眾所周知，在消防領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的滅火劑就是水。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，大批工業(yè)和民用建筑尤其是高層建筑的不斷涌現(xiàn)，更隨著高科技的發(fā)展，設(shè)備對(duì)滅火劑的要求越來(lái)越高，對(duì)于撲滅可燃?xì)怏w、可燃液體、電器火災(zāi)以及計(jì)算機(jī)房、重要文物檔案庫(kù)、通信廣播機(jī)房、微波機(jī)房等不宜用水滅火的火災(zāi)，氣體消防作為最有效最干凈的滅火手段，日益受到重視。其中，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBJ16-87一2001年版）和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-2001年版）已明確規(guī)定了應(yīng)設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)的場(chǎng)所。可見(jiàn)，氣體消防系統(tǒng)在各類滅火系統(tǒng)中占有很重要的地位。

傳統(tǒng)哈龍產(chǎn)品——鹵代烷1211及1301在我國(guó)氣體消防行業(yè)的應(yīng)用歷史中占有非常重要的地位，目前系統(tǒng)的裝備量約占?xì)怏w滅火系統(tǒng)總裝備量的80%以上。

由于哈龍滅火劑是破壞大氣臭氧層的主要因素，為了保護(hù)人類共同的生存環(huán)境，造福子孫后代，我國(guó)政府于1989及1991年分別簽署了《關(guān)于保護(hù)臭氧層的維也納公約》、《關(guān)于破壞臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》，并決定于2005年停產(chǎn)1211，2010年停產(chǎn)1301。這標(biāo)志著淘汰哈龍，開(kāi)發(fā)新型滅火劑已成為大勢(shì)所趨。

哈龍?zhí)娲�技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方面是用已有的其他滅火系統(tǒng)替代哈龍滅火系統(tǒng)，如采用二氧化碳、水噴霧、泡沫、干粉、易安龍(氣溶膠)滅火系統(tǒng)等。這些滅火系統(tǒng)有的存在技術(shù)陷,尚未形成正式的技術(shù)規(guī)范和市場(chǎng)；有的盡管較為成熟，但難以解決滅火劑的污染問(wèn)題，只能在那些“非必要場(chǎng)所”替代哈龍滅火系統(tǒng)，如傳統(tǒng)滅火劑二氧化碳，雖然其應(yīng)用歷史較長(zhǎng),且技術(shù)已經(jīng)規(guī)范化，但其最低設(shè)計(jì)濃度高于對(duì)人體的致死濃度，故在保護(hù)經(jīng)常有人的場(chǎng)所時(shí)須慎重采用。

另一個(gè)發(fā)展方向是開(kāi)發(fā)不污染被保護(hù)對(duì)象、不破壞大氣臭氧層、溫室效應(yīng)小、對(duì)人體無(wú)害的滅火劑，即“潔凈氣體”滅火劑和相應(yīng)的滅火系統(tǒng)，這是當(dāng)前發(fā)展的主流。

目前，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦的第一代用于替代哈龍的潔凈氣體滅火劑共有14種。其中以含一個(gè)氫原子的氟代烷(HFC)的綜合性能較為理想，具有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值，但目前的開(kāi)發(fā)水平尚未達(dá)到“全代用”哈龍滅火劑的要求，其性能尚有不足之處，只能成為鹵代烷的過(guò)渡性替代物。

氣體滅火系統(tǒng)的類型

分類方式 系統(tǒng)類型 滅火劑 按應(yīng)用方式分類 全淹沒(méi)滅火系統(tǒng) CO2、FM200、煙烙盡 局部應(yīng)用滅火系統(tǒng) CO2 按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類 管網(wǎng)系統(tǒng) 組合分配系統(tǒng) CO2、FM200、煙烙盡 單元獨(dú)立系統(tǒng) CO2、FM200、煙烙盡 無(wú)管網(wǎng)裝置 CO2、FM200 按儲(chǔ)存方式分類 高壓系統(tǒng) CO2、FM200、煙烙盡 低壓系統(tǒng) CO2 按管網(wǎng)布置形式分類 均衡管網(wǎng)系統(tǒng) CO2、FM200、煙烙盡 非均衡管網(wǎng)系統(tǒng) CO2、FM200、煙烙盡

注：滅火劑僅以二氧化碳（CO2）、FM200、煙烙盡為例。

氣體滅火劑的類型

二氧化碳（CO2）

在常溫條件下，CO2以無(wú)色、無(wú)味的氣體存在，根據(jù)其物理特性，有二種儲(chǔ)存方式：⑴以常溫儲(chǔ)存于壓力容器內(nèi)，即高壓儲(chǔ)存（在20℃氣溫下，儲(chǔ)存壓力為5.17MPa），相應(yīng)的滅火系統(tǒng)稱為高壓系統(tǒng)；⑵在所控制的低溫條件下將CO2儲(chǔ)存于壓力容器內(nèi)，即低壓儲(chǔ)存（在-18℃時(shí)儲(chǔ)存壓力為2.07 MPa），相應(yīng)的滅火系統(tǒng)稱為低壓系統(tǒng)。

CO2滅火作用主要用于窒息，其次是冷卻，為物理反應(yīng)。在眾多的鹵代烷滅火系統(tǒng)的替代系統(tǒng)中，以CO2滅火系統(tǒng)技術(shù)最為成熟，應(yīng)用也最廣泛。在國(guó)內(nèi)，以高壓系統(tǒng)最為普遍，近幾年，低壓CO2滅火系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展也很快。CO2滅火系統(tǒng)較為經(jīng)濟(jì)，能輸送較遠(yuǎn)距離，但其較高的滅火濃度對(duì)人非常危險(xiǎn)，不宜用于有人場(chǎng)所。另外，一些資料表明，在釋放過(guò)程中的冷凝現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)電子元件造成損害。

七氟丙烷（FM200）

七氟丙烷（美國(guó)商標(biāo)名稱為FM200）滅火劑是一種無(wú)色、幾乎無(wú)味、不導(dǎo)電的氣體，密度大約為空氣的6倍，采用高壓液化儲(chǔ)存。

七氟丙烷（FM200）的滅火機(jī)理為抑制化學(xué)鏈反應(yīng)，其滅火機(jī)理及滅火效率與鹵代烷“1301”相類似，為主動(dòng)滅火，在幾種替代物中是較為有效的一種。

七氟丙烷（FM200）是毒性較低、無(wú)色、無(wú)味、無(wú)二次污染的氣體，對(duì)人體產(chǎn)生不良影響的體積濃度臨界值為9％，其最小設(shè)計(jì)滅火濃度為7％，因此，正常情況下對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生不良影響，可用于經(jīng)常有人活動(dòng)的場(chǎng)所，特別是它不破壞大氣臭氧層，符合環(huán)境要求。由于滅火濃度較低，因而儲(chǔ)瓶數(shù)量較少，占地面積也較小，而且各項(xiàng)指標(biāo)較為合理，系統(tǒng)功能完善、工作準(zhǔn)確可靠，長(zhǎng)期儲(chǔ)存不泄露。但其滅火系統(tǒng)也有自身的弱點(diǎn)：不能滅固體深位火災(zāi)，輸送距離短，因?yàn)闇缁饎┑尼尫疟仨氃谑�秒種之內(nèi)完成，達(dá)到滅火濃度，否則產(chǎn)生的酸性分解物對(duì)人體有害，對(duì)被保護(hù)設(shè)施也有腐蝕性，用于組合分配系統(tǒng)時(shí)，各防護(hù)區(qū)位置應(yīng)相對(duì)集中。另外滅火劑價(jià)格也較高。

煙烙盡（IG—541）

煙烙盡滅火劑由52％氮、40％氬、8％二氧化碳三種氣體組成，比空氣略重，屬于惰性氣體滅火劑，以氣態(tài)儲(chǔ)存，其儲(chǔ)存壓力為15MPa。

煙烙盡的滅火機(jī)理是通過(guò)降低防護(hù)區(qū)中的氧氣濃度（由空氣正常含氧量的21％降至12.5％），使其不能維持燃燒而達(dá)到滅火的目的，為物理反應(yīng)，屬被動(dòng)滅火。

煙烙盡是一種綠色環(huán)保型滅火劑，在滅火時(shí)不會(huì)發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，不污染環(huán)境，無(wú)毒、無(wú)腐蝕，具有良好的電絕緣性能，不會(huì)對(duì)被保護(hù)設(shè)備構(gòu)成危害，也無(wú)須延遲噴放，這是其它滅火劑所不具備的特點(diǎn)。IG541混合氣體滅火劑在42.8％的滅火濃度下，人或者動(dòng)物不會(huì)感到不適應(yīng)，這是由于此時(shí)保護(hù)區(qū)內(nèi)的二氧化碳含量在4％～5％之間，提高了人或動(dòng)物的呼吸頻率，這樣可以使人或動(dòng)物氧氣的攝入量與在正�？諝庀卵鯕鈹z入量保持一致。另外，混合氣體以設(shè)計(jì)濃度和空氣混合后，可以在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持這一滅火濃度，即使保護(hù)區(qū)沒(méi)有采取特別的密封措施，系統(tǒng)也能在20分鐘后保持滅火所需的濃度。另外滅火劑價(jià)格便宜，輸送距離也很長(zhǎng)，這對(duì)于保護(hù)相距較遠(yuǎn)的保護(hù)區(qū)十分有利，由于滅火氣體可充分與空氣混合，故能有效防止復(fù)燃。但因是被動(dòng)滅火，其滅火效果略差，其高壓氣態(tài)儲(chǔ)存方式帶來(lái)了儲(chǔ)瓶數(shù)量大，占地面積大，系統(tǒng)造價(jià)高的缺點(diǎn)。

滅火劑選擇的原則

① ODP值最小原則，即對(duì)臭氧層的耗損最小。

② C值最小原則，即滅火濃度小，滅火劑用量少。

③ GWP值最小原則，即溫室效應(yīng)小。

④ ALT值最小原則，即在大氣中存留期短，潛在危險(xiǎn)小。

⑤ NOAEL值最大原則，即毒性低。

五個(gè)原則具體執(zhí)行時(shí)應(yīng)綜合考慮，統(tǒng)籌兼顧，結(jié)合具體條件決定。由于我國(guó)尚無(wú)國(guó)家級(jí)的規(guī)范出臺(tái)，因此工程應(yīng)用中各地方在滅火劑的選擇上也各有不同，目前我國(guó)在工程中常用的有七氟丙烷及煙烙盡，其他系統(tǒng)尚無(wú)應(yīng)用實(shí)例。

系統(tǒng)選擇

筆者通過(guò)對(duì)北京市網(wǎng)通綜合樓氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中幾種新型滅火劑相對(duì)于1301滅火劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較供讀者參考。

本工程按《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-2001要求在地下一層傳輸機(jī)房設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)，防護(hù)區(qū)具體情況見(jiàn)左圖：

本工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

潔凈氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路與鹵代烷滅火系統(tǒng)頗為類似，可歸納為：設(shè)計(jì)滅火用量(M)→管道流量(Q)→管道內(nèi)徑(D)→管道規(guī)格→管道計(jì)算長(zhǎng)度(L)→中期容器壓力(Pm)→管道節(jié)點(diǎn)壓力(Pj)→噴頭等效孔口面積(F)→噴頭規(guī)格→滅火劑儲(chǔ)存量(Mc)→儲(chǔ)瓶數(shù)量(Np)。

系統(tǒng)管網(wǎng)計(jì)算的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確地計(jì)算出管道內(nèi)各點(diǎn)的壓力，從而合理選擇滅火劑的貯存壓力、滅火劑的充裝密度、各管段的管徑和各個(gè)噴嘴的孔口面積。管網(wǎng)阻力計(jì)算的“最終”結(jié)果是在保證滅火劑噴射時(shí)間及滿足噴頭最低入口壓力前提下，盡可能選擇較小的貯存壓力、較大的充裝密度、較小的管徑，以降低工程造價(jià)。
氣體消防已成為國(guó)內(nèi)外的熱門(mén)話題和重要的研究課題。FM200做為潔凈滅火劑更是大有作為，隨著FM200國(guó)家規(guī)范的出臺(tái)，F(xiàn)M200的設(shè)計(jì)會(huì)日趨成熟。

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