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摘要：气体灭火是四大固定灭火系统中一员，应用较广。这几年，为了保护臭氧层和人类居住的生态环境，世界范围内消防界开发了不同种类的气体灭火剂和气体灭火系统，设计过程中，要考虑到火灾特点、财产、环保和经济适用等因素，所以选择合理的消防方案，一般情况下很复杂。本文介绍了常用的几种灭火系统组成与特点，根据实际案例分析气体灭火系统在工程中的应用。
关键词：消防设计；常用气体灭火；应用
前言
气体灭火系统是用化学气体作为灭火剂的，和火灾报警系统配合使用来扑灭各种火灾的灭火系统。以往常用的水灭火系统大多被用在固体可燃物发生的火灾。对那些液体、气体和电气等方面火灾，气体灭火系统能够较好的解决这个问题，它的灭火效率高、灭火快、对物体没有损坏、没有污染与痕迹等优势都是水灭火系统所不具有的。现在，我国用的比较多的气体灭火系统有：二氧化碳、七氟丙烷和惰性气体IG-541。本文根据以往的工程实践，对这三种灭火系统在特点和应用上进行探讨。
1几种常用的气体灭火系统
气体灭火系统与灭火技术在今天已经发展的十分成熟，已经被用在许多有火灾危险的场所。工程中用的较多的灭火剂有这三种：
（1）二氧化碳，在正常温度与压力下，二氧化碳是无色无味气体，密度是1.5倍空气密度，它不能燃烧和助燃，也不能供生命呼吸所用。结合它的物理性质，有两个储存方法：a.常温下存到压力容器中，就是高压储存（温度是20度，压力是5.17MPa），用它制成的灭火系统被叫做高压系统；b.低温下把它储存在压力容器中就是低压储存（温度是零下18度，压力是2.07MPa）用它制成的灭火系统被叫做低压系统。
用它制成的灭火系统在应用时有两种方法：全淹没式灭火与局部灭火。灭火原理是减少火灾周围的氧气含量，造成窒息使火焰熄灭；还有一个冷却作用，二氧化碳被释放出来后，容器内部压力下降，二氧化碳在极端时间内由液态变成气态，这个过程会吸收环境中热量，这就起到较好的冷却作用。该种灭火系统较为经济，可以远距离运送。但是它的灭火浓度对周围人们是很危险的，如果所用场所通风不好很容易造成窒息，它没有供呼吸所用的氧气，会引起眩晕，失去知觉和死亡，所以不适合用在人多的场所。此外，二氧化碳在释放时产生冷凝现象会给电子元件带来损害，释放出来的气体、液体或其它成分会给人员带来伤害。
（2）七氟丙烷，它的灭火原理是：80%通过降低温度与消除热量来抑制和阻止燃烧，使燃烧无法继续，20%是化学反应灭火，它的灭火效率和原理同卤代烷“1301”比较相似，都是主动灭火类型，在替代物中是效果比较显著的一种。七氟丙烷毒性较低，无色、无味、没有二次污染，是一种气体，对人造成不良影响的浓度临界值是9%，设计时的最小灭火浓度正常情况下是不会给人造成不良影响的。它不会对臭氧层造成破坏，有环保特性。因为灭火浓度低，储瓶数量少和占地面积小，各项指标都是合理的，功能完善，使用起来准确可靠，在长时间储存中不会发生泄漏。用它制成的灭火系统其弱点是：对固体的深位火灾效果不大，输送距离比较短，灭火剂释放时要在十秒内完成，达到有效的灭火浓度，否则它释放出来的酸性分解物会对人体造成伤害，还会腐蚀其它设施，因为它的灭火原理是降温灭火，会使环境温度发生较大变化，随着火灾规模和喷放时间的越长，产生的HF浓度越高，对精密仪器和设备的酸蚀作用越强，对人的皮肤腐蚀作用随之增强。同时，因FM200在喷放时产生“白雾”，也具有腐蚀性，在气体扩散的过程中具有更大的危害性。在有人场所、精密仪器场所和远距离输送场所的使用必须加以注意。此外被用在分配系统中时，要求所有防护区较为集中，这种灭火剂的价格也比较高。
（3）惰性气体IG-541，它也称为烟烙尽，它的组成成分是52%的氮、40%的氩和8%的二氧化碳，这三种是纯自然气体，释放出来后又回到空气中，和空气比起来略重，它以气态储存，储存压力是15MPa。它的灭火原理是通过降低火焰周围氧气浓度（把空气中含氧量从21%降到12.5%），使它无法维持燃烧而灭火，是物理反应和被动灭火。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种气体无色无味、不支持燃烧、不和多种物质反应、来源丰富和没有腐蚀性、绿色环保，灭火过程中不发生化学反应，释放出来以后不会形成雾状物，没有降温现象，干净清洁和无毒，其电绝缘性能较好，在高温与火焰中没有分解产物，对被它保护的设施、设备没有危害，不用延迟喷放，这是别的灭火剂所没有的特点。用这种混合气体制成的灭火剂，灭火浓度是42.8%时，人与动物不会产生不适应，这是因为这时火灾周围二氧化碳量在4%到5%范围内， 其浓度增加能够刺激呼吸，提升人与动物呼吸频率，这就使人与动物在吸入氧气时和正常情况下吸入氧气量基本上一致。此外，三种混合气体在设计浓度时与空气混合，并在较长时间内维持这个灭火浓度，即使火灾场所没有采取密封措施，灭火系统在20min后还能提供灭火所需浓度。这种灭火剂价格较低，输送距离较长，这对保护距离较远地方很有利，因为灭火气体能够和空气有效混合，所以能较好的防止复燃。但是它使用高压气态方式来储存，储瓶数量大，占地面积也较大，所以这种灭火系统的价格较高。
2对这三种灭火系统在使用时的选择
选择灭火剂类型与灭火系统类型时，要结合被保护地方特点、重要性和环境要求并根据防护区布置情况，在技术与经济上进行比较然后才能确定。选择灭火剂时要遵守这几个原则：（1）对臭氧层破坏最小。（2）温室效应最小。（3）空气中存在时间段，潜在危险最小。（4）毒性最低。（5）灭火浓度较小，灭火剂所用较少，价格低。具体灭火时对这些原则要综合考虑，根据具体条件来确定，为了使用这些气体合理设计灭火系统，降低火灾危害，保护人们的生命与财产安全。我国制定了这种灭火系统的设计规范，在应用时，不同地方选择灭火剂要遵守国家在灭火方面方针与政策，达到安全可靠、技术水平高和经济合理，设计时所选系统一定要符合国家的一些标准与规定要求。
3常用气体灭火系统在火灾发生时的应用
实例1，在一立体出库中进行消防设计，该出库尺寸是11×7.4m，高34m，共18层，每一层停放2辆车，选择升降电梯来使车辆上下，车库内无人。该车库紧贴着一个高层建筑建造，有效利用了高度空间。特点是对消防要求较高，空间小。根据车库情况，消防设计时选择气体灭火系统，该灭火系统安排在车库底层的设备房中。对这个项目，上述三种气体灭火系统的适用性：七氟丙烷系统因为垂直输送短，被用在车库中时比较困难，它的造价也很高，所以没有被选中；烟烙尽灭火系统技术上没有困难，但是它的工程造价较高，也没有被选中；因为车库内没有人，可以选择二氧化碳系统，它的综合造价不高，所以该车库选中了二氧化碳灭火系统。其设备配置是：36个45千克钢瓶，一个控制系统，瓶中装二氧化碳。
实例2，现在我国不少城市都在建设轨道交通，很多地铁车站都要进行设计建设，地铁使用电力作为牵引力，所以车站中各种电器及其控制设备较多，这些设备发生火灾时，水灭火系统是无效的，所以气体灭火系统是一个不错的选择。这些场所特点是：（1）设备价格很高，保护的要求也较高；（2）保护场所很多，它们很分散，距离远；（3）保护场所中人群密集；（4）所有车站都要用到气体灭火系统，需求量大，要重视对环境产生的影响。根据这些特点，本文选择了烟烙尽灭火系统。优势有这几个方面：a.这种灭火系统的灭火剂是惰性气体，高温环境中也不发生反应，对保护对象比较安全，在喷头部位设计可靠的泄压设施，它对车站中各种设备不会造成损害。b.车站中需要保护场所很多而且较为分散，惰性气体系统灭火剂其输送距离可以很远，利用这个有点可以大大减少所用系统数量，降低成本。如果选择七氟丙烷系统，因为它的输送距离短，所用系统数量会增加不少，其成本会比惰性气体系统高出较多。c.车站保护区有人，所以不能选二氧化碳系统。d.地铁线路车站数量一条线上通常有超过20个，对气体灭火系统的需求量较大，对这个情况要有技术前瞻性，优先选择那些发展前景广阔的产品。烟烙尽灭火系统对环境影响较小，因其良好的环保性能而得到广泛应用，应用前景较好。二氧化碳系统和七氟丙烷系统都会增强温室效应，以后可能会被淘汰。烟烙尽灭火系统在地铁车站中使用优越性较大。通常情况下一个标准车站选择这种灭火系统时，其主要配置是：设置两套该种灭火系统，一套有20钢瓶，另一套有30个钢瓶，一个钢瓶容积是435ft。
4结语
气体灭火系统应用时具有别的灭火系统没有的优势，但是它的种类多，各有各的适用条件与场合，应用前还要结合防护区或者保护对象具体情况，选择合适的灭火系统设计方案。随着科学的快速发展和国内工程建设的不断增多，新建筑不断被建造，其中用到气体灭火系统的地方也快速增多，同时不同种类气体灭火系统也不断出现，它们给设计人员提供更多的选择，同时也要求设计者对它们进行深入了解，方便做出合理选择。
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论文作者:杨联龙
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年10月上
论文发表时间:2016/9/8
标签：灭火系统论文; 气体论文; 灭火剂论文; 浓度论文; 火灾论文; 系统论文; 二氧化论文; 《建筑建材装饰》2015年10月上论文;