IG541 组合式分配系统设计的认识

　　摘要：对地铁中组合式 IG541 气体灭火系统的系统控制方式、设计原则、设计步骤、与其他专业的接口以及设计经验进行总结。

　　在地铁设计规范中，明确要求地下变配电用房需要设置气体自动灭火系统，因此选择安全、成熟、可靠、技术先进、经济合理、易于维护和管理的气体灭火系统是十分必要的。实际工程中，使用较多的有IG541灭火系统、七氟丙烷灭火系统等。通过对比，深圳地铁9号线选用了IG541气体灭火系统。身为设计师，我想浅谈一下。

　　IG541 组合式分配系统设计的认识。

　　1IG541 气体灭火系统简介

　　IG541 又名烟烙烬(Inergen)，由 52%的氮气、40%的氩气和 8%的二氧化碳组成。其灭火机理是通过降低防护区内的氧气浓度，达到窒息灭火的效果。其优点是成分均为大气中天然成分，所以喷放后在火灾现场无任何残留，同时，其灭火速度快、不污染被保护物品，对大气臭氧层无破坏作用。缺点是储存压力高，IG541 混合气体钢瓶的储存压力为 15～20MPa，造成了一定的安全隐患。

　　IG541 气体灭火系统包括以下三个部分：火灾自动探测与报警系统、自动联动控制系统、自动灭火系统。

　　2系统控制方式

　　系统同时具有自动控制，手动控制和机械应急操作三种启动方式。操作程序如下： 2.1 自动控制。

　　第一步：防护区内的单一探测回路烟感或温感探测到火灾信号后，灭火控制盘启动设在该防护区域内的警铃，同时向 FAS 系统提供火灾预报警信号。

　　第二步：同一防护区内的气体灭火系统的控制主机在收到防护区内两个不同性质探测器的火灾报警信号后，向该防护区的灭火控制盘发出指令，启动设在该防护区域内外的声光报警器，停止警铃动作，同时向 FAS系统输出火灾确认信号以及输出有源信号关闭防护区防火阀，并进入 30 秒的延时状态。

　　在延时过程中，如在延时阶段发现是系统误动作，或防护区确有火灾发生但仅使用手提式灭火器和其它移动式灭火设备即可扑灭的情况下，工作人员可按住设在防护区门外的紧急止喷按钮暂时停止释放气体（直至系统复位），如需继续开启气体灭火系统，需紧急启动按钮，系统无延时，立即释放。

　　第三步：30 秒延时结束时，灭火控制盘输出有源信号开启启动瓶电磁阀，通过启动瓶启动 IG541 灭火剂储瓶瓶组以释放气体，气体通过管道输送到防护区。此时，压力开关上的触点开关动作并将气体释放信号传送至灭火控制盘，并由灭火控制盘将气体释放信号传至 FAS系统，同时灭火控制盘启动防护区外的释放指示灯。防护区域门内外的声光报警器，在灭火期间将一直工作，警告所有人员不能进入防护区域，直至确认火灾已经扑灭。

　　2.2 手动控制。无论气体灭火系统主机和灭火控制盘处于何种状态，手动控制总是拥有最高权限，即使在紧急止喷按钮长期按下的情况下，只要接到手拉启动器指令后，无需延时，灭火控制盘将输出有源信号开启系统的启动装置以释放气体。

　　2.3 机械应急操作。是指自动控制和手动控制均失效的情况下或有必要时采用的一种应急操作。该功能的实现是通过在 IG541 灭火剂储瓶瓶头阀和选择阀上各加装一个机械启动器，用人为的拉力开启系统释放灭火气体。使用时，选择阀须先开启，灭火剂储瓶瓶头阀后开启。

　　3主要设计原则

　　a.IG541 灭火系统为全淹没气体灭火系统。b.每个系统按同一时间只发生一次火灾考虑。c.组合分配系统保护区域数量最多 8 个。d. 组合分配系统的灭火剂储存量，按最大的防护区的量确定。e.组合分配系统保护区域备用量充装最长 72h。

　　4IG541 气体灭火系统的设计步骤

　　5与其他专业的设计接口

　　5.1 与低压配电专业的接口。低压配电系统提供 AC220V/50Hz 的电源（一级负荷），用电容量为 5kW，接口位置在气瓶间及车站控制室内的双电源切换箱馈线开关出线侧。系统控制主机、灭火控制盘和辅助电源箱的电源由本系统自行从电源切换箱引出。低压配电系统提供气体灭火系统专用的接地端子箱，接地电阻小于 1 欧姆，接口位置在气瓶间及车站控制室的接地端子处，系统控制主机和各防护区灭火控制盘至接地母排接线由本系统完成。

　　5.2 与 FAS专业的接口。在每个防护区门口需设置灭火控制盘，每个灭火控制盘可以向 FAS系统发送 5 个信号，包括：火灾预报警信号，火灾确认信号，故障信号，气体释放信号，自动 / 手动状态信号，接口位置在每个灭火控制盘接线端子排外侧，所有接口均为无源常开节点。系统控制主机（设在车站控制室）所有接口均为无源常开节点。

　　5.3 与通风空调专业的接口。当火灾被两个探测回路确认后，控制系统向防护区内的防火阀输出信号，将防护区的防火阀关闭。接口位置在防火阀接线端子处。

　　5.4 与土建结构的接口。a.建筑专业在车站左右两端分别设一个气瓶间，可设于站厅或者站台层，面积为 20m2以上。管道穿楼板由土建专业预留孔洞。b.防护区是一个封闭性良好的防火空间，门朝外开启并能自行关闭；防护区隔墙的耐火级限不小于 3h,楼板不小于 2h, 构件（门、窗）的耐火极限不小于 0.5h，吊顶不小于 0.25h；门、窗如果采用玻璃为材料，则需要采用防爆玻璃。防护区围护结构承受内压的允许压强不低于 1.2kPa。c.气瓶室尽量靠近防护区，设备荷载不小于 2t/m2,隔墙的耐火极限不小于 3h，楼板不小于 2h，隔墙上的门采用甲级防火门，门向外开启，并应直接通向室外或疏散走道。

　　6设计经验总结

　　a.房间内喷头应尽量沿主管对称布置，以使气体均匀喷射。在喷头不能完全对称布置时，需经过计算需配置不同的喷头，以满足均匀喷射的要求。b.地铁车站吊顶以上高度大于 300mm时，也需要设置喷头。可以从支管上分别接出两个喷头到吊顶上和吊顶下。c.有人工作的防护区，其灭火设计浓度或实际使用浓度，不应大于无毒性反应浓度（NOAEL）：43%；无人工作的防护区，其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）：52%。d.为保证灭火时灭火剂浓度不低于设计灭火浓度，防护区的容积应按照室内可能的最大净容积计算，温度则应按照室内可能的最低温度取值。以防护区内可能的最小容积、最高温度和灭火剂的实际设置量来校核防护区内灭火剂的最高浓度。