高层建筑内大型气体灭火系统的设置方案探讨_自动灭火论文_慧聪消防网

【慧聪消防网】[摘要]本文从需设置大型气体灭火系统高层建筑的火灾特性分析着手，提出了高层建筑内大型灭火系统的选择原则，并通过对我国市场上可供选择的气体灭火系统的优缺点比较，提出了如何选择高层建筑内大型气体灭火系统的建议性结论。

一、前言

随着IT产业的快速发展，越来越多的高层建筑内需要设置大型气体灭火系统。设置气体灭火系统虽然避免了因灭火过程而带来的二次损失，但也带来了围护结构、人员安全、设备投资大和维护要求高等新问题。这要求设计人员在灭火系统设置方案选定时就应该对各种问题加以充分考虑。

本文旨在从科学方法入手，在分析高层建筑火灾特点基础上，对几种常见的气体灭火系统进行客观分析，并针对高层建筑内不同保护对象和不同保护区划分的情况提出相应的设置方案。

由于作者水平有限，文中所述观点不一定正确，望能得到各位同行的斧正。

二、需设置大型气体灭火系统高层建筑的火灾特性分析

需设置大型气体灭火系统的高层建筑一般为电信业的枢纽大楼、金融大楼、电力调度大楼、图书馆、档案大楼、广播电视大楼等。其主要特点是保护区域多、单一保护区的几何尺寸大、楼层跨度大。

以上建筑物内需气体灭火系统保护的主要场所有计算机房、结算中心、数据库房、档案库房、贵重物品库、变配电室和电信业的交换机房、传输机房、数据通信机房、测量室、网管中心、无线机房、电源室及电力业的电力调度室、电力控制中心等。火灾类别主要属于电气火灾和A类火灾。

以上建筑物一般由于电气问题而引发火灾，这一类火灾的初期往往产生较大的烟雾，所以选用良好的感烟探测装置来进行早期火灾的探测是十分必要的。

火灾的形成与发展是有一定规律的，灭火系统是扑灭初期火灾的一种有效手段。

根据规范要求在以上建筑物内设置气体灭火系统是不必争议的，但是气体灭火系统的灭火可靠性比水系统差。因为气体灭火系统不仅对灭火系统本身的可靠性有严格的要求，并且对防护区和保护对象都有相应的要求。在防护区的完整性遭受破坏或保护对象有变化时，即使是早期火灾也不能保证能够灭火。

让我们来设计一个火灾，某一保护区由于电气原因起火，感烟探测装置探测到火情，消控室值班人员迅速到保护区核实火情后用手提式灭火器实施灭火但未能成功，于是启动防护区外的紧急启动装置，灭火系统相关的联动动作正确，除泄压口外的开口都及时关闭，灭火系统在执行延时后喷放灭火剂。即使这样也会产生两种情况，一种是灭火成功；另一种是灭火不成功，灭火不成功主要有以下原因：1、防护区的门窗因耐压不够而破坏；2、防护区的窗玻璃在早期火灾时受热破裂；3、防护区内放置了设计时未曾考虑到的物品且此物品已经引燃。

以上的设计火灾是假定灭火系统完全处于正常工作前提下的，即使这样灭火系统的灭火也不一定能成功，而灭火系统的灭火一旦不成功火势就会马上失控而向防护区外蔓延，这就会带来巨大的灾难，因为高层建筑在灭火设计思路上是立足于自救的，自救一旦失败，火势立即向轰燃阶段转化，这样会导致在燃烧层以上的层面无法保护的后果。

需设置大型气体灭火系统的建筑物内都安装有贵重的设备或存放有贵重的物品，所以在气体灭火系统灭火失败时考虑有一定的后续灭火手段是必要的。

为安全起见，在选择有毒性的灭火剂时，人员的疏散范围应该放大，应考虑保护区所在及所在层以下两层和以上各层的人员疏散。

三、灭火系统的选择原则

对高层建筑内大型气体灭火系统的选择应考虑下列原则：

1、应遵循环保的要求、尽可能不选用哈龙灭火系统。

2、应尽可能选择对保护区内人员和物品损害少的灭火系统。

3、系统要便于管理，日常维护方便。

4、系统综合经济性好。

5、应考虑灭火系统在喷放灭火失败后的后续灭火手段。

6、系统应做到一用一备或一用二备。

7、灭火系统的要简单、可靠、轻便，灭火效能尽可能高。

8、要考虑选用快速响应的探测系统以确保早期探测的灵敏可靠。

9、设计时要注意与结构、工艺、暖通、电气各专业的沟通，确保保护区能满足气体灭火系统的设计要求。

四、可供选择的灭火系统及其优、缺点分析

从我国现在的灭火系统的供应条件来看，符合本文“三、”所述的原则现市场可供选择的洁净气体灭火系统有以下四种：1、高压二氧化碳灭火系统；2、低压二氧化碳灭火系统；3、IG-541混合气体灭火系统；4、七氟丙烷灭火系统。下面作者对上述四种灭火系统的优、缺点进行分析比较。

1、低压二氧化碳灭火系统

该系统的主要优点是：采用了制冷系统降低了灭火剂的储存压力，也就降低了管网的设计压力；采用了设计压力为2Mpa的压力容器作为二氧化碳的储存容器，这样在较大程度上节约了灭火剂的储存空间，增加了空间的利用率，对单一的大型保护区而言在一定程度上节约了设备的投资，主要可用于工业厂房或仓库等无人的大型场所。该灭火系统的主要缺点是：由于降低了储存压力，也就降低了该系统的输送距离，对防护区数量多并防护区之间高差大的工程而言也就增加了灭火系统的数量；低温储存增加了灭火系统的日常维护成本，同时要防止部件低温冷脆的发生；建筑物内存放多个二氧化碳储罐会产生新的安全问题，也带来如何对高位储罐进行二氧化碳充装的技术难题；二氧化碳灭火剂对人体有毒。

2、高压二氧化碳灭火系统

该灭火系统的主要优点是：以常温的方式储存二氧化碳灭火剂，降低了灭火系统的日常维护成本；较高的储存压力使得灭火剂允许有较大的输送距离，提高了灭火系统的保护范围；灭火剂价廉且无环保问题。该系统的主要缺点是：高压钢瓶储存灭火剂其空间利用率低，占地面积大；二氧化碳灭火剂有毒；高压管网会增加管网成本和施工难度。

3、IG-541混合气体灭火系统

该灭火系统的主要优点是：采用了惰性混合气体作为灭火剂，灭火剂喷放过程对人体不造成伤害；高压储存及气态输送使之成为保护半径最大的气体灭火系统；对于防护区数量多的工程可组合成较为简单的系统，日常维护成本低。该灭火系统的主要缺点是：高压气态储存增加了储存的危险性；钢瓶数量多，占地面积大；高压管网会增加管网成本和施工难度；对深位火灾的灭火性能较差。

4、七氟丙烷灭火系统

该系统的主要优点是：灭火效率高，对单一的保护空间而言灭火剂用量少；灭火剂喷放对人体不造成伤害；灭火剂存放的安全性好；单一系统相对占地面积小，重量轻。该系统的主要缺点是：灭火剂输送距离短，不适用于保护区之间高差大或输送距离远的工程；灭火剂成本高、灭火剂存在较大的温室效应；适用于500平方米以下，2000立方米以内的保护区域；灭火过程中产生的酸性气体对人及保护对象有害。

以上四种灭火系统的综合比较见附表1。

五、灭火系统设置的建议性结论

综合上述分析，对高层建筑内大型灭火系统的设置方案初定作者建议可以简单的按下列思路进行。

对防护区数量多并且楼层跨度大的工程应选用IG-541混合气体灭火系统。

对防护区相对集中，输送距离近的工程应选用七氟丙烷灭火系统。

对建筑物内在岗人员少或无人值守的场所，首选高压二氧化碳灭火系统。

高层建筑内一般来说不选用低压二氧化碳灭火系统。

对防护区多、防护区容积大、保护对象特别重要的工程在管网布置上应考虑设置两根主管，并应考虑灭火系统扑救失败时的后续灭火手段。（作者单位：浙江省公安厅消防局建审处）

参考文献

1、公安部消防局、国家环境保护总局编：“中国淘汰哈龙行动”。

2、中华人民共和国国家标准：“二氧化碳灭火系统设计规范”（GB50193-93）（-99公共23号）。

3、国际标准：气体灭火系统—物理性能及系统设计（ISO/CD/14520）。