氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用與選型

　　評論：　更新日期：2015年05月06日

一 國內(nèi)幾種氣體滅火系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)和性能特點(diǎn)

氣體滅火系統(tǒng)是以化學(xué)氣體為滅火劑，與探測報警系統(tǒng)相配合形成的自動滅火系統(tǒng)。氣體滅火系統(tǒng)可以用來撲滅固體表面火災(zāi)，液體火災(zāi)，氣體火災(zāi)和電氣火災(zāi)。氣體滅火系統(tǒng)滅火效率高，速度快，滅火后對物體不損壞，無污染，不留痕跡，開窗通風(fēng)后馬上可以恢復(fù)使用。上述這些優(yōu)點(diǎn)是水噴淋和干粉滅火系統(tǒng)無法作到的，因此，氣體滅火系統(tǒng)自從問世以來就很快得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。

多年來的使用實(shí)踐表明，撲滅液體火災(zāi)，氣體火災(zāi)，電氣火災(zāi)以及固體表面火災(zāi)最為適宜。國家公安部消防局目前公布在國內(nèi)使用的氣體滅火系統(tǒng)有：七氟丙烷（HFC—227_ea）,三氟甲烷（HFC--23）,IG—5641,六氟丙烷（HFC—236）,高壓，低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)等。此外還有氣溶膠滅火裝置。

1 .國內(nèi)幾種氣體滅火系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)

系統(tǒng)類型技術(shù)指標(biāo)	三氟甲烷	七氟丙烷	IG--54（煙烙燼）	高壓二氧化碳
滅火劑代號	HFC--23	HFC--227	IG--541	CO₂
儲存壓力（20⁰C）MPa	4.2	2.5 4.2 5.6	15	5.17
儲存狀態(tài)	液態(tài)	液態(tài)	氣態(tài)	液態(tài)
最大工作壓力MPa	13.7	4.2 6.7 10.5	17.2	15
使用環(huán)境溫度⁰C	-20~+50	0~50	0~50	0~49
安全泄放壓力MPPa	18±0.8	5.6±0.6	20±1	17.5±0.75
最大充裝密度Kg/m³	860	950 1120	15MPa	670
設(shè)計(jì)濃度（V/V%）	14~23	8~10	35~43	34~75
滅火劑噴放時間 S	≤10	≤10	≤60	≤60
噴頭最低壓力MPa	≥0.9	≥0.8	≥1.9	≥1.4
滅火方式	全淹沒	全淹沒	全淹沒	全淹沒、局部

2 國內(nèi)幾種氣體滅火系統(tǒng)的主要性能特點(diǎn)

滅火系統(tǒng)類型	主要性能特點(diǎn)
三氟甲烷	（1）滅火速度快，效率高，保護(hù)同樣空間滅火劑用量最少。（2）滅火劑價格便宜，工程造價低。（3）使用環(huán)境溫度范圍廣，-20~+50⁰C。（4）以自身飽和蒸汽壓為噴放動力，液體比重小，因此輸送距離遠(yuǎn)，實(shí)用于樓層較高，管網(wǎng)較大的工程。（5）由于充裝密度小（高壓無縫瓶）增加了瓶組數(shù)量。（6）潔凈型滅火劑，可用在有人工作的場所。
七氟丙烷	（1）滅火速度快，效率高，無毒害，潔凈型滅火劑。（2）工作壓力低，充裝密度大，可以大容量儲存，特別適用于柜式滅火裝置。（3）以充壓氮?dú)庾鳛閲姺艅恿?，所以輸送距離不能太遠(yuǎn)。不適用高樓層，大管網(wǎng)工程。（4）使用安全可靠，可以用在經(jīng)常有人工作的場所。
IG--541（煙烙燼）	（1）滅火劑是環(huán)保型潔凈氣體，不破壞大氣臭氧層。（2）無毒害，無氣味，可以使用在有人工作的場所。（3）由于是氣態(tài)儲存，滅火時需要的滅火劑濃度高，滅火氣體需要量大，所以滅火劑儲瓶數(shù)量大，工程造價高。（4）儲存和工作壓力高，儲存容器和系統(tǒng)管網(wǎng)強(qiáng)度要求高，增加了制造成本。
二氧化碳	（1）二氧化碳滅火系統(tǒng)具有氣體滅火系統(tǒng)的共同優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)成熟，使用安全可靠。（2）滅火劑來源廣泛，價格低廉，工程總體造價低。（3）二氧化碳?xì)怏w滅火系統(tǒng)的滅火原理主要是物理（冷卻和窒息）滅火原理。（4）二氧化碳滅火系統(tǒng)具有全淹沒和局部應(yīng)用兩種方式。（5）二氧化碳滅火系統(tǒng)不能使用在經(jīng)常有人工作的場所。
氣溶膠滅火裝置	（1）氣溶膠屬于非潔凈型滅火劑。不能用來保護(hù)精密儀器，珍貴物品，計(jì)算機(jī)房和通訊設(shè)備。（2）氣溶膠屬于全淹沒滅火，適用于小型發(fā)電機(jī)房，配電間，電纜溝，電纜夾層等，相對密封的小空間。（3）氣溶膠不能用在經(jīng)常有人的場所，不能用于保護(hù)易燃易爆品。（4）氣溶膠不能多機(jī)連用保護(hù)大型空間。

二 氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和典型場所

在國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16--87（2006版）和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045--95（2005版）中對氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用場所及使用范圍作了規(guī)定。為了便于使用，現(xiàn)將氣體滅火系統(tǒng)典型使用場所列

防火對象分類	典型場所
帶電設(shè)備室	發(fā)電機(jī)房、變壓器室、電池室、變配電室、電器室、UPS電源室等。
通信設(shè)備室	通訊機(jī)房、無線機(jī)房、電話交換機(jī)房、磁力辦公桌室、電傳室、電話交換臺、通訊調(diào)整機(jī)房、數(shù)據(jù)印刷室、電子計(jì)算機(jī)房等。
機(jī)械設(shè)備室	電梯機(jī)械室、空調(diào)機(jī)械室、燃油鍋爐房、熱源機(jī)械室、泵房、制冷機(jī)房、冷溫水機(jī)房等。
加工作業(yè)室	光學(xué)安裝室、噴漆工作室、金屬加工室、發(fā)貨室、包裝室、印刷室、描圖室、制造設(shè)備室、焊接室、腐蝕室、切割室等。
圖書館、博物館	書庫、資料室、文件庫、圖書室、病歷室、美術(shù)品保管庫、重要文物保管庫、閱覽室等。
廣播、電視設(shè)施	電視實(shí)況轉(zhuǎn)播室、播音室、照明控制室、遙控中心、調(diào)整室、控制室、音響器材室、廣播器材室、放影室、轉(zhuǎn)播室、調(diào)光室、VTR等。
航空管、控中心	管制室、電力控制室、操作室、控制室、動力計(jì)器室、中央管理室。
倉庫	架式倉庫、冷凍庫、冷藏室、保冷庫、包裝倉庫、紙庫、煙草庫、皮毛庫、紡織品庫、垃圾室、收藏室等。
研究實(shí)驗(yàn)室	實(shí)驗(yàn)室、技師房、研究室、開發(fā)室、分析室、試驗(yàn)室、殺菌室、電波暗室、病理室、CT室、X光室等。
通用保護(hù)場所	鍋爐房、焚燒室、燃料泵房、供暖機(jī)械室、水蒸氣汽輪機(jī)室、燃?xì)鈿廨啓C(jī)、鑄造室、干燥室、城市管道煤氣站、集中加油設(shè)備、LPG家具室。
室內(nèi)儲藏室	室內(nèi)油罐儲藏所、室內(nèi)油罐室、地下油罐豎井等。
電纜室	EPS（傳動軸）、共用電纜槽、電纜井、電纜溝、地下豎井、FDM室、局內(nèi)互通電纜室等。
影象品保管室	膠片保管室、錄象帶室、影碟庫房等。
停車場與汽車庫	自動式平地停車場、機(jī)械式立體車庫、斜坡式、車道式停車場等。
展覽館、檔案館	展覽大廳、資料存儲室、珍品暫存庫、檔案資料室、檔案庫等。
汽車修配廠	汽車修配車間、汽車研究室、汽車收藏室等。
印刷行業(yè)場所	印刷機(jī)房、轉(zhuǎn)動機(jī)房、制版室、成品倉庫、裝訂間等。
金融業(yè)、保險業(yè)	電子計(jì)算機(jī)房、管理監(jiān)控中心、業(yè)務(wù)檔案室、金庫、帳庫等。
艦船	機(jī)倉、貨倉、作戰(zhàn)指揮室。

三．目前國內(nèi)現(xiàn)有幾種氣體滅火劑使用性能比較：

滅火系統(tǒng)		哈龍滅火系統(tǒng)	三氟甲烷	七氟丙烷	二氧化碳	煙烙盡
滅火劑		1301	HFC-23	HFC-227ea	CO₂	IG541
滅火效率	滅焰濃度	3.5%	12.4%	6.4%	20%	35.5%
	設(shè)計(jì)濃度	5.0%	16.2%	8%	34%	37.5%
	滅火系數(shù)	0.32Kg/m³	0.567Kg/m³	0.634Kg/m³	0.8Kg/m³	0.47m³/m³
儲瓶比例（等容積）		1.0	1.6	1.7	2.8	7.2
危害性	NOAEL	5%	50%	9%	----	43%
	LOAEL	7.5%	65%	10.5%	----	52%
	安全系數(shù)	1.5	2.8	1.3	----	1.2
使用場所		有人	有人	有人	無人	有人
使用環(huán) 境		-10`~50⁰C	-20~50⁰C	-10~50⁰C	0~49^0C	0~50⁰C
保護(hù) 區(qū)		≤2000m³	≤4000m³	≤3600m³	———	≤3600m³
保護(hù) 區(qū)		≤500m²	≤1000m²	≤800m²	———	≤800m²

四．氣體滅火系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的選型原則

合理地正確地選擇氣體滅火系統(tǒng)是建筑防火設(shè)計(jì)中的重要問題之一。通常情況下，應(yīng)按如下原則進(jìn)行：首先要滿足使用場所要求；其二要滿足滅火效率要求；其三要滿足使用安全要求；最后還要滿足綜合造價要求。

1．所選用的氣體滅火設(shè)備應(yīng)滿足該保護(hù)區(qū)域內(nèi)被保護(hù)物質(zhì)的要求

（1）對于經(jīng)常有人的工作場所和不能離人操作的防護(hù)區(qū)域，如監(jiān)控中心、

計(jì)算機(jī)房、通訊機(jī)房、電子設(shè)備和精密儀器操作室、作戰(zhàn)指揮中心等場所，就應(yīng)首先選取對人身無毒害的，安全系數(shù)較高的潔凈氣體滅火系統(tǒng)。如三氟甲烷滅火系統(tǒng)、七氟丙烷滅火系統(tǒng)、或IG-541滅火系統(tǒng)。

（2）對于要求滅火劑潔凈程度高、滅火后對被保護(hù)物沒有影響、無滅火殘留痕跡的保護(hù)區(qū)，如精密儀器間、文物珍品是、博物館、銀行金庫、帳庫等場所，就不能選用氣溶膠類滅火系統(tǒng)。

（3）對于一些有特殊要求的保護(hù)區(qū)，如保護(hù)區(qū)面積很大、相互距離較遠(yuǎn)、樓層相差很高、使得管網(wǎng)系統(tǒng)較大、輸送距離較遠(yuǎn)時，就應(yīng)選擇三氟甲烷、二氧化碳或IG-541滅火系統(tǒng)，而最好不要選用七氟丙烷滅火系統(tǒng)。

（4）當(dāng)保護(hù)區(qū)是非封閉型的自動生產(chǎn)線、貨物傳送帶、移動性產(chǎn)品加工間等（如噴漆生產(chǎn)線、金屬軋制設(shè)備、印刷生產(chǎn)線、汽車裝配流水線等），需要采用局部保護(hù)方式進(jìn)行滅火，目前唯一能當(dāng)此任的只有二氧化碳滅火系統(tǒng)。

（5）對于經(jīng)常無人工作的封閉型保護(hù)區(qū)，如電纜溝、電纜隧道、電纜井、變配電室等，可以選用滅火效率高、價格低廉的二氧化碳滅火系統(tǒng)。當(dāng)保護(hù)區(qū)容積較小時，也可以選用氣溶膠滅火裝置。（6）對于滅火后潔凈程度要求較高的帶電工作場所，就不能選用滅火后生成物存在有導(dǎo)電離子的滅火設(shè)備。 2 所選用的氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)能滿足該保護(hù)區(qū)滅火效率的要求

滅火效率要求主要是指在規(guī)定的時間內(nèi)能迅速將火熄滅。這就要求在滿足上述要求的前提下，所選用的滅火系統(tǒng)要滅火效率高、滅火速度快、滅火劑用量少。對于同樣大小的保護(hù)區(qū)、同樣的被保護(hù)物質(zhì)，使用的滅火劑越少，需要的儲瓶也就越少，設(shè)備的一次性投資就低。這里需要指出的是，滅火劑的滅火效率不能單純從該滅火劑的滅火濃度來判斷。因?yàn)闇缁饾舛冉o出的是滅火氣體的體積比，而不同的滅火劑單位質(zhì)量的氣體生成量是不一樣的。例如，100Kg的三氟甲烷滅火劑可以產(chǎn)生34.04m³的可滅火氣體，而100Kg的七氟丙烷滅火劑只能產(chǎn)生13.71m³的可滅火氣體。相反，由于不同滅火劑的密度不同、充裝比不同，同樣容積的鋼瓶中的滅火劑充裝質(zhì)量也不相同。因此，在選擇滅火系統(tǒng)時要充分考慮這些因素。

3所選擇的氣體滅火系統(tǒng)應(yīng)能滿足使用安全性要求

在選用氣體滅火系統(tǒng)時，除滿足上述兩項(xiàng)要求外，還應(yīng)作到滅火后無污染、毒性小、安全系數(shù)大。安全性要求主要有兩方面：一方面是對人體生命的保護(hù)，另一方面是對所保護(hù)財產(chǎn)物品的保護(hù)。

對人體生命的保護(hù)主要表現(xiàn)在所選用的滅火劑滅火過程中和滅火后對人體的毒害程度。通常認(rèn)為滅火劑的設(shè)計(jì)濃度小于該滅火劑對人體無害的最高濃度（NOAEL）,就認(rèn)為是安全的。例如，七氟丙烷滅火劑的設(shè)計(jì)濃度為8%，無毒性反應(yīng)的最高濃度NOAER=9%,有毒反應(yīng)的最低濃度LOAER=10.5%;三氟甲烷的設(shè)計(jì)濃度為16.2%，NOAER=50%,LOAER=65%; IG-541的設(shè)計(jì)濃度為37%，NOAER=43%，LOAER=52%。因此，通常認(rèn)為以上三種滅火劑可以用在有人工作的場所。二氧化碳的最低設(shè)計(jì)濃度為34%，而其對人體生命的致死濃度約為20%，顯然，二氧化碳滅火系統(tǒng)不能用在有人工作的場所。應(yīng)當(dāng)指出的是，盡管前面三種滅火劑都可以用在有人工作的場所，但其安全程度也是不同的。在選用時應(yīng)根據(jù)不同要求有區(qū)別的選擇。

對被保護(hù)物體的安全要求主要是指滅火系統(tǒng)在滅火后，對物體不造成損壞、腐蝕、污染或影響使用等不良后果。

4所選用的滅火系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性要求---綜合造價最低

選擇滅火系統(tǒng)時，在滿足以上三項(xiàng)要求的基礎(chǔ)上，最終還要滿足工程造價最低的要求?，F(xiàn)在評價工程的優(yōu)劣主要看其性價比。所選用的滅火系統(tǒng)能滿足前面三條，才能作到性能優(yōu)良，滿足第四條（綜合造價最低）才能得到好的性價比。

氣體滅火系統(tǒng)的工程造價主要由一次性投資和日常維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用組成。其中一次性投資占絕大部分。一次性投資中主要有滅火劑費(fèi)、設(shè)備費(fèi)、附件及專用工具費(fèi)和設(shè)備用房投資費(fèi)用。同樣一個氣體滅火工程，滅火劑用量越少，其設(shè)備投資也越少，相應(yīng)的附件、專用工具和設(shè)備占地用房也就越少，以后的日常維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)也就越低。

總之，在選擇氣體滅火系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行充分的比較，在保證使用性能的前提下，盡可能作到工程總造價低。

參考文獻(xiàn)

【1】 ISO14520《氣體滅火系統(tǒng)物理性能和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

【2】 NFPA2001（1996年版）《潔凈滅火劑和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》

【3】日本日探株式會社《三氟甲烷滅火系統(tǒng)技術(shù)說明書》