在配電房(包括高壓與低壓配電室)的防火設(shè)計(jì)和運(yùn)維管理中,氣體滅火系統(tǒng)是關(guān)鍵的滅火方式之一。七氟丙烷(HFC-227ea,亦稱FM-200)作為一種潔凈氣體滅火劑,因其滅火效率高、對設(shè)備損害小、無固體殘留而廣泛用于電氣設(shè)備密閉或半密閉空間的滅火保護(hù)設(shè)計(jì)。配電房在安裝七氟丙烷滅火系統(tǒng)時(shí),通常需考慮泄壓口(也可稱為壓力釋放口、通風(fēng)口、爆破片或泄壓閥)的設(shè)計(jì)與日常狀態(tài)問題。泄壓口的設(shè)置關(guān)系到滅火劑釋放時(shí)空間內(nèi)氣體壓力的安全釋放、房間結(jié)構(gòu)安全與滅火效果,同時(shí)也涉及人員安全、設(shè)備防護(hù)與法規(guī)合規(guī)。因此,討論泄壓口在日常應(yīng)保持“常開”還是“常閉”具有重要的工程與管理意義。
技術(shù)背景與基本原理
七氟丙烷滅火系統(tǒng)工作原理概述
七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)通常分為氣體貯存、管路輸送、噴灑裝置及探測控制等部分。在滅火啟動(dòng)時(shí),氣體由貯瓶經(jīng)管路快速釋放進(jìn)入保護(hù)區(qū),短時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)濃度以滅火。系統(tǒng)多采用整體或局部濃度計(jì)算,要求在一定時(shí)間內(nèi)保持滅火劑濃度以確保熄滅并防止復(fù)燃。因釋放過程的瞬時(shí)流入會(huì)在封閉空間形成過壓,若房間無合適的泄壓措施,可能造成房屋構(gòu)件破壞、門窗炸裂、甚至波及鄰近區(qū)域與生命安全。泄壓口的功能與類型
泄壓口的主要功能包括:在滅火劑釋放過程中提供壓力釋放通道,限制房間內(nèi)的更大 超壓,保護(hù)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部設(shè)備;同時(shí)在長時(shí)工況下(如通風(fēng)換氣、日常溫差導(dǎo)致的氣體膨脹)維持適當(dāng)?shù)氖覂?nèi)壓力平衡。泄壓口可分為常閉型(通常只在高于設(shè)定壓力時(shí)由爆破片或自動(dòng)泄壓裝置打開)與常開型(平常保持通風(fēng)、僅在需要時(shí)通過封閉裝置擋風(fēng)或有活動(dòng)結(jié)構(gòu))兩類設(shè)計(jì)思路。實(shí)際工程也常見帶有閥門的可控泄壓口、裝有防火防水保護(hù)的導(dǎo)流口或裝設(shè)爆破片的安全釋放口等。
法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求
在不同
和地區(qū),關(guān)于氣體滅火系統(tǒng)泄壓口的設(shè)計(jì)有相應(yīng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。例如,NFPA(美國
消防協(xié)會(huì))相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、ISO標(biāo)準(zhǔn)以及各國消防設(shè)計(jì)規(guī)范都會(huì)對保護(hù)區(qū)的通風(fēng)系數(shù)、泄壓面積、爆破片的設(shè)置與放置位置、泄壓方向以及泄壓與鄰近空間的安全距離提出要求。中國的消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、建筑防火規(guī)范以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)同樣對氣體滅火系統(tǒng)與房間密閉性的要求、泄壓裝置的設(shè)置原則、需考慮的周邊環(huán)境和人員安全作出規(guī)定。因此工程設(shè)計(jì)與運(yùn)維必須依據(jù)相關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,并結(jié)合具體現(xiàn)場條件調(diào)整實(shí)施細(xì)節(jié)。
泄壓口“常開”與“常閉”的利弊分析
下面分別從安全性、滅火效果、設(shè)備保護(hù)、運(yùn)行維護(hù)與合規(guī)性等方面,分析泄壓口日常保持常開或常閉的主要優(yōu)缺點(diǎn)。
安全性
常開:
優(yōu)點(diǎn):常開通風(fēng)口有助于保持室內(nèi)外壓力平衡,避免因溫度變化導(dǎo)致的長期過壓或負(fù)壓;在發(fā)生泄漏或意外釋放微量氣體時(shí),可減輕室內(nèi)濃度峰值,對人員呼吸環(huán)境和設(shè)備造成的應(yīng)激較小;便于日常通風(fēng)換氣,降低局部熱積聚與濕度問題。
缺點(diǎn):常開會(huì)使得在滅火劑釋放時(shí)保護(hù)區(qū)難以達(dá)到并維持設(shè)計(jì)濃度,導(dǎo)致滅火效果下降或無法滿足滅火劑的短時(shí)間高濃度要求;氣體釋放時(shí)可能造成外溢至走廊、鄰近房間,帶來人員窒息風(fēng)險(xiǎn)或觸發(fā)相鄰保護(hù)區(qū)域的誤動(dòng)作。常閉:
優(yōu)點(diǎn):保持房間密閉(常閉)有利于滅火劑在釋放時(shí)迅速達(dá)到并維持設(shè)計(jì)濃度,保證滅火效果并防止復(fù)燃;可通過設(shè)計(jì)的泄壓裝置(如爆破片)在滅火時(shí)自動(dòng)并瞬時(shí)釋放過壓,保證結(jié)構(gòu)安全同時(shí)不顯著影響滅火劑濃度分布;常閉有助于隔離滅火劑,避免向公共區(qū)域擴(kuò)散,從而保障周邊人員安全。
缺點(diǎn):如常閉且無足夠或正確設(shè)計(jì)的泄壓措施,釋放瞬時(shí)內(nèi)可能產(chǎn)生過高壓力,對門窗、設(shè)備及建筑構(gòu)件造成損害,威脅人員安全;日常完全封閉可能導(dǎo)致室內(nèi)通風(fēng)差,長期有害氣體不易排出,設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡化;在爆破片等泄壓裝置啟動(dòng)后,若泄壓方向不當(dāng)或泄壓口位置不合適,也可能導(dǎo)致外部環(huán)境受影響或二次危害。
滅火效果與可控性
若泄壓口常開,滅火劑在釋放時(shí)會(huì)經(jīng)泄壓口流失,保護(hù)區(qū)難以維持設(shè)計(jì)濃度,滅火成功率下降。對精密電氣設(shè)備而言,滅火劑濃度不足會(huì)導(dǎo)致未能完全熄滅起火源或延長燃燒時(shí)間,從而造成更大損失。
常閉并在釋放時(shí)通過專用泄壓裝置受控釋放,能夠在保證滅火劑有效濃度的前提下,將超壓控制在允許范圍,兼顧滅火效果與房間安 性。
設(shè)備保護(hù)與結(jié)構(gòu)安全
常閉房間依賴設(shè)計(jì)良好且容量合適的泄壓裝置(爆破片、泄壓閥或泄壓門)來防止超壓損害;這些裝置必須在設(shè)計(jì)時(shí)考慮更大 釋放流量、泄壓面積和方向,避免高壓氣流直接沖擊關(guān)鍵設(shè)備。
常開則降低了瞬時(shí)壓力對設(shè)備的沖擊,但因滅火劑流失可能需要更大的劑量或更長時(shí)間釋放,反而可能對設(shè)備產(chǎn)生更長時(shí)間的化學(xué)或熱影響。
運(yùn)行維護(hù)與誤動(dòng)作風(fēng)險(xiǎn)
常開通風(fēng)口在日常維護(hù)上相對簡單,通風(fēng)設(shè)施需定期清潔、防護(hù);但在滅火系統(tǒng)調(diào)試與演練中需有措施防止誤開或誤關(guān),且必須確保關(guān)閉速度與密封可靠性,以便在需要時(shí)能迅速形成密閉保護(hù)區(qū)。
常閉系統(tǒng)對門窗、接口、穿墻孔等密封性要求高,日常應(yīng)進(jìn)行密封檢查、定期更換老化密封條,并確保泄壓裝置(如爆破片)處于完好狀態(tài)。爆破片等一次性泄壓裝置在動(dòng)作后需更換,增加維護(hù)成本。可重復(fù)啟閉的泄壓閥雖可復(fù)用,但需要電氣或機(jī)械聯(lián)動(dòng)并定期校驗(yàn)。
工程實(shí)踐與推薦做法
結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求、工程經(jīng)驗(yàn)與安全性權(quán)衡,對于在配電房安裝七氟丙烷滅火系統(tǒng)的泄壓口,常見且被廣泛接受的原則如下:
日常保持“常閉”,在滅火時(shí)通過專門設(shè)計(jì)的泄壓裝置進(jìn)行受控泄壓
理由:
七氟丙烷滅火劑的滅火有效性依賴于保護(hù)區(qū)能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到并維持預(yù)定濃度。若常開,則難以滿足這一基本條件,從而影響滅火成功率。
在保護(hù)區(qū)常閉的前提下,需設(shè)置專門的泄壓裝置(如按規(guī)范設(shè)計(jì)的爆破片或可控泄壓閥),以保證在滅火劑快速釋放時(shí)房間不會(huì)因過壓而損壞或危及人員安全。
泄壓裝置應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算泄壓面積,并考慮泄壓方向(通常應(yīng)朝向室外或無人員集中的安全消散區(qū)),并做防火、防水、隔熱等處理,確保泄壓時(shí)不會(huì)對人或相鄰重要設(shè)施造成危害。
泄壓口的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)建議
泄壓面積與位置:依據(jù)保護(hù)區(qū)體積、釋放量、釋放速率與建筑承壓能力計(jì)算所需泄壓面積,泄壓口應(yīng)位于屋頂或外墻上部,以利于熱氣體上升并遠(yuǎn)離地面人員活動(dòng)區(qū),同時(shí)避免直接對著人員通道、窗戶或其他可能被影響的房間。
泄壓方向與屏蔽:泄壓口應(yīng)朝向空曠無人員區(qū)域,并配備防雨、防塵與防火措施,可采用導(dǎo)流管道將泄壓氣體引至安全釋放點(diǎn);在壓力釋放口出口處應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩或偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),避免沖擊波直接作用于設(shè)備或人員。
爆破片與可逆泄壓閥:爆破片在設(shè)計(jì)壓力下可靠動(dòng)作,動(dòng)作后需更換;可逆泄壓閥或電控泄壓門雖成本與維護(hù)要求更高,但在一些重要場所可提供重復(fù)使用與更好的可控性;選型需滿足工作環(huán)境、防腐及低溫特性要求。
密閉性管理:保證門窗、纜線孔等穿越處良好密封,并設(shè)置自閉門或聯(lián)動(dòng)關(guān)門裝置,在滅火系統(tǒng)啟動(dòng)或探測到火災(zāi)時(shí)能快速封閉通道,確保保護(hù)區(qū)的氣密性。
與人員安全與報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)
在泄壓口設(shè)計(jì)中,應(yīng)與人員疏散、聲光警報(bào)及通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng):在滅火劑釋放前應(yīng)有明顯的聲光警報(bào)與延時(shí)(若指定)以便人員疏散;在滅火劑釋放后可啟動(dòng)強(qiáng)制排風(fēng)程序與排風(fēng)治理,確保進(jìn)入檢測、維修人員的安全。
配置防誤動(dòng)作措施,避免因誤操作而導(dǎo)致泄壓口關(guān)閉/開啟影響滅火系統(tǒng)功能或人員安全;對常閉房間,應(yīng)在門處設(shè)置聯(lián)動(dòng)開關(guān),確保在開啟門時(shí)抑制系統(tǒng)誤觸發(fā)或派生危險(xiǎn)。
法規(guī)合規(guī)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
在設(shè)計(jì)與運(yùn)行前,應(yīng)進(jìn)行完整的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,明確配電房內(nèi)人員常駐情況、設(shè)備敏感度、與相鄰房間的連通性,并根據(jù)相關(guān)消防規(guī)范(本地法規(guī)、NFPA 2001等)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。
特別注意與建筑結(jié)構(gòu)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、日常運(yùn)維流程銜接,避免因?yàn)轭A(yù)留檢修口、臨時(shí)通風(fēng)等操作破壞氣密性或改變泄壓口有效性。
特定情形下的例外與折衷方案
雖然總體原則傾向于日常保持常閉并配合受控泄壓裝置,但在某些特殊場合也可能采取折衷或混合方案:
人員頻繁出入、且不能容忍完全密閉的場所
可采用常閉但設(shè)有自閉門聯(lián)動(dòng)與門禁管理、門打開時(shí)系統(tǒng)置于待命狀態(tài)的方式,或在門區(qū)設(shè)置風(fēng)淋或氣閘間作為緩沖區(qū),以兼顧日常通行與滅火時(shí)的密閉性。極端環(huán)境或建筑限制導(dǎo)致常閉難以實(shí)現(xiàn)
在無法做到完全氣密的老舊建筑中,可通過增大滅火劑投放量、縮短釋放時(shí)間、設(shè)置多個(gè)聯(lián)動(dòng)噴嘴或在房間外設(shè)置防護(hù)隔斷等工程措施,盡量彌補(bǔ)泄壓造成的滅火劑流失。但須注意增加劑量可能帶來的成本與對設(shè)備的潛在影響,同時(shí)需經(jīng)規(guī)范允許與風(fēng)險(xiǎn)論證。使用可控泄壓口的智能方案
采用可控泄壓閥或自動(dòng)爆破片替代傳統(tǒng)一次性爆破片,可在滅火時(shí)按預(yù)設(shè)邏輯響應(yīng),從而在一定程度上優(yōu)化滅火劑保留與壓力釋放的平衡,適用于對重復(fù)使用與維護(hù)性有較高要求的場景。
基本結(jié)論
針對“設(shè)有七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)的高低壓配電房”,“泄壓口”在日常應(yīng)保持常閉狀態(tài),并通過規(guī)范設(shè)計(jì)的受控泄壓裝置(例如按要求設(shè)置的爆破片或可控泄壓閥)在滅火時(shí)釋放過壓。這一做法在保障滅火劑能迅速達(dá)到并維持設(shè)計(jì)濃度,從而保證滅火效果的同時(shí),通過合適的泄壓裝置控制房間過壓,保護(hù)結(jié)構(gòu)與人員安全,符合工程與消防安全的總體要求。具體實(shí)施建議
依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與保護(hù)區(qū)體積,準(zhǔn)確計(jì)算并設(shè)置泄壓面積、泄壓裝置及其方向;泄壓口應(yīng)朝向安全無人員區(qū)域并采取導(dǎo)流與屏蔽措施。
保持房間日常密閉,確保門窗、穿墻孔等良好密封,并設(shè)置門聯(lián)動(dòng)、自閉門或氣閘間作為過渡。
選用合適的泄壓裝置(爆破片、可控泄壓閥等),并設(shè)計(jì)合理的維護(hù)、更換與檢測策略;爆破片動(dòng)作后需及時(shí)更換并對房間進(jìn)行全面檢查。
與報(bào)警、疏散、排風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),確保人員在滅火前有充分的撤離時(shí)間;在滅火后實(shí)施排風(fēng)與檢測程序,確認(rèn)安全后方可進(jìn)入。
在特殊場所或無法實(shí)現(xiàn)完全密閉的情況下,進(jìn)行專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并采取補(bǔ)償措施(如增加劑量、優(yōu)化噴灑布局、設(shè)置緩沖區(qū)等),同時(shí)向主管消防部門報(bào)批并形成書面?zhèn)浒浮?/p>
維護(hù)與管理要求
建立定期檢測制度:對泄壓裝置、門窗密封、聯(lián)動(dòng)控制、探測裝置及報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行周期性檢查與功能測試。
記錄與報(bào)備:對每次滅火系統(tǒng)動(dòng)作(包括試驗(yàn)與真實(shí)動(dòng)作)進(jìn)行記錄,若爆破片動(dòng)作需立即報(bào)修并記錄更換與復(fù)檢情況。
培訓(xùn)與演練:定期對運(yùn)維人員進(jìn)行氣體滅火系統(tǒng)原理、泄壓裝置功能與緊急處置流程的培訓(xùn),組織疏散與滅火演練,確保人員熟悉撤離路線與安全操作。



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