氣體滅火系統概述

    眾所周知，在消防領域應用最廣泛的滅火劑就是水。隨著國家經濟建設的迅速發展，大批工業和民用建筑尤其是高層建筑的不斷涌現，更隨著高科技的發展，設備對滅火劑的要求越來越高，對于撲滅可燃氣體、可燃液體、電器火災以及計算機房、重要文物檔案庫、通信廣播機房、微波機房等不宜用水滅火的火災，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，《建筑設計防火規范》（GBJ16-87一2001年版）和《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-2001年版）已明確規定了應設置氣體滅火系統的場所。可見，氣體消防系統在各類滅火系統中占有很重要的地位。

    傳統哈龍產品——鹵代烷1211及1301在我國氣體消防行業的應用歷史中占有非常重要的地位，目前系統的裝備量約占氣體滅火系統總裝備量的80%以上。

由于哈龍滅火劑是破壞大氣臭氧層的主要因素，為了保護人類共同的生存環境，造福子孫后代，我國政府于1989及1991年分別簽署了《關于保護臭氧層的維也納公約》、《關于破壞臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，并決定于2005年停產1211，2010年停產1301。這標志著淘汰哈龍，開發新型滅火劑已成為大勢所趨。

    哈龍替代技術發展的一個方面是用已有的其他滅火系統替代哈龍滅火系統，如采用二氧化碳、水噴霧、泡沫、干粉、易安龍(氣溶膠)滅火系統等。這些滅火系統有的存在技術陷,尚未形成正式的技術規范和市場；有的盡管較為成熟，但難以解決滅火劑的污染問題，只能在那些“非必要場所”替代哈龍滅火系統，如傳統滅火劑二氧化碳，雖然其應用歷史較長,且技術已經規范化，但其最低設計濃度高于對人體的致死濃度，故在保護經常有人的場所時須慎重采用。

    另一個發展方向是開發不污染被保護對象、不破壞大氣臭氧層、溫室效應小、對人體無害的滅火劑，即“潔凈氣體”滅火劑和相應的滅火系統，這是當前發展的主流。

    目前，國際標準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。其中以含一個氫原子的氟代烷(HFC)的綜合性能較為理想，具有一定的開發價值，但目前的開發水平尚未達到“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渡性替代物。

氣體滅火系統的類型

二氧化碳（CO2）

    在常溫條件下，CO2以無色、無味的氣體存在，根據其物理特性，有二種儲存方式：⑴以常溫儲存于壓力容器內，即高壓儲存（在20℃氣溫下，儲存壓力為5.17MPa），相應的滅火系統稱為高壓系統；⑵在所控制的低溫條件下將CO2儲存于壓力容器內，即低壓儲存（在-18℃時儲存壓力為2.07 MPa），相應的滅火系統稱為低壓系統。

    CO2滅火作用主要用于窒息，其次是冷卻，為物理反應。在眾多的鹵代烷滅火系統的替代系統中，以CO2滅火系統技術最為成熟，應用也最廣泛。在國內，以高壓系統最為普遍，近幾年，低壓CO2滅火系統應用技術發展也很快。CO2滅火系統較為經濟，能輸送較遠距離，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象可能會對電子元件造成損害。

七氟丙烷（FM200）

    七氟丙烷（美國商標名稱為FM200）滅火劑是一種無色、幾乎無味、不導電的氣體，密度大約為空氣的6倍，采用高壓液化儲存。

七氟丙烷（FM200）的滅火機理為抑制化學鏈反應，其滅火機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（FM200）是毒性較低、無色、無味、無二次污染的氣體，對人體產生不良影響的體積濃度臨界值為9％，其最小設計滅火濃度為7％，因此，正常情況下對人體不會產生不良影響，可用于經常有人活動的場所，特別是它不破壞大氣臭氧層，符合環境要求。由于滅火濃度較低，因而儲瓶數量較少，占地面積也較小，而且各項指標較為合理，系統功能完善、工作準確可靠，長期儲存不泄露。但其滅火系統也有自身的弱點：不能滅固體深位火災，輸送距離短，因為滅火劑的釋放必須在十秒種之內完成，達到滅火濃度，否則產生的酸性分解物對人體有害，對被保護設施也有腐蝕性，用于組合分配系統時，各防護區位置應相對集中。另外滅火劑價格也較高。

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，以氣態儲存，其儲存壓力為15MPa。

    煙烙盡的滅火機理是通過降低防護區中的氧氣濃度（由空氣正常含氧量的21％降至12.5％），使其不能維持燃燒而達到滅火的目的，為物理反應，屬被動滅火。

煙烙盡是一種綠色環保型滅火劑，在滅火時不會發生任何化學反應，不污染環境，無毒、無腐蝕，具有良好的電絕緣性能，不會對被保護設備構成危害，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，這是由于此時保護區內的二氧化碳含量在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，混合氣體以設計濃度和空氣混合后，可以在較長的時間內保持這一滅火濃度，即使保護區沒有采取特別的密封措施，系統也能在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，這對于保護相距較遠的保護區十分有利，由于滅火氣體可充分與空氣混合，故能有效防止復燃。但因是被動滅火，其滅火效果略差，其高壓氣態儲存方式帶來了儲瓶數量大，占地面積大，系統造價高的缺點。

滅火劑選擇的原則

①  ODP值最小原則，即對臭氧層的耗損最小。

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，即溫室效應小。

④  ALT值最小原則，即在大氣中存留期短，潛在危險小。

⑤ NOAEL值最大原則，即毒性低。

    五個原則具體執行時應綜合考慮，統籌兼顧，結合具體條件決定。由于我國尚無國家級的規范出臺，因此工程應用中各地方在滅火劑的選擇上也各有不同，目前我國在工程中常用的有七氟丙烷及煙烙盡，其他系統尚無應用實例。