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[摘 要]博物馆由于其特殊性，在库房等场所需要选用气体灭火系统进行火灾防护。本文对各类气体灭火系统的性能与优缺点进行了比较分析，对博物馆消防选型具有参考意义。
[关键词]博物馆 气体灭火系统 选型 七氟丙烷 烟烙尽
中图分类号：G316 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0270-01
1 概述
博物馆作为大型公众场所，参观人员多，可燃物多，照明、专业设备等电气设备多，这些都增加了火灾危险性。博物馆一旦发生火灾，将使国家和民族遭受巨大损失，尤其是库房、展馆等文物密集区，火灾损失不可估量。我国《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-2005）第7.6.8条与《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）第8.5.5条（该条文为强制性）条文规定：大、中型博物馆中的珍品库房；一级纸、绢质文物的陈列室应设置气体灭火系统。因此，需大力推进气体灭火系统在博物馆的应用。
2 气体系统类型
目前国内常见的气体灭火系统主要有二氧化碳灭火系统、七氟丙烷（FM-200）灭火系统、烟烙尽（IG-541）灭火系统和热气溶胶灭火装置等。
2.1 二氧化碳灭火系统
该系统通过将二氧化碳液化储存于钢瓶中，火灾时通过喷射气体，对火灾进行窒息冷却进而灭火。按照二氧化碳的贮存状态又可分为低压二氧化碳灭火系统和高压二氧化碳贮存系统。低压二氧化碳灭火系统贮存压力为2.1 MPa，高压二氧化碳系统贮存压力为15 MPa。
尽管灭火效率高，但是二氧化碳灭火系统的设计浓度为34%，而在浓度达到10%时，二氧化碳就会使人丧失意识甚至死亡。因此，该系统不适用于有人员活动的场所。
2.2 七氟丙烷灭火系统
七氟丙烷又称FM-200，化学分子式为CF3CHFCF3，是一种无色无味的气体。该系统通过将液化的七氟丙烷储存于钢瓶中，火灾时喷射气体，对火灾进行冷却，并且可以抑制燃烧反应的游离基，中断燃烧链。
七氟丙烷灭火系统的有毒反应浓度为10.5%，而设计浓度一般低于10%，因此不会对人体造成威胁。该系统因良好的安全性，清洁性何气相绝缘性，广泛应用于机房、库房、展厅等重要场所。
2.3 烟烙尽气体灭火系统
烟烙尽又称IG-541，是氮气、氩气和二氧化碳以52∶ 40∶ 8的体积比例混合而成的一种灭火剂。该系统通过将氮气、氩气和二氧化碳液化储存于钢瓶中，火灾时通过喷射气体，对火灾进行窒息冷却进而灭火。
这三种气体原本就在大气中存在，因此环保型极佳。此外，烟烙尽的设计浓度在37.5%-42.8%之间，其3%-3.4%的二氧化碳浓度不会对人体造成危害。该系统可以独立设置管网也可以组合分配，传送距离灵活，灭火效率及持久性极佳，适合各种场所。
2.4 热气溶胶
气溶胶是指以空气为分散介质，以固态或液态的微粒为分散质的胶体体系。气溶胶灭火剂由氧化剂、还原剂、燃烧速度控制剂和黏合剂组成，可分为热气溶胶和冷气溶胶。冷气溶胶一般指干粉灭火剂，热气溶胶分为K型（以硝酸钾为主氧化剂）和S型（以硝酸锶为主氧化剂，硝酸钾为辅氧化剂）。主要通过消耗自由基化学抑制控制火灾。
总体来说气溶胶灭火效率较高，造价很低，设置灵活，但是由于热气溶胶中的钾离子易吸湿导电，易造成二次伤害因此该系统不适用于有文物、文档电子设备和精密仪器存放的场所。
3 博物馆气体灭火系统选型
针对博物馆的气体灭火系统设计选型中，应主要考虑以下几个方面：
（1）灭火效果。根据对以上气体的化学成分分析，七氟丙烷灭火系统与热气溶胶系统均可以破坏燃烧反应，同时具有冷却作用，灭火效果较二氧化碳灭火系统与烟烙尽更好。
（2）环保性能。根据表1，二氧化碳灭火系统GWP为1，对温室效应有一定影响，七氟丙烷灭火系统LAT达31-42，需要一定的消化周期。相较而言，烟烙尽与热气溶胶的环保性能优于二氧化碳与七氟丙烷。
（3）对保护对象的安全性。由于热气溶胶具有吸湿性，因此对许多文物不适宜。
（4）对人员的安全性。通过表1可以明确看出，二氧化碳对人员的生命安全有巨大威胁。烟烙尽对人员安全威胁为0，安全性最高。
（5）工程投资。气体灭火的工程投资包括药剂、设备、管网和后期维护。其中，烟烙尽作为混合气体，前期投资最高，其次是七氟丙烷与二氧化碳，气溶胶最低。由于七氟丙烷灭火剂价格较高，且需定期更换，维护费用最高，气溶胶对药剂环境要求高，维护费用次之。
综上所述，CO2系统对人体有致命危害，博物馆展厅参观人员众多，库房也不可避免有工作人员进出，因此该系统不适用于博物馆。热气溶胶吸湿性强，灭火时空气湿度大，影响纸质、绢质、木质、金属类文物存放，容易造成二次伤害，故不在博物馆气体灭火系统选择范围之内。而IG-541和FM 200都属于洁净、环保的灭火药剂，具备良好的灭火性能，对人员及文物亦不会造成伤害，是博物馆气体灭火系统的首选。
在博物馆对气体灭火系统进行选型时，可重点考虑IG-541与FM-200两种类型的气体灭火剂，根据地域、场合，针对不同的保护对象进行设计，最大限度地保护人员以及文物的安全。同时要考虑环保性和经济性，通过比较确定最合理的灭火方案。
4 结束语
愿本文能引发同仁的探讨兴趣，在博物馆的气体灭火设备选型时提供一定参考。不当之处，敬请专家同仁指正。
参考文献
[1] 国家建设部 建筑设计防火规范（GB50016-2006）[S].
[2] 国家建设部 气体灭火系统设计规范（GB50370-2005）[S].
[3] 黄彩萍 气体灭火系统的火灾自动报警和控制探讨[J] 福建建筑2011，6.
[关键词]博物馆 气体灭火系统 选型 七氟丙烷 烟烙尽
中图分类号：G316 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0270-01
1 概述
博物馆作为大型公众场所，参观人员多，可燃物多，照明、专业设备等电气设备多，这些都增加了火灾危险性。博物馆一旦发生火灾，将使国家和民族遭受巨大损失，尤其是库房、展馆等文物密集区，火灾损失不可估量。我国《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-2005）第7.6.8条与《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）第8.5.5条（该条文为强制性）条文规定：大、中型博物馆中的珍品库房；一级纸、绢质文物的陈列室应设置气体灭火系统。因此，需大力推进气体灭火系统在博物馆的应用。
2 气体系统类型
目前国内常见的气体灭火系统主要有二氧化碳灭火系统、七氟丙烷（FM-200）灭火系统、烟烙尽（IG-541）灭火系统和热气溶胶灭火装置等。
2.1 二氧化碳灭火系统
该系统通过将二氧化碳液化储存于钢瓶中，火灾时通过喷射气体，对火灾进行窒息冷却进而灭火。按照二氧化碳的贮存状态又可分为低压二氧化碳灭火系统和高压二氧化碳贮存系统。低压二氧化碳灭火系统贮存压力为2.1 MPa，高压二氧化碳系统贮存压力为15 MPa。
尽管灭火效率高，但是二氧化碳灭火系统的设计浓度为34%，而在浓度达到10%时，二氧化碳就会使人丧失意识甚至死亡。因此，该系统不适用于有人员活动的场所。
2.2 七氟丙烷灭火系统
七氟丙烷又称FM-200，化学分子式为CF3CHFCF3，是一种无色无味的气体。该系统通过将液化的七氟丙烷储存于钢瓶中，火灾时喷射气体，对火灾进行冷却，并且可以抑制燃烧反应的游离基，中断燃烧链。
七氟丙烷灭火系统的有毒反应浓度为10.5%，而设计浓度一般低于10%，因此不会对人体造成威胁。该系统因良好的安全性，清洁性何气相绝缘性，广泛应用于机房、库房、展厅等重要场所。
2.3 烟烙尽气体灭火系统
烟烙尽又称IG-541，是氮气、氩气和二氧化碳以52∶ 40∶ 8的体积比例混合而成的一种灭火剂。该系统通过将氮气、氩气和二氧化碳液化储存于钢瓶中，火灾时通过喷射气体，对火灾进行窒息冷却进而灭火。
这三种气体原本就在大气中存在，因此环保型极佳。此外，烟烙尽的设计浓度在37.5%-42.8%之间，其3%-3.4%的二氧化碳浓度不会对人体造成危害。该系统可以独立设置管网也可以组合分配，传送距离灵活，灭火效率及持久性极佳，适合各种场所。
2.4 热气溶胶
气溶胶是指以空气为分散介质，以固态或液态的微粒为分散质的胶体体系。气溶胶灭火剂由氧化剂、还原剂、燃烧速度控制剂和黏合剂组成，可分为热气溶胶和冷气溶胶。冷气溶胶一般指干粉灭火剂，热气溶胶分为K型（以硝酸钾为主氧化剂）和S型（以硝酸锶为主氧化剂，硝酸钾为辅氧化剂）。主要通过消耗自由基化学抑制控制火灾。
总体来说气溶胶灭火效率较高，造价很低，设置灵活，但是由于热气溶胶中的钾离子易吸湿导电，易造成二次伤害因此该系统不适用于有文物、文档电子设备和精密仪器存放的场所。
3 博物馆气体灭火系统选型
针对博物馆的气体灭火系统设计选型中，应主要考虑以下几个方面：
（1）灭火效果。根据对以上气体的化学成分分析，七氟丙烷灭火系统与热气溶胶系统均可以破坏燃烧反应，同时具有冷却作用，灭火效果较二氧化碳灭火系统与烟烙尽更好。
（2）环保性能。根据表1，二氧化碳灭火系统GWP为1，对温室效应有一定影响，七氟丙烷灭火系统LAT达31-42，需要一定的消化周期。相较而言，烟烙尽与热气溶胶的环保性能优于二氧化碳与七氟丙烷。
（3）对保护对象的安全性。由于热气溶胶具有吸湿性，因此对许多文物不适宜。
（4）对人员的安全性。通过表1可以明确看出，二氧化碳对人员的生命安全有巨大威胁。烟烙尽对人员安全威胁为0，安全性最高。
（5）工程投资。气体灭火的工程投资包括药剂、设备、管网和后期维护。其中，烟烙尽作为混合气体，前期投资最高，其次是七氟丙烷与二氧化碳，气溶胶最低。由于七氟丙烷灭火剂价格较高，且需定期更换，维护费用最高，气溶胶对药剂环境要求高，维护费用次之。
综上所述，CO2系统对人体有致命危害，博物馆展厅参观人员众多，库房也不可避免有工作人员进出，因此该系统不适用于博物馆。热气溶胶吸湿性强，灭火时空气湿度大，影响纸质、绢质、木质、金属类文物存放，容易造成二次伤害，故不在博物馆气体灭火系统选择范围之内。而IG-541和FM 200都属于洁净、环保的灭火药剂，具备良好的灭火性能，对人员及文物亦不会造成伤害，是博物馆气体灭火系统的首选。
在博物馆对气体灭火系统进行选型时，可重点考虑IG-541与FM-200两种类型的气体灭火剂，根据地域、场合，针对不同的保护对象进行设计，最大限度地保护人员以及文物的安全。同时要考虑环保性和经济性，通过比较确定最合理的灭火方案。
4 结束语
愿本文能引发同仁的探讨兴趣，在博物馆的气体灭火设备选型时提供一定参考。不当之处，敬请专家同仁指正。
参考文献
[1] 国家建设部 建筑设计防火规范（GB50016-2006）[S].
[2] 国家建设部 气体灭火系统设计规范（GB50370-2005）[S].
[3] 黄彩萍 气体灭火系统的火灾自动报警和控制探讨[J] 福建建筑2011，6.