3.4.1 IG541混合氣體滅火系統(tǒng)的滅火設(shè)計濃度不應(yīng)小于滅火濃度的1.3倍，惰化設(shè)計濃度不應(yīng)小于惰化濃度的1.1倍。
3.4.2 固體表面火災(zāi)的滅火濃度為28.1%，其他滅火濃度可按本規(guī)范附錄A中表A-3的規(guī)定取值，惰化濃度可按本規(guī)范附錄A中表A-4的規(guī)定取值。本規(guī)范附錄A中未列出的，應(yīng)經(jīng)試驗確定。
3.4.3 當(dāng)IG541混合氣體滅火劑噴放至設(shè)計用量的95%時，其噴放時間不應(yīng)大于60s，且不應(yīng)小于48s。
3.4.4 滅火浸漬時間應(yīng)符合下列規(guī)定：
      1 木材、紙張、織物等固體表面火災(zāi)，宜采用20min；
      2 通訊機房、電子計算機房內(nèi)的電氣設(shè)備火災(zāi)，宜采用10min；
      3 其它固體表面火災(zāi)，宜采用10min。
3.4.5 儲存容器充裝量應(yīng)符合下列規(guī)定：
      1 一級充壓（15.0MPa）系統(tǒng)，充裝量應(yīng)為211.15kg/m³；
      2 二級充壓（20.0MPa）系統(tǒng)，充裝量應(yīng)為281.06kg/m³。
3.4.6 防護區(qū)的泄壓口面積，宜按下式計算：

式中 F_x——泄壓口面積（m²）；
        Q_x——滅火劑在防護區(qū)的平均噴放速率（kg/s）；
         P_f——圍護結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓的允許壓強（Pa）。
3.4.7 滅火設(shè)計用量或惰化設(shè)計用量和系統(tǒng)滅火劑儲存量，應(yīng)符合下列規(guī)定：
      1 防護區(qū)滅火設(shè)計用量或惰化設(shè)計用量應(yīng)按下式計算：

式中 W——滅火設(shè)計用量或惰化設(shè)計用量（kg）；
       C₁——滅火設(shè)計濃度或惰化設(shè)計濃度（%）；
         V——防護區(qū)的凈容積（m³）；
         S——滅火劑氣體在101kPa大氣壓和防護區(qū)最低環(huán)境溫度下的質(zhì)量體積（m³/kg）；
         K——海拔高度修正系數(shù)，可按本規(guī)范附錄B的規(guī)定取值。
      2 滅火劑氣體在101kPa大氣壓和防護區(qū)最低環(huán)境溫度下的質(zhì)量體積，應(yīng)按下式計算：

式中 T——防護區(qū)最低環(huán)境溫度（℃）；
      3 系統(tǒng)滅火劑儲存量，應(yīng)為防護區(qū)滅火設(shè)計用量及系統(tǒng)滅火劑剩余量之和，系統(tǒng)滅火劑剩余量應(yīng)按下式計算：

式中 W_s——系統(tǒng)滅火劑剩余量（kg）；
         V_o——系統(tǒng)全部儲存容器的總?cè)莘e（m³）；
         V_p——管網(wǎng)的管道內(nèi)容積（m³）。
3.4.8 管網(wǎng)計算應(yīng)符合下列規(guī)定：
      1 管道流量宜采用平均設(shè)計流量。
主干管、支管的平均設(shè)計流量，應(yīng)按下列公式計算：

式中 Q_w——主干管平均設(shè)計流量（kg/s）；
           t——滅火劑設(shè)計噴放時間（s）。
        Q_g——支管平均設(shè)計流量（kg/s）；
        N_g——安裝在計算支管下游的噴頭數(shù)量（個）；
        Q_c——單個噴頭的設(shè)計流量（kg/s）。
      2 管道內(nèi)徑宜按下式計算：

式中 D——管道內(nèi)徑（mm）；
        Q——管道設(shè)計流量（kg/s）；
      3 滅火劑釋放時，管網(wǎng)應(yīng)進行減壓。減壓裝置宜采用減壓孔板。減壓孔板宜設(shè)在系統(tǒng)的源頭或干管入口處。
      4 減壓孔板前的壓力，應(yīng)按下式計算：

式中 P₁——減壓孔板前的壓力（MPa，絕對壓力）；
        P_o——滅火劑儲存容器充壓壓力（MPa，絕對壓力）；
        V_o——系統(tǒng)全部儲存容器的總?cè)莘e（m³）；
        V₁——減壓孔板前管網(wǎng)管道容積（m³）；
        V₂——減壓孔板后管網(wǎng)管道容積（m³）。
      5 減壓孔板后的壓力，應(yīng)按下式計算：

式中 P₂——減壓孔板后的壓力（MPa，絕對壓力）；
          δ——落壓比（臨界落壓比：δ=0.52）。一級充壓（15MPa）的系統(tǒng)，可在δ=0.52~0.60中選用；二級充壓（20MPa）的系統(tǒng)，可在δ=0.52~0.55中選用。  
      6 減壓孔板孔口面積，宜按下式計算：

式中 F_k——減壓孔板孔口面積（cm²）；
       Q_k——減壓孔板設(shè)計流量（kg/s）；
        μ_k——減壓孔板流量系數(shù)。
      7 系統(tǒng)的阻力損失宜從減壓孔板后算起，并按下列公式計算，壓力系數(shù)和密度系數(shù)，應(yīng)依據(jù)計算點壓力按本規(guī)范附錄E確定。

式中 Q——管道設(shè)計流量（kg/s）；
         L——管道計算長度（m）；
         D——管道內(nèi)徑（mm）；
       Y₁——計算管段始端壓力系數(shù)（10^-1MPa·kg/m³）；
       Y₂——計算管段末端壓力系數(shù)（10^-1MPa·kg/m³）；
       Z₁——計算管段始端密度系數(shù)；
       Z₂——計算管段末端密度系數(shù)。
3.4.9 IG541混合氣體滅火系統(tǒng)的噴頭工作壓力的計算結(jié)果，應(yīng)符合下列規(guī)定：
      1 一級充壓（15MPa）系統(tǒng)， Pc≥2.0（MPa，絕對壓力）；
      2 二級充壓（20MPa）系統(tǒng)， Pc≥2.1（MPa，絕對壓力）。
3.4.10 噴頭等效孔口面積，應(yīng)按下式計算：

式中 F_C——噴頭等效孔口面積（cm²）；
        q_c——等效孔口單位面積噴射率[kg/（s·cm²）]，可按本規(guī)范附錄F采用。
3.4.11 噴頭的實際孔口面積，應(yīng)經(jīng)試驗確定，噴頭規(guī)格應(yīng)符合本規(guī)范附錄D的規(guī)定。

 

條文說明

3.4 IG541混合氣體滅火系統(tǒng)
3.4.6　泄壓口面積是該防護區(qū)采用的滅火劑噴放速率及防護區(qū)圍護結(jié)構(gòu)承受內(nèi)壓的允許壓強的函數(shù)。噴放速率小，允許壓強大，則泄壓口面積小；反之，則泄壓口面積大。泄壓口面積可通過計算得出。由于IG541滅火系統(tǒng)在噴放過程中，初始噴放壓力高于平均流量的噴放壓力約1倍，故推算結(jié)果是，初始噴放的峰值流量約是平均流量的2倍。因此，條文中的計算公式是按平均流量的√2倍求出的。
    建筑物的內(nèi)壓允許壓強，應(yīng)由建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計給出。表4的數(shù)據(jù)供參考：

表4  建筑物的內(nèi)壓允許壓強

求取孔口和孔口前二截面的方程式，并以代入，得

相對于ω₂ ，ω₁ 相當(dāng)小，從而忽略項ω²₁，得

最終即可求出Q式。
以上各式中，符號的含義如下：
Q——減壓孔板氣體流量；
μ——減壓孔板流量系數(shù)；
F——減壓孔板孔口面積；
P₁——氣體在減壓孔板前的絕對壓力；
P₂——氣體在減壓孔板孔口處的絕對壓力；
g——重力加速度；
k——絕熱指數(shù)；
R——氣體常數(shù)；
T₁——氣體初始絕對溫度；
T₂——孔口處的氣體絕對溫度；
C_v——比定容熱容；
T——氣體絕對溫度；
A——功的熱當(dāng)量；
P——氣體壓力；
v——氣體比熱容；
ω——氣體流速，角速度；
υ——氣體流速，線速度；
i₁——減壓孔板前的氣體狀態(tài)焓；
i₂——孔口處的氣體狀態(tài)焓；
ω₁——氣體在減壓孔板前的流速；
ω₂——氣體在孔口處的流速；
C_p——比定壓熱容；
減壓孔板可按圖5設(shè)計。其中，d為孔口直徑；D為孔口前管道內(nèi)徑；d/D為0.25~0.55。
當(dāng)　d/D≤0.35，μ_k=0.6；
0.35k=0.61；
0.45k=0.62。

圖5 減壓孔板

7　系統(tǒng)流程損失計算，采用了可壓縮流體絕熱流動計入摩擦損失為計算條件，建立管流的方程式：

最后推算出：

式中 ρ——氣體密度；
     α——動能修正系數(shù)；
     λ——沿程阻力系數(shù)；
    dl——長度函數(shù)的微分；
    dρ——壓力函數(shù)的微分；
    dυ——速度函數(shù)的微分；
     Y——壓力系數(shù)；
     Z——密度系數(shù)；
     L——管道計算長度；
由于該式中，壓力流量間是隱函數(shù)，不便求解，故將計算式改寫為條文中形式。
下面用實例介紹IG541混合氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計計算：
某機房為20m*20m*3.5m，最低環(huán)境溫度20℃，將管網(wǎng)均衡布置。
系統(tǒng)圖中：減壓孔板前管道（a－b）長15m，減壓孔板后主管道（b－c）長75m，管道連接件當(dāng)量長度9m；一級支管（c－d）長5m，管道連接件當(dāng)量長度11.9m；二級支管（d－e）長5m，管道連接件當(dāng)量長度6.3m；三級支管（e－f）長2.5m，管道連接件當(dāng)量長度5.4m；末端支管（f－g）長2.6m，管道連接件當(dāng)量長度7.1m。
    1）確定滅火設(shè)計濃度
    依據(jù)本規(guī)范，取C₁=37.5%。
    2）計算保護空間實際容積
    V=20×20×3.5=1400（m³）。
    3）計算滅火設(shè)計用量

圖6 系統(tǒng)管網(wǎng)計算圖

依據(jù)本規(guī)范公式（3.4.7-1），，
其中，K=1，
S=0.6575+0.0024×20（℃）=0.7055（m³/kg），

4）設(shè)定噴放時間
依據(jù)本規(guī)范，取t=55s。
5）選定滅火劑儲存容器規(guī)格及儲存壓力級別
選用70升的15MPa存儲容器,根據(jù)W=932.68kg，充裝系數(shù)η=211.15kg/m³，儲瓶數(shù)n=（932.68/211.15）/0.07=63.1，取整后，n=64（只）。
6）計算管道平均設(shè)計流量
主干管：
一級支管：Q_g1=Q_w/2=8.055（kg/s）；
二級支管：Q_g2=Q_g1/2=4.028（kg/s）；
三級支管：Q_g3= Q_g2/2=2.014（kg/s）；
末端支管：Q_g4= Q_g3/2=1.007（kg/s），即Q_c=1.007kg/s。
7）選擇管網(wǎng)管道通徑
以管道平均設(shè)計流量，依據(jù)本規(guī)范，初選管徑為：
主干管：125mm；
一級支管：80mm；
二級支管：65mm；
三級支管：50mm；
末端支管：40mm。
8）計算系統(tǒng)剩余量及其增加的儲瓶數(shù)量
V₁=0.1178m³，V₂=1.1287m³，V_P=V₁+V₂=1.2465 m³；V_o=0.07×64=4.48m³；
依據(jù)本規(guī)范，W_s≥2.7V_o+2.0V_P≥14.589（kg），
計入剩余量后的儲瓶數(shù)：
n1≥[（932.68+14.589）/211.15]/0.07≥64.089
取整后，n1=65（只）
9）計算減壓孔板前壓力。
依據(jù)本規(guī)范公式（3.4.8-4）：

10）計算減壓孔板后壓力
依據(jù)本規(guī)范，P₂=δ·P₁=0.52×4.954=2.576（MPa）。
11）計算減壓孔板孔口面積
依據(jù)本規(guī)范公式（3.4.8-6）：；并初選μ_k=0.61，得出F_k=20.570（cm²），d=51.177（mm）。d/D=0.4094；說明μ_k選擇正確。
12）計算流程損失
根據(jù)P₂=2.576（MPa），查本規(guī)范附錄E表E-1，得出b點Y=566.6，Z=0.5855；
依據(jù)本規(guī)范（3.4.8-7）：
，代入各管段平均流量及計算長度（含沿程長度及管道連接件當(dāng)量長度），并結(jié)合本規(guī)范附錄E表E-1，推算出：
c點Y=656.9，Z=0.5855；該點壓力值P=2.3317MPa；
d點Y=705.0，Z=0.6583；
e點Y=728.6，Z=0.6987；
f點Y=744.8，Z=0.7266；
g點Y=760.8，Z=0.7598。
13）計算噴頭等效孔口面積
因g點為噴頭入口處，根據(jù)其Y、Z值，查本規(guī)范附錄E表E-1，推算出該點壓力P_c=2.011MPa；查本規(guī)范附錄F表F-1，推算出噴頭等效單位面積噴射率q_c= 0.4832kg/（s·cm²）；
依據(jù)本規(guī)范，
查本規(guī)范附D，可選用規(guī)格代號為22的噴頭（16只）。