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　　1.1背景

　　國內(nèi)對氣體滅火系統(tǒng)的應(yīng)用有明確的規(guī)定，GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、GB50045-2005《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》、GB50098-98《人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范》等國家標(biāo)準(zhǔn)要求通信室、計算機室、文件庫、圖書館、發(fā)電室等貴重設(shè)備場所設(shè)置氣體滅火設(shè)備。蒙特利爾協(xié)議簽訂以來，哈龍1211、1301等對臭氧層有破壞作用的滅火劑逐漸被取代。隨著哈龍?zhí)娲鷼怏w研究的深入，氮氣作為惰性氣體滅火劑的一種，引起了廣泛關(guān)注，對氮氣滅火系統(tǒng)的滅火濃度、壓力、滅火效果等進(jìn)行了相應(yīng)的研究。

　　一、氮氣滅火劑特點

　　IG100氮氣滅火系統(tǒng)的滅火劑為氮氣，美國消防協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)NFPA2001中，規(guī)定其代碼為IG100。氮氣是空氣中的組成部分，無色、無味、無腐蝕，不導(dǎo)電，噴放后無殘余。氮氣不但是環(huán)境友好氣體，其他優(yōu)點如下：

　?。?）氮氣不改變空氣的化學(xué)性質(zhì)；其GWP和ODS的值均為0，換句話說，就是不破壞臭氧層，不引起溫室效應(yīng)。氮氣不與其它物質(zhì)或混合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使用后仍保持自身化學(xué)性質(zhì)，不會對其它物質(zhì)造成二次污染。（在任何環(huán)境下，化學(xué)性質(zhì)均不變）。

　　GWP ——溫室效應(yīng)潛能值

　　ODP ——臭氧層損耗潛能值

　?。?）氮氣并非合成品；氮氣在生產(chǎn)過程不使用化學(xué)試劑，無化學(xué)試劑殘渣，均從絕干空氣中提取，通過專用過程塔進(jìn)行濃縮和液化。

　?。?）生產(chǎn)氮氣的耗電成本是可接受的；濃縮和液化的耗電成本大約為每立方米耗電1千瓦時，所生產(chǎn)的N2純度較高，無需額外的提純成本。

　　二、滅火原理及適用場合

　　IG100氮氣滅火系統(tǒng)采用“全淹沒”浸入式滅火原理，使防護(hù)區(qū)內(nèi)氧氣濃度降至15%以下，使火勢熄滅。氮氣的滅火原理為物理滅火原理，滅火時，噴放至密閉的防護(hù)區(qū)內(nèi)，使室內(nèi)的氧氣濃度降低至15%以下，從而不能支持燃燒。氮氣不與防護(hù)區(qū)內(nèi)的任何物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，噴放后回到大氣中，無任何殘留。

　　IG100氮氣滅火系統(tǒng)適用于撲滅以下類型的火災(zāi)：

　　- 電器、電子設(shè)備火災(zāi)；

　　- 易燃、可燃?xì)怏w及液體火災(zāi)；

　　- 固體火災(zāi)，如地板、吊頂；

　　- 高價值的設(shè)備和裝置的建筑物（如CED，控制室等）；- 高要求的文化場館（圖書館，博物館等）；

　　IG100氮氣滅火系統(tǒng)不適用于以下火災(zāi)場合：

　　- 可在空氣中迅速氧化的化學(xué)品或化學(xué)混合物，如硝酸纖維，火藥等。

　　- 活性金屬，如鋰，鈉，鉀，鎂，鈦，鈾，钚等。

　　- 自身可熱分解的化學(xué)品，如某些有機過氧化物或氨化物。

　　三、氮氣滅火劑對人體的影響

　　氣體滅火劑噴放實施滅火時，防護(hù)區(qū)須封閉，若有人員工作的場合，滅火劑對人員的安全產(chǎn)生一定的影響。國家標(biāo)準(zhǔn)GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，有人工作的防護(hù)區(qū)滅火劑的設(shè)計濃度或?qū)嶋H使用濃度，不應(yīng)大于有毒性反應(yīng)濃度（LOAEL濃度）。

　　氮氣滅火劑對人體的影響如下：

　　NOAEL=43%

　　LOAEL=52%

　　NOAEL— 無毒性反應(yīng)濃度，觀察不到由滅火劑毒性影響產(chǎn)生生理反應(yīng)的最大濃度。

　　LOAEL— 有毒性反應(yīng)濃度，能觀察到由滅火劑毒性影響產(chǎn)生生理反應(yīng)的最小濃度。

　　因此，當(dāng)IG100 氮氣滅火系統(tǒng)的設(shè)計濃度<43%,時，觀察不到滅火劑對人體產(chǎn)生不良影響。當(dāng)防護(hù)區(qū)內(nèi)氮氣濃度超過53%時，則對人體產(chǎn)生影響。羅達(dá)萊克斯（ROTAREX)消防全球總部對氮氣系統(tǒng)對人體的影響進(jìn)行了大量實驗，得出以下結(jié)論：

　　1、滅火系統(tǒng)工作時，在系統(tǒng)所保護(hù)的區(qū)域或房間內(nèi)，IG100氣體最大濃度為43%時，工作人員必須在5分鐘內(nèi)撤離。

　　2、滅火系統(tǒng)工作時，防護(hù)區(qū)人員較少但有暴露在防火區(qū)內(nèi)的危險時，IG100氣體最大濃度可為43%～52%，工作人員必須在3分鐘內(nèi)撤離。

　　3、當(dāng)IG100氣體最大濃度為52%～62%時，若無工作人員，但有暴露在防護(hù)區(qū)的危險，不可在此區(qū)域或房間滯留30秒。

　　4、防護(hù)區(qū)既無工作人員，又無暴露在防火區(qū)內(nèi)的危險，那么IG100氣體的最大濃度可達(dá)62%以上。

　　四、氮氣滅火系統(tǒng)應(yīng)用前景

　　IG100 氮氣滅火劑，是新型哈龍?zhí)娲镏唬哂协h(huán)保、高效的特點，已經(jīng)在國際上得到了普遍的認(rèn)可，并廣泛應(yīng)用于多種消防場所。氮氣與其他常用的哈龍?zhí)娲颒FC227七氟丙烷和CO2等氣體滅火劑相比，具有較大的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。

　　1、環(huán)保，節(jié)能。氮氣是空氣中的主要氣體組份，不產(chǎn)生任何的溫室效應(yīng)，也不破壞臭氧層，是環(huán)保的清潔氣體。HFC227七氟丙烷的ODP=0，也就是不破壞臭氧層，但是七氟丙烷在大氣中停留時間為31～42年，產(chǎn)生一定的溫室效應(yīng)。CO2二氧化碳?xì)怏w雖然不破壞臭氧層，但溫室效應(yīng)影響較大。氮氣清潔環(huán)保，實施滅火噴放后回歸大氣中，無殘留。而且，氮氣來源廣泛，價格低廉。

　　2、物理方式滅火。氮氣的滅火原理為降低氧氣濃度，使其不支持燃燒。不產(chǎn)生任何的化學(xué)反應(yīng)，對防護(hù)區(qū)內(nèi)的精密儀器和珍貴資料無腐蝕作用，不導(dǎo)電，火災(zāi)后的現(xiàn)場易于清理。氮氣以氣態(tài)方式儲存，噴放時，不會使室內(nèi)溫度急劇下降，這樣既不會出現(xiàn)存儲珍貴數(shù)據(jù)資料的紙張和磁盤發(fā)脆而損壞的現(xiàn)象，也不會產(chǎn)生冷凝水，影響電器設(shè)備和精密儀器的使用壽命。而HFC227七氟丙烷氣體，主要以化學(xué)作用滅火，滅火過程中產(chǎn)生HF氫氟酸，對防護(hù)區(qū)內(nèi)的設(shè)施產(chǎn)生一定的腐蝕。二氧化碳的迅速冷卻作用則會對一些珍貴設(shè)備產(chǎn)生影響。

　　3、安全性高。氮氣滅火系統(tǒng)可應(yīng)用于人員工作的場所，噴灑時人員可有足夠的時間逃生。HFC227七氟丙烷滅火時產(chǎn)生的HF氫氟酸刺激人的呼吸道，容易窒息。二氧化碳安全性低，不僅窒息，而且冷卻效果快，在保護(hù)區(qū)產(chǎn)生大量白霧，嚴(yán)重影響人員逃生。

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