秒疏散完毕的通道和出口。2）防护区的疏散通道及出口，应设置应急照明与疏散指示标准。3）防护区的门
23、应向疏散方向开启，并能自行关闭；用于疏散的门必须能从防护区内打开。4）灭火后的防护区应通风换气，地下防护区和无窗或设固定窗扇的地上防护区，应设置机械排风装置，排风口宜设在防护区的下部并应直通室外。通信机房、电子计算机房等场所的通风换气次数硬不小于每小时5次。5）经过有爆炸危险和变电、配电场所的管网，以及部设在以上插锁的金属箱体等，应设防静电接地。6）防护区内设置的预定灭火系统的充压压力不应大于2.5MPa。7）灭火系统的手动控制与应急操作应有防止误操作的警示显示和措施。8）设有气体灭火系统的场所，宜配置空气呼吸器。,40,知识梳理与总结,本单元主要介绍了建筑气体灭火系统的基本概念、组成、工作原
24、理、分类和常用适用场所，同时还介绍了各类气体灭火系统的安装、调试、日常使用操作与维护保养工作。通过本单元的学习，读者应对气体灭火系统有一定的认识，了解各类气体灭火剂系统的应用，掌握其在建筑工程中的作用和操作。（1）介绍气体灭火系统的概念和优缺点，分析了解其常用适用场所。（2）根据灭火方式不同，气体灭火系统可分为全淹没系统和局部应用系统；根据管网布置方式不同，气体灭火系统可分为有管网灭火系统和无管网应用系统；根据气体灭火剂的种类不同，可分为采用卤代烃、二氧化碳、IG-541气体、气溶胶等多种气体灭火系统。掌握工程上常用的三种气体灭火剂为七氟丙烷、二氧化碳和IG-541气体。熟悉这三种气体灭火系统不同灭火方式、不同管网布置情况下的系统工作内容。（3）介绍气体灭火系统气体灭火系统的工作原理，以及灭火剂储存装置、启动分配装置、输送释放装置、监控装置等各气体灭火系统的组成装置。熟悉各组成装置的安装、调试、日常操作使用与维护保养工作以及安全要求。,
