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變配電、發(fā)電機(jī)房滅火系統(tǒng)選擇
日期：2024-12-19 15:07
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摘要：
作者 ：高峰
杭州市錢江新城建設(shè)指揮部,浙江杭州 310016）摘要：變配電、發(fā)電機(jī)房是建筑工程的重要組成部分，一般位于建筑地下空間內(nèi)，作為使用功能的心臟，其消防氣體滅火系統(tǒng)的配置顯得極為重要。
關(guān)鍵詞：變配電;發(fā)電機(jī)房;氣體滅火;環(huán)境
眾所周知，在消防領(lǐng)域應(yīng)用*廣泛的滅火劑就是水。隨著國家經(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)備對滅火劑的要求越來越高，對于撲滅可燃?xì)怏w、可燃液體、電器火災(zāi)以及計算機(jī)房、重要文物檔案庫、通信廣播機(jī)房、微波機(jī)房變配電、發(fā)電機(jī)房等不宜用水滅火的火災(zāi)，氣體消防作為*有效*干凈的滅火手段，日益受到重視。其中，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GBJ16-87一2001年版）和《高層民用建筑設(shè)計防火規(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)的場所。
變配電、發(fā)電機(jī)房是建筑工程的重要組成部分，一般位于建筑地下空間內(nèi)，作為使用功能的心臟，其消防氣體滅火系統(tǒng)的配置顯得極為重要，下面以此對消防氣體系統(tǒng)進(jìn)行闡述。
目前國內(nèi)主要采用的新型滅火劑有氣溶膠、CO2（二氧化碳）、FM－200（七氟丙烷HFC－227ea）、INERGEN（煙烙盡IG—541）、SDE等。由于環(huán)保方面的要求，過去常用的氣體滅火劑——哈龍1301已逐漸退出歷史舞臺，取而代之的是上述潔凈氣體滅火劑。
1 氣體滅火劑滅火機(jī)理
1.1 氣溶膠
氣溶膠雖然“氣”字在頭，但實際上是一種煙霧型滅火劑，是液體或固體微粒懸浮于氣體分散介質(zhì)中形成的一種溶膠，其微粒是通過由氧化劑、還原劑及粘合物結(jié)合成的固體材料的燃燒而產(chǎn)生。優(yōu)點為：滅火效能高，系統(tǒng)簡單，價格低廉，不破壞臭氧層。缺點是：①氣溶膠在燃燒反應(yīng)時產(chǎn)生高溫，造成二次損害；②滅火時產(chǎn)生的高分散度、高濃度煙霧，使防護(hù)區(qū)內(nèi)能見度小于1米，影響人員逃生；③腐蝕及導(dǎo)電性，高濃度膠體中含有水分及金屬鹽（鉀鹽為主），勢必降低空氣的電阻率；④微粒具有較強的吸附能力，很容易粘附在電路板及電子蕊片上，金屬鹽的導(dǎo)電性易引起電子設(shè)備短路，強腐蝕性大大縮短設(shè)備壽命。事實上氣溶膠本身不屬于清潔氣體滅火劑，是介于氣體滅火劑和干粉滅火劑之間的滅火劑，不符合電子設(shè)備房的基本環(huán)境條件，變配電、發(fā)電機(jī)房一般不選用。
1.2 二氧化碳（CO2）
在常溫條件下，CO2以無色、無味的氣體存在，根據(jù)其物理特性，有二種儲存方式：⑴以常溫儲存于壓力容器內(nèi)，即高壓儲存（在20℃氣溫下，儲存壓力為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儲存于壓力容器內(nèi)，即低壓儲存（在-18℃時儲存壓力為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)*為成熟，應(yīng)用也*廣泛。在國內(nèi)，以高壓系統(tǒng)*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人非常危險，不宜用于有人場所。另外，一些資料表明，在釋放過程中的冷凝現(xiàn)象可能會對電子元件造成損害。
1.3 七氟丙烷（***00）
七氟丙烷（美國商標(biāo)名稱為***00）滅火劑是一種無色、幾乎無味、不導(dǎo)電的氣體，密度大約為空氣的6倍，采用高壓液化儲存。七氟丙烷（***00）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，為主動滅火，在幾種替代物中是較為有效的一種。七氟丙烷（***00）是毒性較低、無色、無味、無二次污染的氣體，對人體產(chǎn)生**影響的體積濃度臨界值為9％，其*小設(shè)計滅火濃度為7％，因此，正常情況下對人體不會產(chǎn)生**影響，可用于經(jīng)常有人活動的場所，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，因而儲瓶數(shù)量較少，占地面積也較小，而且各項指標(biāo)較為合理，系統(tǒng)功能完善、工作準(zhǔn)確可靠，長期儲存不泄露。但其滅火系統(tǒng)也有自身的弱點：不能滅固體深位火災(zāi)，輸送距離短，因為滅火劑的釋放必須在十秒種之內(nèi)完成，達(dá)到滅火濃度，否則產(chǎn)生的酸性分解物對人體有害，對被保護(hù)設(shè)施也有腐蝕性，用于組合分配系統(tǒng)時，各防護(hù)區(qū)位置應(yīng)相對集中。另外滅火劑價格也較高。
1.4 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)儲存，其儲存壓力為15MPa。煙烙盡的滅火機(jī)理是通過降低防護(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)，屬被動滅火。
煙烙盡是一種綠色環(huán)保型滅火劑，在滅火時不會發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，不污染環(huán)境，無毒、無腐蝕，具有良好的電絕緣性能，不會對被保護(hù)設(shè)備構(gòu)成危害，也無須延遲噴放，這是其它滅火劑所不具備的特點。IG541混合氣體滅火劑在42.8％的滅火濃度下，人或者動物不會感到不適應(yīng)，這是由于此時保護(hù)區(qū)內(nèi)的二氧化碳含量在4％～5％之間，提高了人或動物的呼吸頻率，這樣可以使人或動物氧氣的攝入量與在正常空氣下氧氣攝入量保持一致。另外，混合氣體以設(shè)計濃度和空氣混合后，可以在較長的時間內(nèi)保持這一滅火濃度，即使保護(hù)區(qū)沒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。另外滅火劑價格便宜，輸送距離也很長，這對于保護(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。但因是被動滅火，其滅火效果略差，其高壓氣態(tài)儲存方式帶來了儲瓶數(shù)量大，占地面積大，系統(tǒng)造價高的缺點。
2 評定一種滅火劑的環(huán)境指標(biāo)一般有三項
從上表對比可知，1301的三個環(huán)境特性指標(biāo)值高，這正是其被淘汰的主要原因之一。CO2和FM-200對臭氧層不破壞，但在大氣中存活壽命較長，同時，大量的CO2和FM-200進(jìn)入大氣層后，對全球溫室效應(yīng)會有較大影響。
3 滅火效率：滅火濃度低、滅火劑用量少、滅火時間短是衡量氣體滅火系統(tǒng)滅火效率高低的尺度。
由于滅火劑的滅火機(jī)理不同，其滅火劑的滅火濃度、滅火時間也各不相同。 CO2和煙烙盡是通過向被保護(hù)空間充滿惰性氣體降低氧的含量達(dá)到窒息滅火，而FM-200和氣溶膠則是通過化學(xué)抑制作用終止燃燒反應(yīng)達(dá)到滅火的目的。從上表可知，CO2和煙烙盡的*小設(shè)計滅火濃度相對較大，應(yīng)用量相對容積比過高，使用量較大，滅火速度相對較慢，FM-200和氣溶膠的滅火速度則明顯要迅速，其滅火效率*高。
4 選取該系統(tǒng)應(yīng)遵循的原則
4.1 高效
即能允許條件下，*短時間控制并熄滅火勢，不復(fù)燃。
4.2 **
滅火劑要能保證無毒或者低毒，低殘留，低腐蝕。
4.3 要有前瞻性
要能符合環(huán)保等理念，且在較長時間內(nèi)，技術(shù)不會落后而被淘汰。
4.4 技術(shù)成熟
要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，安裝、管理和維護(hù)才有技術(shù)保障。
根據(jù)上述比對及選取系統(tǒng)應(yīng)遵循的原則，1301已被淘汰，氣溶膠本身不屬于清潔氣體滅火劑，且產(chǎn)生的微粒很容易粘附在電路板及電子蕊片上，金屬鹽的導(dǎo)電性易引起電子設(shè)備短路，強腐蝕性大大縮短設(shè)備壽命，變配電、發(fā)電機(jī)房一般不易選用；CO2 滅火系統(tǒng)前瞻性不夠，目前在變配電、發(fā)電機(jī)房一般不選用。符合現(xiàn)有建筑設(shè)計防火規(guī)范，且在較長時間內(nèi)，技術(shù)不會落后而被淘汰，只有FM-200、IG-541滅火系統(tǒng)。
要使設(shè)備達(dá)到*大的性價比，且要降低維護(hù)成本，*短時間控制并熄滅火勢，考慮煙烙盡IG-541滅火系統(tǒng)，就目前行情而言，其綜合費用是*高的，但它不受保護(hù)區(qū)域大小的限制，在大的消防工程中，相對而言性價比較高，而且工程越大，節(jié)約投資越明顯。而FM-200適用于小系統(tǒng)，變配電、發(fā)電機(jī)房面積較小，且相互獨立，故變配電、發(fā)電機(jī)房選用FM-200氣體滅火系統(tǒng)為宜。
5 結(jié)束語
氣體消防已成為國內(nèi)外的熱門話題和重要的研究課題。相信隨著科技的不斷進(jìn)步，氣體滅火系統(tǒng)的家族將不斷發(fā)揚擴(kuò)大，相信不久將來新型、**、低價、環(huán)保氣體滅火系統(tǒng)將會不斷涌現(xiàn)。
參考書目：
《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2006）
《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50045－95）
《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50193－93）
《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》（GB50263－97）
《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50067-97）
關(guān)鍵詞：變配電;發(fā)電機(jī)房;氣體滅火;環(huán)境
眾所周知，在消防領(lǐng)域應(yīng)用*廣泛的滅火劑就是水。隨著國家經(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)備對滅火劑的要求越來越高，對于撲滅可燃?xì)怏w、可燃液體、電器火災(zāi)以及計算機(jī)房、重要文物檔案庫、通信廣播機(jī)房、微波機(jī)房變配電、發(fā)電機(jī)房等不宜用水滅火的火災(zāi)，氣體消防作為*有效*干凈的滅火手段，日益受到重視。其中，《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GBJ16-87一2001年版）和《高層民用建筑設(shè)計防火規(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)的場所。
變配電、發(fā)電機(jī)房是建筑工程的重要組成部分，一般位于建筑地下空間內(nèi)，作為使用功能的心臟，其消防氣體滅火系統(tǒng)的配置顯得極為重要，下面以此對消防氣體系統(tǒng)進(jìn)行闡述。
目前國內(nèi)主要采用的新型滅火劑有氣溶膠、CO2（二氧化碳）、FM－200（七氟丙烷HFC－227ea）、INERGEN（煙烙盡IG—541）、SDE等。由于環(huán)保方面的要求，過去常用的氣體滅火劑——哈龍1301已逐漸退出歷史舞臺，取而代之的是上述潔凈氣體滅火劑。
1 氣體滅火劑滅火機(jī)理
1.1 氣溶膠
氣溶膠雖然“氣”字在頭，但實際上是一種煙霧型滅火劑，是液體或固體微粒懸浮于氣體分散介質(zhì)中形成的一種溶膠，其微粒是通過由氧化劑、還原劑及粘合物結(jié)合成的固體材料的燃燒而產(chǎn)生。優(yōu)點為：滅火效能高，系統(tǒng)簡單，價格低廉，不破壞臭氧層。缺點是：①氣溶膠在燃燒反應(yīng)時產(chǎn)生高溫，造成二次損害；②滅火時產(chǎn)生的高分散度、高濃度煙霧，使防護(hù)區(qū)內(nèi)能見度小于1米，影響人員逃生；③腐蝕及導(dǎo)電性，高濃度膠體中含有水分及金屬鹽（鉀鹽為主），勢必降低空氣的電阻率；④微粒具有較強的吸附能力，很容易粘附在電路板及電子蕊片上，金屬鹽的導(dǎo)電性易引起電子設(shè)備短路，強腐蝕性大大縮短設(shè)備壽命。事實上氣溶膠本身不屬于清潔氣體滅火劑，是介于氣體滅火劑和干粉滅火劑之間的滅火劑，不符合電子設(shè)備房的基本環(huán)境條件，變配電、發(fā)電機(jī)房一般不選用。
1.2 二氧化碳（CO2）
在常溫條件下，CO2以無色、無味的氣體存在，根據(jù)其物理特性，有二種儲存方式：⑴以常溫儲存于壓力容器內(nèi)，即高壓儲存（在20℃氣溫下，儲存壓力為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儲存于壓力容器內(nèi)，即低壓儲存（在-18℃時儲存壓力為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)*為成熟，應(yīng)用也*廣泛。在國內(nèi)，以高壓系統(tǒng)*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人非常危險，不宜用于有人場所。另外，一些資料表明，在釋放過程中的冷凝現(xiàn)象可能會對電子元件造成損害。
1.3 七氟丙烷（***00）
七氟丙烷（美國商標(biāo)名稱為***00）滅火劑是一種無色、幾乎無味、不導(dǎo)電的氣體，密度大約為空氣的6倍，采用高壓液化儲存。七氟丙烷（***00）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，為主動滅火，在幾種替代物中是較為有效的一種。七氟丙烷（***00）是毒性較低、無色、無味、無二次污染的氣體，對人體產(chǎn)生**影響的體積濃度臨界值為9％，其*小設(shè)計滅火濃度為7％，因此，正常情況下對人體不會產(chǎn)生**影響，可用于經(jīng)常有人活動的場所，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，因而儲瓶數(shù)量較少，占地面積也較小，而且各項指標(biāo)較為合理，系統(tǒng)功能完善、工作準(zhǔn)確可靠，長期儲存不泄露。但其滅火系統(tǒng)也有自身的弱點：不能滅固體深位火災(zāi)，輸送距離短，因為滅火劑的釋放必須在十秒種之內(nèi)完成，達(dá)到滅火濃度，否則產(chǎn)生的酸性分解物對人體有害，對被保護(hù)設(shè)施也有腐蝕性，用于組合分配系統(tǒng)時，各防護(hù)區(qū)位置應(yīng)相對集中。另外滅火劑價格也較高。
1.4 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)儲存，其儲存壓力為15MPa。煙烙盡的滅火機(jī)理是通過降低防護(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)，屬被動滅火。
煙烙盡是一種綠色環(huán)保型滅火劑，在滅火時不會發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，不污染環(huán)境，無毒、無腐蝕，具有良好的電絕緣性能，不會對被保護(hù)設(shè)備構(gòu)成危害，也無須延遲噴放，這是其它滅火劑所不具備的特點。IG541混合氣體滅火劑在42.8％的滅火濃度下，人或者動物不會感到不適應(yīng)，這是由于此時保護(hù)區(qū)內(nèi)的二氧化碳含量在4％～5％之間，提高了人或動物的呼吸頻率，這樣可以使人或動物氧氣的攝入量與在正常空氣下氧氣攝入量保持一致。另外，混合氣體以設(shè)計濃度和空氣混合后，可以在較長的時間內(nèi)保持這一滅火濃度，即使保護(hù)區(qū)沒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。另外滅火劑價格便宜，輸送距離也很長，這對于保護(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。但因是被動滅火，其滅火效果略差，其高壓氣態(tài)儲存方式帶來了儲瓶數(shù)量大，占地面積大，系統(tǒng)造價高的缺點。
2 評定一種滅火劑的環(huán)境指標(biāo)一般有三項
從上表對比可知，1301的三個環(huán)境特性指標(biāo)值高，這正是其被淘汰的主要原因之一。CO2和FM-200對臭氧層不破壞，但在大氣中存活壽命較長，同時，大量的CO2和FM-200進(jìn)入大氣層后，對全球溫室效應(yīng)會有較大影響。
3 滅火效率：滅火濃度低、滅火劑用量少、滅火時間短是衡量氣體滅火系統(tǒng)滅火效率高低的尺度。
由于滅火劑的滅火機(jī)理不同，其滅火劑的滅火濃度、滅火時間也各不相同。 CO2和煙烙盡是通過向被保護(hù)空間充滿惰性氣體降低氧的含量達(dá)到窒息滅火，而FM-200和氣溶膠則是通過化學(xué)抑制作用終止燃燒反應(yīng)達(dá)到滅火的目的。從上表可知，CO2和煙烙盡的*小設(shè)計滅火濃度相對較大，應(yīng)用量相對容積比過高，使用量較大，滅火速度相對較慢，FM-200和氣溶膠的滅火速度則明顯要迅速，其滅火效率*高。
4 選取該系統(tǒng)應(yīng)遵循的原則
4.1 高效
即能允許條件下，*短時間控制并熄滅火勢，不復(fù)燃。
4.2 **
滅火劑要能保證無毒或者低毒，低殘留，低腐蝕。
4.3 要有前瞻性
要能符合環(huán)保等理念，且在較長時間內(nèi)，技術(shù)不會落后而被淘汰。
4.4 技術(shù)成熟
要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，安裝、管理和維護(hù)才有技術(shù)保障。
根據(jù)上述比對及選取系統(tǒng)應(yīng)遵循的原則，1301已被淘汰，氣溶膠本身不屬于清潔氣體滅火劑，且產(chǎn)生的微粒很容易粘附在電路板及電子蕊片上，金屬鹽的導(dǎo)電性易引起電子設(shè)備短路，強腐蝕性大大縮短設(shè)備壽命，變配電、發(fā)電機(jī)房一般不易選用；CO2 滅火系統(tǒng)前瞻性不夠，目前在變配電、發(fā)電機(jī)房一般不選用。符合現(xiàn)有建筑設(shè)計防火規(guī)范，且在較長時間內(nèi)，技術(shù)不會落后而被淘汰，只有FM-200、IG-541滅火系統(tǒng)。
要使設(shè)備達(dá)到*大的性價比，且要降低維護(hù)成本，*短時間控制并熄滅火勢，考慮煙烙盡IG-541滅火系統(tǒng)，就目前行情而言，其綜合費用是*高的，但它不受保護(hù)區(qū)域大小的限制，在大的消防工程中，相對而言性價比較高，而且工程越大，節(jié)約投資越明顯。而FM-200適用于小系統(tǒng)，變配電、發(fā)電機(jī)房面積較小，且相互獨立，故變配電、發(fā)電機(jī)房選用FM-200氣體滅火系統(tǒng)為宜。
5 結(jié)束語
氣體消防已成為國內(nèi)外的熱門話題和重要的研究課題。相信隨著科技的不斷進(jìn)步，氣體滅火系統(tǒng)的家族將不斷發(fā)揚擴(kuò)大，相信不久將來新型、**、低價、環(huán)保氣體滅火系統(tǒng)將會不斷涌現(xiàn)。
參考書目：
《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2006）
《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50045－95）
《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50193－93）
《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》（GB50263－97）
《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50067-97）