气体防护区围护结构和设置泄压口的探讨

气体防护区围护结构和设置泄压口的探讨

2008/8/26/10:29来源：慧聪消防网作者：周方忠

周方忠杭州新纪元消防科技有限公司

摘要：为了保证灭火效果，全淹没灭火系统气体防护区的围护结构和泄压口设置均要达到规范规定。现在许多已设置气体灭火系统的防护区没有达到要求，主要是对围护结构和泄压口设置的重要性缺乏认识。本文从案例着手进行系统分析，强调围护结构和泄压口设置的必要，进而提出措施，与同行探讨。

关键词：全淹没，防护区，围护结构，泄压口，耐压强度

0 引言

为了保证采用气体全淹没灭火系统能完全将建筑物内的火灾扑灭，防护区的建筑构件应该有足够的耐压能力和耐火极限，以保证完全灭火所需时间。完全灭火所需要的时间一般包括火灾探测时间、探测出火灾后到施放气体之前的延迟时间、施放气体时间和气体的抑制时间等。若防护区的建筑构件的耐压能力和耐火极限达不到上述时间要求，则有可能在火灾尚未完全熄灭之前就被压力破坏和被火烧坏，使防护区的封闭性受到破坏，造成气体灭火剂大量流失而导致灭火失败和复燃。

1、案例

某实验室进行七氟丙烷灭火试验，灭火剂正常释放时导致玻璃窗飞出击伤二人。事后分析原因，为厂方担心灭火失败用木板钉死泄压口导致泄压口不能正常泄压所致。

规范规定防护区的隔墙和门的耐火极限均不应低于0.5h，吊顶的耐火极限不应低于0.25h。围护结构的耐压强度也在规范中要求不低于1.2kPa，这在建筑结构中不是一个小数字，应该引起结构设计师的重视。泄压口虽然与气体灭火系统无直接关系，但它也是决定灭火成功与否的关键。这是围护结构的耐压强度所带来的典型安全性问题。

2、设置泄压口规范要求

在《二氧化碳灭火系统设计规范》（GB50193-93）中第3.2.6条规定：“防护区应设置泄压口，并宜设在外墙上，其高度应大于防护区净高的2/3。”

在《卤代烷1211灭火系统设计规范》（GBJ110-87）中第2.0.7条规定：“防护区内应有泄压口，宜设在外墙上，其位置应距地面2/3以上的室内净高处。”

在现行各地的气体灭火设计标准或技术规程中，均有设置泄压口的要求。

3、围护结构受压分析

在完全密闭的防护区中，其围护结构的压强按下式(设温度不变)：

式中p——围护结构的压强，Pa；

p0——标准大气压，p0=101325Pa；

C——防护区设计灭火浓度，%。

将气体灭火剂喷放到一个完全密封的防护区内，由于室内混合气体量增加，空间内的压强亦随之升高，压强升高值与空间的密封程度、喷入的灭火剂浓度有关。若防护区是一个完全密封的空间，设计灭火浓度为5%，则喷入灭火剂的空间内的压强增加5.3kPa，这个压强将超过轻型或普通建筑物的承载能力，因此完全密封的防护区应设置专门的泄压口。下表是依据上式得出的围护结构的压强，其值已远远大于规范所要求的1.2kPa，甚至是4～120倍。常用设计灭火浓度在完全密闭的防护区中围护结构的压强见表3。

表3常用设计灭火浓度在完全密闭的防护区中围护结构的压强

4、围护结构最高允许压强

防护区围护结构的最高压强应考虑门、窗玻璃等。如果门、窗玻璃不能承受灭火剂时所产生的压强，则应将其作为开口考虑。由于开口会造成大量灭火剂流失，因此一般情况下，防护区门、窗上的玻璃的允许压强不要低于建筑物的允许压强。建筑物的最高允许压强的确定，参照美国NFPA12B-1980标准中给出表4的数据。

表4建筑物的最高允许压强

5、围护结构和设置泄压口现状

5.1随着气体灭火系统的推广应用，现在有的工程图纸中已有对气体防护区域的围护结

构作了具体规定，见图5.1。

图5.1气体防护区围护结构的具体规定示例

5.2现在的防护区基本上没有设置泄压口或其它装置。

6、泄压口原理

空气和灭火剂通过孔洞向防护区外排放，可降低防护区内因喷放灭火剂而引起的压力升高。如果防护区内的压力升高到一定的值而没有及时予以释放，防护区内的结构就会出现危险。因此对于密封性较好的防护区，规定安装泄压口。较佳的系统设计可以限制泄压口大小和过压持续时间。泄压口的大小不应与决定防护区内灭火剂持续时间的最大允许的泄漏面积

相混淆。

气体防护区的围护结构达到规范要求，这是保证灭火效果的必要条件之一。在喷放灭火剂过程中，防护区的压强急剧升高，若在泄压口上安装消防用泄压口可以解决建筑构件的安全和灭火效果两者难题。即当防护区内的压强达到泄压口的设定数值时，泄压口自动泄漏多余的气体，起到了保护建筑构件和保证灭火效率的双重效果。现在市场上已有消防用泄压口

的成熟产品。

7、泄压口安装

设计规范中对泄压口面积计算及其设置作了一些规定。实际上，许多安装工作还要考虑现场情况。由于气体灭火剂可能对人体有影响，不会将灭火剂泄压排放至建筑物内部，而是

在外墙设置消防用泄压口，排放至室外。

7.1外墙上可设置泄压口时，要求尺寸均匀，外表美观，与建筑物的整体相协调。 7.2外墙上不可直接设置泄压口时，如外墙为玻璃幕墙，地下室或楼层较高的防护区，

设置方法比较多。

7.2.1采用排风管，如同防排烟系统风管将多余的气体灭火剂从防护区内排出。

7.2.2采用窄长泄压口贴梁或贴楼板安装，排向走廊。

7.2.3针对地下室防护区，采用机械排风方式。与建筑物排风机进行联动控制。

8、确定耐压强度

当设计的耐压强度难以确定时，可由专业检测机构对防护区建筑构件的耐风压强度进行

测定。

9、结论

在全淹没气体灭火系统防护区中设置泄压口是非常重要的，泄压口的设置保障了防护区结构在灭火剂释放时的完整性。泄压口具有泄放多余压力后自动关闭以及防止火灾蔓延的性能。对于深位火灾，试验表明设置可关闭的泄压口可以提高灭火的可靠性。另外，对达不到