[摘要 ] 气体灭火系统作为一般消防系统的补充，能有效的针对这类藏品，在火灾的情况下，能有效扑灭初期火灾，并上保持藏品的完整性上有突出的优势。本文通过论述对博物馆中变电站及藏品库中气体灭火系统的设计过程，给需要在博物馆用房中设置气体灭火系统的同行作个参考。
[关键词] 博物馆 七氟丙烷 预制气体灭火系统
0 引言
消防工作是我国国民经济和社会发展的重要组成部分，它关系到人民群众安居乐业，是发展社会主义市场经济不可缺少的保障条件。消防工作是否到位直接关系人民生命财产的安全和社会的稳定。细数我国发生的一些火灾，大到此次凉州森林大火，一把火就造成几十人甚至数百人的伤亡，造成上百万、上千万甚至几亿元的经济损失，小到私家车的自燃或者家用电器的漏电着火等等，这不仅给许多家庭带来了不幸，还让大量的社会财富化为灰烬。因此，预防火灾的发生以及在火灾的初期快速扑灭火灾是消防工作的重要方式同时具有重大的意义。本文中讨论的七氟丙烷气体灭火系统是现今社会中比较普遍利用的一种气体灭火系统，它作为水灭火系统的补充，设置在不能用水灭火的区域（例如本工程中的变电所）或者用水灭火消防系统会带来损失的场所（例如本工程中博物馆的珍藏品的库房），它通过温感和烟感信号就能自动启动，同时其喷放时间不大于10 s，能有效的扼制及扑灭初期火灾。
1设置气体灭火的场所：
本项目中的博物馆位于青海省德令哈市，为市重点工程。 本工程总用地面积53304平方米，总建筑面积29110.48平方米。
根据《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005中3.2.1规定，气体灭火适用于扑救下列火灾：
1）电气火灾；
2）固体表面火灾；
3）液体火灾；
4）灭火前能切断气源的气体火灾。
故在下列用房中采用气体灭火系统。
1）博物馆中心机房
2）博物馆藏品库房
3）博物馆变电站
2气体灭火系统的选用：
《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005中共有三种气体灭火系统：
1）七氟丙烷灭火系统；
2）IG541混合气体灭火系统；
3）热气溶胶预制灭火系统。
柜式无管网灭火装置是一种预制的消防设施，是按一定应用条件将灭火剂储存装置和喷放组件等具有联动控制功能的全淹没气体灭火系统，与有管网的气体灭火系统相比，具有安装更灵活，没有管网阻力损失，灭火速度更快、灭火效率更高等特点。
由规范3.2.3条可知，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。IG541混合气体灭火系统仅有有管网系统可选。结合需要设置气体灭火系统的房间并不集中，且每个房间就是独立的防护分区，以及市场上气体灭火设施的普及程度，选用预制式七氟丙烷灭火系统。
3气体灭火系统的参数及计算：
1）博物馆藏品库房
根据规范3.3.3规定图书、档案、票据和文物资料库等防护区，灭火设计浓度宜采用，即C1=10 %；
根据规范3.3.7规定在通讯机房和电子计算机房等防护区，设计喷放时间不应大于8s；在其他防护区，设计喷放时间不应大于10 s。取t=10 s。
按3.3.14条款规定灭火设计用量应按下式计算：
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式中 W—灭火设计用量（kg
C1—灭火设计浓度（%）
S—灭火剂过热蒸气在101kPa大气压和防护区最低环境温度下的质量体积（m3/kg）
V—防护区净容积（m3）
K—海拔修正系数
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灭火剂过热蒸气在101kPa大气压和防护区最低环境温度下的质量体积,应按下式计算：
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式中 T—防护区最低环境温度（℃）
该项目位于严寒区域，单体内设置有采暖设施，防护区最低环境温度采用20℃。
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德令哈平均海拔2980米，查附录B用内差法求得海拔修正系数
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则该机房气体灭火设计用量为524.7kg。采用一级增压储存容器，则七氟丙烷单位容积充装量为1120kg/m3。需要七氟丙烷的容积为V=524.7/1120=0.468 m3=468L。
在该藏品库设置120L预制式七氟丙烷灭火设施4台。
防护区的泄压口面积：
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式中 Fx—泄压口面积（m2）；
Qx —灭火剂在防护区内的平均喷放强度（kg/s）；
Pf—围护结构承受内压的允许压强（Pa）。
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开口500400，洞底标高高于建筑完成面以上2/3。
2）博物馆变电站
根据规范3.3.5规定通讯机房和电子计算机房等防护区，灭火设计浓度宜采用，即C1=8%；
根据规范3.3.7规定在通讯机房和电子计算机房等防护区，设计喷放时间不应大于8s,取t=8s。
按3.3.14条款规定灭火设计用量应按下式计算：
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式中 W—灭火设计用量（kg）
C1—灭火设计浓度（%）
S—灭火剂过热蒸气在101kPa大气压和防护区最低环境温度下的质量体积（m3/kg）
V—防护区净容积（m3）
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灭火剂过热蒸气在101kPa大气压和防护区最低环境温度下的质量体积,应按下式计算：
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式中 T—防护区最低环境温度（℃）
该项目位于严寒区域，单体内设置有采暖设施，防护区最低环境温度采用20 ℃。
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德令哈平均海拔2980米，查附录B用内差法求得海拔修正系数
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则该机房气体灭火设计用量为371.9kg。采用一级增压储存容器，则七氟丙烷单位容积充装量为1120kg/m3。需要七氟丙烷的容积为V=371.9/1120=0.332 m3=332L。
在该变电站设置120L预制式七氟丙烷灭火设施3台。
防护区的泄压口面积：
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式中 Fx—泄压口面积（m2）；
Qx —灭火剂在防护区内的平均喷放强度（kg/s）；
Pf—围护结构承受内压的允许压强（Pa）。
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开口500300，洞底标高高于建筑完成面以上2/3。
4气体灭火系统的操作与控制：
1）同一防护区内的预制灭火系统装置多于1台时，必须能同时启动，其动作响应时差不得大于2s；
2）采用气体灭火系统的防护区，应设置火灾自动报警系统；
3）预制灭火系统应设自动控制和手动控制两种启动方式；
4）采用自动控制启动方式时，根据人员安全撤离防护区的需要，应有不大于30s的可控延迟喷射；对于平时无人工作的防护区，可设置为无延迟的喷射；
5）灭火设计浓度或实际使用浓度大于无毒性反应浓度（NOAEL浓度）（七氟丙烷的NOAEL浓度为9%）的防护区，应设手动与自动控制的转换装置。当人员进入防护区时，应能将灭火系统转换为手动控制方式；当人员离开时，应能恢复为自动控制方式。防护区内外应设手动、自动控制状态的显示装置；
6）自动控制装置应在接到两个独立的火灾信号后才能启动。手动控制装置和手动与自动转换装置应设在防护区疏散出口的门外便于操作的地方，安装高度为中心点距地面1.5m；
7）气体灭火系统的操作与控制，应包括对开口封闭装置、通风机械和防火阀等设备的联动操作与控制；
8）设有消防控制室的场所，各防护区灭火控制系统的有关信息，应传送给消防控制室。
本项目中设置的无管网预制系统具有自动和手动两种控制方式。保护区设有二路独立探测回路，当第一路探测器发出火灾信号时，发出警报（警铃报警），指示火灾发生的部位，提醒工作人员注意；当第二路探测器亦发出火灾信号后，自动灭火控制器开始进入延时阶段0-30s可调，声光报警器报警和联动设备动作（关闭通风空调，防火卷帘门等），此阶段用于疏散人员。延时过后，向保护区的驱动瓶的电磁阀发出灭火指令，电磁阀打开驱动瓶容器阀，然后瓶内氮气依次打开保护区的七氟丙烷储气瓶，储气瓶内七氟丙烷气体经过管道从喷头喷出向失火区进行灭火作业。同时报警控制器接收压力信号发生器的反馈信号，控制面板喷放指示灯亮。当报警控制器处于手动状态，报警控制器只发出报警信号，不输出动作信号，由值班人员确认火警后，按下报警控制面板上的应急启动按钮或保护区门口处的紧急启停按钮，即可启动系统喷放七氟丙烷灭火剂。
5安全要求：
1）防护区应有保证人员在30s内疏散完毕的通道和出口；
2）灭火剂喷放指示灯信号，应保持到防护区通风换气后，以手动方式解除；
3）防护区的门应向疏散方向开启，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，排风口宜设在防护区的下部并应直通室外；
5）有人工作防护区的灭火设计浓度或实际使用浓度，不应大于有毒性反应浓度（LOAEL浓度）（七氟丙烷的NOAEL浓度为10.5%）；
6）防护区内设置的预制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与措施；
8）设有气体灭火系统的场所，宜配置空气呼吸器。
这些安全要求需要建筑、电气、暖通专业配合设置。本项目中，设置房间内均设置有疏散楼梯或疏散门，暖通专业设有事故通风装置，保证灭火后的人员安全。
结语：
每一次重大消防事件后，消防规范都会做出一些调整，所以，我们面对的一条条文字背后都是血淋淋的教训，消防设计及审核的要求也是越来越严格。而这些要求和规范都是为了火灾发生时能及时有效的发现和扑灭火灾，最大程度上的保护生命和财产的安全。尤其，像是博物馆这样会有人员密集活动的场所，消防安全工作更是重中之重。因此，作为设计人员，在面对项目的消防设计时，也是慎重再慎重。
参考文献
[1]GB 50016—2014（2018年版） 建筑设计防火规范 [S].
[2]GB 50370—2005 气体灭火设计规范 [S]
[3]07S207 气体消防系统选用、安装与灭火器配置[S]