一、总述

　　IG-541混合气体灭火系统是近年来发展起来的一种新型气体灭火系统。其成分由52%氮气、40%氩气和8%二氧化碳组成，是大气的基本成分。使用后以其原有成分回归自然，无色无味，无导电、无腐蚀、无环保限制、无臭氧层破坏，灭火过程中无分解物。它是一种绿色灭火剂。

　　二、灭火机理

　　IG-541混合气体灭火机理属于物理灭火方式。混合气体释放后，通过降低氧气浓度来灭火。通常，保护区的空气含有21%的氧气和不到1%的二氧化碳。当保护区的氧气降至15%以下时，大多数可燃物将停止燃烧。释放的混合气体可以将保护区的氧气含量降低到12.5%，同时将二氧化碳升高到4%。当二氧化碳比例增加时，会加速人的呼吸速率和吸收氧气的能力。当灭火系统中的灭火设计浓度不超过43%时，系统对人体安全无害。

　　三、系统优势

　　IG-541混合气体灭火系统主要具有以下优势：

　　1) 灭火剂完全由自然界存在的气体组成，来源广泛，喷放后对环境完全无损害；

　　2) 在规定的灭火浓度下对人体完全无害，可以用在有人停留的场所；

　　3) 喷放后不会引起防护区内温度急剧下降，对精密设备和其他珍贵财物无任何伤害；

　　4) 因储存压力较高，较其他灭火系统可输送更长的距离。

　　四、应用场所

　　IG-541混合气体灭火系统适用于保护封闭空间的场所，典型的火灾危险场所包括：电气和电子设备室、通讯设备室、国家保护文物中的金属、纸绢质制品和音像档案库、易燃和可燃液体储存空间及有可燃液体的设备用房、经常有人停留的场所等。

　　五、设计计算

　　例：某机房为20m X 20m X 3.5m，最低环境温度20℃，将管网均衡布置，如下：

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　　图中：减压孔板前管道（a-b）长15m，减压孔板后主管道（b-c）长75m，管道连接件当量长度9m，一级支管（c-d）长5m，管道连接件当量长度11.9m,二级支管（d-e）长5m，管道连接件当量长度6.3m，三级支管（e-f）长2.5m，管道连接件当量长度5.4m,末端支管（f-g）长2.6m，管道连接件当量长度7.1m。

　　解：

　　1）确定灭火设计浓度

　　依据GB50370规范中3.4.2： 固体表面火灾的灭火浓度为28.1%，其它灭火浓度可按本规范附录A中附表A-3的规定取值，惰化浓度可按本规范附录A中附表A-4的规定取值。本规范附录A中未列出的，应经试验确定。通常，通讯机房，电子计算机房、电气设备火灾、配电室、发电机房等灭火设计浓度宜采用37.5％，图书档案、文物资料库等防护区，灭火设计浓度宜采用43％，IG541混合气体灭火系统最高灭火设计浓度不宜超过52％。

　　综上所述：取C1=37.5%。

　　2）计算保护空间实际容积

　　V=20×20×3.5=1400（m?）。

　　3）计算灭火设计用量

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　　依据GB50370规范公式（3.4.7-1），其中，K取1，

　　S=0.6575+0.0024×20（℃）=0.7055（m3/kg），分别带入K、V、S C1 值后得：

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　　4）设定喷放时间

　　依据GB50370规范3.4.3，在此取值t=55s。

　　5）选定灭火剂储存容器规格及储存压力级别

　　选用正天齐80L的15MPa存储容器,根据W=932.68kg，充装系数η=211.15kg/m3，储瓶数n=（932.68/211.15）/0.08=55.2，取整后，n=56（只）。

　　6）计算管道平均设计流量

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　　主干管：

　　一级支管：Qg1=Qw/2=8.055 （kg/s）；

　　二级支管：Qg2=Qg1/2=4.028（kg/s）；

　　三级支管：Qg3=Qg2/2=2.014（kg/s）；

　　末端支管：Qg4=Qg3/2=1.007（kg/s）；

　　即Qc=1.007kg/s。

　　7）选择管网管道通径

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　　初选管径为：

　　主干管： 125mm；

　　一级支管：80mm；

　　二级支管：65mm；

　　三级支管：50mm；

　　末端支管：40mm。

　　8）计算系统剩余量及其增加的储瓶数量

　　V1（减压孔板前）=0.1178m3，V2（减压孔板后）=1.1287m3，VP(管道内积)=V1+V2=1.2465m3；

　　Vo（钢瓶储存总体积）=0.08×56=4.48m3；

　　依据GB50370（3.4 7-3）规范，Ws≥2.7Vo+2.0VP≥14.589（kg），计入剩余量后的储瓶数：n1≥[（932.68+14.589）/211.15]/0.08≥56.078，取整后，n1=57（只）

　　9）灭火实际浓度校核

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　　其中W=962.844kg,S=0.7055（m3/kg），V=1400m3，K=1代入后得，C1=38.44%，符合灭火浓度且低于附录G中NOAEL浓度（43%)。

　　10）计算减压孔板前压力

　　依据GB50370规范公式（3.4.8-4）：

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　　11）计算减压孔板后压力

　　依据GB50370规范（3.4.8-5）：P2=δ·P1，δ可取值0.52，带入得P2=0.52×4.954=2.576（MPa）。

　　12）计算减压孔板孔口面积

　　依据GB50370规范公式（3.4.8-6）：

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　　并初选μk=0.61，得出Fk=20.570（cm2），FK=πd2/4 ?得d=51.177（mm）。d/D=0.4094；验证说明μk选择正确。

　　13）计算流程损失

　　根据P2=2.576（MPa），查GB50370规范附录E表E-1，得出b点Y=566.6，Z=0.5855；

　　依据GB50370规范（3.4.8-7）：

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　　代入各管段平均流量及计算长度（含沿程长度及管道连接件当量长度），并结合本规范附录E表E-1，推算出：

　　c点Y=656.9，Z=0.5855；该点压力值P=2.3317MPa；

　　d点Y=705.0，Z=0.6583；

　　e点Y=728.6，Z=0.6987；

　　f点Y=744.8，Z=0.7266；

　　g点Y=760.8，Z=0.7598。

　　14）计算喷头等效孔口面积

　　因g点为喷头入口处，根据其Y、Z值，查GB50370规范附录E表E-1，推算出该点压力Pc=2.011MPa；查附录F表F-1，推算出喷头等效单位面积喷射qc=0.4832kg（s·cm?）；

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　　查范附D，可选用规格代号为22的喷头（16只）。

　　15)计算防护区泄压口面积

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　　Qx=17.51kg/s，PF=1200Pa 代入得Fx=0.556m2