气体灭火系统的比较

常见几种气体灭火系统产品对比

一．概况

现在越来越多地项目中会使用到气体灭火系统，气体灭火系统地产品也是日新月异，而选择那种气体灭火系统不光要看防护区的类型，更要看其造价的高低，造价既包括灭火系统一次性工程投资费用，又包括系统投入运行后装置的维护保养费，如日常管理人员的正常开支，设备的年度定期检查检测费用，药剂的补充安装费用，零件的正常损坏更换费等。系统越复杂、庞大，设备就越多，工程投资费与维护保养费就越高。

二．常用的几种气体灭火系统介绍

2.1 七氟丙烷气体灭火系统

2.1.1七氟丙烷气体灭火系统简介

FM-200是国际公认理想的洁净气体自动灭火系统随着国内环保意识的提升，气体消防面临着一场新革命，这是因为传统的气体自动灭火系统，如：卤代烷1301或二氧化碳气体自动灭火系统，都不同程度地对人类的生存环境造成损害。

2.1.2灭火机理

当FM-200灭火气体应用于全淹没式的系统环境时，它能够结合物理的和化学的反应过程迅速，有效地消除热能，阻止火灾的发生，FM200的物理特性表现在其分子汽化阶段能迅速冷却火焰温度；并且在化学反应过程中释放游离基，能最终阻止燃烧的连锁反应。

2.2.3性能特点

1. 灭火速度快、效率高、主动性强

FM-200洁净气体自动灭火系统通常在10秒内能完全扑灭火灾，FM-200洁净气体灭火药剂相对被保护区的设计灭火浓度低，仅为9%，FM-200洁净灭火药剂可液态形式存储并能迅速净化为洁净灭火气体，灭火的主动性强。

2．洁净

FM-200洁净气体自动灭火系统十分适合保护电器、磁介质、文件档案或价值高的珍品及设备，并对被保护的物品无损害，灭火后不留任何残留物，完全不中断保护区内的日常工作。

3．安全

FM-200洁净灭火气体是国际公认的对人体无害的灭火药剂，无毒并且不会引起呼吸系统问题。FM-200洁净气体自动灭火系统释放压力小、无毒，很适用于工作人员常驻的保护区。

4．经济，成熟

FM-200洁净气体自动灭火系统因为符合目前的环保法规，所以在日后不用更换而重复投资。在设计中还可以采用集中储存系统的组合分配法设计，更经济有效地进行火灾防护。FM-200洁净气体自动灭火系统体积小，气瓶数量少，因此可以节省气瓶间的面积。

FM-200洁净气体是采用美国杜邦化工公司的技术合成制造的，在全世界已有上万例的成功应用，已经过逾十年的实践考验。国际上有配套的设计和工程规范。

5．环保

FM-200洁净灭火气体不是国际环保组织列入停止使用计划的气体，不会损害大气臭氧层，在大气中的存留期仅为31~42年。

2.2.4组成

FM-200洁净气体自动灭火系统是由气体管网系统和自动控制系统两部分组成，两个系统相互独立又协同操作以完成灭火功能。

1.气体管网系统由气瓶、释放阀、管道和喷头组成，用于储存、输送灭火药剂，起到提供灭火药剂源的作用。

2.自动控制系统由自动灭火控制盘、探测器、手动装置、自动启动装置和疏散报警装置组成，用于自动探测，报警、手动或自动释放控制气体管网系统，起到自动灭火的功能。

2.2 气溶胶灭火系统

2.2.1气溶胶灭火系统简介

热气溶胶属于全淹没系统，在控制火源的情况下逐步全淹没式灭火，使人员有足够的时间进行疏散逃生，适用于变配电间、发电机房、电缆夹层、电缆井、电缆沟等无人、相对封闭、空间较小的场所，适用扑救生产、贮存柴油（-35号柴油除外）、重油、润滑油等丙类可燃液体的火灾和可燃固体物质表面火灾。气溶胶是以固态形式存放的，且自身又不具有挥发性，所以不会存在泄露问题等问题，据有较长的保存年限，对保护区的设施也能便于时时监控。但目前的气溶胶在技术没有突破且通过国家质检中心型式检验之前，不能用于管网输送系统。普通型气溶胶(即K型气溶胶)灭火后的残留物对精密仪器、电子设备会存在有一定影响，技术上没有解决该问题且通过检验的固定装置，不建议用于保护计算机房、配电房等电机设备等场所，相对于K型气溶胶，S型气溶胶不仅具有较好的灭火效能，而且有较高的洁净度，气溶胶喷洒后的残留物对于电子设备的影响较少，现国内有些气溶胶生产厂家的S型气溶胶的洁净度已经可以完全达到保护电子设备的目的。

2.2.2灭火原理

1 S型气溶胶灭火系统吸热降温灭火机理

金属盐微粒在高温下吸收大量的热，发生热熔、气化等物理吸热过程，火焰温度被降低，进而辐射到可燃烧物燃烧面用于气化可燃物分子和将已气化的可燃烧分子裂解成自由基

的热量就会减少，燃烧反应速度得到一定抑制。

2 S型气溶胶灭火系统化学抑制灭火机理。

3 气相化学抑制:在热作用下，灭火气溶胶中分解的气化金属离子或失去电子的阳离子可以与燃烧中的活性基团发生亲和反应，反复大量消耗活性基团，减少燃烧自由基。

4 固相化学抑制:灭火气溶胶中的微粒粒径很小（10-9～10-6m)，具有很大的表面积和表面能，可吸附燃烧中的活性基团，并发生化学作用，大量消耗活性基团，减少燃烧自由基。

5 降低氧浓度:灭火气溶胶中的N2、CO2可降低燃烧中氧浓度，但其速度是缓慢的，灭火

作用远远小于吸热降温、化学抑制。

2.2.3优势特点

1. 灭火效率高

S型气溶胶灭火剂用量一般为130g/m3左右，灭火剂用量少，而其他气体灭火剂用量为300-1000g/m3。如:哈龙1301为330g/m3 ， HFC227ea为530g/m3。其灭火机理主要是吸热降温、化学抑制双重灭火，其灭火效率高。

2．安全无毒

S型气溶胶灭火剂喷放物质中的成分主要是N2、少量CO2、金属氧化物固体微粒等，均为无毒物质，对电器无二次损坏。

3．节省重量及空间

S型气溶胶灭火系统由于是固体常压存放，体积和重量大大减轻，其重量只有惰性气体的1/40，空间占用只有其1/15 。

4．经济

由于S型气溶胶灭火系统灭火效率高，药剂少，重量轻，占用空间小，安装简单，常温、常压储存以及几乎可以忽略的维护费用，使其在气体消防产品中具有最低的成本。

5．环保

S型气溶胶灭火剂不含大气臭氧层损害物质，其ODP、GWP值为零，是目前理想的哈龙替代物。

2.2.4缺点：

1. 影响逃生

气溶胶释放后会形成浓重的烟雾，能见度极低（约小于1.0米），影响了火场人员的逃生。

2. 温度高

目前国内工程上应用的气溶胶灭火装置都属于热型的，产生的高温会造成一定的危害 3. 防区体积有限

气溶胶胶体的扩散速度较气体灭火剂要慢的多，且热胶体喷放后存在向上扩散的趋势，不利于均匀分布。所以防护区的面积及体积应比无管网卤代烷自动灭火系统设置要求更应严格，不宜用于大空间场所。

2.3 CO2灭火系统

2.3.1 CO2灭火系统简介

二氧化碳被高压液化后罐装、储存，喷放时体积急剧膨胀并吸收大量的热，可降低火

灾现场的温度，同时稀释被保护空间的氧气浓度达到窒息灭火的效果。二氧化碳自动灭火系统根据其设计应用形式可分为全湮没灭火系统方式、局部应用灭火系统方式。全湮没灭火系统方式指在一定的时间内，向防护区内喷射一定浓度的灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区的灭火方式。对事先无法预计火灾产生部位的封闭防护区应采用全湮没灭火系统方式进行火灾防护。局部应用灭火系统方式直接向保护对象以设计喷射强度喷射灭火剂，并持续一定的时间的灭火方式。对事先可以预计火灾产生部位的无封闭围护的局部场所应采用局部应用灭火系统方式进行火灾防护。组合分配系统指一套二氧化碳自动灭火系统保护多个保护区的保护形式。若保护区为5个或超过五个，应设备用瓶组，灭火剂量不应小于设计用量。

2.3.2 灭火原理

由于二氧化碳的密度要比空气高，因此当该它的浓度达到一定值时，会将火源所需的氧气覆盖，在缺乏氧气的环境中，火苗自然也就会随之熄灭。因此这就需要保护区内的气体灭火设备要存储足量的二氧化碳介质。此外，它还有吸附阻燃的效果。

2.3.3 优势

(1)二氧化碳灭火主要是窒息作用，冷却作用为次要。

(2)二氧化碳来源广泛，价格低廉(仅为卤代烷1211的1／50)。

(3)二氧化碳不导电，绝缘性能好，适用于电气设备灭火。

(4)二氧化碳气体稳定，灭火后不污染仪器设备等物。

(5)长期存放不变质，且在高温地区和低温地区均可使用。

(6)二氧化碳气体比空气重，二氧化碳气体的相对分子质量为44，空气的相对分子质量为29，所以从容器释放出来的二氧化碳气体将往下沉积。

(7)二氧化一碳灭火设计浓度比卤代烷大，如同一电子计算机房，当采用卤代烷灭火系统时，设计浓度为5％，在10s以内就能灭火，当采用二氧化碳灭火系统时，设计浓度为34％，并要在60s才能灭火，这样势必使二氧化碳灭火剂储器数量要增加倍数，增加储器占地面积。

2.3.4 缺点

二氧化碳灭火所需的浓度对人类有害。在密闭条件下使用时要特别注意安全，迄今为止，我国尚未发生卤代烷喷射造成伤亡的事故，而二氧化碳灭火系统因误喷或使用不当造成的伤残死亡事故，曾发生数起

2.3.5 组成

二氧化碳自动灭火系统由：气体灭火报警控制系统、火灾探测系统、灭火驱动盘、声光报警装置、放气门灯、紧急启动、停止按钮、灭火剂贮存瓶、容器阀、高压软管、选择阀、单向阀、气路控制阀、压力开关、喷嘴、启动钢瓶、管路等主要设备组成。可组成单元独立系统或组合分配系统等多种形式。实施对单区或多区的消防保护。

2.4 IG-541系统

2.4.1 IG-541系统简介

IG541是一种混合气体IG541灭火剂由52%氮、40%氩、8%二氧化碳三种气体组成，是一种无色、无味、无毒、不导电的气体，臭氧耗损潜能值ODP=0，温室效应潜能值GWP=0，其在大气中存留的时间很短，是一种绿色环保型灭火剂。

IG-541灭火系统又名混合气体灭火系统，是近年来发展起来的一种新型气体灭火系统，技术相对较新，是“绿色”环保型灭火系统。IG-541灭火系统的三个组侧成分均为大气基本成分，使用后以其原有成分回归自然，是一种绿色灭火剂，是哈龙灭火剂的理想替代品。无色无味，不导电、无腐蚀、无环保限制，在灭火过程中无任何分解物。IG541的无毒性反应（NOAEL）浓度为43%，有毒性反应（LOAEL）浓度为52%，I IG541设计浓度一般在37%~43%之间，在此浓度内人员短时停留不会造成生理影响，相对安全。

2.4.2 灭火原理

IG-541混合气体灭火机理属于物理灭火方式。混合气体释放后把氧气浓度降低到它不能支持燃烧来扑灭火灾。通常防护区空气中含有21%的氧气和小于1%的二氧化碳。当防护区中氧气降至15%以下时，大部分可燃物将停止燃烧。混合气体能把防护区氧气降至12.5%，同时又把二氧化碳升至4%。

2.4.3 优势

1. IG541的成分全部来自大气，既不会消耗臭氧层物质，也不会引起地球的温室效应，又不会产生长久的影响大气寿命的化学物质，故它被称为洁净气体.

2. IG541是有效的灭火剂，能适用于封闭空间的A类表面火灾B类的易燃液体火灾及C 类的电气火灾，在一定范围内使用对人体是无毒、无窒息作用。

2.4.4 缺点

因为IG-541是靠窒息作用灭火，其设计浓度为37.5-42.8%，工作压力高达

15-17.5Mpa，而且，烟烙烬的系统造价在所有的消防设备中价格最为昂贵，无论是灭火剂的价格、储存容器，还是释放的管路都需要大量的资金，同时，因为其储存压力太高，产品本身就受环境温度的制约，最重要的是产品设计标准和计算方法尚不完善，在我国推广尚需消防部门和厂家共同努力。

2.4.5 组成

IG541混合气体灭火系统包括：灭火瓶组、高压软管、灭火剂单向阀、启动瓶组、安全泄压装置、选择阀、压力信号器、喷头、高压管道、高压管件等组成。

2.5 高压细水雾系统

2.5.1高压细水雾系统简介

高压细水雾灭火系统是一种新型高效的灭火系统，它利用纯水作为灭火介质，采用特

殊的高压喷头在特定的压力下工作，将水流分解成细小水滴进行灭火的一种固定式灭火系统，具有高效，经济，适用范围广等特点，目前已经成为替代传统灭火系统的重要技术，具有广泛的应用前景。

2.5.2 灭火原理

1.高效吸热作用：由于细水雾的雾滴直径很小，相对表面积较一般水滴大1700～5800倍，在汽化的过程中，从燃烧物表面或火灾区域吸收大量的热量。按100℃水的蒸发潜热为2257kJ/kg计，每只喷头喷出的水雾吸热功率约为300KW。实验证明直径越小，水雾单位面积的吸热量越大，雾滴速度越快，直径越小，热传速率越高。

2.窒息作用：细水雾喷入火场后，迅速蒸发形成蒸汽，体积急剧膨胀，降低氧体积分数，在燃烧物周围形成一道屏障阻挡新鲜空气的吸入。随着水的迅速汽化，水蒸气含量将迅速增大，同时氧含量在火源周围空间减小到16%～18%时，火焰将被窒息。另外火场外非燃烧区域雾滴不汽化，空气中氧气含量不改变，不会危害人员生命。

3.阻隔辐射热作用：高压细水雾喷入火场后，蒸发形成的蒸汽迅速将燃烧物、火焰和烟羽笼罩，对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力，能够有效抑制辐射热引燃周围其它物品，达到防止火焰蔓延的效果。水雾对辐射的衰减作用还可以用来保护消防队员的生命。

4.浸润作用：颗粒大冲量大的雾滴会冲击到燃烧物表面，从而使燃烧物得到浸湿，阻止固体挥发可燃气体的进一步产生，达到灭火和防止火灾蔓延的目的。另外，高压细水雾还具有洗涤烟雾、废气的作用、对液体的乳化和稀释作用等。

2.5.3 优势

1.安全环保--以水为灭火剂的物理灭火，对环境、保护对象、保护区人员均无损害和污染。

2.高效灭火--冷却速度比一般喷淋系统快100倍。高压细水雾还具有穿透性，可以解决全淹没和遮挡的问题，还可以防止火灾的复燃。

3.净化作用--能净化烟雾和废气，有利于人员安全疏散和消防人员的灭火救援工作。

4.屏蔽辐射热--对热辐射有很好的屏蔽作用，达到防止火灾蔓延、迅速控制火势的效果。

5.水渍损失小--用水量仅为水喷淋系统的1-5%,避免了大量的排水对设备的损坏和对

环境的二次污染。

6.电绝缘性好--可有效扑救带电设备火灾。

7.可靠性高--系统安装完成后可对系统进行模拟检验，以增加系统动作的可靠性。

8.系统寿命长--所用泵组、阀门和管件均采用耐腐蚀材料，系统寿命可长达30（60）年。

9.配制灵活--可局部使用，保护独立的设施或设施的某一部分；作为全淹没系统，保护整个空间。

10.安装简便--相对于传统的灭火系统而言，管道管径小，仅为10-32mm,使安装费用相应降低。

11.维护方便--仅以水为灭火剂，在备用状态下为常压，日常维护工作量和费用大大降

低。

2.5.4 缺点

1.水渍损失：发生火灾时细水雾灭火系统开启后，应尽量减少水雾珠对保护对象的浸渍损失，以便日后修复，在理论上采用高速水雾喷头或特制的细雾喷头可以改善，但在实际使用中，细水雾灭火系统有它的局限性，如高压系统的管路、配件及水泵的工作压力很高，水质不好还会造成喷嘴堵塞，目前我们国家生产的细水雾喷头都不能满足设计要求，因而不能用来保护不能受潮的贵重纸质档案等。

2.对保护电器火灾不成熟，众所周知，当带电设备遇到水时,由于水的导电性，一方面引起设备电器短路损坏设备，另一方面有可能对现场人员造成人身伤害，同时，电流还可能穿过水雾，从水雾喷头沿供水管路传播，关于细水雾的电绝缘性，试验显示，在细水雾释放过程中，电阻读数明显下降，细水雾能否用于电器设备的保护一直是消防专家们争论的话题，其主要原因是我国目前生产的细水雾灭火装置喷出的水雾微粒达不到理论值，更谈不上用来保护计算机类电器设备了。

3.技术的可靠性问题，细水雾的工作原理与水喷雾及喷淋无异，虽然采用干式控制系统，电气控制系统或预作用控制系统，可以减少误动作，但从喷头到水管至水泵，只要是一个环节出现问题直接影响水成雾的质量；当然，单个细水雾灭火装置可以改变这种情况，但又因为细水雾灭火讲的就是供水量，只有通过管网源源不断地供水，细水雾才能满足灭火要求，这也是细水雾造价高的原因之一。

4.为保证高压细水雾灭火系统的性能及可靠性，系统组成中的高压水泵，电机，控制器均为进口产品，整个系统造价偏高。

2.5.5 组成

包括高压主泵、高压备泵、稳压泵、泵组控制柜、进水电磁阀、进水过滤器、调节水箱等)、补水增压装置、供水管网、区域控制阀箱组、高压细水雾喷头（包括开式、闭式喷头及微型喷嘴）及火灾探测报警系统等组成。

三．各类气体灭火系统产品特性比较

中安联合煤化一体化临时办公室档案馆消防项目特点及技术难点：

1 防区吊顶上方为开放区域，与整座建筑联通，防区不封闭。

2 防区分为三个分区，其中一个分区体积过大，超过气体灭火单防区体积要求，另外两个分区体积相对较小。

3 整体建筑除外墙外均为石膏板墙隔断，强度较弱。

4 档案室可能迁移，气体灭火系统相应可能搬迁。

气体灭火系统方案选择：

1考虑到建筑结构强度，防区的可迁移性及系统造价，不考虑结构复杂，气体压力较大并且造价高昂的管网式灭火系统方案。

2 考虑防区体积大，档案室存储纸质档案的特殊性，而气溶胶灭火系统面对大防区灭火效果不佳，药剂释放时温度高，可能毁坏文档，且释放后有残留，故排除此方案。

3 柜式七氟丙烷系统性能满足防区要求，结构简单，维护方便，价格相对管网式低廉，符合本项目消防要求。

附：

1防区吊顶以上空间亦为防区一部分，为封闭防区空间，将防区石膏板边墙加高至房顶。

2 档案库房体积超过单防区体积要求，将其隔为两个防区。