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變配電、發(fā)電機(jī)房滅火系統(tǒng)選擇

日期：2025-05-09 06:27
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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(guó)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(duì)滅火劑的要求越來越高，對(duì)于撲滅可燃?xì)怏w、可燃液體、電器火災(zāi)以及計(jì)算機(jī)房、重要文物檔案庫(kù)、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(jì)防火規(guī)范》（GBJ16-87一2001年版）和《高層民用建筑設(shè)計(jì)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(chǎng)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(duì)消防氣體系統(tǒng)進(jìn)行闡述。
目前國(guó)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(tái)，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(shí)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(diǎn)為：滅火效能高，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，不破壞臭氧層。缺點(diǎn)是：①氣溶膠在燃燒反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生高溫，造成二次損害；②滅火時(shí)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(shì)必降低空氣的電阻率；④微粒具有較強(qiáng)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(qiáng)腐蝕性大大縮短設(shè)備壽命。事實(shí)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(chǔ)存方式：⑴以常溫儲(chǔ)存于壓力容器內(nèi)，即高壓儲(chǔ)存（在20℃氣溫下，儲(chǔ)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(chǔ)存于壓力容器內(nèi)，即低壓儲(chǔ)存（在-18℃時(shí)儲(chǔ)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(guó)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(duì)人非常危險(xiǎn)，不宜用于有人場(chǎng)所。另外，一些資料表明，在釋放過程中的冷凝現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)電子元件造成損害。
1.3 七氟丙烷（***00）
七氟丙烷（美國(guó)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(chǔ)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(dòng)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(duì)人體產(chǎn)生**影響的體積濃度臨界值為9％，其*小設(shè)計(jì)滅火濃度為7％，因此，正常情況下對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生**影響，可用于經(jīng)常有人活動(dòng)的場(chǎng)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(chǔ)瓶數(shù)量較少，占地面積也較小，而且各項(xiàng)指標(biāo)較為合理，系統(tǒng)功能完善、工作準(zhǔn)確可靠，長(zhǎng)期儲(chǔ)存不泄露。但其滅火系統(tǒng)也有自身的弱點(diǎn)：不能滅固體深位火災(zāi)，輸送距離短，因?yàn)闇缁饎┑尼尫疟仨氃谑敕N之內(nèi)完成，達(dá)到滅火濃度，否則產(chǎn)生的酸性分解物對(duì)人體有害，對(duì)被保護(hù)設(shè)施也有腐蝕性，用于組合分配系統(tǒng)時(shí)，各防護(hù)區(qū)位置應(yīng)相對(duì)集中。另外滅火劑價(jià)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(chǔ)存，其儲(chǔ)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(dòng)滅火。
煙烙盡是一種綠色環(huán)保型滅火劑，在滅火時(shí)不會(huì)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(huì)對(duì)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(diǎn)。IG541混合氣體滅火劑在42.8％的滅火濃度下，人或者動(dòng)物不會(huì)感到不適應(yīng)，這是由于此時(shí)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(dòng)物的呼吸頻率，這樣可以使人或動(dòng)物氧氣的攝入量與在正?？諝庀卵鯕鈹z入量保持一致。另外，混合氣體以設(shè)計(jì)濃度和空氣混合后，可以在較長(zhǎng)的時(shí)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(jià)格便宜，輸送距離也很長(zhǎng)，這對(duì)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(dòng)滅火，其滅火效果略差，其高壓氣態(tài)儲(chǔ)存方式帶來了儲(chǔ)瓶數(shù)量大，占地面積大，系統(tǒng)造價(jià)高的缺點(diǎn)。
2 評(píng)定一種滅火劑的環(huán)境指標(biāo)一般有三項(xiàng)
從上表對(duì)比可知，1301的三個(gè)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(duì)臭氧層不破壞，但在大氣中存活壽命較長(zhǎng)，同時(shí)，大量的CO2和FM-200進(jìn)入大氣層后，對(duì)全球溫室效應(yīng)會(huì)有較大影響。

3 滅火效率：滅火濃度低、滅火劑用量少、滅火時(shí)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(shí)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(jì)滅火濃度相對(duì)較大，應(yīng)用量相對(duì)容積比過高，使用量較大，滅火速度相對(duì)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(shí)間控制并熄滅火勢(shì)，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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，技術(shù)不會(huì)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(duì)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(qiáng)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(jì)防火規(guī)范，且在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，技術(shù)不會(huì)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(jià)比，且要降低維護(hù)成本，*短時(shí)間控制并熄滅火勢(shì)，考慮煙烙盡IG-541滅火系統(tǒng)，就目前行情而言，其綜合費(fèi)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(duì)而言性價(jià)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(dú)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(guó)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(yáng)擴(kuò)大，相信不久將來新型、**、低價(jià)、環(huán)保氣體滅火系統(tǒng)將會(huì)不斷涌現(xiàn)。
參考書目：
《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）
《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045－95）
《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50193－93）
《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50263－97）
《汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50067-97）