气体灭火技术及其发展研究

王帅 武杰

【摘 要】随着经济的飞速发展和科学技术的不断进步，建筑日趋复杂的使用功能使得火灾隐患逐年增多，做好建筑消防工作意义重大，建筑中的各种现代化设备对灭火剂提出了越来越高的要求，其中气体灭火剂可以扑灭可燃气体、可燃液体、电器等火灾，气体灭火剂被广泛应用于消防活动。本文阐述了气体灭火技术的原理，分析了各种气体灭火技术的灭火原理，探讨了气体灭火技术在未来的发展趋势。

【关键词】气体灭火技术 原理 技术分析 发展趋势

水是传统灭火过程中的主要灭火介质，水具有良好的灭火性能且使用成本低廉，但是水作为灭火剂容易破坏物体，因此水作为灭火剂来使用具有巨大的局限性，随着科学技术的不断发展，水作为灭火介质已经难以满足建筑灭火的全部需求，此时应用范围更广的气体灭火剂有着广阔的发展空间，加强对气体灭火技术的研究，有利于提高消防能力，有利于确保居民的日常生活和工业的正常生产。

1气体灭火技术原理

1.1 燃烧原理

燃烧必须同时具备燃料、氧化剂、不受控制的链反应、足够的温度这四大要素，缺一不可，如果缺少了其中任何一个要素，燃烧都无法进行下去，因此可以从这四个要素着手，通过采取隔绝燃料、隔绝氧化剂、打破不可控制的链反应、降低温度等措施来达到灭火效果，充分满足建筑灭火的需求。

1.2 气体灭火原理

气体灭火技术也需要从破坏燃烧四要素方面着手以达到灭火效果，气体灭火包含物理灭火和化学灭火这两种不同的方式。物理灭火一般需要大量的灭火剂，降低着火区域的温度，尽可能减少着火区域氧气的含量，隔离燃料等方式使火灾现场的火被扑灭，达到较好的灭火效果。化学灭火所需要的灭火剂剂量较小，可以利用化学剂直接参与燃烧化学反应，通过破坏燃烧过程中不可控制的化学链反应，从而达到灭火的效果。气体灭火系统是一种以液化气体或非液化气体作为灭火介质的灭火系统，气体灭火系统主要依靠灭火介质的物理作用或化学作用来达到灭火效果，可以通过气体灭火介质实现窒息、隔离、冷却从而进行物理灭火，也可以通过化学反应抑制燃烧进行化学灭火。气体灭火系统在电器火灾中的灭火效率最为显著，在扑灭其他火灾如固体表面火灾、液体火灾、气体火灾等火灾效果较为令人满意。

2 气体灭火技术的主要类型

2.1 二氧化碳灭火技术

二氧化碳灭火技术是使用范围最广的一种气体灭火技术，最早在西方发达国家之间推广使用，后来逐渐在全世界范围内普及使用。二氧化碳气体具有密度大、易液化、易储存、性能稳定、不导电、无腐蚀性等特点，因此二氧化碳灭火技术被广泛应用于建筑灭火领悟，是重要的气体灭火技术之一。二氧化碳灭火技术属于物理灭火范畴，主要通过二氧化碳的窒息作用和冷却作用来实现灭火，液态的二氧化碳会立即气化产生大量的二氧化碳气体，从而排除燃烧区域的空气并附着在燃烧气体的表面，降低燃烧区域的氧浓度，二氧化碳的窒息作用能快速灭火。另外液态二氧化碳气化时会吸收大量的热量从而降低燃烧区域的温度，从而体现二氧化碳的部分冷却作用。二氧化碳灭火系统由灭火剂储瓶、单向阀、汇集管、安全装置、减压装置、选择阀、管网、喷头等部分组成，二氧化碳气体灭火系统是当前唯一可以局部应用的气体灭火系统，是保护敞开场所的重要灭火设备。由于二氧化碳气体的排放有可能会加剧全球温室效应，因此二氧化碳灭火技术的广泛应用并不符合环保理念，随着科技的进一步发展，更加清洁环保的气体灭火剂会逐渐取代二氧化碳气体灭火剂。

2.2 惰性气体灭火技术

惰性气体灭火技术也属于物理灭火范畴之一，惰性气体灭火原理与二氧化碳气体灭火原理相同，也是通过降低燃烧区域氧气浓度来扑灭火灾。惰性气体是一种较为环保的灭火介质，它的物理性质和化学性质都十分稳定，不会在高温下燃烧，不会与其他物质发生化学反应，也不会助燃，对环境无污染，对人体无毒副作用。惰性气体灭火系统中最具代表性的灭火剂是一种以氮、氩为主要成分并含有少量二氧化碳的混合气体，这种混合气体也被称为烟烙尽，在惰性气体灭火系统中，灭火剂以气态储存，储瓶占用空间较大，惰性气体灭火系统较高的压力也增加了设备和管网的造价成本，因此惰性气体灭火系统的初期投资金额要比其他气体灭火系统高。

2.3 气溶胶灭火技术

气溶胶灭火技术中的灭火剂是一种由氧化剂、还原剂、粘合物结合成的固体状态化学物质，气溶胶灭火技术是烟火型灭火技术，也是一种物理灭火方式。气溶胶灭火技术主要依靠灭火剂参与燃烧从而产生大量的固体微粒、金属氧化物、部分气体从而形成分散度高、浓度高的气溶胶，长时间附着在可燃物表面，从而达到快速灭火的效果。

2.4 含氟气体灭火技术

三氟甲烷和七氟丙烷是含氟气体灭火系统的主要灭火剂，都是较为环保的灭火气体。含氟气体灭火技术中的灭火剂以气态储存，在液态下释放，在高温中的分解产物会大量消耗燃烧物质中的活性基，阻断不可控制的化学链从而达到灭火效果，含氟气体灭火技术是一种化学灭火方式。三氟甲烷自身的饱和蒸汽压力较高，气体密度较小，不需要氮气加压，是适用于寒冷地区的灭火技术，能满足不同高度保护空间的需求。七氟丙烷是一种不导电、密度较大、较环保的气体，在常温下呈气态，七氟丙烷可在常温常压下全部挥发，气体自身饱和蒸汽压较低，因此需要氮气加压，保护区域有限，多应用于通讯机房和电子计算机房灭火。

3 气体灭火技术未来发展的趋势

3.1气体灭火技术向洁净环保方向发展

气体灭火技术正在向环保洁净的方向发展，二氧化碳等不够环保的灭火剂正在被更加清洁的气体所取代，惰性气体灭火技术、含氟气体灭火技术、气溶胶灭火技术在不断成熟。

3.2气体灭火技术向水系统方向发展

细水雾可以作为一种灭火剂代替气体，用水作为灭火剂，通过喷出细小的水雾来蒸发吸热，降低燃烧区域的温度，降低燃烧区域的氧浓度，来达到灭火效果，提高细水雾灭火系统的可操作性是未来气体灭火技术的发展方向之一。

4 结语

气体灭火技术可以通过隔绝燃料、隔绝氧气、打破不可控的链反应、降低温度来达到灭火效果，它包含物理灭火方式和化学灭火方式。二氧化碳气体灭火技术、惰性气体灭火技术、气溶胶灭火技术属于物理灭火方式，含氟气体灭火技术则属于化学灭火方式，气体灭火技术正朝着更清洁更环保的方向发展。

参考文献：

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