陶觀楚¹ 唐祝華²
1.上?；ぴO(shè)計院；2.公安部上海消防科學研究所

1 氣體消防技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀綜述

1.1 氣體消防技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展簡史
　　自1949年中華人民共和國成立起至1964年，我國早期的氣體消防用滅火劑主要是鹵代烷104（四氯化碳）和CO₂（二氧化碳），而用于保護軍事設(shè)施和飛機、輪船、車輛等交通工具的氣體滅火劑主要有3.5^*、7^*等鹵代烷混料慢化劑。上述幾種早期的鹵代烷滅火劑由于其在滅火時有可能產(chǎn)生有毒氣體，引起人員傷亡，因此其應用范圍并不廣泛。
　　自1965年起，我國先后研制成功了二種高效低毒的鹵代烷1301（三氟--溴甲烷）及1211（二氟一氯—溴甲烷）氣體滅火劑。由于這兩種滅火劑不導電、揮發(fā)快、滅火后無殘留物、安全潔凈，從70年代開始至80年代末，鹵代烷1211、1301滅火器和滅火系統(tǒng)在航空業(yè)和工業(yè)與民用建筑等場臺得到比較廣泛的應用，用以保護高新電子設(shè)備和飛機發(fā)動機艙。中國鹵代烷滅火設(shè)備的使用較日、美等發(fā)達國家滯后約10-20年，用量也少得多。我國于1983年至1985年分別頒布了二氧化碳、1211和1301滅火劑的國家標準；1984年頒布了二氧化碳、1211滅火器國家標準；1987年。1992年、1993年和1997年發(fā)布了《鹵代烷1211滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《鹵代烷1301滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》，1999年局部修訂了《氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》，增加了關(guān)于低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)的規(guī)定。
　　我國的氣體滅火技術(shù)在二十世紀六十年代之后得到了普遍應用和迅速發(fā)展。它被廣泛應用于計算機房、通訊機房、圖書館、檔案館、博物館、重點文物保護單位及工廠的控制室、變配電室、飛機座艙與貨艙、飛機發(fā)動機短艙、船舶的輪機艙與貨艙以及電廠等重要保護場所。
1.2 氣體消防技術(shù)在消防領(lǐng)域中的地位
　　自古以來，在消防領(lǐng)域應用最廣泛的滅火劑就是水。隨著國家經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，大批工業(yè)和民用建筑尤其是高層建筑的不斷涌現(xiàn)、更隨著高科技的發(fā)展，設(shè)備對滅火劑的要求越來越高，對于撲滅可燃氣體、可燃液體和電器火災，以及計算機房、重要文物檔案庫、通信廣播機房、微波機房和設(shè)備等火災，氣體滅火系統(tǒng)作為最干凈、最有效的滅火手段，日益受到工程技術(shù)人員和消防安全人員的重視。20世紀以來相繼出現(xiàn)了二氧化碳滅火系統(tǒng)、鹵代烷滅火系統(tǒng)、蒸汽滅火系統(tǒng)、煙霧滅火系統(tǒng)、氮氣滅火系統(tǒng)以及其它惰性氣體滅火系統(tǒng)；為逐步替代鹵代烷滅火系統(tǒng)，國內(nèi)相繼研制、生產(chǎn)了七氟丙烷、IG—541惰性氣體、SDE、EBM氣溶膠滅火系統(tǒng)和裝置。
　　關(guān)于氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)置在我國有關(guān)規(guī)范中早有明確規(guī)定：
　　1988年5月實施的GBJ16-87《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中第八章第8.7.5條規(guī)定了應設(shè)置鹵代烷或二氧化碳滅火設(shè)備的部位，第8.7.6條中規(guī)定了宜設(shè)置蒸汽滅火設(shè)備的部位；
　　1982年頒布的GBJ45-82—82《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》第6.6.3條和第6.6.4條分別對應設(shè)二氧化碳或鹵代烷滅火系統(tǒng)的部位作了明確的規(guī)定；
　　1995年11月1日起實施的GBJ50045-95《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》第7.6.7條規(guī)定了高層民用建筑應設(shè)氣體等自動滅火系統(tǒng)的房間。
　　 從以上有關(guān)規(guī)范條文中我們可以看出，氣體消防系統(tǒng)在消防技術(shù)領(lǐng)域的各類滅火系統(tǒng)中占有很廣泛、很重要的地位。
1.3 氣體消防工程技術(shù)規(guī)范與產(chǎn)品質(zhì)量標準
　　目前我國己頒布的氣體消防技術(shù)國家規(guī)范和標準，標準主要有：
　?。?）氣體滅火劑產(chǎn)品標準：GB4065-8312 1211滅火劑；GB6Ｇ51-85 1301滅火劑；GB4396－84CO₂滅火劑。（2）氣體滅火器產(chǎn)品標準：GB4397－84手提式1211滅火器；GB4399－84 手提式二氧化碳滅火器；GA77.1-94 推車式1211滅火器；GA107-94推車式二氧化碳滅火器。（3）氣體滅火系統(tǒng)和氣體滅火器工程技術(shù)規(guī)范：GBJ 110-1987 110-1987 鹵代烷 1211 滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范；GBJ140---1990 建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范；GB50163-1992鹵代烷1301滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，GB50193—1993二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范；GB50263—1997 氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范。
　　1998年，廣東省消防局組織深訓市消防局等有關(guān)單位完成了廣東省工程建設(shè)地方標準《七氟丙烷（HFC227ea）潔凈氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的編制工作，并經(jīng)廣東省建設(shè)委員會批準，發(fā)布為DBJ15－－23—1999地方規(guī)范；
　　2000年，江蘇省消防局等有關(guān)單位完成并由江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準，發(fā)布了自2000年10月18日起實施的《SDE氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計、施工、驗收規(guī)范》江蘇省地方標準 DB32。
1.4 保護臭氧層，逐步替代鹵代烷
　　二十世紀八十年代初有關(guān)專家研究表明，包括鹵代烷滅火劑在內(nèi)的氯氟烴類物質(zhì)在大氣中的排放，將導致對地球大氣臭氧層的破壞，危害人類的生存環(huán)境，1990年6月在倫敦由57個國家共同簽定了蒙特利爾議定書，決定逐步停止生產(chǎn)和逐步限制使用氟里昂、鹵代烷滅火劑，我國于1991年6月加入了《蒙特利爾議定書》（修正案）締約國行列，并將逐年減少鹵代烷滅火劑的產(chǎn)量，承諾到2005年停止生產(chǎn)鹵代烷1211滅火劑，到2010年停止生產(chǎn)鹵代烷1301滅火劑。為實現(xiàn)這項目標，
　　從1992年起，世界各國和UNEP（聯(lián)臺國環(huán)境規(guī)劃署）己認可并容許鹵代烷必要場所的存在，英、美等許多國家都建成了國家級哈龍銀行，專門為必要場所定期、限量地配給精品哈龍。中國哈龍銀行也正在籌建之中。根據(jù)中國國情以及目前我國有關(guān)國家規(guī)范的規(guī)定，到目前為止，有關(guān)“停止使用”或“徹底淘汰”哈龍（鹵代烷）滅火設(shè)備的提法是不確切的。但鹵代烷滅火劑逐步被淘汰將勢
在必行。公安部在公通字（1994）第94號文件《夫于在非必要場所停止再配置鹵代烷滅火器的通知》中亦對鹵代烷滅火器的使用作了必要限制。
　　在國際淘汰哈龍行動中，我國的消防上規(guī)范《建筑設(shè)計防火規(guī)范D（GBJ16-87-95-97）和《人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范》（GBJ98—87—97）、《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50045—95—97）及《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》（GBJ140—90—97）等四項國家規(guī)范在保護大氣臭氧層和人類生態(tài)環(huán)境專題上的1997年同步局部修訂條文，逐步替代與淘汰哈龍。
　　以往可用哈龍1301滅火系統(tǒng)的場所，現(xiàn)會已經(jīng)一分為三：
　　7.6.6（高規(guī)）／第8.7.4條（建規(guī)）建筑的下列房間和部位，應設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)（本條各款及修訂說明可簡述為：燃油鍋爐房、油浸變壓器室等不得再行設(shè)計、安裝哈龍滅火系統(tǒng)）；
　　7.6.7（高規(guī)）／第8.7.5條（建規(guī)）建筑的下列房間和部位，應設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)（本條各款及修訂說明可簡述為：一定檔次的電子計算機房、廣播電視發(fā)射塔微波機房、長途通訊機房、市話端局程控交換機房等目前尚允許設(shè)計、安裝哈龍滅火系統(tǒng)）；
　　7.6.8（高規(guī)）/第8.7.5A條（建規(guī)）建筑的下列房間和部位，應設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)，但不得采用哈龍滅火系統(tǒng)（本條各款及修訂說明可簡述為：一定檔次的圖書館特藏室、檔案館珍藏庫、博物館珍品庫等也不得再行設(shè)計、安裝哈龍滅火系統(tǒng)）。
　　在這種情況下，二氧化碳滅火系統(tǒng)應用范圍己逐步擴大。二氧化碳滅火劑來源廣泛、價格低廉、電絕緣性高、滅火性能較好、清潔無污漬，但由于二氧化碳對人體有窒息作用，相對來講，前些年應用不廣泛。在70年代末80年代末我國對二氧化碳全淹沒滅火系統(tǒng)和二氧化碳局部應用滅火系統(tǒng)做了一系列滅火試驗，并于1993年頒布了二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，于1999年11月17日由中華人民共和國建設(shè)部頒布了己經(jīng)批準的國家標準《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》局部修訂條文，并于2000年3月1日起施行。局部修訂條文中增加了二氧化碳低壓滅火系統(tǒng)有關(guān)條文。
　　同時，近幾年來我國科技人員正努力研制能替代鹵代烷的新型潔凈氣體滅火劑。在我國氣體滅火技術(shù)領(lǐng)域，除二氧化碳滅火系統(tǒng)外，現(xiàn)在越來越多的工程中采用七氟丙烷（HFC227ea）氣體滅火系統(tǒng)、IG541氣體滅火系統(tǒng)、EBM氣溶膠滅火裝置、SDE氣體滅火系統(tǒng)等。對以上多種新型的侯選替代鹵代烷的氣體滅火系統(tǒng)和滅火裝置，由于其使用時間不長，至今尚沒有設(shè)計施工的國家規(guī)范，有的只有地方性規(guī)程，或正在編制有夫地方性規(guī)程，有的還鮮為人知。

2 氣體消防技術(shù)領(lǐng)域的未來瞻望綜述

2.1 潔凈氣體滅火劑及其滅火設(shè)備的開發(fā)
　　目前國際標準化組織推薦的用于替代哈龍的氣體滅火劑有十幾種，并要求按潔凈氣體滅火劑的10項指標和技術(shù)要求來評價：
　?。?）蒸發(fā)后不留殘渣（潔凈）；（2）對臭氧層的耗損潛能值（ODP）小，最好為零；（3）較好的滅火效能；（4）低毒或無毒；（5）在大氣中存留壽命（ALT）短；（6）溫室效應潛能值（GWP）小，或無；（7）良好的儲存性和穩(wěn)定性；（8）良好的電絕緣性；（9）相對于哈龍1301滅火濃度小；（10）經(jīng)濟合理，可能接受的市場價格。
　　現(xiàn)己開發(fā)的候選哈龍?zhí)娲锱c以上10項要求相比較，這些滅火劑還不是最理想的，有待于下一代哈龍?zhí)娲锏难兄坪烷_發(fā)。
　　我國用于替代哈龍的潔凈氣體滅火設(shè)備，包括潔凈氣體滅火器和潔凈氣體滅火系統(tǒng)的開發(fā)、研制、生產(chǎn)和應用工作正在抓緊進行之中。
　　對于潔凈氣體滅火器和潔凈氣體滅火系統(tǒng)的新型滅火設(shè)備的具體技術(shù)要求主要有如下八項：
　?。?）對環(huán)境（大氣）無危害：不破壞臭氧層，要求：ODP≤0.05，最好ODP=0；不產(chǎn)生溫室效應或溫室效應較小，要求GWP≤0.1；
　　（2）對人體無毒性危害，或僅有輕微影響，最好是相當于哈龍1301的微毒級，能應用于有人場所。要求：替代哈龍用的潔凈氣體滅火介質(zhì)的設(shè)計滅火濃度小于或等于其NOAEL（無毒性反應的最高濃度）值，不得大于真LOAEL（有毒性反應的最低濃度）值。其它略。
　　（3）不可燃，滅火效能高，設(shè)計滅火濃度低。要求：應接近于哈龍1301；即：設(shè)計滅火濃度=5％，且在10秒內(nèi)能滅火。
　　（4）噴射后能全部氣化，在封閉空間內(nèi)各向分布迅速、均勻，無固、液相殘留物，不導電，不擊穿電子電器設(shè)備，不污損、腐蝕、破壞被保護現(xiàn)場設(shè)備。
　　（5）應屬可液化的氣體或具有與液化氣體相類似的物化特性，平時可以液態(tài)存貯，充裝密度（充裝比）較大，亦即其有管網(wǎng)的固定滅火系統(tǒng)瓶組、瓶站的占地面積較??；這一點很重要，因為某些特種場合諸如廣播電視發(fā)射塔樓等處是沒有太多的面積或空間可供選用以便設(shè)置數(shù)量很多的高壓瓶組，而且還需留出便于操作、維修系統(tǒng)的足夠位置。另一方面，替代物到戰(zhàn)時（滅火）噴射到防護區(qū)內(nèi)應能立即閃蒸成氣態(tài)，以便其在防護區(qū)的空間內(nèi)的各個方向迅速形成大于或等于設(shè)計滅火濃度的均勻、有效的滅火氣氛。為此，真沸點和臨界溫度應低，臨界壓力和蒸氣壓宜適中。
　?。?）存貯穩(wěn)定性（包括真耐熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性）良好。
　?。?）與彈性密封元件的相容性良好。
　　（8）成本低。
　　因此，若能完全達到上述8個要求的氣體滅火介質(zhì)才能稱為“全代用”或“可直接使用—drop in”的哈龍?zhí)娲?，也就是說，一點不改動原哈龍滅火設(shè)備（包括貯存容器、管道、閥門等的規(guī)格、數(shù)量），僅僅更換滅火劑。
2.2 氣體消防技術(shù)法規(guī)的進一步完善和制修訂工作
　　現(xiàn)正在編制和修訂的，并打算編制的有關(guān)氣體消防國家規(guī)范、地方規(guī)程、和產(chǎn)品標準主要有：
　?。?）己經(jīng)國家建設(shè)部批準立項的國家標準《潔凈氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（包括七氟丙烷和惰性氣體等滅火系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)定）的編制工作，現(xiàn)日進人送審稿階段；
　　（2）根據(jù)上海市建委及市標準化辦公室的意見，上海市消防局和上?；ぴO(shè)計院正在編制的上海市地方規(guī)程《七氟丙烷（HFC227ea）氣體滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》和《IG541氣體滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》，年內(nèi)完成送審稿；
　　（3）國家標準GBJ 140---1990《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》的全面修訂工作已于2001年3月正式啟動。該規(guī)范擬參照國際標準ISO11602——和ISO 11602-02并結(jié)合國情，進行全面修訂，其中包括了氣體滅火器的選型、配置、檢查、維修、再充裝與報廢規(guī)定，以及鹵代烷滅火器的限制使用和逐步淘汰的具體規(guī)定；
　　（4）擬制訂潔凈氣體（六氟丙烷、七氟丙烷、惰性氣體等）滅火劑的國家標準；
　?。?）擬制訂潔凈氣體（六氟丙烷等）滅火器的國家標準；
　?。?）擬制訂國家標準《潔凈氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》。