防护区围护结构允许压强

1、气体灭火系统的防护区围护结构允许压强在目前最常用的气体灭火系统中， 除了 CO2 灭火系统是可以根据不同的情况采用全淹没灭火方式 或局部应用灭火方式外，其它的气体灭火系统一般都是要求采用全淹没灭火方式。这些气体灭火系 统包括有七氟丙烷灭火系统、惰性气体灭火系统（包括 IG-541 灭火系统、氮气灭火系统、氩气灭火 系统）、三氟甲烷灭火系统等。当我们采用全淹没灭火方式来扑救防护区的火灾时，为保证气体灭火系统的灭火效果，首先会 要求防护区必须是一个相对密闭的空间，因为只有这样才能保证喷射出的灭火药剂可以均匀地充满 整个防护区，并形成一定的浓度，从而达到灭火的目的。因此，在采用全淹没灭火方式灭火时，

2、防 护区围护结构（如隔墙、门、窗等）在喷射灭火药剂之前或喷射灭火药剂之后，应该始终能保持其 完整性。为了保证防护区围护结构在灭火时的完整性，在设计全淹没灭火方式的气体灭火系统时，必须 注意有两个重要的设计参数：一个就是防护区围护结构的耐火极限，而另一个就是防护区围护结构 的允许压强。在所有的现行的设计规范和标准中，对于全淹没灭火方式，一般都要求防护区围护结构的耐火极限不应低于 0.5h ，吊顶的耐火极限不应低于 0.25h ，同时要求围护结构的允许压强不宜低于1200Pa。它们应该是保证防护区围护结构在灭火时能保持其完整性的最基本的要求。而另一方面，由于气体灭火系统向防护区的封闭空间内喷射了灭

3、火药剂，会引起防护区内部的 空气压力在短时间内升高，如果空气压力过量升高并最终超过了围护结构允许压强时，就必然会引 起围护结构的破坏，从而使得灭火药剂大量流失，并造成灭火失败。因此，对于密闭性能良好的防 护区，在所有现行的设计规范和标准中，无一例外地都要求设置泄压口，并都列出了相应的计算公 式。这些计算公式中要求的一个基本条件，就是防护区围护结构的允许压强，因此如果不知道围护 结构的允许压强，就无法计算出实际需要的泄压口面积大小，也就不能准确地设置符合要求的泄压 口，当然也就谈不上是否还能在灭火过程中保证防护区围护结构的完整性。当然，对于防护区围护结构的耐火极限，在国家标准高层民用建筑设计防火

4、规范（GB50045-95 ）（ 1997 年版）和建筑设计防火规范（ GBJ 16-87 ）（修订本）附录中的建筑构件的 燃烧性能和耐火极限表，已经详细列出各种可能会使用到的建筑构件各自的耐火极限。但是，对于防火区围护结构究竟应该采用什么样的建筑构件才能达到所需要的最低允许压强？ 或者防火区围护结构实际所采用的建筑构件究竟能够达到的多少的允许压强？在目前所有现行的设 计规范和标准中，都无法给出一个满意的答案。例如，在国家标准二氧化碳灭火系统设计规范GB 50193-93 （1999年版）中，327条列出了计算泄压口面积的公式。为此，在关于 3.2.7条的条文说明中，参照了美国 NFPA12标

5、准中的相 关内容，给出了不同建筑物的最低允许压强，用于计算泄压口的面积，见下表：类型最低允许压强（Pa）高层建筑1200一般建筑2400地下建筑4800按照表1中提供的最低允许压强数据，我们有理由认为在计算设置在高层建筑中的气体灭火系 统的防护区泄压口面积时，可以将1200Pa作为其最低允许压强； 而在计算设置在地下建筑中的气体灭火系统的防护区的泄压口面积时，可以将4800Pa作为其最低允许压强。那么实际的情况又是如何呢？我们知道，设置气体灭火系统的场所，往往只是建筑物中的一些局部区域，它们的围护结构一部分可能是建筑物本身的外墙和外窗，而另外一部分则完全可能是由一些与外墙和外窗的结构形式 完全

6、不同的建筑构件组成。因此，设置在地下建筑中的气体灭火系统的防护区完全可以采用轻质隔 墙作为围护结构，而设置在高层建筑中的气体灭火系统的防护区却可以采用砖墙甚至混凝土墙作为 围护结构，那么，我们就不能按照表一的数据就断定前者的最低允许压强可以达到4800Pa,而后者只能达到1200Pa。综上所述，我们并不需要类似于表1的不同建筑物类型最低允许压强数据表，实际需要的是不同类型的建筑构件最低允许压强数据表。围护结构实际使用的情况我们再对气体灭火系统的防护区围护结构细分的话，它应该包括了楼板、隔墙、门、窗，而其 中的楼板还包括了防护区的地面和顶板两部分，而这每部分都可以由许许多多不同类型的建筑构件 组

7、成。如果我们要设法去确定这所有类型的建筑构件的允许压强，显然需要花费大量地人力和财力，这是不现实的，实际也没有这个必要。我们不妨可以换一个角度来考虑解决这个问题的方法。既然气体灭火系统的防护区在建筑物中都属于需要特别设计的场所，因此完全可以事先对其加 以规划，包括对其应采用的建筑构件的类型提出特殊的要求，即将其限制在几种最常用、并且完全 能满足实际使用要求的建筑构件类型的范围内。我们知道，目前在各类工程项目中，建筑物的楼板一般都采用预制的或现浇的钢筋混凝土楼板，即使全部是钢结构的建筑物，最后也会在楼板面上浇灌混凝土作为面层。而建筑物的隔墙一般则会 采用不同厚度的钢筋混凝土墙、混凝土墙、砖墙和轻

8、质隔墙。从国家标准高层民用建筑设计防火规范（GB 50045-95 ）（ 1997 年版）和建筑设计防火 规范（ GBJ 16-87 ）（修订本）附录中的建筑构件的燃烧性能和耐火极限表可以得出以下结论： 各种类型的钢筋混凝土楼板只要其混凝土保护层的厚度超过了1cm ，其耐火极限值就能达到或超过 0.5h ； 当隔墙为非承重墙时，结构厚度为6cm 的普通粘土砖耐火极限可达1.5h ，其结构厚度改为 12cm 时，其耐火极限可达 3.0h ； 当隔墙为承重墙时，结构厚度为12cm 的普通粘土砖耐火极限可达 2.5h ；当隔墙采用钢龙骨单层石膏板隔墙的形式，构造厚度（ cm能达到1.2+7.5（空）

9、+1.2时，其耐火极限恰好是 0.5h。（隔墙两面的石膏板的厚度都要求为1.2cm，中间的钢龙骨的厚度要求为 7.5cm）显然上述这几种最常用的建筑构件形式完全可以满足耐火极限0.5h 的要求， 假设我们能在有关的设计规范和标准中直接规定气体灭火系统的防护区围护结构就应该采用的几种类型的建筑构件形 式（如上述的几种建筑构件类型），即采用标准化的设计，并且集中一定的人力和财力，通过一系 列的专题测试，应该很容易地来确定出这些标准化设计的建筑构件的实际允许压强数值。当然，首先我们还必须确认这些常用的建筑构件在实际应用上是否能满足对允许压强方面的使用要求。一般在气体灭火系统验收时的模拟喷放试验中，通常只是启动一定比例的药剂钢瓶，此时并不 能观察到防护区围护结构在真实的喷放过程中是否符合完全要求。相反，在一些气体灭火系统的误 喷过程中，往往会出现启动了所有药剂钢瓶的情况，从中我们就可以了解到防护区围护结构在喷放 过程中或喷放后的能否保持其完整性。例如，上海浦东新区政府办公中心中的一套高压CO系统曾经发生过误喷，70多个高压CQ药剂钢瓶同时喷放。防护区就是采用轻质隔墙（即轻钢龙骨加双面石膏板的做法），本身没有设泄压口， 根据现场观察到的情况，在喷放过程中防护区的轻质隔墙向外出现了较大幅度的鼓涨和变形，但最 终并没有发生破裂，围护结构仍维持了一定的完