陶觀楚¹ 唐祝華²
1.上海化工設計院；2.公安部上海消防科學研究所

1 氣體消防技術領域的發展現狀綜述

1.1 氣體消防技術領域的發展簡史
　　自1949年中華人民共和國成立起至1964年，我國早期的氣體消防用滅火劑主要是鹵代烷104（四氯化碳）和CO₂（二氧化碳），而用于保護軍事設施和飛機、輪船、車輛等交通工具的氣體滅火劑主要有3.5^*、7^*等鹵代烷混料慢化劑。上述幾種早期的鹵代烷滅火劑由于其在滅火時有可能產生有毒氣體，引起人員傷亡，因此其應用范圍并不廣泛。
　　自1965年起，我國先后研制成功了二種高效低毒的鹵代烷1301（三氟--溴甲烷）及1211（二氟一氯—溴甲烷）氣體滅火劑。由于這兩種滅火劑不導電、揮發快、滅火后無殘留物、安全潔凈，從70年代開始至80年代末，鹵代烷1211、1301滅火器和滅火系統在航空業和工業與民用建筑等場臺得到比較廣泛的應用，用以保護高新電子設備和飛機發動機艙。中國鹵代烷滅火設備的使用較日、美等發達國家滯后約10-20年，用量也少得多。我國于1983年至1985年分別頒布了二氧化碳、1211和1301滅火劑的國家標準；1984年頒布了二氧化碳、1211滅火器國家標準；1987年。1992年、1993年和1997年發布了《鹵代烷1211滅火系統設計規范》、《鹵代烷1301滅火系統設計規范》、《二氧化碳滅火系統設計規范》和《氣體滅火系統施工及驗收規范》，1999年局部修訂了《氧化碳滅火系統設計規范》，增加了關于低壓二氧化碳滅火系統的規定。
　　我國的氣體滅火技術在二十世紀六十年代之后得到了普遍應用和迅速發展。它被廣泛應用于計算機房、通訊機房、圖書館、檔案館、博物館、重點文物保護單位及工廠的控制室、變配電室、飛機座艙與貨艙、飛機發動機短艙、船舶的輪機艙與貨艙以及電廠等重要保護場所。
1.2 氣體消防技術在消防領域中的地位
　　自古以來，在消防領域應用最廣泛的滅火劑就是水。隨著國家經濟建設的迅速發展，大批工業和民用建筑尤其是高層建筑的不斷涌現、更隨著高科技的發展，設備對滅火劑的要求越來越高，對于撲滅可燃氣體、可燃液體和電器火災，以及計算機房、重要文物檔案庫、通信廣播機房、微波機房和設備等火災，氣體滅火系統作為最干凈、最有效的滅火手段，日益受到工程技術人員和消防安全人員的重視。20世紀以來相繼出現了二氧化碳滅火系統、鹵代烷滅火系統、蒸汽滅火系統、煙霧滅火系統、氮氣滅火系統以及其它惰性氣體滅火系統；為逐步替代鹵代烷滅火系統，國內相繼研制、生產了七氟丙烷、IG—541惰性氣體、SDE、EBM氣溶膠滅火系統和裝置。
　　關于氣體滅火系統的設置在我國有關規范中早有明確規定：
　　1988年5月實施的GBJ16-87《建筑設計防火規范》中第八章第8.7.5條規定了應設置鹵代烷或二氧化碳滅火設備的部位，第8.7.6條中規定了宜設置蒸汽滅火設備的部位；
　　1982年頒布的GBJ45-82—82《高層民用建筑設計防火規范》第6.6.3條和第6.6.4條分別對應設二氧化碳或鹵代烷滅火系統的部位作了明確的規定；
　　1995年11月1日起實施的GBJ50045-95《高層民用建筑設計防火規范》第7.6.7條規定了高層民用建筑應設氣體等自動滅火系統的房間。
　　 從以上有關規范條文中我們可以看出，氣體消防系統在消防技術領域的各類滅火系統中占有很廣泛、很重要的地位。
1.3 氣體消防工程技術規范與產品質量標準
　　目前我國己頒布的氣體消防技術國家規范和標準，標準主要有：
　　（1）氣體滅火劑產品標準：GB4065-8312 1211滅火劑；GB6Ｇ51-85 1301滅火劑；GB4396－84CO₂滅火劑。（2）氣體滅火器產品標準：GB4397－84手提式1211滅火器；GB4399－84 手提式二氧化碳滅火器；GA77.1-94 推車式1211滅火器；GA107-94推車式二氧化碳滅火器。（3）氣體滅火系統和氣體滅火器工程技術規范：GBJ 110-1987 110-1987 鹵代烷 1211 滅火系統設計規范；GBJ140---1990 建筑滅火器配置設計規范；GB50163-1992鹵代烷1301滅火系統設計規范，GB50193—1993二氧化碳滅火系統設計規范；GB50263—1997 氣體滅火系統施工及驗收規范。
　　1998年，廣東省消防局組織深訓市消防局等有關單位完成了廣東省工程建設地方標準《七氟丙烷（HFC227ea）潔凈氣體滅火系統設計規范》的編制工作，并經廣東省建設委員會批準，發布為DBJ15－－23—1999地方規范；
　　2000年，江蘇省消防局等有關單位完成并由江蘇省質量技術監督局批準，發布了自2000年10月18日起實施的《SDE氣體滅火系統設計、施工、驗收規范》江蘇省地方標準 DB32。
1.4 保護臭氧層，逐步替代鹵代烷
　　二十世紀八十年代初有關專家研究表明，包括鹵代烷滅火劑在內的氯氟烴類物質在大氣中的排放，將導致對地球大氣臭氧層的破壞，危害人類的生存環境，1990年6月在倫敦由57個國家共同簽定了蒙特利爾議定書，決定逐步停止生產和逐步限制使用氟里昂、鹵代烷滅火劑，我國于1991年6月加入了《蒙特利爾議定書》（修正案）締約國行列，并將逐年減少鹵代烷滅火劑的產量，承諾到2005年停止生產鹵代烷1211滅火劑，到2010年停止生產鹵代烷1301滅火劑。為實現這項目標，
　　從1992年起，世界各國和UNEP（聯臺國環境規劃署）己認可并容許鹵代烷必要場所的存在，英、美等許多國家都建成了國家級哈龍銀行，專門為必要場所定期、限量地配給精品哈龍。中國哈龍銀行也正在籌建之中。根據中國國情以及目前我國有關國家規范的規定，到目前為止，有關“停止使用”或“徹底淘汰”哈龍（鹵代烷）滅火設備的提法是不確切的。但鹵代烷滅火劑逐步被淘汰將勢
在必行。公安部在公通字（1994）第94號文件《夫于在非必要場所停止再配置鹵代烷滅火器的通知》中亦對鹵代烷滅火器的使用作了必要限制。
　　在國際淘汰哈龍行動中，我國的消防上規范《建筑設計防火規范D（GBJ16-87-95-97）和《人民防空工程設計防火規范》（GBJ98—87—97）、《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045—95—97）及《建筑滅火器配置設計規范》（GBJ140—90—97）等四項國家規范在保護大氣臭氧層和人類生態環境專題上的1997年同步局部修訂條文，逐步替代與淘汰哈龍。
　　以往可用哈龍1301滅火系統的場所，現會已經一分為三：
　　7.6.6（高規）／第8.7.4條（建規）建筑的下列房間和部位，應設置水噴霧滅火系統（本條各款及修訂說明可簡述為：燃油鍋爐房、油浸變壓器室等不得再行設計、安裝哈龍滅火系統）；
　　7.6.7（高規）／第8.7.5條（建規）建筑的下列房間和部位，應設置氣體滅火系統（本條各款及修訂說明可簡述為：一定檔次的電子計算機房、廣播電視發射塔微波機房、長途通訊機房、市話端局程控交換機房等目前尚允許設計、安裝哈龍滅火系統）；
　　7.6.8（高規）/第8.7.5A條（建規）建筑的下列房間和部位，應設置氣體滅火系統，但不得采用哈龍滅火系統（本條各款及修訂說明可簡述為：一定檔次的圖書館特藏室、檔案館珍藏庫、博物館珍品庫等也不得再行設計、安裝哈龍滅火系統）。
　　在這種情況下，二氧化碳滅火系統應用范圍己逐步擴大。二氧化碳滅火劑來源廣泛、價格低廉、電絕緣性高、滅火性能較好、清潔無污漬，但由于二氧化碳對人體有窒息作用，相對來講，前些年應用不廣泛。在70年代末80年代末我國對二氧化碳全淹沒滅火系統和二氧化碳局部應用滅火系統做了一系列滅火試驗，并于1993年頒布了二氧化碳滅火系統設計規范，于1999年11月17日由中華人民共和國建設部頒布了己經批準的國家標準《二氧化碳滅火系統設計規范》局部修訂條文，并于2000年3月1日起施行。局部修訂條文中增加了二氧化碳低壓滅火系統有關條文。
　　同時，近幾年來我國科技人員正努力研制能替代鹵代烷的新型潔凈氣體滅火劑。在我國氣體滅火技術領域，除二氧化碳滅火系統外，現在越來越多的工程中采用七氟丙烷（HFC227ea）氣體滅火系統、IG541氣體滅火系統、EBM氣溶膠滅火裝置、SDE氣體滅火系統等。對以上多種新型的侯選替代鹵代烷的氣體滅火系統和滅火裝置，由于其使用時間不長，至今尚沒有設計施工的國家規范，有的只有地方性規程，或正在編制有夫地方性規程，有的還鮮為人知。

2 氣體消防技術領域的未來瞻望綜述

2.1 潔凈氣體滅火劑及其滅火設備的開發
　　目前國際標準化組織推薦的用于替代哈龍的氣體滅火劑有十幾種，并要求按潔凈氣體滅火劑的10項指標和技術要求來評價：
　　（1）蒸發后不留殘渣（潔凈）；（2）對臭氧層的耗損潛能值（ODP）小，最好為零；（3）較好的滅火效能；（4）低毒或無毒；（5）在大氣中存留壽命（ALT）短；（6）溫室效應潛能值（GWP）小，或無；（7）良好的儲存性和穩定性；（8）良好的電絕緣性；（9）相對于哈龍1301滅火濃度小；（10）經濟合理，可能接受的市場價格。
　　現己開發的候選哈龍替代物與以上10項要求相比較，這些滅火劑還不是最理想的，有待于下一代哈龍替代物的研制和開發。
　　我國用于替代哈龍的潔凈氣體滅火設備，包括潔凈氣體滅火器和潔凈氣體滅火系統的開發、研制、生產和應用工作正在抓緊進行之中。
　　對于潔凈氣體滅火器和潔凈氣體滅火系統的新型滅火設備的具體技術要求主要有如下八項：
　　（1）對環境（大氣）無危害：不破壞臭氧層，要求：ODP≤0.05，最好ODP=0；不產生溫室效應或溫室效應較小，要求GWP≤0.1；
　　（2）對人體無毒性危害，或僅有輕微影響，最好是相當于哈龍1301的微毒級，能應用于有人場所。要求：替代哈龍用的潔凈氣體滅火介質的設計滅火濃度小于或等于其NOAEL（無毒性反應的最高濃度）值，不得大于真LOAEL（有毒性反應的最低濃度）值。其它略。
　　（3）不可燃，滅火效能高，設計滅火濃度低。要求：應接近于哈龍1301；即：設計滅火濃度=5％，且在10秒內能滅火。
　　（4）噴射后能全部氣化，在封閉空間內各向分布迅速、均勻，無固、液相殘留物，不導電，不擊穿電子電器設備，不污損、腐蝕、破壞被保護現場設備。
　　（5）應屬可液化的氣體或具有與液化氣體相類似的物化特性，平時可以液態存貯，充裝密度（充裝比）較大，亦即其有管網的固定滅火系統瓶組、瓶站的占地面積較小；這一點很重要，因為某些特種場合諸如廣播電視發射塔樓等處是沒有太多的面積或空間可供選用以便設置數量很多的高壓瓶組，而且還需留出便于操作、維修系統的足夠位置。另一方面，替代物到戰時（滅火）噴射到防護區內應能立即閃蒸成氣態，以便其在防護區的空間內的各個方向迅速形成大于或等于設計滅火濃度的均勻、有效的滅火氣氛。為此，真沸點和臨界溫度應低，臨界壓力和蒸氣壓宜適中。
　　（6）存貯穩定性（包括真耐熱穩定性和化學穩定性）良好。
　　（7）與彈性密封元件的相容性良好。
　　（8）成本低。
　　因此，若能完全達到上述8個要求的氣體滅火介質才能稱為“全代用”或“可直接使用—drop in”的哈龍替代物，也就是說，一點不改動原哈龍滅火設備（包括貯存容器、管道、閥門等的規格、數量），僅僅更換滅火劑。
2.2 氣體消防技術法規的進一步完善和制修訂工作
　　現正在編制和修訂的，并打算編制的有關氣體消防國家規范、地方規程、和產品標準主要有：
　　（1）己經國家建設部批準立項的國家標準《潔凈氣體滅火系統設計規范》（包括七氟丙烷和惰性氣體等滅火系統的有關規定）的編制工作，現日進人送審稿階段；
　　（2）根據上海市建委及市標準化辦公室的意見，上海市消防局和上海化工設計院正在編制的上海市地方規程《七氟丙烷（HFC227ea）氣體滅火系統技術規程》和《IG541氣體滅火系統技術規程》，年內完成送審稿；
　　（3）國家標準GBJ 140---1990《建筑滅火器配置設計規范》的全面修訂工作已于2001年3月正式啟動。該規范擬參照國際標準ISO11602——和ISO 11602-02并結合國情，進行全面修訂，其中包括了氣體滅火器的選型、配置、檢查、維修、再充裝與報廢規定，以及鹵代烷滅火器的限制使用和逐步淘汰的具體規定；
　　（4）擬制訂潔凈氣體（六氟丙烷、七氟丙烷、惰性氣體等）滅火劑的國家標準；
　　（5）擬制訂潔凈氣體（六氟丙烷等）滅火器的國家標準；
　　（6）擬制訂國家標準《潔凈氣體滅火系統施工及驗收規范》。