1 总则
1.0.1 为了合理设计惰性气体IG-541（以下简称IG-541）灭火系统，确保灭火系统的设计、施工质量，保护设置场所内的人身和财产安全，特制定本规程。
1.0.2 本规程适用于新建、改建和扩建的工业和民用建筑中设置的储存压力为14.9MPa（20℃时）的IG-541灭火系统的设计、施工及验收。
1.0.3 IG-541灭火系统适用于扑救下列火灾：
1. 可燃液体和可熔化固体的火灾；
2. 可燃气体的火灾；
3. 可燃固体的表面火灾；
4. 电气火灾。
1.0.4 IG-541不适用于扑救下列火灾：
1. 硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾；
2. 钾、钠、镁、钛、铀、锆等活泼金属火灾；
3. 氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾。
1.0.5 IG-541灭火系统的设计、施工及验收，除应符合本规程外，还应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语、符号
2.1 术语
2.1.1 惰性气体IG-541
由体积百分比为52%的氮气（N2）、40%的氩气（Ar）、8%的二氧化碳（CO2）配制而成的混合气体，简称IG-541。
2.1.2 IG-541灭火系统 IG-541 extinguishing system
由灭火剂储存装置、灭火剂输送管道、阀门、喷嘴、报警与控制装置等组成，在规定的时间内向防护区喷射一定浓度的IG-541，并使其均匀充满整个防护区的灭火系统。
2.1.3 防护区 protective space
由固定围护构件围成并满足IG-541灭火系统灭火要求的一个封闭空间。
2.1.4 单元独立灭火系统 unit-independent system
用一套IG-541储存装置单独保护一个防护区的灭火系统。
2.1.5 组合分配灭火系统 combined distribution system
用一套IG-541储存装置保护两个或两个以上防护区的灭火系统。
2.1.6 灭火浓度 agent concentration
在101.3kPa大气压和规定的温度条件下，扑灭某种类型的火灾所需要的IG-541与IG-541和空气混合物的最小体积百分比。
2.1.7 泄压口 pressure relief opening
设在防护区外墙或顶部用以泄放防护区内部超压的开口。
2.1.8 无毒性反应的最高浓度（NOAEL） no observed adverse effect level
未观察到在生理上或毒性反应上产生影响的最高浓度。
2.1.9 有毒性反应的最低浓度（LOAEL） lowest observable adverse effect level
可观察到在生理上或毒性反应上产生影响的最低浓度。
2.1.10 抑制时间 inhibition time
维持设计规定的灭火剂浓度保证使火灾完全熄灭所需的时间。
2.1.11 惰化浓度 inerting concentration
能够惰化可燃性气体与空气混合物防止其发生爆炸的所需的IG-541的最低浓度。
2.1.12 淹没系数 flooding factor
在规定的灭火浓度和环境温度下，单位体积的防护区容积中所需的IG-541的体积。
2.2 符号
表2.2 符号
编号 符号 单位 涵义
2.2.1 Af m2 泄压口面积
2.2.2 Q m3/min IG-541的峰值流量
2.2.3 P Pa 围护结构的允许压强
2.2.4 t Min 灭火剂喷射时间，即保证在60s之内达到最小设计浓度的95%的时间
2.2.5 M m3 灭火剂设计用量
2.2.6 M0 m3 灭火剂实际充装量
2.2.7 V m3 防护区净容积
2.2.8 Vs m3/kg 20℃时灭火剂的比容
2.2.9 S m3/kg 灭火剂在最低环境温度和101.3kPa大气压下的过热蒸汽比容
2.2.10 T ℃ 防护区内预期最低环境温度
2.2.11 C %(V/V) 灭火剂设计浓度
3 系统设计
3.1 一般规定
3.1.1 IG-541灭火系统适用于保护封闭空间的场所，其典型火灾危险性场所：
1. 电气和电子设备室；
2. 通讯设备室；
3. 国家保护文物中的金属、纸绢质制品和音像档案库；
4. 易燃和可燃液体储存间；
5. 喷放灭火剂之前可切断可燃、助燃气体气源的可燃气体火灾危险场所；
6. 经常有人工作的防护区。
3.1.2 防护区应符合下列规定：
1. 防护区围护结构及门、窗的耐火极限不应低于0.50h，吊顶的耐火极限不应低于0.25h；
2. 围护结构及门窗的允许压强不宜低于1.2kPa；
3. 防护区不宜有不能关闭的开口，防护区内与其它空间相通的开口，除泄压口外，应能在灭火剂喷放前自动关闭；否则应将防护区扩大到与之相通的空间或采取防止或补偿灭火剂流失的措施；
4. 应确定防护区预期最高和最低环境温度，以计算所需要的灭火剂量。对于通常有人工作的防护区应注意在预期最高环境温度时计算的浓度值不应超过表6.0.1中规定的无毒性反应的最高浓度（NOAEL）。
3.1.3 组合分配系统要求
1. 每个防护区必须做单独设计；
2. 灭火剂设计用量按该系统所保护的防护区中灭火剂需要量最大者确定，灭火剂用量较小的防护区应受到安全浓度的制约，参照第3.1.2（4）条的规定；
3. 选择阀可安装在减压孔板的上游或下游。如果减压孔板处于选择阀的上游，则减压孔板到第一个三通的长度不应小于管径的10倍。
4. 在设计组合分配系统集流管时，必须在启动管路上安装单向阀。
3.1.4 管网布置可设置成均衡系统管网或非均衡系统管网，每一系统的管网都必须经过严格的流体计算，保证灭火剂的喷射时间符合本规程的要求。
3.1.5 防护区内灭火剂的抑制时间不应小于10 min。
3.2 灭火剂设计用量
3.2.1 灭火剂设计用量按下式计算，也可用本规程附录A中淹没系数乘以防护区净容积确定：
M=2.303 Vs /S×log(100/100-C)×V （3.2.1）
式中： M—灭火剂设计用量（m3）；
S—IG-541过热蒸汽比容（m3/kg），可由下式近似求得：S=0.65799+0.00239T，
T—防护区内预期最低环境温度（℃）；
C—灭火剂设计浓度；
V—防护区净容积（m3）；
VS—20℃时灭火剂比容，取0.707m3/kg。
3.2.2 确定灭火剂设计浓度时应符合以下规定：
1. 扑灭可燃液体火灾、可熔化固体火灾、可燃气体火灾、可燃固体的表面火灾、电气火灾的最小设计浓度应为37.5%；
2. 部分可燃液体的最小设计浓度可按附录B确定；
3. 经常有人工作的防护区的最大设计浓度为43%，并应在防护区预期最高环境温度条件下按3.2.1式进行复核。
4. 存在多种可燃物时，灭火剂的设计浓度应根据可燃物中数量较多、火灾危险性较大的可燃物的设计浓度来确定；
5. 对有爆炸危险的防护区应采用惰化浓度。部分可燃物的最小惰化浓度可按附录C确定。
3.2.3 当防护区为不间断保护的重要场所，或者在48小时内补充灭火剂有困难者，应设置备用量。备用量应为100%灭火剂设计用量。
3.3 系统管网计算
3.3.1 系统管网流体计算应为气体单相流，并宜采用专用的计算机软件计算。设计单位和产品供应商应对计算结果负责。
3.3.2 系统管网计算时，应采用防护区的正常环境温度。
3.3.3 灭火剂的喷射时间应保证在60s之内达到最小设计浓度的95％。不同设计浓度下的喷射时间可按附录D确定。
3.3.4 流动计算条件：
1. 喷嘴出口前的最小压力：不小于1900kPa；
2. 喷嘴的数量和口径应满足喷嘴最大保护半径和灭火剂喷放量的要求；
3. 喷嘴的最大安装高度为6.0m，超过6.0m时应在高度方向另外加设喷嘴；
4. 管道容积与储存容器的最大容积比：66％；
5. 喷嘴孔径与其连接管道直径之比应在20％至70％范围内；
6. 集流管中减压孔板孔径与其连接管道直径之比应在13％至55％范围内；
7. 管道分流应采用三通，通过三通的IG-541最大允许分流百分比为95%:5%。而且对于直流三通，其旁路出口必须为两路分流中较小部分。
3.4 泄压口面积计算
3.4.1 密闭性良好的防护区应设置泄压口，泄压口应设置在防护区室内净高2/3以上，且应高于保护对象，并宜设在外墙上。泄压口宜具有泄放多余压力后自动关闭以及防止火灾蔓延的性能。
3.4.2. 泄压口的最小面积根据下式计算：
Af=0.0135Q/P1/2 （3.1.1）
式中： Af—泄压口面积（m2）；
Q—防护区内IG-541的峰值流量（m3/min），Q=K•M0/t，其中K=2.7，M0（m3）为灭火剂的实际充装量，t（min）为喷射时间；
P—围护结构承受内压的允许压强（Pa），根据围护结构的类型确定，一般轻型围护结构为1.20kPa，中型围护结构为2.4kPa，重型围护结构为4.8kPa；
4 系统组件
4.1 储存装置
4.1.1 储存装置宜由储存容器、容器阀、高压软管、单向阀、安全泄压阀、集流管和压力指示器等组成。
4.1.2 储存容器中充装的IG-541灭火剂质量要求应符合有关标准的规定，并符合表4.1.2的规定。
表4.1.2 IG-541混合气体体积比
成份 质量要求
N2 52%±4%
Ar 40%±4%
CO2 8%+1%
-0.0%
水份 最大0.005%
（按重量）
4.1.3 储存容器应设压力指示器。
4.1.4 储存容器应能承受最高环境温度下灭火剂的储存压力，储存容器上应设泄压装置。当储存压力为14.9MPa（20℃）时，其泄压动作压力值应为20.625±1.031MPa。
4.1.5 储存容器的设置应符合下列规定：
1. 储存容器应设置在防护区外专用的储存容器间内；储存容器间的楼面承载能力应能满足储存容器和其它设备的储存要求。
2. 同一集流管上的储存容器，其规格、尺寸、灭火剂充装量、充装压力均应相同；
3. 储存容器上应设耐久的固定标牌，标明每个储存容器的编号、容积、灭火剂名称、充装压力和充装日期等；
4. 储存容器安装应能便于再充装和装卸，宜留出不小于1m的操作间距；
5. 储存容器应固定牢固。采用固定支架固定时宜背靠背安装；采用固定夹固定时，可单排或双排安装；
6. 储存容器间宜靠近防护区，或有人值班处，其出口应直通室外或疏散走道；
7. 储存容器间的室内温度应为0~50℃，并应保持干燥和良好通风，避免阳光直接照射；
8. 设在地下、半地下、或无可开启窗扇的储存容器间应设置机械通风换气装置。
4.1.6 备用量的储存容器应与系统管网相连，应能与主储存容器切换使用。
4.2 阀门和喷嘴
4.2.1 组合分配系统中，每个防护区应设置能自动启动的选择阀，选择阀应备有手动启动装置，选择阀的公称直径宜与灭火剂输送主干管道的公称直径相同。选择阀的安装位置应便于操作和维护检查，宜集中安装在储存容器间内，并应设有标明防护区名称的永久性标牌。当一个防护区设有二个以上选择阀时，应有确保手动启动装置同时开启的措施。
4.2.2 对于主、备用系统或组合分配系统，应在集流管上的封闭管段上设置安全泄压装置，其泄压动作压力值应为20.625±1.031MPa。
4.2.3 喷嘴的布置应确保灭火剂能在防护区内均匀分布。
4.3 管道及其附件
4.3.1 灭火剂输送管道应采用GB/T 8163《输送流体用无缝钢管》中规定的无缝钢管，其规格应符合本技术规程附录E的要求。
4.3.2 灭火剂输送管道内外表面应作镀锌防腐处理，并应采用热浸镀锌法。镀锌层的质量可参照GB/T 3091《低压流体输送用镀锌焊接钢管》的规定。
4.3.3 对镀锌层有腐蚀的环境，管道可采用不锈钢管、铜管或其他抗腐蚀材料。
4.3.4 启动气体输送管道宜采用铜管或不锈钢管，且应能承受相应启动气体的最高储存压力。
4.3.5 灭火剂输送管道可采用螺纹连接、法兰连接或焊接。公称直径等于或小于80mm的管道，宜采用螺纹连接；公称直径大于80mm的管道，宜采用法兰连接。
4.3.6 灭火剂输送管道采用螺纹连接时，应采用GB/T 12716《60°圆锥管螺纹》中规定的螺纹。
4.3.7 灭火剂输送管道采用法兰连接时，应采用JB /82.2《凹凸面对焊钢制管法兰》中规定的法兰，并应采用金属齿形垫片。
4.3.8 灭火剂输送管道与选择阀采用法兰连接时，法兰的密封面形式和压力等级应与选择阀本身的技术要求相符。
4.3.9 灭火剂的输送管道上应设置由储存压力减至工作压力的减压孔板。
4.3.10 集流管及减压孔板前的灭火剂输送管道及其附件、选择阀应能承受50℃时相应灭火剂的储存压力。减压孔板后的灭火剂输送管道及附件应能承受50℃时减压孔板后的灭火剂输送管道中灭火剂的工作压力。
4.3.11 灭火剂输送管道不宜穿越沉降缝、变形缝，当必须穿越时应有可靠的抗沉降和变形措施。灭火剂输送管道不应设置在露天。
4.3.12 灭火剂输送管道应设固定支架固定，支、吊架的安装应符合以下要求：
1. 管道应固定牢靠，管道支、吊架的最大间距应符合表4.3.12的规定；
2. 管道末端喷嘴处应采用支架固定，支架与喷嘴间的管道长度不应大于300 mm；
3. 公称直径大于或等于50 mm的主干管道，垂直方向和水平方向至少应各安装一个防晃支架。当穿过建筑物楼层时，每层应设一个防晃支架。当水平管道改变方向时，应设防晃支架。
表4.3.12 灭火剂输送管道固定支吊架的最大距离
管道公称直径
（mm） 15 20 25 32 40 50 65 80 100 150
最大间距（m） 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.4 3.5 3.7 4.3 5.2
5 操作与控制
5.0.1 灭火系统应同时具有自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。
5.0.2 自动控制应具有自动探测火灾和自动启动系统的功能。
5.0.3 灭火系统的自动控制应在收到防护区内两个独立的火灾报警信号后才能启动。自动控制启动时可以设置最长为30s的延时，以使防护区内人员撤离和关闭通风管道中的防火阀。
5.0.4 在有架空地板和吊顶的防护区域，如架空地板和吊顶内也需要加以保护，应在其中设置火灾探测器。
5.0.5 每一个防护区应设置一个手动/自动选择开关，选择开关上的手动和自动位置应有明显的标识。当选择开关处于手动位置时，选择开关上宜有明显的警告指示灯。
5.0.6 防护区入口处应设置紧急停止喷放装置。紧急停止喷放装置应选用能防止误操作的类型。在所有的情况下，手动启动控制应优先于紧急停止功能。
5.0.7 机械应急操作装置宜设置在储存容器间内。
5.0.8 组合分配系统选择阀应在灭火剂释放之前或同时开启。
5.0.9 当采用气体驱动钢瓶作为启动动力源时，应保证系统操作与控制所需的压力和用气量。
5.0.10 灭火系统的驱动控制盘宜设置在经常有人的场所，并尽量靠近防护区。驱动控制盘应符合国家固定灭火系统驱动控制装置标准。
5.0.11 当防护区内设置的火灾探测器直接连接至驱动控制盘时，驱动控制盘应能向消防控制中心反馈防护区的火警信号、灭火剂喷放信号和系统故障信号。
5.0.12 防护区应设置火灾报警与灭火剂释放的报警信号。火灾报警信号应设置在防护区内，火警信号可采用声、光组合报警信号。灭火剂释放信号应设置在防护区外，可采用光报警信号。
5.0.13 手动操作装置的安装高度为中心距地1.5m。驱动控制盘应保证正面信号显示位置距地1.5m。声、光报警装置宜安装在防护区出入口门框的上方。
6 安全要求
6.0.1 防护区内的灭火浓度应校核设计最高环境温度下的最大灭火浓度，并应符合以下规定：
1. 对于经常有人工作的防护区，防护区内最大浓度不应超过表6.0.1中的NOAEL值。
2. 对于经常无人工作的防护区，或平时虽有人工作但能保证在系统报警后最长30s延时结束前撤离的防护区，防护区内灭火剂最大浓度不宜超过表6.0.1中的LOAEL值。
表6.0.1 IG-541的生理毒性指标（V/V%）
灭火剂名称 NOAEL LOAEL
IG-541 43 52
6.0.2 防护区内应设安全通道和出口以保证人员在30s内撤离防护区。
6.0.3 防护区应设置火灾报警和灭火剂释放的声、光报警信号。防护区内的疏散通道与出口应设置应急照明装置和灯光疏散指示标志。
6.0.4 防护区的门应向疏散方向开启并能自动关闭，疏散出口的门在任何情况下均应能从防护区内打开。
6.0.5 防护区应设置通风换气设施，可采用开启外窗自然通风、机械排风装置的方法，排风口应直通室外。
6.0.6 系统组件与带电设备应保持不小于表6.0.6中最小间距的距离规定。
6.0.7 当系统管道设置在可燃气体、蒸气或有爆炸危险场所时应设防静电接地。
6.0.8 防护区内外应设置提示防护区内采用IG-541灭火系统保护的警告标志。
表6.0.6 灭火系统零部件和灭火剂输送管道与带电设备之间的最小间距
带电设备额定电压（kV） 最小间距（m）
与未屏蔽带电导体 与未接地绝缘支撑体
10 2.60
2.5
35 2.90
110 3.35
220 4.3
注：绝缘体包括所有形式的绝缘支架和悬挂的绝缘体、绝缘套管、电缆密封端等。
参考资料：www.schtxf.com