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氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用與選型
日期：2025-04-03 18:23
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摘要：
文章來源于：路景志 （南京理工大學(xué)）
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)
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(bào)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)*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—227ea）,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 | 2.54.2 5.6 | 15 | 5.17 |
儲存狀態(tài) | 液態(tài) | 液態(tài) | 氣態(tài) | 液態(tài) |
*大工作壓力MPa | 13.7 | 4.26.710.5 | 17.2 | 15 |
使用環(huán)境溫度0C | -20~+50 | 0~50 | 0~50 | 0~49 |
**泄放壓力MPPa | 18±0.8 | 5.6±0.6 | 20±1 | 17.5±0.75 |
*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(shí)間S | ≤10 | ≤10 | ≤60 | ≤60 |
噴頭*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*少,。 （2） 滅火劑價(jià)格便宜,，工程造價(jià)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?。ǜ邏簾o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**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(shí)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(jià)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**可靠,。 （2） 滅火劑來源廣泛,，價(jià)格低廉，工程總體造價(jià)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,、**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,、**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(xiǎn)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% | |
**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 | 0~490C | 0~500C | |
保 護(hù) 區(qū) | ≤2000m3 | ≤4000m3 | ≤3600m3 | ——— | ≤3600m3 | |
≤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**要求,；*后還要滿足綜合造價(jià)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，**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(shí),，就應(yīng)選擇三氟甲烷,、二氧化碳或IG-541滅火系統(tǒng)，而*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**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(jià)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(shí),，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(shí)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(shí)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**性要求
在選用氣體滅火系統(tǒng)時(shí),，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,、**系數(shù)大,。**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(cái)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*高濃度（NOAEL）,就認(rèn)為是**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*高濃度NOAER=9%,有毒反應(yīng)的*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*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**程度也是不同的,。在選用時(shí)應(yīng)根據(jù)不同要求有區(qū)別的選擇。
對被保護(hù)物體的**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**后果,。
4所選用的滅火系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性要求---綜合造價(jià)*低
選擇滅火系統(tǒng)時(shí),，在滿足以上三項(xiàng)要求的基礎(chǔ)上，*終還要滿足工程造價(jià)*低的要求?，F(xiàn)在評價(jià)工程的優(yōu)劣主要看其性價(jià)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(jià)*低）才能得到好的性價(jià)比。
氣體滅火系統(tǒng)的工程造價(jià)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(gè)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(shí),，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(jià)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》