摘要：本文介紹了在建筑消防設(shè)計(jì)中常用的三種氣體滅火裝置,闡述了IG541氣體滅火系統(tǒng)、七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)、二氧化碳氣體滅火系統(tǒng)的滅火原理,對(duì)三種氣體滅火裝置滅火后對(duì)大氣環(huán)境、人體健康、保護(hù)對(duì)象的影響進(jìn)行了對(duì)比,并結(jié)合工程實(shí)例,介紹氣體滅火在工程消防設(shè)計(jì)的重要作用。

　　本文介紹了各類常用氣體滅火系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)例分析了它們的適用性。

關(guān)鍵詞：氣體滅火系統(tǒng)；二氧化碳滅火系統(tǒng)；七氟丙烷滅火系統(tǒng)；惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)

1．概述

　　氣體滅火系統(tǒng)是以化學(xué)氣體為滅火劑，與火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)相配合組成的以撲滅各類火災(zāi)為目的的滅火系統(tǒng)。傳統(tǒng)的水滅火系統(tǒng)一般多用于固體可燃物的火災(zāi)，而對(duì)于各類液體火災(zāi)、氣體火災(zāi)及電器火災(zāi)則無(wú)能為力，氣體滅火系統(tǒng)的出現(xiàn)很好地解決了這一問(wèn)題，其滅火效率高、速度快、滅火后對(duì)物體不損壞、無(wú)污染、無(wú)痕跡等優(yōu)點(diǎn)都是水滅火系統(tǒng)無(wú)法做到的。自上世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及我國(guó)工程建設(shè)力度的不斷加大，各類新的建筑不斷出現(xiàn)，其中需應(yīng)用氣體滅火系統(tǒng)的場(chǎng)合越來(lái)越多，同時(shí)各種類型的氣體滅火系統(tǒng)也層出不窮，它們的出現(xiàn)在為設(shè)計(jì)人員帶來(lái)更多更好選擇的同時(shí)，也需要設(shè)計(jì)者深入地了解其特點(diǎn)，以作出正確合理的選擇。

　　目前，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的有三類氣體滅火系統(tǒng)：二氧化碳滅火系統(tǒng)、七氟丙烷滅火系統(tǒng)及惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)。本文結(jié)合筆者的工程實(shí)踐，對(duì)以上三種氣體滅火系統(tǒng)的特點(diǎn)及適用性進(jìn)行探討。

2．常用氣體滅火系統(tǒng)特點(diǎn)及適用性

　　2.1．二氧化碳滅火系統(tǒng)

　　二氧化碳滅火系統(tǒng)為物理滅火，主要是以窒息、隔離燃燒物的方式滅火，滅火濃度較高，速度較快。該類滅火系統(tǒng)在我國(guó)已有多年的使用經(jīng)驗(yàn)，從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)到設(shè)計(jì)規(guī)范、驗(yàn)收規(guī)范等都有國(guó)標(biāo)可循，是技術(shù)成熟的氣體滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)可設(shè)計(jì)為單元獨(dú)立系統(tǒng)或組合分配系統(tǒng)，設(shè)計(jì)濃度不小于34%，滅火方式有全淹沒(méi)式和局部應(yīng)用兩種。根據(jù)系統(tǒng)存儲(chǔ)壓力及溫度的差異可分為高壓系統(tǒng)與低壓系統(tǒng)兩類。高壓系統(tǒng)存儲(chǔ)壓力：5.17Mpa；存儲(chǔ)裝置環(huán)境溫度：0~49℃；充裝密度：0.60~0.74kg/L。低壓系統(tǒng)存儲(chǔ)壓力：2.07Mpa；存儲(chǔ)裝置環(huán)境溫度：-18~-20℃；充裝密度：0.90~0.95kg/L。

　　對(duì)于保護(hù)對(duì)象而言，二氧化碳噴放過(guò)程中，由于液相和固態(tài)“干冰”的快速氣化，防護(hù)區(qū)溫度急速下降，會(huì)產(chǎn)生一定程度的“冷激”、“冷淬”現(xiàn)象，因此應(yīng)用于精密設(shè)備需特別關(guān)注。同時(shí)，二氧化碳的設(shè)計(jì)濃度遠(yuǎn)大于窒息濃度（20%），因此，該系統(tǒng)不可用于經(jīng)常有人工作或停留的場(chǎng)所。從環(huán)保角度而言，二氧化碳屬于溫室氣體對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定影響。

　　在本文所列三類氣體滅火系統(tǒng)中，二氧化碳滅火系統(tǒng)一次性投資最低，日常維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用也較低，應(yīng)用于無(wú)人場(chǎng)所有很好的經(jīng)濟(jì)性。

　　2.2．七氟丙烷滅火系統(tǒng)

　　七氟丙烷滅火系統(tǒng)滅火機(jī)理為：通過(guò)七氟丙烷滅火劑的化學(xué)催化和凈化作用大量捕捉、消耗火焰中的自由基，抑制燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而達(dá)到滅火的目的，因此，該系統(tǒng)以化學(xué)滅火方式為主，特點(diǎn)是滅火效率高、速度快、滅火劑用量小。目前，此類系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)已應(yīng)用多年，上海、北京、廣東等省市都有相關(guān)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)收規(guī)范可循，技術(shù)上較為成熟，但各地的地標(biāo)在部分條款上存在差異，給應(yīng)用帶來(lái)一定的困難。七氟丙烷滅火系統(tǒng)可設(shè)計(jì)為單元獨(dú)立系統(tǒng)或組合分配系統(tǒng)，但由于其滅火劑輸送距離短，并不適用與大型防護(hù)區(qū)或高差大輸送距離遠(yuǎn)的場(chǎng)合，系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)如下：存儲(chǔ)壓力：2.5Mpa或4.2Mpa；充裝密度：≤1150kg/m3；使用環(huán)境溫度：0~50℃；設(shè)計(jì)濃度不小于7.35%，滅火方式：全淹沒(méi)式。

　　七氟丙烷屬含氟化合物，高溫受熱會(huì)分解產(chǎn)生氫氟酸，對(duì)保護(hù)對(duì)象的金屬、玻璃表面會(huì)產(chǎn)生腐蝕；對(duì)防護(hù)區(qū)內(nèi)的人員有一定的毒性，刺激人的呼吸和眼睛。因此，在有人員停留或設(shè)置電子設(shè)備的場(chǎng)合應(yīng)用該系統(tǒng)需進(jìn)行必要的濃度核算，確保實(shí)際噴放后防護(hù)區(qū)的滅火劑濃度在允許值以下。七氟丙烷溫室效應(yīng)值（GWP）較高，大氣存活壽命較長(zhǎng)，已納入《氣候變化框架公約》，從環(huán)保發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，使用該系統(tǒng)存在被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。

　　對(duì)于同一個(gè)保護(hù)區(qū)而言，七氟丙烷滅火系統(tǒng)的工程造價(jià)高于二氧化碳滅火系統(tǒng)，低于惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)。但該系統(tǒng)滅火劑成本較高，因此如有泄漏，日常補(bǔ)充藥劑等維護(hù)費(fèi)用較貴。

　　2.3．惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)

　　惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)的滅火劑由52%的氮?dú)狻?0%的氬氣和8%的二氧化碳組成，其滅火機(jī)理是冷卻、窒息滅火，為物理方式滅火，其滅火效率及速度不如七氟丙烷滅火系統(tǒng)。該類系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)已廣泛應(yīng)用，上海、北京、陜西等地都有相關(guān)的設(shè)計(jì)驗(yàn)收規(guī)范，技術(shù)較為成熟，但也存在著各地規(guī)程不一致的問(wèn)題。IG-541系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)為：存儲(chǔ)壓力：15Mpa；滅火劑比容：0.707m3/kg（20℃）；使用環(huán)境溫度：0~50℃；設(shè)計(jì)濃度不小于37.5%，滅火方式：全淹沒(méi)式。

　　IG-541滅火劑為惰性氣體，高溫下不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，對(duì)保護(hù)對(duì)象是安全的。對(duì)于保護(hù)區(qū)內(nèi)的工作人員，滅火劑本身無(wú)毒性，同時(shí)根據(jù)“低氧狀態(tài)下的生命維持理論”的實(shí)證，空氣中含有3~5%的二氧化碳可刺激人體呼吸速率加速，滿足人體需氧量要求，因此，只要保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)濃度低于43%，該系統(tǒng)對(duì)人是安全的。就環(huán)保而言，IG-541滅火劑組成與空氣相近，對(duì)環(huán)境無(wú)任何影響，是理想的氣體滅火系統(tǒng)。

　　2.4．系統(tǒng)比較

　　綜合以上內(nèi)容，可以對(duì)這三類氣體滅火系統(tǒng)作出一番比較，具體見(jiàn)表（部分內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)存在誤差，大家參考）。

3．實(shí)例分析

　　3.1．實(shí)例一（立體車庫(kù)）

　　筆者曾做過(guò)一立體車庫(kù)的消防設(shè)計(jì)，該車庫(kù)平面尺寸為11×7.4m，高34m，共計(jì)有18層，每層停2輛轎車，采用垂直升降電梯來(lái)輸送車輛，車庫(kù)內(nèi)是無(wú)人的。該車庫(kù)是貼著一棟高層建筑而建的，充分利用了高度上的空間。其特點(diǎn)就是消防要求高，空間狹小。結(jié)合車庫(kù)具體情況，消防設(shè)計(jì)采用了氣體滅火系統(tǒng)，該滅火系統(tǒng)布置在車庫(kù)底層旁邊的設(shè)備房?jī)?nèi)。

　　針對(duì)該項(xiàng)目，比較常用的三類氣體滅火系統(tǒng)適用性如下：七氟丙烷滅火系統(tǒng)由于垂直輸送較短，應(yīng)用該車庫(kù)內(nèi)較為困難，且其造價(jià)較高，因此未予采用；惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)在技術(shù)應(yīng)用上無(wú)困難，但其工程造價(jià)高，因此亦不采用；考慮車庫(kù)內(nèi)是無(wú)人空間，可采用二氧化碳滅火系統(tǒng)，而且其綜和造價(jià)較低，因此本工程采用了該滅火系統(tǒng)。主要設(shè)備配置如下：36個(gè)45kg裝的二氧化碳鋼瓶及一套控制系統(tǒng)。

　　3.2．實(shí)例二（地鐵車站）

　　目前國(guó)內(nèi)很多大城市都在大力發(fā)展軌道交通，有諸多地鐵車站需設(shè)計(jì)建設(shè)。由于地鐵是電力牽引的，車站內(nèi)各類電氣及控制設(shè)備眾多，對(duì)此類設(shè)備的火災(zāi)，水滅火系統(tǒng)是無(wú)能為力的，只能使用氣體滅火系統(tǒng)。

　　該使用場(chǎng)合的特點(diǎn)是：1、設(shè)備昂貴，保護(hù)要求高；2、需要保護(hù)的區(qū)域眾多，且比較分散，距離較遠(yuǎn)；3、平時(shí)保護(hù)區(qū)域內(nèi)是有人的；4、每個(gè)車站都要使用氣體滅火系統(tǒng)，用量大，需注意考慮環(huán)境影響，以避免將來(lái)被淘汰。

原標(biāo)題淺談我國(guó)常用氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)《基層建設(shè)》2017年6期 

參考文獻(xiàn)

1．氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50370-2005）2016.5

2．二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50193-93）1994.8

3．七氟丙烷滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程（DG/TJ08-307-2002）2016.7

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