电子设备房间的气体灭火剂的选用

作者：湖南狮门安全系统集成有限公司

简介：电子设备房在选择灭火剂时，应考虑清洁、环保、灭火迅速、技术成熟以及对人体安全、投资适度等因素，介绍了目前国内外广泛应用的几种灭火剂的性能特点，并附应用实例。
关键字：电子设备房气体灭火剂选用
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为保护昂贵的电子设备和数据资源，有关国家规范规定一定规模的电子设备房必需采用报警及气体灭火系统。随着社会进步，电子设备日益普及，各种灭火剂竞相推出。由于电子设备房环境较好，对报警系统无太多特殊要求，目前的各类报警系统都基本适用。但对灭火剂就有较多争议，本文就电子设备房要求的环境条件(见表1)、灭火剂本身的性能和环保要求等几个方面，对目前较广泛采用的几种灭火剂作一阐述。

表1 电子设备房环境要求

洁净度影响空气洁净度的主要有尘埃和盐雾等，对机房环境起着决定性作用。由于散热等需要，设备内部一般都与室内空气相通。易导致光路堵塞，鼓面、盘面划破，接插件磨损，吸潮生锈，接触不良，短路以及金属腐蚀等，它的危害相当严重。
温度湿度机房有较高的温湿度要求，过高、过低的温湿度或温度剧烈变化都可能导致电参数变化、水汽凝结及尺寸变化等后果，可能对机器造成影响。
震动易造成接点脱落、接插件松动、接触不良、部件损坏
电磁场易造成信息破坏或丢失等。

从表1可知，传统的水、泡沫、干粉和烟雾系统都是不适用于电子设备房灭火的。它应该是一种在常温下能迅速蒸发，不留下蒸发残余物，并且非导电、无腐蚀的气体灭火剂。气体灭火系统是将某些具有灭火能力的气态化合物(常温下)贮存于常温高压或低温低压容器中，在火灾发生时通过自动或手动控制设备施放到火灾发生区域，从而达到灭火目的。它具有干净、无污渍及灭火迅速等优点，广泛应用于档案室、电子设备室及贵重库房等。气体灭火种类较多，但目前得以广泛应用的仅有二氧化碳、卤代烷(1211、1301)以及近几年从国外引进的FM200和INERGEN等，这几种气体的性能参数列于表2。

1、卤代烷 (1211、1301)

卤代烷灭火剂问世于20世纪初，始用于飞机及船舶。70年代初，美国防火协会(NFPA)先后制定并通过了1301灭火系统和1211灭火系统的正式标准，从而促使1211和1301在世界范围的迅速推广。我国卤代烷的引进和研究始于1964年，但系统的应用研究和相关规范标准的制定到80年代才开始，

卤代烷灭火剂是以卤素原子取代一些低级烷烃类化合物中的部分或全部氢原子后所生成的具有一定灭火能力的化合物的总称，又称Halon(哈龙)灭火剂。它作为一种清洁灭火剂曾得以大力推广，广泛应用于各种电力电子设备房，70年代发现卤代烷为破坏大气臭氧层的元凶之一。1991年通过了《蒙特利尔议定书(修正案)》，各发达国家已全面停止使用卤代烷，我国也将于2005和2010年分别对1211和1301灭火剂全面禁用。

原子后所生成的具有一定灭火能力的化合物的总称，又称Halon(哈龙)灭火剂。它作为一种清洁灭火剂曾得以大力推广，广泛应用于各种电力电子设备房，70年代发现卤代烷为破坏大气臭氧层的元凶之一。1991年通过了《蒙特利尔议定书(修正案)》，各发达国家已全面停止使用卤代烷，我国也将于2005和2010年分别对1211和1301灭火剂全面禁用。

表2 常用灭火剂性能一览表

1211 1301 FM200(七氟丙烷) 二氧化碳 INERGEN(IG-541) 气溶胶
成份/分子式 CF2ClBr CF3Br HFC-227ea(别名) CF3CHFCF3 CO2 氮气、氩气、CO2混合气比例52:40:8 金属盐类.金属氧化物.水蒸汽.CO2.N2等
分子量 165.8 148.9 170.03 44 平均34.1
---
沸点(101.3kPa)/℃ -3.4 -57.8 -16.4 -78.5(升华)
---
---
冰点(101.3kPa)/℃ -160.5 -168 -131
---
---
---
灭火机理化学抑制为主化学抑制为主化学抑制为主窒息为主窒息化学抑制为主
设计灭火浓度(1)/%
5.0
5.0
8.0 40-62 37.5-42.8
---
NOAEL(2) /%
---
5.0
9.0
---
43
---
灭火剂施放时间/s
≤10
≤10 ≤8 ≤60
≤60
≤60
灭火剂在防护区的扩散速度快，且分布均匀快，且分布均匀快，且分布均匀快，且分布均匀快，且分布均匀慢，不易分布均匀
系统分类有管网/无管网有管网/无管网
有管网/无管网高压/低压/局部有管网
无管网
灭火剂贮存压力(21℃)/MPa 2.5/4.0 2.5/4.2 2.5/4.2 2.07/5.17
15
---
灭火剂喷射后形态气态、清洁气态、清洁气态、清洁气态、清洁
气态、清洁
胶体(尘埃)

灭火剂喷射后房间环境效应有一定噪声和喷射气流，环境温度降低，产生薄雾,不严重影响视觉. 有一定噪声和喷射气流，环境温度降低，产生薄雾,不严重影响视觉. 有一定噪声和喷射气流，环境温度降低，产生薄雾,不严重影响视觉. 有较大噪声和喷射气流,环境温度骤降,产生浓雾,影响视觉. 有较大的噪声和喷射气流,环境温度基本正常,很少薄雾,不影响视觉. 有一定喷射气流,环境温度升高,产生大量高浓度尘埃,严重影响视觉.
灭火剂毒性有一定毒性,但短时接触对人体无严重影响 NOAEL值大于设计浓度,短时接触对人体无影响 NOAEL值大于设计浓度,短时接触对人体无影响 4%的浓度人体即有不适感觉,20%浓度可致死亡控制设计浓度,短时接触对人体无影响。短时接触对人体无严重影响
灭火剂及分解物对设备影响无
无
无
无无胶体颗粒极易粘附设备,难清洗,有腐蚀,空气电导率增加
贮瓶间面积比例 1.05
1
2 6(高压) 6
---
灭火剂有效贮存期/年＞30
＞30
＞30 ＞30 ＞30
＜10
灭火剂在大气中寿命/年 12.5 87～110 31～42
--- ---
---
环境污染有,破坏大气臭氧层有,破坏大气臭氧层无有,温室效应无
---
国家停止使用年限 2005 2010
---
---
---
---
系统相对造价较低一般高
一般高
低
技术成熟性和是否有适用于计算机房的国家法规有成熟的使用经验和适用于电子机房的规范。有成熟的使用经验和适用于电子机房的规范。有较成熟的使用经验和适用于电子机房的规范,我国规范草案已出,亦可使用NFPA2001(3)标准。有较成熟的使用经验和适用于电子机房的规范有较成熟的使用经验,一般使用NFPA2001标准。国际和国内均无适用于电子机房的规范，使用经验少，不属清洁灭火剂。

yanyan20332033

2006年12月28日 23:14:38

2楼

注:

(1) 灭火浓度：灭火浓度是指在101.325kPa大气压和规定的温度条件下，扑灭某种可燃物质火灾所需灭火剂与该灭火剂和空气混合气体的体积百分比。

(2) NOAEL(无毒性反映的最高浓度)：可观察到的，在生理上或毒物反映上产生影响的最高体积浓度。

(3) NFPA2001：即清洁灭火剂灭火系统标准，系由卤代烷替代物防护方案委员会(美国)所编制，并由美国标准协会发布，以上的FM200和INERGEN均在可选替代物之列，其主要防护对象为电气.电子、通信设施、易燃可燃液体气体以及其它价值高的财产。

2、二氧化碳

二氧化碳(CO2)是地球大气成分之一，用作灭火剂始于19世纪，已有100多年的历史，在我国也有《二氧化碳灭火系统设计规范》，它在常温常压下是一种无色、无味、不导电、化学上呈中性、无腐蚀的气体，在我国有关建筑设计防火规范中规定可用于档案室、电力电子设备房等大量部位。其灭火机理主要是稀释氧气，起窒息作用，亦有一定的冷却效果。但近年来对其应用于有人电子设备房也受到质疑，主要原因是它对人体的致死浓度为20%，而最低灭火浓度却为34%(电子机房设计浓度≥40%)。尽管采取延时10s～60s(不应超过30s)来疏散防护区人员等措施，但仍有意外可能，国内亦有致死致残的事例。另外，其喷射时有较强烈的冷冻效应，房内物品结霜，空气冷凝出现浓雾，实际上是CO2酸雾。此过程非常短暂，对电子设备无大碍，但对磁记录设备是有影响的。再一个争议是因为CO2属三原子分子结构，造成地球“温室效应”，这一点倒是不必担心，因为消防用的CO2均取自工业副产品。据此，CO2在经常有人的设备机房的推广值得慎重，但由于其良好的灭火性能和极低廉的药剂价格，是值得在其它必要场所大力推广的。

3、FM200

FM200又称七氟丙烷或HFC-227ea，为美国大湖公司产品。常温下气态，无色、无臭、不导电、无腐蚀，无环保限制，大气存留期较短。其灭火机理与卤代烷相同，为中断燃烧链，灭火速度极快，这对抢救性保护精密电子设备及贵重物品是有利的。FM200在电子设备房的设计浓度为8%，低于其NOVEL浓度9%，对人体安全。喷射时有薄雾和一定冷冻作用，但并不严重影响能见度和人员逃生。人们常谈及其药剂在火场高温下的分解物毒性，其实和卤代烷一样，分解物虽有一定毒性，但要比室内材料燃烧分解物的毒性小得多。药剂贮存压力一般为2.5 MPa或4.2MPa，喷射延时一般为10s～30s，以便疏散防护区人员。FM200除设计浓度稍高外，其性能特点均近似于卤代烷1301，在有人场所比1301更具安全性。其最大的缺点是药剂价格高，为1301药剂的2.5倍。目前国内已有多个设备生产厂家，我国的《七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火系统设计规范》(报批稿)已出台，这标致着FM200作为卤代烷的过渡性替代物在我国将得到广泛应用。

4、INERGEN

INERGEN(烟烙尽)又称IG-541，为美国安素(ANSUL)公司产品，它是氮气、氩气和二氧化碳以52：40：8的体积比例混合而成的一种灭火剂。它的三个组成成份均为不活泼气体，为大气基本成分。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。其灭火机理为稀释氧气，窒息灭火。其中的二氧化碳主要起刺激人体呼吸作用，使人体能够在低于12%的氧气浓度时仍能通过加快呼吸深度和频率而获得足够氧气，而在此氧气浓度下燃烧将无法继续。喷放时环境温度变化小，且不影响能见度，只要较好地控制设计浓度，应该说是一种较完美的灭火剂，但在喷射前还是应有足够延时以使人员撤离。其缺点是喷放时噪声大，贮存瓶组多，贮存压力在常温下(21℃)为15MPa，喷射时喷口的最低压力为2.24Mpa。高压增加了危险性，也相对容易泄露，管道管件材料以及安装、维护水平要求也较高。我国暂无INERGEN相关规范，国内已开始有设备生产厂家，设计施工可参照美国的NFPA2001等标准。

5、气溶胶

气溶胶实际上是一种烟雾型灭火剂，其微粒是通过由氧化剂、还原剂及粘合物结合成的固体材料的燃烧而产生。具有高分散度、高浓度特点，大部分微粒直径小于1um。其主要成分见表2，碱金属盐(钾盐为主)起主要灭火作用。此种灭火剂在国外也曾经研究并应用于无人库房及机械仓等部位，但未能推广。气溶胶具有灭火效率高及价格低廉等优点，其主要缺点如下：(1)发热：气溶胶在燃烧反应时产生大量热量，导致环境温度升高，并可能对喷口前1米内的人员或物体造成伤害。气溶胶不透明，能见度极低，直接影响人员逃生。(2)腐蚀及导电性：气溶胶在空气中形成高浓度胶体，含有水份及金属盐成份，势必降低空气电阻率。微粒具有较强的吸附能力，很容易粘附在电路板及电子芯片上，虽然在短时内觉察不到影响，但金属盐的导电性及强腐蚀性足以大大缩短设备寿命。(3)毒性：虽然没有发现气溶胶的重大毒性，但仍潜在对人体的危害。实际上，气溶胶本身就不属于清洁灭火剂，国内及国外均无相关的国家标准，也不符合电子设备房的基本环境条件，应用于这些部位是不适当的。

6、工程应用实例

某邮电建设工程包括两个网络中心机房，基本情况如下：

机房一：面积420m2，层高3.5m，单区；

机房二：面积1200m2，层高3.2m，用防火玻璃分为三个保护区，其保护面积分别为400m2，360m2，440m2。

在选择灭火剂时，考虑到机房条件、设备重要性及使用年限，决定采用1301、FM200和烟络尽中的一种，并作出方案比较见表3。

由上可知，烟络尽所用瓶组最多，需较大面积的贮瓶间，且工程造价相对较高。1301造价较低，但有使用年限(2010年)。考虑到工程造价，且机房一的设计使用年限较短，决定在机房一采用1301灭火系统，但管网和瓶组的设计考虑将来能改造成FM200系统。机房二规模大，一次性投资到位，采用FM200灭火系统。

从以上可知，电子设备房在选择灭火剂时，应考虑清洁、环保、灭火迅速、技术成熟以及对人体安全、投资适度等因素，FM200和INERGEN都是不错的卤代烷替代物，这两种系统造价均较高，在某些情况下(如人员较少停留的场所)亦可采用二氧化碳系统。当然，我国目前亦未全面禁止使用卤代烷，在我国的有关防火规范局部修订条文中对卤代烷的使用作了大量限制，但指出在电子设备机房等必要场所仍可使用卤代烷灭火系统，我国公安部消防局在1999年2月的《有关遂步淘汰哈龙固定灭火系统和哈龙灭火器有关问题的通知》中亦明确了这一点。

lqfql

2007年01月25日 15:57:52

3楼

请问：对于七氟丙烷灭火系统钢瓶怎么选择？如果有实例就更好了。
有管网得喷头得数量怎么确定？对应得管径？
对于机房要房几层?我看别人都是天棚上，天棚下，地板上下，每个工程必须都有吗？

yanyan20332033

2007年01月30日 20:21:30

4楼

在实验室可以使用气体钢瓶直接获得各种气体。
气体钢瓶是储存压缩气体的特制的耐压钢瓶。使用时，通过减压阀（气压表）有控制地放出气体。由于钢瓶的内压很大（有的高达15MPa），而且有些气体易燃或有毒，所以在使用钢瓶时要注意安全。
使用钢瓶的注意事项：
（1）钢瓶应存放在阴凉、干燥、远离热源（如阳光、暖气、炉火）处。可燃性气体钢瓶必须与氧气钢瓶分开存放。
（2）绝不可使油或其他易燃性有机物沾在气瓶上（特别是气门嘴和减压阀）。也不得用棉、麻等物堵漏，以防燃烧引起事故。
（3）使用钢瓶中的气体时，要用减压阀（气压表）。各种气体的气压表不得混用，以防爆炸。
（4）不可将钢瓶内的气体全部用完，一定要保留0.05MPa以上的残留压力（减压阀表压）。可燃性气体如C2H2应剩余0.2～0.3MPa。
（5）为了避免各种气瓶混淆而用错气体，通常在气瓶外面涂以特定的颜色以便区别，并在瓶上写明瓶内气体的名称。

yanyan20332033

2007年01月30日 20:24:31

5楼

这个论坛有这个方面的问题文章,搜索,学习提高

yanyan20332033

2007年01月30日 20:26:16

6楼

1.消防联动详GB50116-98的6.3.4。
七氟丙烷：
8 安全要求

第8.0.1条防护区应有足够宽的疏散通道和出口，保证人员在30S内能撤出防护区。

第8.0.2条经常有人工作的防护区，当人员不能在30S内撤出时，防护区七氟丙烷的灭火设计浓度必须不大与9%。

第8.0.3条防护区的疏散通道及出口，应设应急照明与疏散指示标志。防护区内应设火灾声报警器，必要时，可增设闪光报警器。

防护区的入口处应设火灾声、光报警器和灭火剂喷放指示的门灯，以及防护区采用了七氟丙烷保护的标志牌。喷放门灯指示，应保持

到防护区通风换气后手动去除。

第8.0.4条防护区的门应向外开启，并能自行关闭；疏散出口的门，必须能从防护区内打开。

第8.0.5条灭火后的防护区应通风换气，地下防护区和无窗或设固定窗扇的地上防护区，应设机械排风装置，排风口宜设在防

护区的下部并应直通室外。

第8.0.6条地下储瓶间应设机械排风装置，排风口应设下部直通室外。

第8.0.7条凡经过有爆炸危险的场所的管网系统，应设防静电接地。

第8.0.8条设有七氟丙烷灭火系统的建筑物，宜配置空气或氧气呼吸器。

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留言 [引用] 2005-05-27 18:18:13.0 第5楼
七氟丙烷：

第6.1.1条灭火系统的储存装置应由储存容器、容器阀、单向阀和集流管等组成。

预制灭火装置的储存装置，应由储存容器、容器阀组成。

第6.1.2条在储存容器或容器阀上，应设安全泻压装置和压力表。组合分配系统的集流管，应设安全泻压装置。

安全泻压装置的动作压力，应符合下列规定：

1、储存压力为2.5 Mpa时，应为4.8±0.4 Mpa；

2、储存压力为4.2 Mpa时，应为6.8±0.4 Mpa；

第6.1.3条在容器阀和集流管之间的管道上应设单向阀。单向阀与容器阀或单向阀与集流管之间应采用软管连接。储存容器

和集流管应采用支架固定。

第6.1.4条备用量的储存容器与主用量的储存容器应连接在同一集流管上，并能切换使用。

第6.1.5条在储存装置上应设耐用的固定标牌。标明每个容器的编号、皮重、灭火剂名称、充装量、充装日期和储存压力等。

第6.1.6条储存装置宜设在靠近防护区的专用储瓶间内。该房间的耐火等级不应低于二级，室温应为-10~50℃，应有直接通

向室外或疏散走道的出口。

第6.1.7条储存装置的布置，应便于操作、维修及防止阳光照射。操作面距墙面或两操作面之间的距离，不宜小于1m。

6.2 管道部件与管道

第6.2.1条在通向每个防护区的灭火系统主管道上，应设压力讯号器或流量讯号器。

第6.2.2条在组合分配系统中，相对于每个防护区应设置控制灭火剂流向的选择阀，其公称直径应与该防护区灭火系统的主

管道公称直径相等。

选择阀的位置应靠近储存容器且便于操作。选择阀宜设有指明其工作防护区的标牌。

第6.2.3条喷头宜贴近防护区顶面安装，距顶面的最大距离不应大于0.5m。

喷头的保护高度和保护半径，应符合下列规定：

1、最大保护高度，不宜大于5.0m；

2、最小保护高度，不宜小于0.5m；

3、当防护区高度h<1.5m时，喷头的保护半径，不应大于3.5m；

4、当防护区高度h≥1.5m时，喷头的保护半径，不应大于5.0m；

第6.2.4条喷头应以其喷射流量和保护半径进行合理配置，满足七氟丙烷在防护区均匀分布的要求。

第6.2.5条喷头应有表示其型号、规格的永久性标志。

设置在有粉尘的防护区的喷头，应增设在喷射时自行脱落的防尘罩。

第6.2.6条管网管道及管道附件应能承受最高环境温度下的工作压力，并应符合下列规定：

1、输送七氟丙烷的管道应采用无缝钢管。其质量应符号现行国家标准《冷拔或冷扎精密无缝钢管》和《无缝钢管》等的规定。

无缝钢管内外应镀锌。

2、输送七氟丙烷的管道安装在有腐蚀镀锌层的场所，宜采用不锈钢管。其质量应符合现行国家标准《不锈钢无缝钢管》的规定。

3、输送启动气体的管道，宜采用铜管，其质量应符合国家标准《拉制铜管》的规定。

4、管道的连接，当公称直径小于或等于80mm时，宜采用螺纹连接年；大于80mm时，宜采用法兰连接。钢制管道附件应内外

镀锌。在有腐蚀镀锌层介质的场所，应采用铜合金或不锈钢的管道附件。