岩土技术交流：通信枢纽楼消防系统设计

　　1.前言 　　哈龙灭火系统自问世以来，由于在灭火方面具有浓度低、灭火效率高、不导电等优异性能，在世界各地获得了广泛的应用。其主要应用于大型电子计算机房、通讯机房、高低压配电室、档案馆等重要场所。然而，大量的科学实验证明哈龙对大气臭氧层有破坏作用，有碍人类的生存环境。为保护人类健康及赖以生存的地球环境，联合国制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，发达国家自1994年1月1日，停止生产和使用哈龙灭火剂，发展中国家则可延长到2010年。于是寻找新的灭火剂替代哈龙成为必然。目前哈龙灭火剂的替代物主要有两大方向：一是以其他灭火系统替代哈龙灭火系统，如二氧化碳、细水雾等灭火系统。二是新型的“洁净气体”灭火剂和相应的灭火系统，如卤代烃灭火系统、惰性气体灭火系统。在各种洁净灭火剂中，具有实际应用价值的是七氟丙烷和烟烙尽。 　　下面就二氧化碳灭火系统、烟烙尽灭火系统和七氟丙烷灭火系统，对其灭火效率、系统投资、保护生存等方面进行比较分析。并说明XXX片区枢纽楼的最佳气体灭火系统的选择是七氟丙烷灭火系统。 　　二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统都是使氧气浓度下降，对燃烧产生窒息作用，从而扑灭火灾的。七氟丙烷在火灾中有抑制燃烧过程基本化学反应的能力，其分解物能够中断燃烧过程中化学连锁反应的链传递，因而灭火能力强，灭火速度快。由此可见，二氧化碳灭火系统、烟烙尽灭火系统和七氟丙烷灭火系统是两种不同的灭火机理，这两种不同的灭火机理决定了七氟丙烷灭火系统在设计浓度上要远远低于二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统。三种灭火系统的最小设计浓度7%、34%、37.5%.所以七氟丙烷的灭火效率是最高的，市场上经常使用的气体灭火剂综合性能如表1.1所示。 　　生产厂家美国大湖公司国产美国安素国产 　　适用范围同1301，但由于惰性大，高度和气瓶间距离均受一定限制与`1301同，适用于无人区域与1301同，但保护面积不可超过1000米2 A、B、C类及电气火灾，通常适用于无人区域 　　灭火方式化学与物理物理化学 　　设计浓度8-10% 34-75% 37.5-42.8% 5-9.4% 　　灭火速度快最慢慢最快来源：考试大　　贮存压力2.5/4.2Mpa 5.8MPa 15Mpa 2.5/4.2Mpa 　　工作压力2.5/4.2Mpa 15Mpa 2.5/4.2Mpa 　　喷嘴压力≥0.8Mpa≥1.4Mpa≥0.8Mpa 　　酸性值中等低最低 　　毒性值中等（含氢氟酸） 　　低无低 　　LOAEL 10.5浓度大于20%人员死亡52 7.5 　　NOAEL 9.0 43 5.0 　　气体产物HF CO2 N2、CO2、Ar2 HF、HBr 　　启动产物N2 　　气体与空气重量比5.8 1.51 1.22 5.05 　　影响系统投资的主要因素是系统设备投资、系统瓶站建筑投资及系统的维护保养费用等。目前市场上二氧化碳、烟烙尽与七氟丙烷的单价比为1：13：110.但二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统需要的灭火浓度高，自然灭火剂的用量就大。值得注意的是，烟烙尽灭火系统其气体是以高压气态储存的，其输送距离可长达150米，大大超过了其它以液态储存的灭火剂的输送距离。所以它一套组合分配的装置可以保护的防护区数量可以很多，这样烟烙尽灭火系统的经济性是显而易见的。瓶站的建筑面积与灭火剂的用量是联系在一起的，所以七氟丙烷灭火系统需要的瓶站的建筑面积要大大小于二氧化碳灭火系统和烟烙尽灭火系统。但由于烟烙尽灭火系统保护的距离长，所以需要的瓶站的数量也少。二氧化碳灭火系统需要的储存容器，系统体积大、重量高，需要瓶站的建筑面积大，瓶站的建筑投资大。关于系统的维护保养费用，10年时间二氧化碳、烟烙尽与七氟丙烷系统灭火剂的再充填的费用比约为1：4：85，所以二氧化碳和烟烙尽的再填充费用是相对低的。通过上述各方面比较烟烙尽灭火系统的系统投资是最低的。 　　在保护人身安全方面，七氟丙烷人未观察到不良反应的浓度为9%，系统最小设计浓度为7%，烟烙尽人未观察到不良反应的浓度为43%，系统最小设计浓度为37.5%，所以七氟丙烷和烟烙尽在防护区喷放对人体是相对安全的。但七氟丙烷在高温条件下会产生对人体有害的HF，所以它使用时的浓度必须低于NOAEL值，而且灭火时的拖放时间不能过长。而二氧化碳在34%以上会使人窒息死亡。据统计，近几年世界上由于火灾中被二氧化碳窒息而死的人每年多达80余人。所以二氧化碳系统不适合人员出入较多的场所。 　　XXX片区枢纽楼需要气体保护的区域多为通信机房、寻呼机房、交换机房等，工作人员和值班人员较多。六层以下多为商务中心等公共场所，人流量也较大。该建筑需要气体保护的防护区多，空间也较大，组合分配的系统也多。综合考虑以上各方面，虽然二氧化碳灭火系统具有来源广泛、价格低廉、无腐蚀性、不污染环境等优点，但瓶组占地面积大、泄露点多，给以后的维修会带来一系列的难度。而且气体容易从液压站的开口处流失，保证其灭火浓度也较难。灭火剂的沉降也较快，特别是在高度和空间较大的情况下，高处火灾就难以扑灭。烟烙尽灭火系统虽然系统投资低，对人体安全等许多优点，但目前在国内还没有完整的设计规范。所以该建筑采用的最适合的气体灭火系统为七氟丙烷灭火系统。它的灭火效率高，对大气臭氧层的损耗潜能值ODP值为零，对人体相对安全，瓶组占地面积小，但它只适用于扑灭固体表面火灾，不适宜扑救固体深位火灾。 　　七氟丙烷灭火系统设计 　　工程概况 　　XXX片区枢纽楼地上十七层，地下两层，裙房三层，辅房三层。建筑面积23000平米，建筑高度为67.7米。四层到十六层层高3.9米，其中七至十六层的通信机房、电力室、电池室、传输机房、LS机房、ATM机房、网管中心、软件中心、计费中心和新技术发展用房，需要用气体灭火系统进行保护，采用七氟丙烷灭火系统对其进行保护。 　　根据《高层民用建筑防火设计规范》该建筑为一类建筑，耐火等级为一级，危险等级为中危险等级Ⅰ级。七层到十六层需要气体保护的区域，设有防静电地板，地板高0.5米，净空高为3.4米（比例为5：34）。 　　七氟丙烷（FM — 200 ）灭火系统　　七氟丙烷气体灭火剂性能及灭火机理 　　七氟丙烷灭火剂HFC-227ea（美国商标名称为FM-200）是一种无色无味、低毒性、电绝缘性好，无二次污染的气体，对大气臭氧层的耗损潜能值（ODP）为零。其化学结构式为CF3-CHF-CF3.在一定压强下呈液态储存。在火灾中具有抑制燃烧过程基本化学反应的能力，其分解产物能够中断燃烧过程中化学连锁反应的链传递，因而灭火能力强、灭火速度快。