气体灭火技术在消防中的应用

摘要：随着社会的发展与进步，重视气体灭火技术在消防中的应用术对于城市生活具有重要的意义。本文主要介绍气体灭火技术在消防中的应用的有关内容。

关键词 ：气体；灭火；系统；技术；消防；应用；性能；

中图分类号：O659 文献标识码：A 文章编号：

引言

水灭火，这是自古以来被人类公认的自然法则。随着科技的发展，世界经济的迅速提升，工业建设的和民用建筑尤其是高层建筑的不断涌现。设备对灭火剂的要求越来越高，要求扑灭可燃气体、可燃液体和电器等的火灾，气体灭火剂应运而生气体灭火剂的使用最早始于19世纪末期，于一些西方工业发达的国家最早使用，由于气体灭火剂施放后对保护设备无污染、无损害等优点，其防护对象逐步向各种不同领域扩充。

一、几种气体灭火系统各自性能对比

首先是二氧化碳。二氧化碳容易被液化，可以罐装储存，在制造技术上难度小，同时其价格较为便宜。系统在高压或低温下将液化的二氧化碳释放到起火空间内, 一方面降低保护区域内的空气含氧量阻止燃烧( 空气中氧气的体积百分比低于12%时, 燃烧将无法继续) , 同时气体液化会吸收环境热量, 从而冷却着火现场二氧化碳在灭火时，不污染火场环境，对保护区的被保护物不产生腐蚀和破坏作用，不仅可以扑救A、B、C 类火灾[1]，在高浓度下还能扑救固态深位火灾，所以在扑救水和泡沫灭火剂无法保护的场所，显示了较好的功能。近几年，由于卤代烷灭火剂的使用限制，二氧化碳灭火剂的应用有扩大的趋势。二氧化碳灭火机理是通过向一个封闭空间喷入大量的CO2气体后，将空气中氧的含量由正常的21%降低到12%以下或二氧化碳的浓度达到30%～34%时，可达到窒息中止燃烧的目的[2]。1Kg 的液体二氧化碳在常温常压下能生成500m3 左右的二氧化碳气体，这些气体足以使1500m3 空间范围内的火焰熄灭。然而，CO2 的这种窒息作用对人体有致命危害，其最小设计灭火浓度（34%）大大超过了人的致死浓度，危险性极大，故在经常有人的场所不宜使用。如须使用，在气体释放前，人员必须迅速撤离现场。加上灭火剂在冷却保护对象的同时, 会因为温度的急剧下降而对精密设备造成一定的影响, 因此二氧化碳气体灭火系统不宜应用于有人员活动和存放贵重设备的场所, 但液体二氧化碳具有良好的渗透性, 可扑灭固体深度火灾, 常用于图书、档案、文物等资料库房。

其次是七氟丙烷。七氟丙烷又称为FM―200 或HFC―227ea，是HFC 的一种。灭火机理与卤代烷系列灭火剂的灭火机理相似，属于化学灭火剂的范畴，通过灭火剂的热分解产生含氟的自由基，与燃烧反应过程中产生支链反应的H 、OH-、O2-活性自由基发生气相作用，从而抑制燃烧过程中化学反应来实施灭火。七氟丙烷气体灭火剂不导电、不破坏大气臭氧层，在常温下可加压液化，在常温、常压条件下能全部挥发，灭火后无残留物。七氟丙烷属于全淹没系统，可以扑救A、B、C 类和电器火灾，可用于保护经常有人场所。由于这种气体灭火剂在高温状态下, 气体分解产生氟化氢( HF) 气体, HF 与空气中的水结合, 形成具有腐蚀作用的氢氟酸,不仅腐蚀金属、皮革、纸张和玻璃的表面, 还刺激人的呼吸系统和眼睛。同时, 气体的挥发性强, 无法渗透着火物体的深处, 很难扑灭固体深度火灾。

而后是气溶胶灭火剂。气溶胶灭火剂是由氧化剂、还原剂及粘合物结合成的固体状态化学物质，属于烟火型灭火剂。气溶胶胶粒具有高分散度、高浓度特点，大部分微粒直径小于1um，可较长时间悬浮在空气中，较易粘附在物体表面。水蒸汽、CO2、N2 等，碱金属盐（钾盐等）和金属氧化物（K2O 等）起主要灭火作用，灭火效率较高。气溶胶用作灭火剂是在近30 年才被人们认识、发现和重视，可分为冷气溶胶和热气溶胶二种。目前，国内广泛使用的气溶胶为热气溶胶，它是通过含能灭火剂的燃烧，产生大量的固体微粒和部分气体，均匀分布在空间内，形成气溶胶，达到快速高效地抑制火灾的目的。

最后是烟烙烬。烟烙烬(Inergen)与IG-541 灭火剂为同类产品，是由氮气（N2，52%）、氩气（Ar，40%）和二氧化碳（CO2，8%）三种气体组成的无色、无味、无毒的混合气体，来源于大气，又释放回大气，不破坏大气臭氧层，对环境无任何不利影响。惰性气体灭火系统是靠稀释保护区域内空气中氧气的浓度来扑灭火灾, 其灭火机理同二氧化碳气体灭火系统,灭火效率低于含氟气体灭火系统。不导电、灭火过程洁净，灭火后不留痕迹。IG-541 属于全淹没系统，适用于扑救A（表面火）、B、C 类及电气火灾，可用于保护经常有人场所[3]。IG541 气体是近期国内地铁工程采用较多的灭火介质。IG541 的灭火机理主要为窒息，但在在规定的浓度范围内使用，对人体是无窒息、无毒的。它本身不含有毒成分，火灾后也不产生有毒物质。另外IG541 气体以气态储存，在喷放时不形成雾气，可确保逃生时能清楚地看到任何紧急逃生门，因而它适于有人停留的灭火场所。

二、气体灭火系统在消防中的优势

CO2和FM-200 对臭氧层不破坏，但在大气中存活寿命较长，同时，大量的CO2和FM-200 进入大气层后，对全球温室效应会有较大的影响。美、英等国已将其列入受控使用计划之列。气溶胶是液体或固体微粒悬浮于气体分散介质中形成的一种溶胶,气体主要是氮气，少量的CO2气体和水蒸气，因此气溶胶灭火剂对臭氧层不破坏，几乎不产生温室效应，对环境无污染。IG541 不存在温室效应，对臭氧层不破坏，更不会产生具有长久大气寿命的化学物质，是一种真正意义上的“零污染”，是一种环境因素可以打满分的“绿色”产品。因此，单从环境影响因素来看，气溶胶和IG541 明显优于另外两种灭火剂。人类只有一个地球，在今后的工程中，应结合实际，选择合适的气体灭火系统和灭火剂。

三、气体灭火系统的工程应用

在进行气体灭火系统的工程实际应用中, 首先, 需要将人员的人身安全放在第一位, 根据保护空间的大小和人员活动的频率, 设置合理的喷射时间和浓度; 其次, 从环保的角度出发, 尽量减少对环境污染和破坏; 第三, 要结合保护对象和外界环境等因素, 选用适宜的、灭火效率高的系统; 最后, 综合以上条件, 还要满足经济投资的需求。

结束语

随着科学技术的不断提高, 气体灭火技术在特殊场所将逐步取代传统的灭火系统, 满足各种重要建筑的特殊功能区域的灭火需要。同时, 随着人们环保意识的增强, 气体灭火技术正在向洁净、安全和环保的方向发展, 并将在未来的消防扑救中发挥重要的作用。

参考文献

[1]建设部编.《建筑设计防火规范》（GB50016―2006）

[2]公安部编.《二氧化碳灭火系统设计规范》（GB50193－93）

[3] 廖赤虹. 非开放空间内灭火的技术难点及新技术的展望[J]. 消防科学与技术, 2004

[4] 杨文玲. 高层建筑给水排水工程[ M] . 重庆: 重庆大学出版社, 2006.

[5]建设部编.《气体灭火系统设计规范》（GB50370-2005）