气体灭火系统选型配置技术浅谈

1气体灭火系统选型配置技术浅谈国标图集07S207《气体消防系统选用、安装与建筑灭火器配置》编制组主编：罗定元编审：唐祝华摘要近年来，随着我国国民经济的飞速发展，在工业与民用建筑工程项目中需要采用气体灭火系统的场所越来越多。国标图集《气体消防系统选用、安装与建筑灭火器配置》编制组通过查阅大量国内外资料，调研国内知名气体消防系统生产企业和消防工程公司，考察了部分在全国各地有代表性的气体消防系统工程实例，较好地完成了本图集的编制任务。本文就图集中气体灭火系统部分涉及到的设计选型、系统设置、管路敷设与安装等方面的相关内容进行全面介绍。关键词气体灭火系统分类设计选型系统设置管路安装近年来，随着我国国民经济的飞速发展，在工业与民用建筑工程项目中需要采用气体灭火系统的场所越来越多。由于气体灭火剂种类较多，相互之间的差异较大，几种性能较好的洁净气体灭火剂在国内的实际应用时间较短，全面系统掌握这方面知识的人员尚少，为了配合国家标准《气体灭火系统设计规范》和《气体灭火系统施工及验收规范》的贯彻实施，建设部2006年正式批准立项编制国家标准图集《气体消防系统选用、安装与建筑灭火器配置》。编制组经过一年多的艰苦努力，圆满完成了这一任务。建设部于2004年4月5日以建质函（2007）129号文批准、发布了《气体消防系统选用、安装与建筑灭火器配置》国家标准图集，图集号为07S207，自2007年6月1日起实施。本文就图集中涉及到的气体灭火系统选型配置设计的相关内容进行全面介绍。1气体灭火系统的分类1.1按灭火剂品种分类，有：1.1.1卤代烃类（化学灭火剂）气体灭火系统，如七氟丙烷灭火系统（HFC－227ea）三氟甲烷灭火系统（HFC－23）六氟丙烷灭火系统（HFC－236fa）1.1.2卤代烷类（化学灭火剂）气体灭火系统，如卤代烷1211灭火系统（我国已于2005年停止生产1211灭火剂）卤代烷1301灭火系统（我国承诺2010年停止生产1301灭火剂）1.1.3纯天然气体类灭火系统，如IG－541（N2、Ar、CO2混合气体）灭火系统IG－100（N2）灭火系统IG－55（N2、Ar混合气体）灭火系统IG－01（Ar）灭火系统二氧化碳（CO2）灭火系统（传统灭火技术）1.2按气体灭火剂输送压力的来源及形式分类，有：1.2.1内贮压式气体灭火系统2灭火剂在瓶组内用驱动气体（一般为N2）进行加压贮存，系统动作时灭火剂靠瓶内的充压气体进行输送的系统。如常见的七氟丙烷灭火系统、六氟丙烷灭火系统、卤代烷1211灭火系统、卤代烷1301灭火系统。1.2.2外贮压式气体灭火系统系统动作时灭火剂由专设的充压气体（一般为N2）瓶组按设计压力对其进行充压的系统。如上海金盾消防安全设备有限公司研制生产的外贮压式七氟丙烷灭火系统（原曾称为备压式七氟丙烷灭火系统）。1.2.3自压式气体灭火系统灭火剂无需充压而是依靠其自身饱和蒸汽压力进行输送的灭火系统。如三氟甲烷灭火系统，IG－541灭火系统、IG-100灭火系统、IG－55灭火系统、IG－01灭火系统、二氧化碳灭火系统等。1.3按灭火剂储存压力分类1.3.1高压系统灭火剂储存压力为15MPa、20MPa的气体灭火系统。如IG－541、IG－100、IG－55、IG－01灭火系统等。1.3.2中低压系统灭火剂储存压力为2.1MPa（低压CO2）、2.5MPa、4.2MPa、5.6MPa、5.7MPa（高压CO2）的气体灭火系统。如七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷、1211、1301、二氧化碳灭火系统等。因为高压CO2灭火系统是指灭火剂在常温下加压液化储存（20℃时储存压力为5.7MPa）的二氧化碳灭火系统，低压CO2灭火系统是指灭火剂在-18℃～-20℃低温下液态储存（-18℃时储存压力为2.1MPa）的二氧化碳灭火系统，所以它们二者均属于中低压气体灭火系统范围。1.4按保护范围分类1.4.1全淹没灭火系统灭火剂在规定喷放时间内使整个防护区密闭空间达到设计灭火浓度。除CO2以外的其它各类气体灭火剂均只适用于此系统。1.4.2局部应用灭火系统以设计喷射率向具体保护对象喷放灭火剂，并持续一定时间。CO2是唯一可用于全淹没灭火系统也可用于局部应用灭火系统的气体灭火剂。1.5按有无灭火剂输送管网分类1.5.1有管网灭火系统灭火剂从储存装置需经由管网（干管及支管）输送至喷放组件（喷嘴）才能实施喷放的气体灭火系统。其中一套灭火剂储存装置只保护一个防护区或保护对象的灭火系统为单元独立系统；而用一套灭火剂储存装置保护两个及两个以上（8个）防护区或保护对象的灭火系统为组合分配系统。1.5.2（无管网）预制灭火系统。按一定的应用条件，将灭火剂储存装置和喷放组件等预先设计、组装成套且具有联动控制功能的灭火系统。如七氟丙烷预制灭火系统、高压二氧化碳预制灭火系统、三氟甲烷预制3灭火系统、六氟丙烷预制灭火系统。2近年来国家颁布的有关气体灭火系统的政策法规为了保护大气臭氧层和人类生存环境，造福子孙后代，我国政府在1984年和1991年分别签署了《关于保护臭氧层的维也纳公约》和《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，编制了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》和《中国消防行业哈龙整体淘汰计划》，承诺2005年停止生产卤代烷1211灭火剂，2010年停止生产卤代烷1301灭火剂。1994年公安部和国家环保总局联合发布了《关于在非必要场所停止再配置哈龙灭火器的通知》（公通字[1994]94号文）。1996年公安部消防局下发了《关于印发“哈龙替代品推广应用的规定”的通知》（公消[1996]169号文）。1999年公安部消防局发布了《关于逐步淘汰哈龙固定灭火系统和哈龙灭火器有关问题的通知》（公消字[1999]031号文）。2000年公安部消防局发布了《关于督促单位落实灭火器配置和定期检查维护职责确保有效扑救初起火灾的通知》（公消[2000]423号文）。2001年公安部消防局下发了《关于进一步加强哈龙替代品及其替代技术管理的通知》（公消[2001]217号文）。2002年公安部发布了国家公共安全行业标准《气体灭火系统及零部件性能要求和试验方法》（GA400－2002）。2005年颁布的国家标准《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140－2005）。2006年颁布的国家标准《气体灭火系统设计规范》（GB50370－2005）。2007年颁布的国家标准《气体灭火系统施工及验收规范》（GB50263－2007）。1995年全面修订及1997年、1999年、2001年、2005年四次局部修订的国家标准《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045－95）（2005版）。2006年全面修订的《建筑设计防火规范》（GB50016－2006）。1997年全面修订的《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067－97）。上述政策法规除对应该设置气体灭火系统的场所进行了规定以外，也对卤代烷1211、1301灭火剂、灭火器、灭火系统的使用做出了明确的限制。3我国逐步限制和淘汰卤代烷气体灭火剂，开发应用新型洁净气体灭火剂的指导方针和基本原则3.1哈龙替代工作必须坚持对必要场所与非必要场所区别对待，传统灭火技术与哈龙替代技术并举。原因：①迄止为止世界上还没有研制出能够达到甚至超过卤代烷气体的灭火效能、可以完全替代1301的新型气体灭火剂；②在确保我国哈龙淘汰工作顺利进行的前提下，做到不因哈龙的淘汰而使消防保护能力降低。3.2禁止使用含氢氯氟烃（HCFC）、含氢溴氟烃（HBFC）、含全氟烃（PFC）类物质的气体和五氟乙烷（HFC－125）作为哈龙替代品。3.3可以使用含氢氟烃类物质的气体（如三氟甲烷HFC－23、七氟丙烷HFC－227ea、六氟4丙烷HFC－236fa）及纯天然气体类的洁净气体（如IG－01、IG－55、IG－100、IG－541）作为哈龙替代品。3.4禁止在非必要场所设计、安装使用哈龙气体灭火系统，非必要场所可采用传统灭火技术（如CO2、水喷淋、泡沫等），也可采用哈龙替代灭火技术。3.5必要场所既可以使用哈龙灭火系统，也可采用哈龙替代灭火技术。3.6禁止在非必要场所配置卤代烷1211灭火器，非必要场所应选配CO2、干粉、泡沫、水系等灭火器。3.7必要场所仍可以配置卤代烷1211灭火器。3.8哈龙替代产品应通过国家消防产品质量监督检验中心的型式检验。未经检验或检验不合格的国内及国外产品不能在国内销售和使用。4洁净气体灭火剂（哈龙替代品）的基本要求：不破坏大气臭氧层。不产生温室效应，或温室效应较小。在大气中的存活期限较短。对人体无毒害作用，或影响轻微；能用于经常有人的场所。不可燃。灭火效能高，设计灭火浓度低。喷射后能全部汽化，在封闭空间内各方向分布迅速、均匀。无固体或液体残留物，不导电，不击穿电子电器设备，不污损、腐蚀和损坏被保护场所的设备、器材、文物。5我国目前允许使用的气体灭火剂种类5.1三氟甲烷、七氟丙烷、六氟丙烷、氩气（IG－01）、氮气（IG－100）、氩气+氮气混合气体（IG－55）、氩气+氮气+二氧化碳混合气体（IG－541）及二氧化碳（CO2）等。5.2其中技术比较成熟，综合性能指标比较合理，为大家所熟知，又具有实际推广应用价值的有：IG－541、七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷、IG－100、二氧化碳等。IG－541是无色、无味、无毒的混合气体灭火剂，不破坏大气臭氧层，对环境无任何不利影响。不导电，灭火过程洁净，灭火后不留痕迹。适用于扑救A、B、C类火灾和电气设备火灾。可用于保护经常有人的场所。其灭火机理是通过降低燃烧物周围的氧浓度而窒息灭火，为物理作用。七氟丙烷不导电，不破坏大气臭氧层，在常温下可加压液化，在常温条件下能全部挥发。灭火后无残留物。可用于扑救A、B、C类火灾和电气设备火灾。可用于保护经常有人的场所。七氟丙烷为化学灭火剂，其灭火机理为主要以物理方式和部分化学方式灭火。三氟甲烷无色、无味、低毒、不导电，对大气臭氧层的损耗潜能值（ODP）为零。灭火速度快，灭火效能高，喷射后无残留物，对设备无污损，电绝缘性能好。可用于扑救A、B、C类火灾和电气设备火灾，也适用于保护经常有人的场所。三氟甲烷为化学灭火剂，其灭火机理为主要以物理方式和部分化学方式灭火。与七氟丙烷相比，具有在严寒、酷热环境下都5能使用的特点及价格优势。六氟丙烷的理化特性和灭火特性与七氟丙烷、三氟甲烷类同，不破坏大气臭氧层，对环境无任何不利影响，不导电，灭火过程洁净，灭火后不留痕迹。因其沸点偏高，饱和蒸气压偏低，比较适用于灭火器。氮气（IG-100）无色、无味、无毒，具弱导电性，是地球大气层的主要成分，属于完全意义上的洁净气体。其灭火机理为物理窒息。可用于扑救A、B、C类火灾和电气设备火灾。适用于保护经常有人的场所。氮气可以从空气中分离制取，来源广泛，充装费用低廉。二氧化碳灭火系统是成熟的传统灭火技术，它不属于严格意义上的卤代烷替代品。由于它会对地球产生温室效应，喷放时对人有窒息毒害作用，所以原则上也不能算是完全意义上的洁净气体灭火剂。二氧化碳对绝大多数物质没有破坏作用，不导电，灭火迅速彻底，灭火后能很快散逸，不留痕迹，不污损物品，成本较低，无毒害物质产生。其灭火机理为物理窒息和部分冷却作用。适用于扑救A、B、C类、电气设备火灾和棉花、织物、纸张等部分固体物质的深位火灾，以及石蜡、沥青等可溶化的固体火灾。可用于全淹没灭火系统，也是唯一可用于局部应用灭火系统的气体灭火剂。与其他几种纯天然气体灭火剂相比，它的灭火效能最好。缺点是灭火设计浓度较高，灭火剂用量较多，储瓶间或储罐间需要面积较大，对地球环境会产生温室效应，喷放时对人有窒息毒害作用，不适宜用于经常有人工作或停留的场所。在释放过程中因为有固态CO2（干冰）存在，会使防护区温度急剧下降，可能会对精密仪器和精密设备造成一定的影响。气体灭火剂在我国政策允许使用情况表灭火剂名称化学（或商品）名称化学组成类别政策允许使用情况七氟丙烷HFC－227eaCF3CHFCF3卤代烃HFC√N2、Ar、CO2混合气体IG－541N2（52%）A