管网式气体灭火系统在数据中心防火中的应用分析

管网式气体灭火系统在数据中心防火中的应用分析

李土生

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摘要：随着社会的发展，消防事业不断进步。气体灭火系统是新型火灾灭火装置,多用于电力设备、仓储、工业、计算机房、通讯机房、变配电室、精密仪器室、发电机房等场所,可以灭火、清除火源,并在一定时限内替代传统方法,使火灾得到较好控制。当发生火灾时,气体灭火系统的控制系统将启动灭火程序。气瓶组内的灭火气体经过释放装置进入管道,经过喷头喷射到火源区域,使氧气浓度下降,切断火灾供氧源,从而达到灭火目的。在喷射气体过程中,一般会有自动或手动喷雾降温装置,确保火灾被完全控制。

关键词：管网式；气体灭火系统；数据中心防火；应用分析

引言

气体灭火技术因其独特的灭火机制和应用优势，逐渐受到数据中心和消防部门的青睐。然而，如何根据数据中心的实际情况，合理、高效地应用这一技术，成为研究的重点。

1气体灭火系统

气体灭火剂不导电、一般不会造成二次污染。气体灭火系统一般具有冷却、窒息、隔离、化学抑制等作用，主要包括七氟丙烷灭火系统、混合惰性气体灭火系统（IG541）、二氧化碳灭火系统等，将一定量的灭火剂在有限封闭空间内释放进行灭火，可扑灭A、B、C、E类火灾。七氟丙烷灭火浓度低、压力小，气体喷发后降低氧气浓度，通过阻断燃烧链式反应，达到灭火目的。惰性气体灭火系统由氮气（52%）、氩气（40%）和二氧化碳（8%）等气体组成，气体喷发后降低防护区内的氧气浓度，达到窒息灭火的效果。二氧化碳灭火系统除可扑灭A、B、C、E类火灾外，亦可扑灭固体深位火灾。

国家标准《气体灭火系统设计规范》（GB50370―2005）第3.2.4条规定：采用管网灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于800㎡，且容积不宜大于3600m³；采用预制灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于500㎡，且容积不宜大于1600m³。预制灭火系统适用于体积较小的防护区，在满足规范条件下，选用哪种形式灭火剂的气体灭火系统，须要综合各种因素去考虑。在普通民用建筑中，对不宜用水扑灭火灾的场所进行消防设计时，若选择气体灭火系统，一般多采用七氟丙烷或IG541气体灭火剂。单一防护区宜采用七氟丙烷预制式灭火系统；防护区多、相对集中且面积/容积相差不大、防护区内物品受酸性物质影响较小时宜采用七氟丙烷管网组合分配式灭火系统；防护区多、相对分散或面积/容积相差较大时宜采用IG541管网组合分配式灭火系统。

2气体灭火系统组成和系统控制方式

2.1组成

气瓶组:存储灭火气体的容器,通常由钢制或复合材料制成,经过特殊设计和处理,能承受高压和热量。

灭火装置:通常为自动喷头,根据场所大小和危险程度设置灭火装置的数量和喷射位置。

管道系统:连接气瓶组和灭火装置的管路,采用高压软管或金属管道。

控制系统:控制气瓶组开启、气体灭火装置喷射、火灾检测、人员警报等。

2.2系统控制方式

（1）自动控制状态

当保护区域中任何1个火灾探测器报警后,系统将启动警铃发出预火警信号;当保护区域中有第2种火灾探测器报警后,系统将立即启动声、光报警火警信号,自动关闭保护区内风阀,切断保护区内非消防电源;经过30s延时后,系统将自动打开七氟丙烷启动钢瓶的电磁阀,将七氟丙烷灭火药剂喷放至着火保护区域,同时触发保护区门口上方的气体喷洒释放灯。

（2）手动控制状态

当保护区域中任何1个火灾探测器报警后,系统将启动警铃发出预火警信号,当保护区域中有第2种火灾探测器报警后,系统将立即启动声、光报警信号,但系统不会自动打开七氟丙烷启动钢瓶的电磁阀,经就近工作人员观察并确认火灾后，按下气体灭火控制器控制面板上的相对应防护区启动按钮或防护区外的急启按钮，系统经过30s延时后即可进入灭火程序进行灭火。

3七氟丙烷气体灭火技术应用优势

3.1高效的灭火性能和快速反应

七氟丙烷不含溴或氯、无色无味、低毒、对大气臭氧层不会产生破坏作用。七氟丙烷气体灭火剂具有良好的绝缘性，其作为一种干式化学灭火剂，尤其适用于需要快速扑灭火灾同时最大程度保护电子设备、精密仪器和贵重物品的场合。七氟丙烷气体灭火技术展现出突出优势:一是七氟丙烷具有优异的灭火效率和稳定可靠的灭火性能，它通过物理和化学两种机制作用于火源。物理灭火作用是指七氟丙烷释放后迅速膨胀，能有效降低空间内的氧浓度，从而抑制燃烧；化学灭火作用则是指该化合物在火焰区域分解产生的自由基能够中和火焰中的自由基，从而终止化学链反应。这种双重作用使其能在短时间内将火焰扑灭。二是七氟丙烷灭火系统响应迅速，只需几秒钟即可释放足够量的灭火剂覆盖受保护区域。快速的灭火反应能显著减少灾害对设备和数据的损害，保障连续性。

3.2兼容性及经济效益

七氟丙烷气体灭火剂喷放后不会留下残余物或其他污渍，也可以经正常排气装置排走至室外，七氟丙烷在大气中有约为31年到42年的生命周期，所以是数据中心或服务器存放中心的理想型气体灭火剂。七氟丙烷灭火系统具有较好的经济性和可维护性，可以为通信机房提供长期稳定的安全保障。从系统的安装、使用到维护，七氟丙烷系统都显示出其经济和实用的特点。该系统的兼容性表现在与现有设施的无缝对接，它可以根据通信机房的具体空间布局进行设计和安装，最小化对现场操作的干扰。此外，七氟丙烷系统的维护相对简单，不会对日常工作造成影响，并且相较于其他灭火系统，它的维护成本相对较低，不会因频繁的维护作业而导致过度的经济负担。稳定的系统保障减少了意外停机造成的损失，确保了数据中心的高效率和高可靠性。因此，从长远来看，采用七氟丙烷灭火技术会带来显著的经济效益。

4气体灭火技术在消防中的应用策略

4.1合理计算气体用量，优化资源配置

在选择气体灭火技术作为主要的消防手段时，除了选择适当的灭火剂外，如何计算和分配所需的气体量也不可忽视。计算不足可能导致灭火不彻底，从而使火情再度爆发；而计算过量则可能导致浪费和成本增加。因此，合理计算气体用量，优化资源配置，不仅可以确保灭火效果，还能帮助化工企业在经济和环境上达到更好的平衡。如每一个区域的灭火需求都是独特的。每一个火源都需要合理选择灭火气体并确定其浓度。例如，金属粉末可能需要选择特定的惰性气体，如氩或氮，以确保迅速控制火势。

4.2设计气体喷淋覆盖，提升消防灭火能力

为了确保火灾发生时能够迅速、有效应对，消防部门需要联合企业针对车间的具体布局和功能，设计一个定制的气体喷淋覆盖系统，以确保每一个关键区域都得到了充分的保护。这不仅可以提高灭火的效率和成功率，还可以减少因火灾造成的损失和停工时间。首先，应与消防部门紧密合作，进行全面的火灾风险评估。了解具体生产流程，以便设计出一个合适的气体喷洒方案。例如，对于储存大量易燃液体的空间，消防部门应考虑使用高强度的喷洒系统。其次，定期训练和模拟演练。消防部门应定期为员工提供消防培训，确保他们了解如何在火灾发生时正确使用气体喷淋系统。同时，消防部门还应组织模拟火灾演练，检验气体喷淋系统的实际效果，并及时调整灭火策略。最后利用现代技术进行实时监控。消防部门可以利用现代的智能传感器技术，如烟雾探测器和温度传感器，进行实时监控。

结语

作为一种先进的灭火技术,气体灭火已经成为全球火灾控制的重要手段之一。气体灭火系统不需要使用水或其他介质,对设备和现场不会留下任何残留物质,因而适用于各种场所。气体灭火系统可以根据需要灵活控制灭火量,能够迅速响应和启动,从而快速灭火,减少火灾损失,且在灭火过程中不会产生二次爆炸和火灾扩散,安全可靠。

参考文献

[1]　于鹏飞.沙特某变电站项目中Novec1230气体灭火系统设计[J].工业用水与废水,2022,53(6):84-89.

[2]　张　敏.几种变压器消防设施的技术经济比较[J].吉林电力,2000(4):30-40.