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关于哈龙及哈龙替代品灭火系统有关问题的总结与分析

中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司
(原煤炭工业部北京煤炭设计研究院&选煤设计研究院)
张 之 立
 
  摘要:结合公安部消防局文件《关于进一步加强哈龙替代品及其替代技术管理的通知》(公消[2001]217号)和国家标准《建筑设计防火规范》(GBJ16—87)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—95)和《人民防空工程设计防火规范》(GB50098—98)等规范,本文对有关哈龙和哈龙替代品及相关灭火系统的应用问题进行一些介绍、总结和分析。
 
  关键词:哈龙    哈龙替代品  哈龙灭火系统   哈龙替代品灭火系统 设计应用范围  哈龙必要场所  哈龙非必要场所
 
  作者简介:张之立,男,汉族,1968年6月出生。1989年毕业于武汉城市建设学院环境工程系给水排水专业,自1989年7月至今在煤炭工业选煤设计研究院(现为中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司)从事给水排水、消防设计和监理工作。上等工程师。曾在国内性技术刊物《给水排水》、《工程建设标准化》、《消防科学与技术》、《消防技术与产品信息》、《选煤技术》和省级刊物《河南消防》、《河南城建学院学报》上发表过10余篇文章。籍贯:北京市。现为中国给水排水学会建筑给水排水委员会气体消防分会委员和国家标准《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140)等标准的编制组成员。
 
  2001年8月1日,公安部消防局发布了《关于进一步加强哈龙替代品及其替代技术管理的通知》(公消[2001]217号)。该文对哈龙替代品及其替代技术作了更加具体的规定,突出强调了有关哈龙替代的一些原则,即哈龙替代工作必须坚持必要场所与非必要场所区别对待;传统灭火技术和哈龙替代技术并举;保证哈龙替代技术在**范围内使用的综合替代原则。以确保我国哈龙淘汰工作在顺利完成的前提下,不因哈龙的淘汰而降低消防保护能力。下面笔者根据该公文和国家有关消防设计规范对涉及哈龙替代品及哈龙替代技术的问题进行一些介绍、总结和分析。
 
1  哈龙替代品
 
  根据联合国环境规划署(UNEP)的规定:发达国家自1994年起停止生产哈龙灭火剂;发展中国家(含中国)自2005年起停止生产哈龙1211灭火剂,自2010年起停止生产哈龙1301灭火剂。关于哈龙2402灭火剂,UNEP同意俄罗斯的哈龙2402暂作例外处理。(2008年,俄罗斯的阿库拉—Ⅱ型核动力潜艇在试航时,由于内部配备的四氟二溴乙烷气体(即哈龙2402)消防系统发生误喷,导致了人员伤亡事故。)到目前为止,为配合哈龙淘汰工作而研制出的哈龙替代品分为清洁气体灭火剂和其它灭火药剂。所谓清洁气体灭火剂(cleanagent),根据现行的美国消防协会标准NFPA2001《清洁灭火剂灭火系统标准》(2000年版)是指不导电的、有挥发性的灭火剂,或蒸发时不留下残留物的气态灭火剂。在清洁气体灭火剂方面,根据公消[2001]217号文的要求,今后在我国禁止使用含氢氯氟烃(HCFC)、氢溴氟烃(HBFC)、全氟烃(PFC)和五氟乙烷(HFC-125,CF3CHF2)的气体灭火药剂作为哈龙替代品,但可以使用含有惰性气体及除五氟乙烷以外的氢氟烃(HFC-23、HFC-227ea、HFC-236fa)的气体灭火药剂作为哈龙替代品。其它灭火药剂主要包括产生气溶胶的灭火药剂(如产生热气溶胶的高氯酸钾、硝酸钾、金属还原剂与环氧树脂等和产生冷气溶胶的干粉,它们均属于非清洁灭火剂)和SDE灭火药剂(外观为淡棕色粉末或颗粒及固态型体)等。在其它灭火药剂方面,公消[2001]217号文没有进行相应的规定。下面详细介绍一下上述几类清洁气体灭火物质的基本情况。
 
  氢氯氟烃(HCFC)类物质是指含有氢、氯、氟的烃类物质。属于氢氯氟烃(HCFC)的灭火物质有HCFC混合物A和四氟一氯乙烷HCFC-124、二氟一氯甲烷HCFC-22、三氟二氯乙烷HCFC-123和NAFP-Ⅲ等。其中HCFC混合物A是由CHClF2(占82%)、CHClFCF3(占9.50%)、CHCl2CF3(占4.75%)和C10H16(占3.75%)组成的,其商品名称为NAFS-Ⅲ,主要用于替代哈龙1301,为我国目前主要使用的氢氯氟烃物质。而二氟一氯甲烷早被美国防火协会标准NFPA2001认为是不接受的哈龙替代品。三氟二氯乙烷和NAFP-Ⅲ过去主要用于考虑替代哈龙1211。氢氯氟烃(HCFC)类物质的特点是:全球温室效应潜能值(GWP)中等,大气存活寿命(ALT)短,毒性低,主要通过物理(窒息)、化学净化作用(惰化火焰中的低活性自由基)灭火,灭火效果一般,臭氧损耗潜能值(ODP)低。HCFC混合物A和四氟一氯乙烷现已纳入国际标准化组织(ISO)编制的标准《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第6部分:HCFC混合A的灭火剂》(ISO14520-6:2000)(第1版)和《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第7部分:HCFC124灭火剂》(ISO14520-7:2000)(第1版)中,而且这两种物质同时都是NFPA2001(2000年版)规定采用的清洁灭火剂。由于含氯的哈龙替代品系过渡性替代品,联合国环境规划署要求在2030年对HCFC混合物A和HCFC-124给予淘汰;欧盟(EU)要求在2015年对这两种物质给予淘汰。现在在我国根据国家的消防政策,这两种物质为哈龙替代禁用品。
 
  氢溴氟烃(HBFC)类物质是指含有氢、溴、氟的烃类物质。属于氢溴氟烃(HBFC)的灭火物质有HBFC-22B1,即二氟一溴甲烷(CHF2Br)。我国基本上很少使用此类哈龙替代品。氢溴氟烃(HBFC)类物质的特点是:全球温室效应潜能值(GWP)高,大气存活寿命(ALT)短,毒性中,主要通过化学催化作用(惰化火焰中的高活性自由基)灭火,灭火效果优良,臭氧损耗潜能值(ODP)高。由于含溴的卤代烃不能作为哈龙替代品使用,国外已在1996年给予淘汰。现在在我国根据国家的消防政策为哈龙替代禁用品。
 
  全氟烃(PFC)类物质是指氢原子全部由氟原子取代后的烃类物质。属于全氟烃(PFC)的灭火物质有全氟丙烷(CF3CF2CF3)、全氟丁烷(CF3CF2CF2CF3)、全氟己烷[CF3(CF24CF3]。在公消[2001]217号文之附件1“几种清洁灭火剂在我国的政策允许情况”中列举的此类哈龙替代品有全氟丙烷(商品名称CEA-308)和全氟丁烷(商品名称CEA-410)。全氟烃(PFC)类物质的特点是:全球温室效应潜能值(GWP)高,大气存活寿命(ALT)长,毒性很低,主要通过物理(窒息)、化学净化作用(惰化火焰中的低活性自由基)灭火,灭火效果一般,臭氧损耗潜能值(ODP)为零。现在国外基本无使用限制。其中全氟丙烷过去被美国防火协会标准NFPA2001(作废版)认为是不接受的哈龙替代品;但目前根据NFPA2001现行版(2000年版)的规定,全氟丙烷以及全氟丁烷均为可采用的清洁灭火剂。全氟丁烷主要用于替代哈龙1301,其价格较低。全氟己烷主要用于替代哈龙1211,其价格较昂贵。全氟丙烷和全氟丁烷现已纳入国际标准化组织(ISO)编制的标准《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第3部分:FC-2-1-8灭火剂》(ISO14520-3:2000)(第1版)和《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第4部分:FC-3-1-10灭火剂》(ISO14520-4:2000)(第1版)中。现在在我国根据国家的消防政策为哈龙替代禁用品。
 
  氢氟烃(HFC)类物质是指含有氢、氟的烃类物质。属于氢氟烃(HFC)的灭火物质有HFC-125、HFC-23、HFC-227ea、HFC-236fa等。五氟乙烷HFC-125、三氟甲烷HFC-23、七氟丙烷(HFC-227ea)主要用于替代哈龙1301,而六氟丙烷(HFC-236fa)主要用于替代哈龙1211。在我国使用蕞多的是七氟丙烷(HFC-227ea)和六氟丙烷(HFC-236fa),此外还有三氟甲烷。HFC-227ea是七氟丙烷的一种同分异构体,即1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷,它主要用在灭火系统中;HFC-236fa是六氟丙烷的一种同分异构体,即1,1,1,3,3,3-六氟丙烷,它主要用在灭火器中。氢氟烃(HFC)类物质的特点是:全球温室效应潜能值(GWP)高,大气存活寿命(ALT)短,毒性低,主要通过物理(窒息)、化学净化作用(惰化火焰中的低活性自由基)灭火,灭火效果一般,臭氧损耗潜能值(ODP)为零。国外无使用限制。五氟乙烷、七氟丙烷、三氟甲烷和六氟丙烷现已纳入国际标准化组织(ISO)编制的标准《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第8部分:HFC125灭火剂》(ISO14520-8:2000)(第1版)、《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第9部分:HFC227ea灭火剂》(ISO14520-9:2000)(第1版)、《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第10部分:HFC23灭火剂》(ISO14520-10:2000)(第1版)和《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第11部分:HFC236fa灭火剂》(ISO14520-11:2000)(第1版)中;上述四种物质同时也是NFPA2001(2000年版)规定采用的清洁灭火剂。现在在我国根据国家的消防政策,五氟乙烷(HFC-125)为哈龙替代禁用品;三氟甲烷(HFC-23)、七氟丙烷(HFC-227ea)、六氟丙烷(HFC-236fa)为允许使用的哈龙替代品。
 
  
  上面所提到的氢氯氟烃(HCFC)、氢溴氟烃(HBFC)、全氟烃(PFC)、氢氟烃(HFC)这些清洁气体灭火剂都属于卤代烃气体灭火剂。其实哈龙1301(CF3Br)和哈龙2402(C2F4Br2)为氟溴烃;哈龙1211(CF2ClBr)为氟氯溴烃;也都属于卤代烃气体灭火剂。卤代烃气体灭火剂在室温(20℃)和容器压力下呈现为液态,属于液化气体灭火剂。在液化气体灭火剂中还有一类称为氟碘烃(FIC)的卤代烃物质。所谓氟碘烃(FIC)物质是指含有氟、碘的烃类物质,在我国使用的有三氟一碘甲烷(CF3I),其商品名称为triodide,汉译名称是“取代”。氟碘烃(CFI)类物质的特点是:全球温室效应潜能值(GWP)为零,大气存活寿命(ALT)很短,毒性高,主要通过化学催化作用(惰化火焰中的高活性自由基)灭火,灭火效果优良,臭氧损耗潜能值(ODP)很低。国外无限制。氟碘烃现已纳入国际标准化组织(ISO)编制的标准《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第2部分:CFI灭火剂》(ISO14520-2:2000)(第1版)中,另外三氟一碘甲烷也是NFPA2001(2000年版)规定采用的清洁灭火剂。在公消[2001]217号文中未对此类物质给予规定。
 
  相对于液化气体灭火剂,在室温(20℃)和容器压力下呈现为气态的灭火剂称为非液化气体灭火剂。惰性气体灭火剂均为非液化气体灭火剂。其中氩气(IG-01)和氮气(IG-100)为单组分灭火剂;氮、氩混合气体(IG-55)和氮、氩、二氧化碳混合气体(IG-541)为多组分灭火剂。惰性气体类物质的特点是:全球温室效应潜能值(GWP)为零或极低;由于其组分本身就是大气的成分,故不存在大气存活寿命(ALT)的问题;毒性低;主要通过物理作用(窒息)灭火,灭火效果较差,臭氧损耗潜能值(ODP)为零。国外无使用限制。氩气,氮气,氮、氩混合气体和氮、氩、二氧化碳混合气体现已纳入国际标准化组织(ISO)编制的标准《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第12部分:IG-01灭火剂》(ISO14520-12:2000)(第1版)、《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第13部分:IG-100灭火剂》(ISO14520-13:2000)(第1版)、《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第14部分:IG-55灭火剂》(ISO14520-14:2000)(第1版)和《气体灭火系统 物理特性和系统设计 第15部分:IG-541灭火剂》(ISO14520-15:2000)(第1版)中,而且也是NFPA2001(2000年版)规定采用的清洁灭火剂。现在在我国根据国家的消防政策,惰性气体类物质为允许使用的哈龙替代品。
 
2  哈龙及哈龙替代品灭火系统的设计应用范围的演变
 
  为更好地了解哈龙灭火系统设计应用范围的发展过程,我们先来回顾一下国家标准《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)GBJ16—87历次版本及作废版本、《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)GB50045—95历次版本及作废版本和《人民防空工程设计防火规范》(以下简称《人规》)新老版本等规范中有关哈龙应用范围的规定的变化。然后分析一下目前的哈龙及哈龙替代品灭火系统的选择问题。
 
2.1 《建规》中有关哈龙及哈龙替代品灭火系统的选择方面的变化
 
  《建规》(TJ16-74)(已作废)及之前的由国家建委、公安部于一九六O年颁布的《关于建筑设计防火的原则规定》中均未有关于哈龙等气体灭火系统设置方面的规定。
 
  《建规》(1987年版)第8.7.4条本来是规定应设水喷雾灭火设备部位的条文,但其苐一款同时规定对设在室内的单台储油量超过5t的电力变压器可采用卤代烷(即哈龙)或二氧化碳灭火设备。第8.7.5条规定下列部位:1.省级或超过100万人口城市电视发射塔微波室;2.超过50万人口城市通讯机房;3.大中型电子计算机房或贵重设备室;4.省级或藏书量超过100万册的图书馆,以及中央、省、市级的文物资料的珍藏室;5.中央和省、市级的档案库的重要部位应设卤代烷(即哈龙)或二氧化碳灭火设备。
 
  《建规》(1987年版)(1995年修订本)第8.7.4条同样是规定应设水喷雾灭火系统部位的条文,但将1987年版第8.7.4条苐一款中的相应部分改为:对设在缺水或严寒地区且容量超过一定值的可燃油油浸电力变压器——包括单台容量在40MW及以上的厂矿企业可燃油油浸电力变压器、单台容量在90MW及以上的电厂可燃油油浸电力变压器或单台容量在125MW及以上的独立变电所可燃油油浸电力变压器——应采用其他固定灭火装置(即非水喷雾固定灭火装置);当这些容量超过一定值的可燃油油浸电力变压器设置在室(洞)内时,亦可采用二氧化碳等气体灭火系统。1995年修订本第8.7.5条同1987年版第8.7.5条。
 
  《建规》(1997年版)第8.7.4条仅是将1995年修订本第8.7.4条苐一款相应部分中的“其他固定灭火装置”改为“其他灭火系统”,其余未有变化;而“其他灭火系统”亦即非水喷雾灭火系统,当然也包括气体灭火系统。该版第8.7.5条对1995年修订本的第8.7.5条进行了大规模调整,规定下列部位:1.省级或超过100万人口城市广播电视发射塔楼内的微波机房、分米波机房、米波机房、变配电室和不间断电源(UPS)室;2.国际电信局、大区中心、省中心和一万路以上的地区中心的长途程控交换机房、控制室和信令转换点室;3.二万线以上的市话汇接局和六万门以上的市话端局程控交换机房、控制室和信令转换点室;4.中央及省级治安、防灾和网局级及以上的电力等调度指挥中心的通信机房和控制室;5.主机房的建筑面积不小于140m2的电子计算机房中的主机房和基本工作间的已记录磁(纸)介质库;6.其它特殊重要设备室应设置气体灭火系统。同时该版增加了一条编号为8.7.5A的条文。第8.7.5A条规定下列部位:1.省级或藏书量超过100万册的图书馆的特藏库;2.中央和省级的档案馆中的珍藏库和非纸质档案库;3.大、中型博物馆中的珍品库房;4.上等纸绢质文物的陈列室;5.中央和省级广播电视中心内,建筑面积不小于120m2的音像制品库房应设置二氧化碳等气体灭火系统,但不得采用卤代烷1211、1301灭火系统。
 
  实际上,《建规》(1997年版)将1987年版和1995年修订本中的第8.7.5条分为两部分进行规定。将原第8.7.5条中规定的应设哈龙或二氧化碳灭火设备的第1、第2和第3组部位经进一步细化和补充后改为应设气体灭火系统进行保护。将原第8.7.5条中规定的应设哈龙或二氧化碳灭火设备的第4和第5组部位经进一步细化和补充后改为应设不得包括卤代烷1211、1301的气体灭火系统进行保护。也就是说,《建规》(1997年版)第8.7.4条和第8.7.5条规定的场所是哈龙必要场所;而其第8.7.5A条规定的场所是哈龙非必要场所。
 
  2001年4月,《建规》(1997年版)又进行了局部修订,但未涉及上述部分内容。收录了2001年局部修订的版本成为现行《建规》版本(2001年版)。即《建规》蕞新版本(2001年版)中此部分的内容同《建规》(1997年版)。
 
  目前,《建规》正在进行**修订,其讨论稿中的第8.6.4条苐一款基本同《建规》(2001年版)第8.7.4条苐一款;另外增加了一个规定,即第8.6.4条第二款规定燃油燃气锅炉房也可设置不得包括卤代烷1211、1301灭火系统的气体灭火系统,即燃油燃气锅炉房为哈龙非必要场所。其讨论稿第8.6.5条、8.6.6条基本同《建规》(2001年版)第8.7.5条、8.7.5A条的要求。
 
2.2  《高规》中有关哈龙及哈龙替代品灭火系统的选择方面的变化
 
  《高规》(GBJ45-82)(已作废)第6.6.3条规定:高层主体民用建筑内的燃油、燃气锅炉房应设泡沫或卤代烷(即哈龙)等固定灭火装置;还规定高层主体民用建筑(二类民用建筑的住宅除外)内的可燃油油浸电力变压器室和充有可燃油的高压电容器室、多油开关室等部位,应设二氧化碳或卤代烷(即哈龙)、水喷雾等固定灭火装置。其第6.6.4条规定:大、中型电子计算机房,图书馆的珍藏库,一类民用建筑内的自备发电机房和其他贵重设备室,应设卤代烷(即哈龙)或二氧化碳等固定灭火装置。
 
  《高规》(1995年版)将《高规》(GBJ45-82)(已作废)之第6.6.3条涉及的部位不再规定应设哈龙固定灭火装置了。同时将《高规》(GBJ45-82)(已作废)之第6.6.4条调整为《高规》(1995年版)第7.6.7条,该条规定下列部位:1.大、中型电子计算机房;2.珍藏库;3.自备发电机房;4.贵重设备室应设气体等自动灭火系统。
 
  《高规》(1997年版)第7.6.7条对1995年版第7.6.7条进行了大规模调整,规定下列部位【与《建规》(1997年版)第8.7.5条规定的部位大致相同,只是《高规》(1997年版)将《建规》(1997年版)第8.7.5条第2组部位中的“长途程控交换机房”改为“长途通讯机房”】应设置气体灭火系统。同时该版增加了一条编号为7.6.8的条文。其第7.6.8条规定下列部位【与《建规》(1997年版)第8.7.5A条规定的部位基本相同,略有区别的是《高规》(1997年版)把《建规》(1997年版)第8.7.5A条第1组部位“省级或藏书量超过100万册的图书馆的特藏库”变为“国家、省级或藏书量超过100万册的图书馆的特藏库”。】应设置气体灭火系统,但不得采用卤代烷1211、1301灭火系统。
 
  实际上,《高规》(1997年版)将1995年版中的第7.6.7条的内容分为三部分分别进行规定。将原第7.6.7条中的应设气体等自动灭火系统的第1和第4组部位经进一步细化和补充后仍规定应设置气体灭火系统进行保护;将原第7.6.7条中的应设气体等自动灭火系统的第2组部位经进一步细化和补充后改为不得采用卤代烷1211、1301而应设置其它气体灭火系统进行保护;将原第7.6.7条中的应设气体等自动灭火系统的第3组部位并入该版第7.6.6条中改为应设置水喷雾灭火系统进行保护。也就是说,《高规》(1997年版)第7.6.7条规定的场所是哈龙必要场所;而其第7.6.8条规定的场所是哈龙非必要场所。
 
  1999年3月和2001年4月《高规》(1997年版)又先后进行了局部修订,但未涉及上述部分内容。收录了1999年和2001年局部修订的版本成为现行《高规》版本(2001年版)。即《高规》蕞新版本(2001年版)中此部分的内容同《高规》(1997年版)。
 
2.3  《人规》中有关哈龙及哈龙替代品灭火系统的选择方面的变化
 
  《人规》作废的版本(GBJ98-87)第6.1.3条规定下列部位:柴油发电机房、油浸变压器室、大中型电子计算机房、通讯机房、图书、资料、档案库等宜设卤代烷(即哈龙)或二氧化碳等灭火设备。
 
  《人规》(GB50098—98)[自1999年5月1日起实施]第7.3.3条对原第6.1.3条进行了大规模调整,规定下列部位:柴油发电机房、直燃机房、锅炉房、变配电室和图书、资料、档案等特藏库房宜设置二氧化碳等气体灭火系统,但不应采用卤代烷1211、1301灭火系统。同时规定对重要通信机房和电子计算机机房应设置气体灭火系统。
 
  实际上,《人规》(1998年版)也同样将原规范第6.1.3条的内容分为两部分分别进行规定。将原规范第6.1.3条中宜设哈龙或二氧化碳等灭火设备的“柴油发电机房,图书、资料、档案库”等部位进行调整和补充后改为宜设置二氧化碳等气体灭火系统,但不应采用卤代烷1211、1301灭火系统进行保护,即这些部位为哈龙非必要场所;将原规范第6.1.3条中宜设哈龙或二氧化碳等灭火设备的“大中型电子计算机房、通讯机房”等部位进行调整和补充后改为宜设置气体灭火系统进行保护,即这些部位为哈龙必要场所。
 
  2001年4月,《人规》(1998年版)又进行了局部修订,但未涉及上述部分内容。收录了2001年局部修订的版本成为现行《人规》版本(2001年版)。即《人规》蕞新版本(2001年版)此部分的内容同《人规》(1998年版)。
 
2.4   其他设计规范中有关气体灭火系统设置范围的规定
 
  已作废之国家标准《汽车库设计防火规范》(GBJ67-84)没有规定设置气体灭火系统的部位;现行国家标准《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB50067-97)[自1998年5月1日起实施]第7.3.3条中规定:机械式立体汽车库可采用二氧化碳等气体灭火系统。
 
  原国家标准《小型石油库及汽车加油站设计规范》(GB50156-92)[自1992年12月1日至2002年6月30日实施]第2.6.6条第3款规定:缺少水电地区的丙类油品立式固定顶罐,可采用烟雾自动灭火装置灭火。
 
  国家标准《地下铁道设计规范》(GB50157-92)[自1993年1月1日起实施]第12.3.7条规定:地下变电所的重要设备间,车站通信及信号机房,车站控制室、控制中心的重要设备间和发电机房,宜设气体灭火装置。
 
  国家标准《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-92)[自1992年12月1日起实施]第6.2.1条规定:隔油池应设蒸汽灭火设施。其第7.6.1条规定:工艺装置宜设固定式或半固定式蒸汽灭火系统。但在使用蒸汽可能造成事故的部位不得采用蒸汽灭火。《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-92)(1999年版)[自1999年6月1日起实施]把第7.6.1条修订为:工艺装置有蒸汽供给系统时,宜设固定式或半固定式蒸汽灭火系统。但在使用蒸汽可能造成事故的部位不得采用蒸汽灭火。
 
  国家标准《原油和天然气工程设计防火规范》(GB50183-93)[自1994年2月1日起实施]第7.1.4条规定:无移动消防设施的油田站场,当油罐直径小于或等于12m时,可采用烟雾灭火装置。第7.1.11条规定:液硫储罐应设置固定式蒸汽灭火系统。
 
  上述五个规范中除现行国家标准《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》、《地下铁道设计规范》外,其余规范中开始采用的气体灭火系统均是非哈龙气体灭火系统,因此不涉及哈龙灭火系统的使用范围变化的问题。不过,现行国家标准《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》中提到的机械式立体汽车库属于哈龙必要场所,因此不排除使用哈龙灭火系统。《地下铁道设计规范》由于未明确规定具体采用何种气体灭火装置,因此现在就涉及到了对哈龙灭火系统如何正确使用和替代的问题。
 
  顺便提一下,关于蒸汽灭火系统,《建规》1995年修订本、1997年版和2001年版在第8.7.6条中都有同样的规定,对下列部位:
1.使用蒸汽的甲、乙类厂房和操作温度等于或超过本身自燃点的丙类液体厂房;
2.单台锅炉蒸发量超过2t/h的燃油、燃气锅炉房;
3.火柴厂的火柴生产联合机部位;
4.有条件并适用蒸汽灭火系统设置的场所宜设蒸汽灭火系统
而《建规》1987年版的第8.7.6条仅规定对前三组部位宜设蒸汽灭火设备。
 
  国家标准《电力工程电缆设计规范》(GB50217-94)[自1995年7月1日起实施]第7.0.14条规定:在地下公共设施的电缆密集部位,多回充油电缆的终端设置处等**性要求较高的场所,可装设水喷雾灭火等专用消防设施。
 
  据有关资料介绍,一种称为“火探(FIRETRACE)”的自动探火及灭火装置(其灭火剂包括二氧化碳、七氟丙烷气体)可任意布置在各种电缆铺设处进行灭火。“火探”灭火装置是由一位英国消防工程师发明的,由于该灭火装置的主要部件——火探管(能在一定温度范围内感温后自动爆破,喷射灭火剂或传递火灾信号)是柔性物,因此更适宜用于电缆等部位。
 
  国家标准《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229-96)[自1997年1月1日起实施]第5.2.7条规定:除无烟煤外的所有煤种,煤粉系统应设置通入蒸汽或其他惰性气体的固定灭火设施。
第5.8.6条规定:单台容量300MW机组及以上容量的发电厂的单元控制室(集中控制楼)、电气控制楼(主控制楼、网络控制楼)中的电子设备间、控制室、计算机房和继电器室应设置固定式卤代烷(即哈龙)灭火系统;单台容量300MW机组及以上容量的发电厂的主变压器、启动变压器、联络变压器和厂用高压工作变压器应设置水喷雾或其他灭火设施;单台容量300MW机组及以上容量的发电厂的电缆交叉、密集及中间接头部位和主厂房内主蒸汽管道与油管道交叉处应设置悬挂式卤代烷(即哈龙)灭火装置。
第5.8.7条规定:厂区内升压站90000kVA及以上油浸变压器应设置火灾探测报警及水喷雾灭火系统或其他灭火设施。
第9.2.1条规定:220kV、330kV、500kV独立变电所,单台容量为125000kVA及以上的主变压器应设置水喷雾灭火系统,当采用水喷雾灭火系统有困难时,可采用其他灭火设施。
第9.3.3条规定:(变电所内)电缆夹层及电缆竖井宜设置悬挂式气体自动灭火装置。
第9.4.2条规定:重要的无人值班的变电所,宜设置悬挂式气体自动灭火装置。
 
  该规范的上述有关哈龙等气体灭火系统设置范围的规定符合现行的设计防火主规范《建规》(2001年版)的有关精神,同时也是对《建规》(2001年版)有关内容的重要补充。
 
  行业标准《水利水电工程设计防火规范》(SDJ278-90)[自1990年9月1日起实施]第6.0.1条规定:额定容量为12.5MVA及以上的水轮发电机应设置水喷雾、二氧化碳或卤代烷(即哈龙)等固定式灭火装置。
第6.0.5条规定:油浸式厂用变压器,应按现行有关规范的规定设置水喷雾、二氧化碳或卤代烷(即哈龙)等固定式灭火系统。
第6.0.6条规定:油浸式主变压器应设置固定式灭火系统。
第6.0.7条规定:当110kV及以上屋内开敞式开关站采用充油电气设备时,应设置固定式灭火系统。
第6.0.8条规定:大中型电子计算机房应设置固定式卤代烷(即哈龙)等灭火装置。
 
  该行业标准制定时间较早,因此对哈龙灭火系统的有些规定现已显得比较落后。例如,目前根据《建规》(2001年版)的有关规定,对油浸式厂用变压器,在正常情况下均要采用水喷雾灭火系统,而不采用哈龙灭火系统。
 
  行业标准《邮电建筑防火设计标准》(YD5002-94)[自1996年2月1日起实施]第2.2.2条第3款规定:(高层电信建筑的自备柴油发电机房)宜设置气体灭火系统。
第2.3.5条规定:电信建筑中,下列机房应设固定式气体灭火系统:
2.3.5.1  国际电信局、大区中心、省中心的长途程控交换机房(包括控制室和信令转接点室)。
2.3.5.2  10000路及以上的地区中心长途程控交换机房(包括控制室和信令转接点室)。
2.3.5.3  20000线及以上的市话汇接局程控交换机房(包括控制室和信令转接点室)。
2.3.5.4  60000门及以上的市话端局程控交换机房(包括控制室和信令转接点室)。
 
  《建规》(1997年版和2001年版)第8.7.5条第二、三款,《高规》(1997年版和2001年版)第7.6.7条第3、4款基本上都是根据《邮电建筑防火设计标准》第2.3.5条的规定制定的;只不过稍加改动,将《邮电建筑防火设计标准》第2.3.5条中的“10000路及以上”、“20000线及以上”、“60000门及以上”改成了“10000路以上”、“20000线以上”、“60000门以上”。
此外,由于《邮电建筑防火设计标准》是在《建规》(1997年版)、《高规》(1997年版)和《人规》(1998年版)之前制定的,因此对需要设置气体灭火系统的场所,未区分出哈龙必要场所和哈龙非必要场所。实际上,《邮电建筑防火设计标准》第2.2.2条所规定的场所为哈龙非必要场所,其第2.3.5条所规定的场所为哈龙必要场所。
 
  上海市工程建设规范《民用建筑水灭火系统设计规程》(DGJ08-94-2001)[自2001年10月1日起施行]第3.0.5条规定:在建筑物内不宜用水扑救的部位,可采用气体、蒸汽、水喷雾、泡沫、干粉等灭火系统。并应严格控制卤代烷1301、1211灭火装置使用的场合。
第10.1.3条规定:需设自动灭火系统的燃油锅炉房、直燃式机组机房,其机房及其日用油箱间、油泵房应设置自动喷水—泡沫联用灭火系统、水喷雾灭火系统或蒸汽灭火系统。
第10.1.4条规定:需设自动灭火系统的燃气锅炉房、直燃式机组机房,当不设有与可燃气体探测器联动的自动切断气源装置时,其机房应设水喷雾灭火系统或蒸汽灭火系统。
第10.3.1条规定:多层、建筑高度不超过100m的高层民用建筑中的干式变压器和开关室,可不设自动灭火系统。
第10.3.2条规定:超高层民用建筑中,设置部位的建筑高度超过24m的干式变压器室和开关室应设置气体灭火系统;设置部位的建筑高度不超过24m、每个隔间的面积不大于100m2,当采用高灵敏度的火灾自动报警系统,且24h有人工作时,可不设自动灭火系统。
第10.4.1条规定:主机房建筑面积在140m2以上的计算机房的主机房及计算机基本工作间的已记录磁或纸介质库应设置自动喷水灭火预作用系统或气体灭火系统。
第10.4.2条规定:超高层民用建筑内的通讯机房应设置气体灭火系统。
第10.4.3条规定:国际电信局、大区中心、市中心和一万路以上的地区中心的长途通讯机房和信令转接点室应采用气体灭火系统。
第10.4.4条规定:二万线以上的市话汇接局和六万线以上的市话端局的程控交换机房和信令转接点室应采用气体灭火系统。
第10.4.5条规定:市级广播、电视发射塔楼的微波机房、分米波机房、米波机房、变配电室和不间断电源(UPS)室应采用气体灭火系统。
第10.4.6条规定:市级治安、防灾和网、局级及以上的电力等调度指挥中心的通讯机房应采用气体灭火系统。
第10.5.1条规定:市级或藏书量超过50万册的图书馆,大、中型博物馆中的珍品库房和上等纸绢质文物的陈列室应设气体灭火系统。
第10.5.2条规定:市级档案馆的珍藏库和非纸质档案库(包括光盘、其他设备库)应设气体灭火系统。
第10.5.3条规定:设在超高层民用建筑内的和有特殊要求、措施的银行金库可设气体灭火系统。
 
  与《建规》(2001年版)和《高规》(2001年版)相比,上海市工程建设规范《民用建筑水灭火系统设计规程》对气体灭火系统的设置范围的规定有不少变化:
一是该设计规程规定对民用建筑中需设自动灭火系统的燃油、燃气锅炉房和直燃式机组机房,可把蒸汽灭火系统作为选择方案之一;
二是增加了对民用建筑中干式变压器室和开关室的气体灭火系统的设置要求;
三是计算机房和通讯机房的气体灭火系统的设置范围有所变化,首先是将计算机房和通讯机房中的控制室剥离出来,不再设置气体灭火系统。其次增加了超高层民用建筑内的通讯机房应设置气体灭火系统的规定;
四是不对《建规》(2001年版)和《高规》(2001年版)中所谓的“其它特殊重要设备室”要求设置气体灭火系统;
五是将图书馆藏书量的控制标准由100万册降低到50万册;
六是不对“省级广播电视中心内,面积不小于120m2的音像制品库房”要求设置气体灭火系统;
七是增加了对某些银行金库的气体灭火系统的设置要求;
八是没有像《建规》(2001年版)和《高规》(2001年版)那样具体指出在需要设置气体灭火系统的部位中,那些部位不得采用哈龙灭火系统,那些部位可以采用哈龙灭火系统,而是要求一律严格控制卤代烷1301、1211灭火装置使用的场合。
 
由于篇幅有限,对其他有关规范不再累述。
 
2.5   有关哈龙及哈龙替代品灭火系统的选择方面的蕞新要求
 
  上述规范中所谓的气体灭火系统一般包括哈龙系统、卤代烃系统(如七氟丙烷系统等)、二氧化碳(包括高压和低压系统)、惰性气体、蒸汽、气溶胶和其它气体灭火系统(如SDE系统等)。而哈龙替代系统主要有七氟丙烷等卤代烃,烟烙烬(inergon)【即IG-541】等惰性气体,高、低压二氧化碳,气溶胶(我国目前使用的一般为热气溶胶),细水雾,水雾,蒸汽和其它哈龙替代灭火系统。
 
  现在根据公消[2001]217号文,在哈龙必要场所既可以使用哈龙固定灭火系统,也可以采用哈龙替代技术。对需要新安装哈龙固定灭火系统的必要场所,应采用哈龙1301固定灭火系统,不得采用哈龙1211和哈龙2402固定灭火系统。这意味着在今后的新建工程中,哈龙1301系统是惟一能设计的哈龙系统。同时规定不得采用由禁用的清洁气体作为灭火剂的气体灭火系统。
 
  另外公消[2001]217号文之附件2对我国目前几种常用的哈龙替代技术(七氟丙烷、IG-541、低压二氧化碳、细水雾、气溶胶)的使用范围和应注意的问题进行了具体明确的规定。其中需要特别注意的是规定七氟丙烷、IG-541、细水雾可用于保护经常有人场所,而低压二氧化碳和气溶胶灭火装置不能用于保护经常有人场所。此外气溶胶灭火装置不能用于保护易燃、易爆场所;在技术上没有过关且通过国家质检中心型式检验之前,不能用于管网输送系统、不能用于保护精密仪器和设备、不能使用多机联用系统保护较大空间场所。细水雾灭火系统对A类物质的深位火灾和有遮挡的火灾仅能起到控火作用。
 
  以上这些新的规定意味着:今后设计部门在涉及有关哈龙必要场所及非必要场所的气体消防设计时,除应执行现行的《建规》(2001年版)第8.7.4条、第8.7.5条、第8.7.5A条(该条为工程建设标准强制性条文),《高规》(2001年版)第7.6.7条(该条为工程建设标准强制性条文)、第7.6.8条(该条为工程建设标准强制性条文)和《人规》(2001年版)第7.3.3条和其他有关规范的规定外,还需注意在哈龙必要场所中的新建工程上不得采用哈龙12112402固定灭火系统;对哈龙非必要场所禁止采用任何哈龙系统;对哈龙必要场所和非必要场所一律禁止采用含氢氯氟烃(HCFC)、氢溴氟烃(HBFC)、全氟烃(PFC)和五氟乙烷(HFC-125)的气体灭火系统。此外如果想在《建规》(2001年版)、《高规》(2001年版)、《人规》(2001年版)等规范中未明确规定采用气体灭火系统的场合,设计哈龙或哈龙替代灭火系统时,应根据国家消防主管部门和国家环保主管部门的有关规定确定所设计的部位是属于哈龙必要场所还是属于哈龙非必要场所后,再根据上述要求进行设计。
 
  同时应注意在哈龙必要场所不应盲目采用哈龙替代技术,而片面缩小哈龙系统的使用范围,这样会在一定程度上降低哈龙必要场所的消防保护能力。也不可误以为到2010年以后,我国停止了哈龙1301灭火剂的生产就表明会同时停止了哈龙1301灭火系统的使用。对这个问题宜这样理解:到2010年,根据中国政府的承诺在我国将完全停止哈龙1301灭火剂的生产。在此之后,将由国家哈龙银行把哈龙精品定期向必要场所的哈龙灭火设备进行供应;非必要场所的哈龙灭火设备由于得不到哈龙精品的供应,将逐渐被淘汰。
 
  另外一个问题是在哈龙必要和非必要场所使用哈龙替代技术时,应根据公消[2001]217号文之附件2合理确定几种常见哈龙替代技术(七氟丙烷、IG-541、低压二氧化碳、细水雾、气溶胶)的应用范围,不应超范围设计任何一种哈龙替代系统。对在公消[2001]217号文中未规定是否禁用的气体灭火剂(如“三氟一碘甲烷”)和其它非气体灭火剂(如SDE),笔者认为设计人员可以根据具体情况决定是否采用含有这些灭火剂的气体灭火系统。
 
哈龙及哈龙替代品灭火器情况简介
 
  在我国长期使用的哈龙灭火器主要是哈龙1211灭火器。关于哈龙灭火器的产品标准也都是针对哈龙1211的,它们是《手提式1211灭火器》(GB4397-84)和《推车式1211灭火器》(GA77.1-94)。此外,气体灭火器中还有手提式和推车式二氧化碳灭火器。
 
  根据公安部文件《关于在非必要场所停止再配置卤代烷灭火器的通知》(公通字[1994]94号)和国家标准《建筑灭火器配置设计规范》(GBJ140-90)(1997年版)第3.0.5条的规定,在非必要配置卤代烷灭火器(系指卤代烷1211、1301灭火器)的场所不得选用卤代烷灭火器。非必要配置卤代烷灭火器的场所的确定应按国家消防主管部门和国家环保主管部门的有关规定执行。为便于有关人员执行,《建筑灭火器配置设计规范》(1997年版)在附录七中给出了非必要配置卤代烷灭火器的场所举例。公消[2001]217号文中也规定:禁止在非必要场所配置哈龙灭火器。同时又规定:必要场所仍可以配置哈龙灭火器。
 
  随着哈龙灭火器允许配置范围的缩小,我国正加紧哈龙灭火器替代产品的研制工作,并拟制定六氟丙烷等洁净气体灭火剂和灭火器的国家标准。目前,这方面的工作已取得一些进展:在2001年6月,公安部上海消防科学研究所和国家消防装备检测中心完成了一项由联合国/世界银行资助的研究项目:在二氧化碳灭火器中添加适量的六氟丙烷,可使该种灭火器具备A类灭火能力。〖试验证明:添加了六氟丙烷的5kg二氧化碳灭火器具备1A灭火级别(为我国现行的新灭火级别,大致相当于我国已作废的原灭火级别中的5A)〗该项成果不仅解决了传统的二氧化碳灭火器不具备A类灭火能力的难题,而且部分实现了洁净气体灭火剂进入灭火器的目的。据有关资料介绍,杜邦公司开发出的六氟丙烷灭火器按照UL711标准的测试,已具有5-B、1-A:10-B:C和2-A:10-B:C的灭火级别(为美国灭火级别,与我国的不完全等同)。六氟丙烷在美国环保局的重要新替代物政策(SNAP)中已被认可为非居家式灭火剂。
 
  蕞后需要说明的是:一般而言,哈龙1211和六氟丙烷灭火剂更适用于灭火器,二氧化碳、哈龙1301、七氟丙烷、三氟甲烷、三氟一碘甲烷、惰性气体灭火剂则更适用于灭火系统;不过惰性气体灭火剂不适用于灭火器。
 
结论
 
4.1 哈龙替代品分为清洁气体灭火剂和其它灭火药剂;但在我国,清洁气体灭火剂中的含氢氯氟烃(HCFC)、氢溴氟烃(HBFC)、全氟烃(PFC)和五氟乙烷(HFC-125)的气体灭火药剂禁止作为哈龙替代品使用。
4.2 在进**体灭火系统设计时,首先应根据国家现行有关政策及设计规范合理确定哈龙必要场所和哈龙非必要场所。然后严格执行在哈龙非必要场所禁止设计使用任何哈龙灭火系统;在哈龙必要场所坚持哈龙灭火系统和哈龙替代灭火系统并存的原则。同时要求在哈龙必要场所的新建工程中只能设计哈龙1301灭火系统。
4.3 哈龙灭火器禁止在哈龙非必要场所配置;但在哈龙必要场所仍可以配置。哈龙灭火器的替代工作已取得了一定的进展。
 
 
参考文献
 
1  唐祝华. 21世纪洁净气体灭火新技术的开拓、发展与眺望. 消防技术与产品信息,  2000(12):3~9
2  公安部消防局. 公安消防监督员业务培训教材(建审部分). 北京:群众出版社,1997
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