气体灭火系统的应用
摘要：随着国家经济建设的迅速发展，大批工业和民用建筑尤的不断涌现，更随着高科技的发展，设备对灭火剂的要求越来越高，对于扑灭电器火灾以及计算机房、变配电室、发电机房等不宜用水灭火的火灾，气体灭火作为最有效最干净的灭火手段，日益受到重视。
关键词：气体灭火系统二氧化碳七氟丙烷烟烙尽
中图分类号：o659 文献标识码：a 文章编号：
1前言
对常用气体灭火进行技术经济比较分析，根据工程情况选择适合的灭火介质，对不同工程有参照意义。
2气体灭火系统简介
2.1什么是气体灭火系统
气体灭火系统主要用在不适于设置水灭火系统等其他灭火系统的环境中，比如计算机机房、重要的图书馆档案馆、移动通信基站（房）、ups室、电池室、一般的柴油发电机房等。
气体灭火系统是指平时灭火剂以液体、液化气体或气体状态存贮于压力容器内，灭火时以气体（包括蒸汽、气雾）状态喷射作为灭火介质的灭火系统。
并能在防护区空间内形成各方向均一的气体浓度，而且至少能保持该灭火浓度达到规范规定的浸渍时间，实现扑灭该防护区的空间、立体火灾。
2.2气体灭火系统的特点
气体灭火系统没有水渍损失；电绝缘性好；灭火后无残留，易于清理；灭火设备价值相对较高；七氟丙烷等化工类灭火剂需要专业的化工厂生产。
2.3气体灭火系统的灭火原理及适用范围
灭火原理：物理稀释，化学抑制，冷却，窒息，混合作用。
气体灭火系统适用于扑救下列火灾：电气火灾、固体表面火灾、液体火灾、灭火前能切断气源的气体火灾。
3气体灭火系统的分类
气体灭火系统的类型较多，通常按应用方式、系统结构特点、储存压力等级、管网布置形式、气体灭火剂进行分类。
按应用方式分类包括全淹没灭火系统和全淹没灭火系统；按系统结构特点分类管网系统和无管网装置；按储存方式分类包括高压系统和低压系统；按灭火剂分类包括二氧化碳co2、七氟丙烷fm200、烟烙尽ig541等。
4气体灭火剂的比较与选择
灭火剂种类繁多，下面只对三种技术比较成熟、应用价值较高的气体灭火系统进行比较和分析，分别是：二氧化碳灭火系统、七氟丙烷气体灭火系统、烟烙尽气体灭火系统。
4.1三种气体灭火系统的比较详见表2：
表2三种气体灭火系统的性能比较
4.2三种气体灭火系统的优缺点
通过比较可以看出三种气体灭火系统各自的优缺点：
二氧化碳灭火系统对大多数物质没有破坏作用，灭火迅速彻底，成本较低。
缺点是对地球环境会产生温室效应，喷放时达到一定浓度对人有窒息毒害作用，不适合用于经常有人停留的场所，另外可能会对精密设备造成一定的影响。
七氟丙烷灭火系统不会对环境产生不利影响，灭火后无残留，对设备影响小，可用于经常有人的场所，钢瓶使用量少，占据空间小。
缺点是药剂输送距离短，药剂价格高。
ig-541气体灭火系统不会对环境产生不利影响，灭火后无残留，对设备影响小，可用于经常有人的场所，药剂输送距离长。
缺点是药剂用量大，初次投资高，钢瓶间面积较大。
5几种常见气体灭火系统在工程中得应用与计算
对管网式气体灭火系统的计算进行简单的介绍，以一座集中控制楼为例，包括控制室、机房、设备间。
本工程采用全淹没灭火系统，将被保护房间划分为三个保护区。
5.1二氧化碳（co2）
采用二氧化碳气体灭火系统设计，用量按下式计算：
m=kb(k1a+ k2v)
式中：m—co2设计用量（kg）；
kb—物质系数；
k1—面积系数（kg/m2）,取0.2 kg/m2；
k2—体积系数（kg/m3）,取0.7 kg/m3；
a—折算面积（m2）；
v—防护区的净容积（m3）；
各防护区的划分情况及设计用量详见表3。
按《二氧化碳灭火系统设计规范》的规定，依据各防护区可燃物的类型，其设计浓度应为47％，物质系数为1.50。
表3二氧化碳灭火系统设计用量表
对于组合分配系统，co2的储存量不应小于最大一个防护区的储存量，本工程以电子机房所需的灭火剂用量（2372kg）为最大，按此进行设计。
系统储存量为2562 kg，需容量为70l、充装率取0.60 kg/l的储瓶组61套。
本期工程集设一套高压co2灭火系统。
5.2七氟丙烷（fm200）
采用七氟丙烷（fm200）全淹没系统，其灭火设计用量按下式计算：
w=（kv/s）·c/（100－c）
式中：w—七氟丙烷（fm200）设计用量（kg）；
c—设计灭火浓度（％）；
v—防护区的净容积（m3）；
k—海拔高度修正系数，取k=1.0；
s—七氟丙烷（fm200）过热蒸汽在101kpa和防护区最低环境温度下的比容（m3/ kg）；
七氟丙烷（fm200）不同温度下的过热蒸汽比容，应按下式计算：
s=k1+k2×t
式中：t—温度（℃）取20℃；
k1—0.1269；
k2—0.000513；
s=0.1372 m3/ kg；
各防护区的几何尺寸及设计用量详见表4。
表4七氟丙烷灭火系统设计用量表
组合分配系统储存量按最大一个防护区的储存量考虑，本工程以电子机房所需的灭火剂用量（1211 kg）为最大，采用储瓶容积为70l的17个（容量70l，充装量75 kg，充装压力2.5mpa）fm200气体钢瓶及6个气体启动钢瓶，总储量为1275 kg。
本期工程集中控制楼设一套组合分配系统。
5. 3 烟烙尽（ig—541）
烟烙尽全淹没系统，其灭火设计用量按下式计算：
w=kv/s［lg100/（100－c）］
式中：w—烟烙尽设计用量（m3）；
k—海拔高度修正系数，取β=1.0；
v—防护区的净容积（m3）；
s：灭火剂气体在101kpa大气压和防护区最低环境温度下的质量体积（m3/kg）；s=0.65799+0.00239t；
t—防护区内最低温度℃；
c—烟烙尽容积百分比浓度（％）；
各防护区的几何尺寸及设计用量详见表5。
表5 烟烙尽灭火系统设计用量表
对于组合分配系统，烟烙尽的储存量不应小于最大一个保护区的储存量，本工程以电子机房所需的灭火剂用量960 m3为最大，按此进行设计。
本工程设一套烟烙尽灭火系统，系统设有12.4m3
容量的储瓶组78套，储存灭火剂量967.2m3。
5.4 灭火系统选择比较
通过技术经济比较，二氧化碳灭火系统造价最低，但本工程设计场所为有人停留场所，因此不应采用二氧化碳灭火系统。
七氟丙烷和烟烙尽在本工程上进行比较，前者在技术和造价略有优势，因此本工程宜采用七氟丙烷灭火系统。
6结束语
目前，七佛丙烷灭火系统和ig-541灭火系统因其对保护对象影响小、造价高的特点，多用于对环保要求高的场所和保护精密设备等有人停留的场所；二氧化碳灭火系统因其对保护对象影响大、造价低等特点多用于保护大空间或敞开场所的专门设备等无人停留
的场所。
总之，气体灭火系统的设计选型应从安全适用、技术先进、经济合理、环保节能等方面考虑，每一种气体灭火系统都有其优点和缺点，工程应用中，应充分结合实际情况，综合考虑各方面的因素，
合理选择。
7 参考文献
[1] 《气体灭火设计规范》gb50370-2005
[2] 《二氧化碳气体灭火设计规范》gb50193-93（2010年版）
[3] 《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水2009》中国建筑标准设计研究院
[4]张学魁张烨建筑气体灭火系统北京：化学工业出版社，2006。