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　　1.1背景

　　國內對氣體滅火系統的應用有明確的規定，GB50016-2006《建筑設計防火規范》、GB50045-2005《高層民用建筑設計防火規范》、GB50098-98《人民防空工程設計防火規范》等國家標準要求通信室、計算機室、文件庫、圖書館、發電室等貴重設備場所設置氣體滅火設備。蒙特利爾協議簽訂以來，哈龍1211、1301等對臭氧層有破壞作用的滅火劑逐漸被取代。隨著哈龍替代氣體研究的深入，氮氣作為惰性氣體滅火劑的一種，引起了廣泛關注，對氮氣滅火系統的滅火濃度、壓力、滅火效果等進行了相應的研究。

　　一、氮氣滅火劑特點

　　IG100氮氣滅火系統的滅火劑為氮氣，美國消防協會標準NFPA2001中，規定其代碼為IG100。氮氣是空氣中的組成部分，無色、無味、無腐蝕，不導電，噴放后無殘余。氮氣不但是環境友好氣體，其他優點如下：

　?。?）氮氣不改變空氣的化學性質；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。氮氣不與其它物質或混合物發生化學反應，使用后仍保持自身化學性質，不會對其它物質造成二次污染。（在任何環境下，化學性質均不變）。

　　GWP ——溫室效應潛能值

　　ODP ——臭氧層損耗潛能值

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

　?。?）生產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氮氣滅火系統采用“全淹沒”浸入式滅火原理，使防護區內氧氣濃度降至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，噴放至密閉的防護區內，使室內的氧氣濃度降低至15%以下，從而不能支持燃燒。氮氣不與防護區內的任何物質發生化學反應，噴放后回到大氣中，無任何殘留。

　　IG100氮氣滅火系統適用于撲滅以下類型的火災：

　　- 電器、電子設備火災；

　　- 易燃、可燃氣體及液體火災；

　　- 固體火災，如地板、吊頂；

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

　　IG100氮氣滅火系統不適用于以下火災場合：

　　- 可在空氣中迅速氧化的化學品或化學混合物，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，防護區須封閉，若有人員工作的場合，滅火劑對人員的安全產生一定的影響。國家標準GB50370-2005《氣體滅火系統設計規范》中規定，有人工作的防護區滅火劑的設計濃度或實際使用濃度，不應大于有毒性反應濃度（LOAEL濃度）。

　　氮氣滅火劑對人體的影響如下：

　　NOAEL=43%

　　LOAEL=52%

　　NOAEL— 無毒性反應濃度，觀察不到由滅火劑毒性影響產生生理反應的最大濃度。

　　LOAEL— 有毒性反應濃度，能觀察到由滅火劑毒性影響產生生理反應的最小濃度。

　　因此，當IG100 氮氣滅火系統的設計濃度<43%,時，觀察不到滅火劑對人體產生不良影響。當防護區內氮氣濃度超過53%時，則對人體產生影響。羅達萊克斯（ROTAREX)消防全球總部對氮氣系統對人體的影響進行了大量實驗，得出以下結論：

　　1、滅火系統工作時，在系統所保護的區域或房間內，IG100氣體最大濃度為43%時，工作人員必須在5分鐘內撤離。

　　2、滅火系統工作時，防護區人員較少但有暴露在防火區內的危險時，IG100氣體最大濃度可為43%～52%，工作人員必須在3分鐘內撤離。

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

　　4、防護區既無工作人員，又無暴露在防火區內的危險，那么IG100氣體的最大濃度可達62%以上。

　　四、氮氣滅火系統應用前景

　　IG100 氮氣滅火劑，是新型哈龍替代物之一，具有環保、高效的特點，已經在國際上得到了普遍的認可，并廣泛應用于多種消防場所。氮氣與其他常用的哈龍替代物HFC227七氟丙烷和CO2等氣體滅火劑相比，具有較大的優勢和廣闊的應用前景。

　　1、環保，節能。氮氣是空氣中的主要氣體組份，不產生任何的溫室效應，也不破壞臭氧層，是環保的清潔氣體。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，產生一定的溫室效應。CO2二氧化碳氣體雖然不破壞臭氧層，但溫室效應影響較大。氮氣清潔環保，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。不產生任何的化學反應，對防護區內的精密儀器和珍貴資料無腐蝕作用，不導電，火災后的現場易于清理。氮氣以氣態方式儲存，噴放時，不會使室內溫度急劇下降，這樣既不會出現存儲珍貴數據資料的紙張和磁盤發脆而損壞的現象，也不會產生冷凝水，影響電器設備和精密儀器的使用壽命。而HFC227七氟丙烷氣體，主要以化學作用滅火，滅火過程中產生HF氫氟酸，對防護區內的設施產生一定的腐蝕。二氧化碳的迅速冷卻作用則會對一些珍貴設備產生影響。

　　3、安全性高。氮氣滅火系統可應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，在保護區產生大量白霧，嚴重影響人員逃生。

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