氣體滅火系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“氣體系統(tǒng)”)因其清潔、無(wú)殘留、對(duì)設(shè)備和環(huán)境損害小等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、電信機(jī)房、文物庫(kù)房、發(fā)電機(jī)房、控制室及其他對(duì)財(cái)產(chǎn)和設(shè)備保護(hù)要求較高的場(chǎng)所。常見的氣體滅火介質(zhì)包括惰性氣體(如氮、氬、氣溶膠組合)、化學(xué)氣體(如七氟丙烷 HFC-227ea、FK-5-1-12 等)以及二氧化碳(CO2)。盡管氣體系統(tǒng)在許多場(chǎng)景中表現(xiàn)出色,但并非“ ”,在某些類型的火災(zāi)或場(chǎng)所中使用氣體滅火不僅無(wú)效,甚至可能存在危險(xiǎn)或引發(fā)二次損失。本文將系統(tǒng)分析氣體滅火系統(tǒng)不適用于撲救的火災(zāi)類型、原因、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及替代方案,旨在為消防工程設(shè)計(jì)、應(yīng)急預(yù)案制定及現(xiàn)場(chǎng)管理提供參考。
一、按燃燒物分類的不適用情形
大量液體燃燒(大火面或流動(dòng)的液體燃燒)
氣體滅火系統(tǒng)對(duì)體積小且封閉空間內(nèi)的火源滅火效果顯著,但對(duì)于大面積、深池或流動(dòng)液體(如油池、燃油泄漏引起的明火、油罐區(qū)或輸油管線泄漏燃燒)的撲救效果有限。主要原因有:
氣體稀釋或化學(xué)抑制作用難以在開闊空間和大火面上達(dá)到所需濃度;
可燃液體表面持續(xù)蒸發(fā)補(bǔ)充燃料,氣體無(wú)法切斷持續(xù)的燃料供應(yīng);
部分氣體滅火介質(zhì)(如惰性氣體)需要濃度較高才能滅火,在開放或半開放場(chǎng)所難以維持。
因此,對(duì)于油池、儲(chǔ)罐、輸油管線等開放或半開放大面積液體燃燒,應(yīng)采用泡沫、局部冷卻、霧化水或?qū)S糜皖悳缁饎?/p>
金屬燃燒(甲、鎂、鋁等金屬火災(zāi),D類火災(zāi))
金屬燃燒具有高溫、猛烈反應(yīng)且常伴隨氧化或放熱的特點(diǎn),常見難熄滅的金屬如鎂、鈉、鉀、鋁粉、鈦等。氣體滅火通常通過(guò)降低氧濃度或化學(xué)反應(yīng)抑制燃燒,但對(duì)于金屬火災(zāi):
金屬燃燒溫度極高,且有些金屬與氣體介質(zhì)(特別是氧化性氣體)反應(yīng)劇烈,可能產(chǎn)生不良反應(yīng)或爆炸;
氣體難以阻斷金屬與空氣的直接接觸或內(nèi)部氧化過(guò)程;
常用的滅火介質(zhì)(如水、泡沫)也可能與某些金屬發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng),但針對(duì)金屬火災(zāi)的專業(yè)干粉(D類專用粉)或覆蓋隔離劑更為有效。
因此,金屬火災(zāi)不適合單純依賴氣體滅火系統(tǒng),應(yīng)使用專用干粉覆蓋或機(jī)械隔離、冷卻等專業(yè)措施。
深燃層或高能化學(xué)反應(yīng)型火災(zāi)(如自燃化學(xué)物質(zhì)或劇烈化學(xué)反應(yīng)引發(fā)的火災(zāi))
某些化學(xué)品(如過(guò)氧化物、硝化物、金屬有機(jī)物等)在儲(chǔ)存或反應(yīng)過(guò)程中可能自加速分解、燃燒或爆燃。此類火災(zāi)的特點(diǎn)是反應(yīng)會(huì)持續(xù)產(chǎn)生大量熱和可燃性分解產(chǎn)物,可能伴隨氧釋放或放熱分解,單靠降低環(huán)境氧濃度或抑制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)并不足以控制:
氣體滅火介質(zhì)難以抑制內(nèi)部或容器內(nèi)發(fā)生的劇烈化學(xué)反應(yīng);
若反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體或高壓,密閉空間使用惰性氣體可能引發(fā)容器破裂或爆炸風(fēng)險(xiǎn);
對(duì)這類化學(xué)火災(zāi),風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需結(jié)合化學(xué)品性質(zhì),通常采用冷卻、隔離、卸料、稀釋或?qū)S靡种苿?br/>因此,化工裝置、物料倉(cāng)庫(kù)存放不穩(wěn)定化學(xué)品的場(chǎng)所不宜依賴氣體滅火系統(tǒng)作為 撲救手段。
二、按場(chǎng)所和環(huán)境因素的不適用情形
開闊或通風(fēng)良好的場(chǎng)所
氣體滅火系統(tǒng)依賴在保護(hù)區(qū)內(nèi)迅速建立并維持一定的滅火濃度。在開放、半開放或自然通風(fēng)迅速的場(chǎng)所(如露天油罐區(qū)、開放式倉(cāng)庫(kù)、廠區(qū)道路旁的易燃液體坑等):
釋放的滅火氣體會(huì)被空氣稀釋或散逸,難以達(dá)到足夠的有效滅火濃度;
需要巨量介質(zhì)和長(zhǎng)時(shí)間釋放,經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上不可行;
在通風(fēng)口或流動(dòng)空氣流場(chǎng)下,滅火效果無(wú)法保證。
因此這些場(chǎng)所更適合采用局部泡沫、干粉、霧化水或主動(dòng)隔離等方法。
人員聚集且必須確保人員安全撤離的場(chǎng)所(有人工作且無(wú)法立即疏散)
許多氣體滅火介質(zhì)在滅火濃度下會(huì)對(duì)人體造成窒息或中毒風(fēng)險(xiǎn),尤其是二氧化碳和高濃度惰性氣體(氧濃度降低到10%以下會(huì)導(dǎo)致昏迷甚至死亡)。盡管有些新型化學(xué)氣體自稱對(duì)人體風(fēng)險(xiǎn)較低,但在高濃度或密閉環(huán)境下仍存在潛在危害。
因此,在無(wú)法確保人員已安全撤離或無(wú)法設(shè)立有效人員防護(hù)與報(bào)警聯(lián)鎖機(jī)制的場(chǎng)所,不適宜啟用自動(dòng)釋放的氣體滅火系統(tǒng)。應(yīng)優(yōu)先考慮人員安全,采用水霧、泡沫或手動(dòng)干粉等方式配合人員疏散與滅火。
溫度極高或有火焰噴射風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)所
在高溫爆燃風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)所(例如冶金、電爐附近、某些化工反應(yīng)釜周邊),火焰有可能噴射、飛濺或產(chǎn)生燃燒顆粒。氣體介質(zhì)在這種情況下難以覆蓋飛濺的燃燒物,也可能因局部熱源導(dǎo)致氣體分解或化學(xué)反應(yīng),降低滅火效果或產(chǎn)生有害產(chǎn)物。因此不適于采用氣體系統(tǒng)作為主要滅火手段。
三、按氣體滅火介質(zhì)自身局限性的不適用情形
二氧化碳(CO2)系統(tǒng)的局限
CO2 有無(wú)殘留、滅火速度快的優(yōu)點(diǎn),但缺點(diǎn)也非常明顯:
對(duì)人體窒息危險(xiǎn)極大,CO2 在滅火濃度下對(duì)人員致命,因此不適用于有人場(chǎng)所或難以完全撤離的區(qū)域;
在開放或通風(fēng)條件下無(wú)效;
對(duì)某些涉及化學(xué)反應(yīng)的火災(zāi)(如金屬火災(zāi))可能引發(fā)不良反應(yīng)或無(wú)效。
因此,CO2 多用于無(wú)人或可以封閉并確保無(wú)人進(jìn)入的機(jī)房、機(jī)械間、發(fā)電機(jī)房等。
惰性氣體系統(tǒng)(如IG-541、IG-100 等)的局限
惰性氣體通過(guò)將氧濃度降低至某一閾值來(lái)?yè)錅缁鹧?,其?yōu)點(diǎn)是對(duì)設(shè)備無(wú)化學(xué)腐蝕、對(duì)環(huán)境影響較小。但缺點(diǎn)包括:
需要較高的輸送量與較大的存儲(chǔ)空間;
在人員存在時(shí)降低氧氣會(huì)對(duì)人體造成不適或危險(xiǎn);
在開闊或通風(fēng)條件下難以維持濃度。
因此,惰性氣體適用于封閉且無(wú)人或可快速撤離的保護(hù)區(qū),不適用于開放場(chǎng)所和有人持續(xù)工作的區(qū)域。
化學(xué)氣體(如鹵代烷類或替代品)的局限
化學(xué)滅火介質(zhì)通過(guò)中斷自由基鏈反應(yīng)來(lái)滅火,具有較低的滅火濃度并對(duì)設(shè)備友好。但可能存在:
分解產(chǎn)物對(duì)人體或環(huán)境的影響(尤其在高溫下分解釋放的有毒氣體);
對(duì)特定化學(xué)火災(zāi)或金屬火災(zāi)無(wú)效;
長(zhǎng)期環(huán)境影響或受到法規(guī)限制(如受溫室效應(yīng)或臭氧層影響限制的品種)。
因此在某些 或地區(qū),化學(xué)氣體受限使用,且在存在人員或?qū)Νh(huán)境敏感的場(chǎng)所需謹(jǐn)慎評(píng)估。
四、安全與監(jiān)管角度的不適用情形
無(wú)法滿足響應(yīng)時(shí)間與聯(lián)動(dòng)控制的場(chǎng)所
自動(dòng)氣體滅火系統(tǒng)通常需要與珠?;馂?zāi)探測(cè)器、警報(bào)系統(tǒng)、人員疏散聯(lián)鎖、通風(fēng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)(如關(guān)斷或開啟)等協(xié)同工作。如果場(chǎng)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)可靠的聯(lián)動(dòng)控制(如探測(cè)延遲、通風(fēng)設(shè)備無(wú)法關(guān)閉或誤動(dòng)作頻發(fā)),則啟動(dòng)氣體系統(tǒng)后可能無(wú)法建立適當(dāng)滅火條件或?qū)θ藛T安全造成風(fēng)險(xiǎn)。因此在無(wú)法保證系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)可靠性的建筑或臨時(shí)場(chǎng)所,不宜依賴氣體系統(tǒng)。
法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)明確禁止的場(chǎng)所
部分場(chǎng)所可能因法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或保險(xiǎn)要求而禁止使用氣體滅火,比如某些工藝區(qū)域、人員密集公共場(chǎng)所或特定化學(xué)危險(xiǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)。設(shè)計(jì)與應(yīng)用必須遵守當(dāng)?shù)叵婪ㄒ?guī)與行業(yè)規(guī)范。
五、典型實(shí)例分析(案例說(shuō)明與教訓(xùn))
數(shù)據(jù)中心機(jī)房以外的開放式變電站
變電站內(nèi)部有大量絕緣油設(shè)備,若油外泄并燃燒,火勢(shì)可能擴(kuò)散至室外,氣體系統(tǒng)難以在開放環(huán)境中保持滅火濃度。實(shí)際工程中,變電站常采用油污控制、隔離帶、防火墻和泡沫系統(tǒng)配合消防水噴淋為主。
儲(chǔ)油罐區(qū)火災(zāi)
儲(chǔ)油罐大多為露天或半露天,發(fā)生燃燒時(shí)伴隨大量熱輻射和蒸發(fā)區(qū),氣體系統(tǒng)無(wú)法覆蓋大面積火面,泡沫覆蓋和局部冷卻仍是
。
化工儲(chǔ)罐中的自加熱或分解釋放事故
若某化學(xué)品在容器內(nèi)發(fā)生自加速分解,釋放熱量和氣體,容器可能因壓力增大而破裂。氣體滅火即便能降低空氣中氧濃度,也無(wú)法阻止容器內(nèi)反應(yīng),且可能因增壓帶來(lái)更大危險(xiǎn)。應(yīng)采用冷卻、緩釋、隔離或?qū)I(yè)抑制劑,并依托工藝安全系統(tǒng)。
六、替代或補(bǔ)充措施建議
根據(jù)火災(zāi)類別和場(chǎng)所選擇合適滅火方式
A類(固體可燃物)且封閉場(chǎng)所:氣體系統(tǒng)適用,但需確保無(wú)人員滯留;
B類(液體燃料)開放或大面火:優(yōu)先采用泡沫、霧化水、干粉或油類專用抑制系統(tǒng);
C類(氣體火災(zāi)):優(yōu)先切斷氣源和使用干粉或泡沫,結(jié)合通風(fēng)與泄壓;
D類(金屬火災(zāi)):使用D類干粉或覆蓋隔離劑;
特殊化學(xué)品:依據(jù)安全數(shù)據(jù)表(SDS)與工藝信息采用專用方法。
設(shè)計(jì)時(shí)的綜合防護(hù)理念
將氣體滅火作為整體消防系統(tǒng)的一部分,不應(yīng)單一依賴。結(jié)合自動(dòng)探測(cè)、手動(dòng)啟動(dòng)、通風(fēng)聯(lián)動(dòng)、聲光報(bào)警、應(yīng)急疏散與排風(fēng)/隔離設(shè)備,形成多層防護(hù)。對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)物料或場(chǎng)所,建立專門的應(yīng)急響應(yīng)流程和演練制度。
人員安全與聯(lián)鎖措施
在采用自動(dòng)氣體滅火的區(qū)域,必須設(shè)置延遲釋放(警告、人員撤離時(shí)間)、多點(diǎn)確認(rèn)(如聯(lián)動(dòng)探測(cè)器組合觸發(fā))和手動(dòng)中斷裝置,確保在有人情況下不誤釋放或在釋放前完成疏散。同時(shí)配備自救呼吸器材或防護(hù)裝備(在可能需要人員進(jìn)入的維護(hù)場(chǎng)所)。
環(huán)境與法規(guī)合規(guī)性評(píng)估
選擇滅火介質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境影響、法規(guī)限制、設(shè)備兼容性及長(zhǎng)期維護(hù)成本。對(duì)受限制介質(zhì)要有替代方案,并在設(shè)計(jì)文件中明確與監(jiān)管機(jī)構(gòu)溝通記錄。



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