變配電、發(fā)電機房滅火系統選擇
作者 ：高峰 更新時(shí)間：2009-9-3
（杭州市錢(qián)江新城建設指揮部,浙江 杭州 310016） 摘 要：變配電、發(fā)電機房是建筑工程的重要組成部分，一般位于建筑地下空間內，作為使用功能的心臟，其消防氣體滅火系統的配置顯得極為重要。
關(guān)鍵詞：變配電;發(fā)電機房;氣體滅火;環(huán)境
眾所周知，在消防領(lǐng)域應用最廣泛的滅火劑就是水。隨著(zhù)國家經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展，大批工業(yè)和民用建筑尤其是高層建筑的不斷涌現，更隨著(zhù)高科技的發(fā)展，設備對滅火劑的要求越來(lái)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、微波機房變配電、發(fā)電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(chǎng)所。
變配電、發(fā)電機房是建筑工程的重要組成部分，一般位于建筑地下空間內，作為使用功能的心臟，其消防氣體滅火系統的配置顯得極為重要，下面以此對消防氣體系統進(jìn)行闡述。
目前國內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(guò)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(guò)由氧化劑、還原劑及粘合物結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，使防護區內能見(jiàn)度小于1米，影響人員逃生；③腐蝕及導電性，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，金屬鹽的導電性易引起電子設備短路，強腐蝕性大大縮短設備壽命。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，不符合電子設備房的基本環(huán)境條件，變配電、發(fā)電機房一般不選用。
1.2 二氧化碳（CO2）
在常溫條件下，CO2以無(wú)色、無(wú)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(chēng)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(shí)儲存壓力為2.07 MPa），相應的滅火系統稱(chēng)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(shù)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(shù)發(fā)展也很快。CO2滅火系統較為經(jīng)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(chǎng)所。另外，一些資料表明，在釋放過(guò)程中的冷凝現象可能會(huì )對電子元件造成損害。
1.3 七氟丙烷（FM200）
七氟丙烷（美國商標名稱(chēng)為FM200）滅火劑是一種無(wú)色、幾乎無(wú)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(xué)鏈反應，其滅火機理及滅火效率與鹵代烷“1301”相類(lèi)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（FM200）是毒性較低、無(wú)色、無(wú)味、無(wú)二次污染的氣體，對人體產(chǎn)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(huì )產(chǎn)生不良影響，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(cháng)期儲存不泄露。但其滅火系統也有自身的弱點(diǎn)：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(chǎn)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(shí)，各防護區位置應相對集中。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)儲存，其儲存壓力為15MPa。煙烙盡的滅火機理是通過(guò)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(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，不污染環(huán)境，無(wú)毒、無(wú)腐蝕，具有良好的電絕緣性能，不會(huì )對被保護設備構成危害，也無(wú)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，這是由于此時(shí)保護區內的二氧化碳含量在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，混合氣體以設計濃度和空氣混合后，可以在較長(cháng)的時(shí)間內保持這一滅火濃度，即使保護區沒(méi)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(jià)格便宜，輸送距離也很長(cháng)，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(dòng)滅火，其滅火效果略差，其高壓氣態(tài)儲存方式帶來(lái)了儲瓶數量大，占地面積大，系統造價(jià)高的缺點(diǎn)。
2 評定一種滅火劑的環(huán)境指標一般有三項
從上表對比可知，1301的三個(gè)環(huán)境特性指標值高，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(cháng)，同時(shí)，大量的CO2和FM-200進(jìn)入大氣層后，對全球溫室效應會(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滅火效率高低的尺度。
由于滅火劑的滅火機理不同，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(guò)向被保護空間充滿(mǎn)惰性氣體降低氧的含量達到窒息滅火，而FM-200和氣溶膠則是通過(guò)化學(xué)抑制作用終止燃燒反應達到滅火的目的。從上表可知，CO2和煙烙盡的最小設計滅火濃度相對較大，應用量相對容積比過(guò)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，其滅火效率最高。
4 選取該系統應遵循的原則
4.1 高效
即能允許條件下，最短時(shí)間控制并熄滅火勢，不復燃。
4.2 安全
滅火劑要能保證無(wú)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(cháng)時(shí)間內，技術(shù)不會(huì )落后而被淘汰。
4.4 技術(shù)成熟
要保證系統的穩定性和可靠性，安裝、管理和維護才有技術(shù)保障。
根據上述比對及選取系統應遵循的原則，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，金屬鹽的導電性易引起電子設備短路，強腐蝕性大大縮短設備壽命，變配電、發(fā)電機房一般不易選用；CO2 滅火系統前瞻性不夠， 目前在變配電、發(fā)電機房一般不選用。符合現有建筑設計防火規范，且在較長(cháng)時(shí)間內，技術(shù)不會(huì )落后而被淘汰，只有FM-200、IG-541滅火系統。
要使設備達到最大的性?xún)r(jià)比，且要降低維護成本，最短時(shí)間控制并熄滅火勢，考慮煙烙盡IG-541滅火系統，就目前行情而言，其綜合費用是最高的，但它不受保護區域大小的限制，在大的消防工程中，相對而言性?xún)r(jià)比較高，而且工程越大，節約投資越明顯。而FM-200適用于小系統，變配電、發(fā)電機房面積較小，且相互獨立，故變配電、發(fā)電機房選用FM-200氣體滅火系統為宜。
5 結束語(yǔ)
氣體消防已成為國內外的熱門(mén)話(huà)題和重要的研究課題。相信隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，氣體滅火系統的家族將不斷發(fā)揚擴大，相信不久將來(lái)新型、安全、低價(jià)、環(huán)保氣體滅火系統將會(huì )不斷涌現。
參考書(shū)目：
《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）
《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045－95）
《二氧化碳滅火系統設計規范》（GB50193－93）
《氣體滅火系統施工及驗收規范》（GB50263－97）
《汽車(chē)庫、修車(chē)庫、停車(chē)場(chǎng)設計防火規范》（GB 50067-97）
