計(jì)算機(jī)及電子設(shè)備房氣體滅火劑的選用

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

簡(jiǎn)介： 電子設(shè)備房在選擇滅火劑時(shí)，應(yīng)考慮清潔、環(huán)保、滅火迅速、技術(shù)成熟以及對(duì)人體安全、投資適度等因素，介紹了目前國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的幾種滅火劑的性能特點(diǎn)，并附應(yīng)用實(shí)例。
關(guān)鍵字：電子設(shè)備房 氣體滅火劑 選用

為保護(hù)昂貴的電子設(shè)備和數(shù)據(jù)資源，有關(guān)國(guó)家規(guī)范規(guī)定一定規(guī)模的電子設(shè)備房必需采用報(bào)警及氣體滅火系統(tǒng)。隨著社會(huì)進(jìn)步，電子設(shè)備日益普及，各種滅火劑競(jìng)相推出。由于電子設(shè)備房環(huán)境較好，對(duì)報(bào)警系統(tǒng)無(wú)太多特殊要求，目前的各類報(bào)警系統(tǒng)都基本適用。但對(duì)滅火劑就有較多爭(zhēng)議，本文就電子設(shè)備房要求的環(huán)境條件(見(jiàn)表1)、滅火劑本身的性能和環(huán)保要求等幾個(gè)方面，對(duì)目前較廣泛采用的幾種滅火劑作一闡述。

表1 電子設(shè)備房環(huán)境要求

潔凈度 影響空氣潔凈度的主要有塵埃和鹽霧等，對(duì)機(jī)房環(huán)境起著決定性作用。由于散熱等需要，設(shè)備內(nèi)部一般都與室內(nèi)空氣相通。易導(dǎo)致光路堵塞，鼓面、盤面劃破，接插件磨損，吸潮生銹，接觸不良，短路以及金屬腐蝕等，它的危害相當(dāng)嚴(yán)重。 溫度濕度 機(jī)房有較高的溫濕度要求，過(guò)高、過(guò)低的溫濕度或溫度劇烈變化都可能導(dǎo)致電參數(shù)變化、水汽凝結(jié)及尺寸變化等后果，可能對(duì)機(jī)器造成影響。震動(dòng) 易造成接點(diǎn)脫落、接插件松動(dòng)、接觸不良、部件損壞 電磁場(chǎng) 易造成信息破壞或丟失等。 

從表1可知，傳統(tǒng)的水、泡沫、干粉和煙霧系統(tǒng)都是不適用于電子設(shè)備房滅火的。它應(yīng)該是一種在常溫下能迅速蒸發(fā)，不留下蒸發(fā)殘余物，并且非導(dǎo)電、無(wú)腐蝕的氣體滅火劑。氣體滅火系統(tǒng)是將某些具有滅火能力的氣態(tài)化合物(常溫下)貯存于常溫高壓或低溫低壓容器中，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)控制設(shè)備施放到火災(zāi)發(fā)生區(qū)域，從而達(dá)到滅火目的。它具有干凈、無(wú)污漬及滅火迅速等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于檔案室、電子設(shè)備室及貴重庫(kù)房等。氣體滅火種類較多，但目前得以廣泛應(yīng)用的僅有二氧化碳、鹵代烷(1211、1301)以及近幾年從國(guó)外引進(jìn)的FM200和INERGEN等，這幾種氣體的性能參數(shù)列于表2。

1、鹵代烷 (1211、1301)

鹵代烷滅火劑問(wèn)世于20世紀(jì)初，始用于飛機(jī)及船舶。70年代初，美國(guó)防火協(xié)會(huì)(NFPA)先后制定并通過(guò)了1301滅火系統(tǒng)和1211滅火系統(tǒng)的正式標(biāo)準(zhǔn)，從而促使1211和1301在世界范圍的迅速推廣。我國(guó)鹵代烷的引進(jìn)和研究始于1964年，但系統(tǒng)的應(yīng)用研究和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的制定到80年代才開始，

鹵代烷滅火劑是以鹵素原子取代一些低級(jí)烷烴類化合物中的部分或全部氫 原子后所生成的具有一定滅火能力的化合物的總稱，又稱Halon(哈龍)滅火劑。它作為一種清潔滅火劑曾得以大力推廣，廣泛應(yīng)用于各種電力電子設(shè)備房，70年代發(fā)現(xiàn)鹵代烷為破壞大氣臭氧層的元兇之一。1991年通過(guò)了《蒙特利爾議定書(修正案)》，各發(fā)達(dá)國(guó)家已全面停止使用鹵代烷，我國(guó)也將于2005和2010年分別對(duì)1211和1301滅火劑全面禁用。

原子后所生成的具有一定滅火能力的化合物的總稱，又稱Halon(哈龍)滅火劑。它作為一種清潔滅火劑曾得以大力推廣，廣泛應(yīng)用于各種電力電子設(shè)備房，70年代發(fā)現(xiàn)鹵代烷為破壞大氣臭氧層的元兇之一。1991年通過(guò)了《蒙特利爾議定書(修正案)》，各發(fā)達(dá)國(guó)家已全面停止使用鹵代烷，我國(guó)也將于2005和2010年分別對(duì)1211和1301滅火劑全面禁用。

表2  常用滅火劑性能一覽表

 1211 1301 FM200(七氟丙烷) 二氧化碳 INERGEN(IG-541) 氣溶膠 成份/分子式 CF₂ClBr CF₃Br HFC-227ea(別名)  CF₃CHFCF₃ CO₂ 氮?dú)?、氬氣、CO2混合氣 比例52:40:8  金屬鹽類.金屬氧化物.水蒸汽.CO₂.N₂等 分子量 165.8 148.9 170.03 44 平均34.1    --- 沸點(diǎn)(101.3kPa)/℃ -3.4 -57.8 -16.4 -78.5(升華)   ---    --- 冰點(diǎn)(101.3kPa)/℃ -160.5 -168 -131   ---   ---    --- 滅火機(jī)理 化學(xué)抑制為主 化學(xué)抑制為主 化學(xué)抑制為主窒息為主 窒息 化學(xué)抑制為主 設(shè)計(jì)滅火濃度(1)/%   5.0  5.0   8.040-62 37.5-42.8   --- NOAEL(2) /%   ---   5.0   9.0  ---  43  --- 滅火劑施放時(shí)間/s   ≤10   ≤10 ≤8 ≤60   ≤60  ≤60滅火劑在防護(hù)區(qū)的擴(kuò)散速度 快，且分布均勻  快，且分布均勻 快，且分布均勻 快，且分布均勻  快，且分布均勻 慢，不易分布均勻 系統(tǒng)分類 有管網(wǎng)/無(wú)管網(wǎng) 有管網(wǎng)/無(wú)管網(wǎng)   有管網(wǎng)/無(wú)管網(wǎng)高壓/低壓/局部 有管網(wǎng)  無(wú)管網(wǎng)滅火劑貯存壓力(21℃)/MPa 2.5/4.0 2.5/4.2 2.5/4.2 2.07/5.17   15    ---滅火劑噴射后形態(tài) 氣態(tài)、清潔 氣態(tài)、清潔  氣態(tài)、清潔 氣態(tài)、清潔   氣態(tài)、清潔  膠體(塵埃)   滅火劑噴射后房間環(huán)境效應(yīng) 有一定噪聲和噴射氣流，環(huán)境溫度降低，產(chǎn)生薄霧,不嚴(yán)重影響視覺(jué). 有一定噪聲和噴射氣流，環(huán)境溫度降低，產(chǎn)生薄霧,不嚴(yán)重影響視覺(jué).  有一定噪聲和噴射氣流，環(huán)境溫度降低，產(chǎn)生薄霧,不嚴(yán)重影響視覺(jué).  有較大噪聲和噴射氣流,環(huán)境溫度驟降,產(chǎn)生濃霧,影響視覺(jué).  有較大的噪聲和噴射氣流,環(huán)境溫度基本正常,很少薄霧,不影響視覺(jué). 有一定噴射氣流,環(huán)境溫度升高,產(chǎn)生大量高濃度塵埃,嚴(yán)重影響視覺(jué). 滅火劑毒性 有一定毒性,但短時(shí)接觸對(duì)人體無(wú)嚴(yán)重影響  NOAEL值大于設(shè)計(jì)濃度,短時(shí)接觸對(duì)人體無(wú)影響  NOAEL值大于設(shè)計(jì)濃度,短時(shí)接觸對(duì)人體無(wú)影響 4%的濃度人體即有不適感覺(jué),20%濃度可致死亡 控制設(shè)計(jì)濃度,短時(shí)接觸對(duì)人體無(wú)影響。短時(shí)接觸對(duì)人體無(wú)嚴(yán)重影響 滅火劑及分解物對(duì)設(shè)備影響 無(wú)   無(wú)  無(wú)  無(wú)無(wú) 膠體顆粒極易粘附設(shè)備,難清洗,有腐蝕,空氣電導(dǎo)率增加  貯瓶間面積比例 1.05   1  26(高壓) 6    ---      滅火劑有效貯存期/年 ＞30   ＞30  ＞30＞30 ＞30  ＜10滅火劑在大氣中壽命/年 12.5 87～110 31～42   ------  ---環(huán)境污染 有,破壞大氣臭氧層  有,破壞大氣臭氧層 無(wú) 有,溫室效應(yīng) 無(wú)   ---國(guó)家停止使用年限 2005 2010   ---  ---  ---   ---系統(tǒng)相對(duì)造價(jià) 較低 一般 高   一般高  低技術(shù)成熟性和是否有適用于計(jì)算機(jī)房的國(guó)家法規(guī)  有成熟的使用經(jīng)驗(yàn)和適用于電子機(jī)房的規(guī)范。 有成熟的使用經(jīng)驗(yàn)和適用于電子機(jī)房的規(guī)范。 有較成熟的使用經(jīng)驗(yàn)和適用于電子機(jī)房的規(guī)范,我國(guó)規(guī)范草案已出,亦可使用NFPA2001(3)標(biāo)準(zhǔn)。 有較成熟的使用經(jīng)驗(yàn)和適用于電子機(jī)房的規(guī)范 有較成熟的使用經(jīng)驗(yàn),一般使用NFPA2001標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際和國(guó)內(nèi)均無(wú)適用于電子機(jī)房的規(guī)范，使用經(jīng)驗(yàn)少，不屬清潔滅火劑。 

注:

(1) 滅火濃度：滅火濃度是指在101.325kPa大氣壓和規(guī)定的溫度條件下，撲滅某種可燃物質(zhì)火災(zāi)所需滅火劑與該滅火劑和空氣混合氣體的體積百分比。 

(2) NOAEL(無(wú)毒性反映的最高濃度)：可觀察到的，在生理上或毒物反映上產(chǎn)生影響的最高體積濃度。 

(3) NFPA2001：即清潔滅火劑滅火系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，系由鹵代烷替代物防護(hù)方案委員會(huì)(美國(guó))所編制，并由美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)發(fā)布，以上的FM200和INERGEN均在可選替代物之列，其主要防護(hù)對(duì)象為電氣.電子、通信設(shè)施、易燃可燃液體氣體以及其它價(jià)值高的財(cái)產(chǎn)。

2、二氧化碳

二氧化碳(CO2)是地球大氣成分之一，用作滅火劑始于19世紀(jì)，已有100多年的歷史，在我國(guó)也有《二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，它在常溫常壓下是一種無(wú)色、無(wú)味、不導(dǎo)電、化學(xué)上呈中性、無(wú)腐蝕的氣體，在我國(guó)有關(guān)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中規(guī)定可用于檔案室、電力電子設(shè)備房等大量部位。其滅火機(jī)理主要是稀釋氧氣，起窒息作用，亦有一定的冷卻效果。但近年來(lái)對(duì)其應(yīng)用于有人電子設(shè)備房也受到質(zhì)疑，主要原因是它對(duì)人體的致死濃度為20%，而最低滅火濃度卻為34%(電子機(jī)房設(shè)計(jì)濃度≥40%)。盡管采取延時(shí)10s～60s(不應(yīng)超過(guò)30s)來(lái)疏散防護(hù)區(qū)人員等措施，但仍有意外可能，國(guó)內(nèi)亦有致死致殘的事例。另外，其噴射時(shí)有較強(qiáng)烈的冷凍效應(yīng)，房?jī)?nèi)物品結(jié)霜，空氣冷凝出現(xiàn)濃霧，實(shí)際上是CO2酸霧。此過(guò)程非常短暫，對(duì)電子設(shè)備無(wú)大礙，但對(duì)磁記錄設(shè)備是有影響的。再一個(gè)爭(zhēng)議是因?yàn)镃O2屬三原子分子結(jié)構(gòu)，造成地球“溫室效應(yīng)”，這一點(diǎn)倒是不必?fù)?dān)心，因?yàn)橄烙玫腃O2均取自工業(yè)副產(chǎn)品。據(jù)此，CO2在經(jīng)常有人的設(shè)備機(jī)房的推廣值得慎重，但由于其良好的滅火性能和極低廉的藥劑價(jià)格，是值得在其它必要場(chǎng)所大力推廣的。

3、FM200

FM200又稱七氟丙烷或HFC-227ea，為美國(guó)大湖公司產(chǎn)品。常溫下氣態(tài)，無(wú)色、無(wú)臭、不導(dǎo)電、無(wú)腐蝕，無(wú)環(huán)保限制，大氣存留期較短。其滅火機(jī)理與鹵代烷相同，為中斷燃燒鏈，滅火速度極快，這對(duì)搶救性保護(hù)精密電子設(shè)備及貴重物品是有利的。FM200在電子設(shè)備房的設(shè)計(jì)濃度為8%，低于其NOVEL濃度9%，對(duì)人體安全。噴射時(shí)有薄霧和一定冷凍作用，但并不嚴(yán)重影響能見(jiàn)度和人員逃生。人們常談及其藥劑在火場(chǎng)高溫下的分解物毒性，其實(shí)和鹵代烷一樣，分解物雖有一定毒性，但要比室內(nèi)材料燃燒分解物的毒性小得多。藥劑貯存壓力一般為2.5 MPa或4.2MPa，噴射延時(shí)一般為10s～30s，以便疏散防護(hù)區(qū)人員。FM200除設(shè)計(jì)濃度稍高外，其性能特點(diǎn)均近似于鹵代烷1301，在有人場(chǎng)所比1301更具安全性。其最大的缺點(diǎn)是藥劑價(jià)格高，為1301藥劑的2.5倍。目前國(guó)內(nèi)已有多個(gè)設(shè)備生產(chǎn)廠家，我國(guó)的《七氟丙烷(HFC-227ea)潔凈氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(報(bào)批稿)已出臺(tái)，這標(biāo)致著FM200作為鹵代烷的過(guò)渡性替代物在我國(guó)將得到廣泛應(yīng)用。

4、INERGEN

INERGEN(煙烙盡)又稱IG-541，為美國(guó)安素(ANSUL)公司產(chǎn)品，它是氮?dú)?、氬氣和二氧化碳?2：40：8的體積比例混合而成的一種滅火劑。它的三個(gè)組成成份均為不活潑氣體，為大氣基本成分。無(wú)色、無(wú)味、不導(dǎo)電、無(wú)腐蝕，無(wú)環(huán)保限制，在滅火過(guò)程中無(wú)任何分解物。其滅火機(jī)理為稀釋氧氣，窒息滅火。其中的二氧化碳主要起刺激人體呼吸作用，使人體能夠在低于12%的氧氣濃度時(shí)仍能通過(guò)加快呼吸深度和頻率而獲得足夠氧氣，而在此氧氣濃度下燃燒將無(wú)法繼續(xù)。噴放時(shí)環(huán)境溫度變化小，且不影響能見(jiàn)度，只要較好地控制設(shè)計(jì)濃度，應(yīng)該說(shuō)是一種較完美的滅火劑，但在噴射前還是應(yīng)有足夠延時(shí)以使人員撤離。其缺點(diǎn)是噴放時(shí)噪聲大，貯存瓶組多，貯存壓力在常溫下(21℃)為15MPa，噴射時(shí)噴口的最低壓力為2.24Mpa。高壓增加了危險(xiǎn)性，也相對(duì)容易泄露，管道管件材料以及安裝、維護(hù)水平要求也較高。我國(guó)暫無(wú)INERGEN相關(guān)規(guī)范，國(guó)內(nèi)已開始有設(shè)備生產(chǎn)廠家，設(shè)計(jì)施工可參照美國(guó)的NFPA2001等標(biāo)準(zhǔn)。

5、氣溶膠

氣溶膠實(shí)際上是一種煙霧型滅火劑，其微粒是通過(guò)由氧化劑、還原劑及粘合物結(jié)合成的固體材料的燃燒而產(chǎn)生。具有高分散度、高濃度特點(diǎn)，大部分微粒直徑小于1um。其主要成分見(jiàn)表2，堿金屬鹽(鉀鹽為主)起主要滅火作用。此種滅火劑在國(guó)外也曾經(jīng)研究并應(yīng)用于無(wú)人庫(kù)房及機(jī)械倉(cāng)等部位，但未能推廣。氣溶膠具有滅火效率高及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)如下：(1)發(fā)熱：氣溶膠在燃燒反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致環(huán)境溫度升高，并可能對(duì)噴口前1米內(nèi)的人員或物體造成傷害。氣溶膠不透明，能見(jiàn)度極低，直接影響人員逃生。(2)腐蝕及導(dǎo)電性：氣溶膠在空氣中形成高濃度膠體，含有水份及金屬鹽成份，勢(shì)必降低空氣電阻率。微粒具有較強(qiáng)的吸附能力，很容易粘附在電路板及電子芯片上，雖然在短時(shí)內(nèi)覺(jué)察不到影響，但金屬鹽的導(dǎo)電性及強(qiáng)腐蝕性足以大大縮短設(shè)備壽命。(3)毒性：雖然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)氣溶膠的重大毒性，但仍潛在對(duì)人體的危害。實(shí)際上，氣溶膠本身就不屬于清潔滅火劑，國(guó)內(nèi)及國(guó)外均無(wú)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也不符合電子設(shè)備房的基本環(huán)境條件，應(yīng)用于這些部位是不適當(dāng)?shù)摹?

6、工程應(yīng)用實(shí)例

某郵電建設(shè)工程包括兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房，基本情況如下：

機(jī)房一：面積420m²，層高3.5m，單區(qū)；

機(jī)房二：面積1200m²，層高3.2m，用防火玻璃分為三個(gè)保護(hù)區(qū)，其保護(hù)面積分別為400m²，360m²，440m²。

在選擇滅火劑時(shí)，考慮到機(jī)房條件、設(shè)備重要性及使用年限，決定采用1301、FM200和煙絡(luò)盡中的一種，并作出方案比較見(jiàn)表3。

由上可知，煙絡(luò)盡所用瓶組最多，需較大面積的貯瓶間，且工程造價(jià)相對(duì)較高。1301造價(jià)較低，但有使用年限(2010年)?？紤]到工程造價(jià)，且機(jī)房一的設(shè)計(jì)使用年限較短，決定在機(jī)房一采用1301滅火系統(tǒng)，但管網(wǎng)和瓶組的設(shè)計(jì)考慮將來(lái)能改造成FM200系統(tǒng)。機(jī)房二規(guī)模大，一次性投資到位，采用FM200滅火系統(tǒng)。

從以上可知，電子設(shè)備房在選擇滅火劑時(shí)，應(yīng)考慮清潔、環(huán)保、滅火迅速、技術(shù)成熟以及對(duì)人體安全、投資適度等因素，F(xiàn)M200和INERGEN都是不錯(cuò)的鹵代烷替代物，這兩種系統(tǒng)造價(jià)均較高，在某些情況下(如人員較少停留的場(chǎng)所)亦可采用二氧化碳系統(tǒng)。當(dāng)然，我國(guó)目前亦未全面禁止使用鹵代烷，在我國(guó)的有關(guān)防火規(guī)范局部修訂條文中對(duì)鹵代烷的使用作了大量限制，但指出在電子設(shè)備機(jī)房等必要場(chǎng)所仍可使用鹵代烷滅火系統(tǒng)，我國(guó)公安部消防局在1999年2月的《有關(guān)遂步淘汰哈龍固定滅火系統(tǒng)和哈龍滅火器有關(guān)問(wèn)題的通知》中亦明確了這一點(diǎn)。