摘要：本文介紹了在建筑消防設計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,對三種氣體滅火裝置滅火后對大氣環(huán)境、人體健康、保護對象的影響進行了對比,并結合工程實例,介紹氣體滅火在工程消防設計的重要作用。

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

關鍵詞：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)是以化學氣體為滅火劑，與火災探測報警系統(tǒng)相配合組成的以撲滅各類火災為目的的滅火系統(tǒng)。傳統(tǒng)的水滅火系統(tǒng)一般多用于固體可燃物的火災，而對于各類液體火災、氣體火災及電器火災則無能為力，氣體滅火系統(tǒng)的出現(xiàn)很好地解決了這一問題，其滅火效率高、速度快、滅火后對物體不損壞、無污染、無痕跡等優(yōu)點都是水滅火系統(tǒng)無法做到的。自上世紀90年代以來，隨著科學技術的飛速發(fā)展以及我國工程建設力度的不斷加大，各類新的建筑不斷出現(xiàn)，其中需應用氣體滅火系統(tǒng)的場合越來越多，同時各種類型的氣體滅火系統(tǒng)也層出不窮，它們的出現(xiàn)在為設計人員帶來更多更好選擇的同時，也需要設計者深入地了解其特點，以作出正確合理的選擇。

　　目前，在國內(nèi)應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)。本文結合筆者的工程實踐，對以上三種氣體滅火系統(tǒng)的特點及適用性進行探討。

2．常用氣體滅火系統(tǒng)特點及適用性

　　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)在我國已有多年的使用經(jīng)驗，從產(chǎn)品標準到設計規(guī)范、驗收規(guī)范等都有國標可循，是技術成熟的氣體滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)可設計為單元獨立系統(tǒng)或組合分配系統(tǒng)，設計濃度不小于34%，滅火方式有全淹沒式和局部應用兩種。根據(jù)系統(tǒng)存儲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)存儲壓力：5.17Mpa；存儲裝置環(huán)境溫度：0~49℃；充裝密度：0.60~0.74kg/L。低壓系統(tǒng)存儲壓力：2.07Mpa；存儲裝置環(huán)境溫度：-18~-20℃；充裝密度：0.90~0.95kg/L。

　　對于保護對象而言，二氧化碳噴放過程中，由于液相和固態(tài)“干冰”的快速氣化，防護區(qū)溫度急速下降，會產(chǎn)生一定程度的“冷激”、“冷淬”現(xiàn)象，因此應用于精密設備需特別關注。同時，二氧化碳的設計濃度遠大于窒息濃度（20%），因此，該系統(tǒng)不可用于經(jīng)常有人工作或停留的場所。從環(huán)保角度而言，二氧化碳屬于溫室氣體對環(huán)境會產(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，日常維護保養(yǎng)費用也較低，應用于無人場所有很好的經(jīng)濟性。

　　2.2．七氟丙烷滅火系統(tǒng)

　　七氟丙烷滅火系統(tǒng)滅火機理為：通過七氟丙烷滅火劑的化學催化和凈化作用大量捕捉、消耗火焰中的自由基，抑制燃燒的鏈式反應，從而達到滅火的目的，因此，該系統(tǒng)以化學滅火方式為主，特點是滅火效率高、速度快、滅火劑用量小。目前，此類系統(tǒng)在國內(nèi)已應用多年，上海、北京、廣東等省市都有相關的設計、驗收規(guī)范可循，技術上較為成熟，但各地的地標在部分條款上存在差異，給應用帶來一定的困難。七氟丙烷滅火系統(tǒng)可設計為單元獨立系統(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區(qū)或高差大輸送距離遠的場合，系統(tǒng)主要技術參數(shù)如下：存儲壓力：2.5Mpa或4.2Mpa；充裝密度：≤1150kg/m3；使用環(huán)境溫度：0~50℃；設計濃度不小于7.35%，滅火方式：全淹沒式。

　　七氟丙烷屬含氟化合物，高溫受熱會分解產(chǎn)生氫氟酸，對保護對象的金屬、玻璃表面會產(chǎn)生腐蝕；對防護區(qū)內(nèi)的人員有一定的毒性，刺激人的呼吸和眼睛。因此，在有人員停留或設置電子設備的場合應用該系統(tǒng)需進行必要的濃度核算，確保實際噴放后防護區(qū)的滅火劑濃度在允許值以下。七氟丙烷溫室效應值（GWP）較高，大氣存活壽命較長，已納入《氣候變化框架公約》，從環(huán)保發(fā)展的趨勢來說，使用該系統(tǒng)存在被淘汰的風險。

　　對于同一個保護區(qū)而言，七氟丙烷滅火系統(tǒng)的工程造價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，日常補充藥劑等維護費用較貴。

　　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%的氮氣、40%的氬氣和8%的二氧化碳組成，其滅火機理是冷卻、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)在國內(nèi)已廣泛應用，上海、北京、陜西等地都有相關的設計驗收規(guī)范，技術較為成熟，但也存在著各地規(guī)程不一致的問題。IG-541系統(tǒng)主要技術參數(shù)為：存儲壓力：15Mpa；滅火劑比容：0.707m3/kg（20℃）；使用環(huán)境溫度：0~50℃；設計濃度不小于37.5%，滅火方式：全淹沒式。

　　IG-541滅火劑為惰性氣體，高溫下不會發(fā)生反應，對保護對象是安全的。對于保護區(qū)內(nèi)的工作人員，滅火劑本身無毒性，同時根據(jù)“低氧狀態(tài)下的生命維持理論”的實證，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，只要保護區(qū)設計濃度低于43%，該系統(tǒng)對人是安全的。就環(huán)保而言，IG-541滅火劑組成與空氣相近，對環(huán)境無任何影響，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，可以對這三類氣體滅火系統(tǒng)作出一番比較，具體見表（部分內(nèi)容與現(xiàn)實存在誤差，大家參考）。

3．實例分析

　　3.1．實例一（立體車庫）

　　筆者曾做過一立體車庫的消防設計，該車庫平面尺寸為11×7.4m，高34m，共計有18層，每層停2輛轎車，采用垂直升降電梯來輸送車輛，車庫內(nèi)是無人的。該車庫是貼著一棟高層建筑而建的，充分利用了高度上的空間。其特點就是消防要求高，空間狹小。結合車庫具體情況，消防設計采用了氣體滅火系統(tǒng)，該滅火系統(tǒng)布置在車庫底層旁邊的設備房內(nèi)。

　　針對該項目，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，應用該車庫內(nèi)較為困難，且其造價較高，因此未予采用；惰性氣體IG-541滅火系統(tǒng)在技術應用上無困難，但其工程造價高，因此亦不采用；考慮車庫內(nèi)是無人空間，可采用二氧化碳滅火系統(tǒng)，而且其綜和造價較低，因此本工程采用了該滅火系統(tǒng)。主要設備配置如下：36個45kg裝的二氧化碳鋼瓶及一套控制系統(tǒng)。

　　3.2．實例二（地鐵車站）

　　目前國內(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計建設。由于地鐵是電力牽引的，車站內(nèi)各類電氣及控制設備眾多，對此類設備的火災，水滅火系統(tǒng)是無能為力的，只能使用氣體滅火系統(tǒng)。

　　該使用場合的特點是：1、設備昂貴，保護要求高；2、需要保護的區(qū)域眾多，且比較分散，距離較遠；3、平時保護區(qū)域內(nèi)是有人的；4、每個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，以避免將來被淘汰。

原標題淺談我國常用氣體滅火系統(tǒng)設計《基層建設》2017年6期 

參考文獻

1．氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范（GB50370-2005）2016.5

2．二氧化碳滅火系統(tǒng)設計規(guī)范（GB50193-93）1994.8

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

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