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摘要：随着人们生活质量的不断提升，对于建筑物的灭火要求也相对提升，在医院、档案室、变配电站等特殊建筑的消防设计之中，需要使用到气体灭火系统。本文作者根据自身从事建筑消防设计多年的实际经验，对气体灭火在建筑消防设计之中的应用展开了深入的调研与分析，并给出气体灭火系统之间的优势与劣势对比，希望能对建筑消防设计起到一定的启发作用。
关键词：气体灭火；建筑消防设计；应用
引言：火灾是当前对人民生命财产威胁最大的灾情，因此在进行建筑设计时，一定不能忽视对于建筑消防的设计。气体灭火是针对于一些特殊的建筑物如医院、变配电站、档案馆等无法直接用水等常用的消防设施而设计的消防形式，因此设计人员必须对常用的气体灭火的方式进行了解，掌握各个气体灭火系统的优势与劣势，从而选择合适的气体灭火系统进行建筑消防设计，进一步消除火灾对于人民生命财产的威胁。
一、气体灭火的主要形式
对于火灾的防治，首先要从火灾发生的主要原因和基本条件入手，或是减少氧气与可燃物之间的接触，或是降低可燃物的温度，只要基于这两点进行火灾的扑灭，就会有效的控制火情。当前我国在进行灭火时，其基本原理都是使用灭火器具来将火场内部的氧气含量降低，然后控制可燃物表面的温度。在一些特殊用途的建筑物之中，例如医院，变配电站和档案馆，普通的灭火形式不仅难以有效和迅速的扑灭火情，而且还会对建筑物及重要设备的功能性造成一定的影响，因此在这些建筑物之中会采取气体灭火的建筑消防设计。当前气体灭火的形式大致分为三种，三种气体灭火系统各有利弊，因此，本文将根据气体灭火器的种类以及应用原理和适用情况进行具体分析。
（一）IG541气体灭火系统
所谓的IG541气体灭火系统，是目前气体灭火在建筑消防设计中的一种普遍应用形式，采用的是利用惰性气体不支持燃烧的理化性质进行灭火，同时，惰性气体在被高压液化罐压缩释放后，可以迅速膨胀并吸收火场的热量，从而降低火场温度，达到灭火的效果。这种灭火系统的优势在于灭火后惰性气体的消散速度较快，而且系统的整体造价较低。IG541灭火器采用的是氩气、氮气与二氧化碳为主要成分的气体，这些气体都能达到优良的灭火效果，同时气体无色、无味、无毒，在高温环境下理化性质较为稳定，不会对火场的人员造成身体上的伤害。IG541气体灭火系统的气体含量为百分之63的氮气，百分之30的氩气以及百分之7的二氧化碳，在进行灭火时，IG541气体灭火系统会向外喷射气体，气体会将火场内的氧气含量溶解并减少氧气与火的接触范围，并减少火场内部的温度，一旦气体含量超过百分之14时，火的燃烧将会终止。
（二）七氟丙烷灭火系统
七氟丙烷灭火系统是一种没有毒性和气味的气体，这种气体不会对火场内的物品和财产造成腐蚀，并能够有效的降低火场的温度。这种灭火系统在进行灭火时，要向火灾区域内的进行喷射，从而达成灭火的效果。七氟丙烷一般是以液体的形式储存在灭活系统之中，灭火时则以气体的形态向外喷射，在液气转化的过程之中吸收火场内部的热量，从而达到降低温度的效果。七氟丙烷自身的化学结构决定了其在吸收热量的过程之中会吸收大量的热量，导致分子之中化学键的部分断裂，进而达到降低燃烧物与氧气接触面的温度的作用，而七氟丙烷气体被喷射到火场时，也会有效的降低火场内氧气的浓度，从而减缓燃烧速度[1]。
（三）热气溶胶灭火系统
所谓的热气溶胶灭活系统，即是根据发生剂的不同分为K型气溶胶和S型气溶胶，它们的主氧化剂是KNO3和Sr(NO3)2，燃烧物在进行燃烧时，一般会发生活性游离基反应，与氧气结合燃烧的吸热后发生链式反应，在这个过程之中会吸收大量的热量，然后在进行氢氧离子的反向作用，最后发生放热反应，放热反应会释放出比吸热反应更多的热量，从而将火场的温度进一步提升。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆热气溶胶进入火场后，会因高温而释放出活性的游离基，将会迅速与火场内的氢离子和氢氧根离子发生吸热反应，而热气溶胶灭火系统会为反应的进行提供较大的表面积作为反应区域，随着活性游离基的不断生成，将会夺走放热反应所必须的氢离子和氢氧根离子，从而迫使燃烧反应停止，这也是热气溶胶灭火系统灭火的主要原理。在进行热量吸收时，热气溶胶会吸收空气之中的热量，并且发生固态到液态，液态到气态的物理吸热反应，也会吸收大量的热而降低火场内的温度[2]。
二、气体灭火在建筑消防设计之中安全性能的比较
（一）对大气环境的影响
灭火系统对大气环境的影响一般从以下几个指标开始进行评价：一是臭氧的损耗值，国际上将这个指数成为ODP；二是造成温室效应的指数，这个指数被称为GWP；三是大气中的存活寿命指数，这个指数被称为ALT。这三个数值是衡量灭火系统对火场气体环境影响的主要指标。IG541气体灭火系统对大气环境的影响无限趋近于0，这主要是因为这种灭火系统不会造成臭氧的损耗，在灭火的过程之中，气体的排放也是根据当前大气气体的组成进行重新排放；七氟丙烷灭火对于大气环境也没有影响，这种气体在大气之中存在时间较短，同时也不会损耗臭氧；热气溶胶的ODP数值为0，对温室效应不会造成影响。虽然三种灭火设计都对大气环境不会产生过多影响，然而在建筑消防设计时，一般没有特殊要求还是会采用IG541灭火系统，因为其使用的气体本身就来自于大气之中，对气体环境的影响最小[3]。
（二）对人身安全的影响
火灾本身就是对人身安全造成极大威胁的灾情，而在建筑消防设计之中，对于灭火设计的选择更要依据与灭火系统对人身安全的影响进行衡量。我国对人身安全的影响指标分为三个指标：一是造成缺氧的指标、二是造成中毒的系数，三是是否有利于逃生。IG541灭火系统完全没有毒性，而且利于逃生，灭火之后不会产生浓烟，也不会影响人的五感；七氟丙烷在进行灭火时，会分解出少量的对人身安全产生影响的有害气体，这就要求在进行建筑消防设计时，做好通风与其他通气设施的建设工作，确保将气体灭火对人身安全的影响降到最低。气溶胶灭火系统的腐蚀性较大，对人身安全的影响比其他两种灭火系统更高，因此在使用这种灭火系统时，必须做好人员的疏散工作。
（三）对建筑物的影响
气体灭火在建筑消防设计之中，对建筑物的影响包括气体灭火对于腐蚀性物质的分解能力、物质的残留以及建筑物的冷激和冷萃反应等。IG541灭火系统没有腐蚀物的残留，同时也没有其他残留物质，也没有冷激和冷萃的现象；七氟丙烷本身就有一定的腐蚀性，同样也没有冷激和冷萃的现象；热气溶胶的腐蚀性极强，同时也不会留下残留物质，但是会留下热激现象。就对建筑物的影响来进行分析，IG541气体灭火系统的效果最好，适应能力最强。在经过对比分析后我们不难发现，IG541气体灭火系统的优势较为明显，然而其压缩气体的形式较难实现，最大压力将达到20MPA，而且于工程设计而言造价较高，需要增设减压装置；而七氟丙烷灭火系统会分解一部分有害气体，同时其存储装置运输的成本较高，然而其灭火效果较好；气体溶胶灭火系统对于建筑物有一定的的腐蚀性，然而其运输成本和工程造价成本相对较低，非常适合小型建筑工程设计使用[4]。
三、结束语
综上所述，建筑工程之中，在进行建筑消防设计时，由于工程的特殊性，可以考虑选择气体灭火系统进行灭火。气体灭火系统分为三种，第一种是IG541气体灭火系统，第二种是七氟丙烷灭火系统，第三种是气体溶胶灭火系统，三种灭火系统各有优势又各有缺陷，在进行建筑消防设计时，要根据建筑物的实际特征以及灭火需求进行设计，才能使建筑消防设计更加配适于实际情况，减少火灾对人民生命财产造成的影响。
参考文献
[1]张楷. 浅谈七氟丙烷气体灭火系统在工程中的应用[J]. 企业技术开发（下半月）,2013,(9):16-19.
[2]赵振荣. 浅析高层建筑内气体灭火系统的应用[J]. 中华民居,2013,(3):116-117.
[3]陈蓉,徐大明. 气体灭火在建筑消防设计中的应用[J]. 建筑与预算,2015,(2):32-35.
[4]王子焱. 气体灭火在建筑消防设计中的应用研究[J]. 山西建筑,2016,(24):232-233.
论文作者:宋立新
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/21
标签：气体论文; 灭火系统论文; 火场论文; 建筑论文; 丙烷论文; 溶胶论文; 建筑物论文; 《防护工程》2018年第28期论文;