气体消防技术在香港的应用及发展
详细内容
气体消防技术在香港的应用及发展
八十年代初期，科学家们发现氯氟烃类的物质对大气臭氧层造成了严重的破坏，使人类直接暴露在太阳紫外线辐射的威胁之下。另一方面，人类过量向大气层排放的CO2等气体所造成的温室效应，使全球气候不断变暖，由此所产生的干旱、洪涝等自然灾害对人民的生命财产造成的损失越来越大。
国际社会为保护大气臭氧层和降低温室效应进行了一系列的努力，先后签署了《消耗臭氧层物资的蒙特利尔议定书（修正案）》、《保护臭氧层维也纳公约》、《东京议定书》等一系列国际公约。
香港做为世界上经济比较发达的地区之一，与欧美等发达国家一道率先采取行动，从九十年代中期开始严格限制氯氟烃类物质的进口和使用，经过多年的探索和实践，香港在这方面积累了不少成功的经验。
本文简要地介绍一下香港在处置氯氟烃类灭火剂——卤代烷 (Halon)“1211”和“1301”及使用洁净气体灭火剂方面的做法和经验，供大家参考。
一、现有卤代烷 (Halon)“1211”和“1301”灭火系统的使用和处置
香港过去所使用的气体灭火剂主要以卤代烷 (Halon)“1211”和“1301”以及CO2为主。其中卤代烷 (Halon)“1211”和“1301”以其毒性低、不导电、用量小、灭火后无残留物以及对多种火灾都有良好功效等优点得到广泛地应用。
但是，由于卤代烷对大气臭氧层具有极强的破坏作用，为了配合国际社会关于保护大气臭氧层的行动，香港从1994年1月开始全面禁止卤代烷灭火剂的进口，香港消防处随后发布了关于停止以卤代烷固定装置防护新建建筑物的规定，并对现有的卤代烷灭火装置，做出如下规定：
1、对现有装置和装置内灭火剂的处置：
1) 用于扑灭B类火灾和电气火灾的手提式灭火器：
可以使用卤代烷 (Halon)“1211”手提式灭火器，但是，在报废这种灭火器之后，可以根据所需的防护危险类别采用下列手提式灭火器替代：
a) CO2灭火器；
b)泡沫灭火器；
c)干粉灭火器。
2) 严禁使用卤代烷 (Halon)“1301”手提式灭火器。
3) 自动灭火系统：
a) 可使用卤代烷 (Halon)“1211”和“1301”灭火剂替代CO2灭火剂，因此其灭火装置也可以继续使用，但系统设计必须符合NFPA标准12B（卤代烷“1211”）和NFPA标准12A（卤代烷“1301”）。
b) 由于已停止进口卤代烷灭火剂，消防处接受用下列灭火系统替代卤代烷固定装置：
CO2灭火系统；
雨淋系统；
自动喷水系统；
泡沫灭火系统；
干粉灭火系统。
4) 在某些情况下，可以采用卤代烷“1211”固定喷洒器替代CO2、卤代烷“1211”和“1301”自动灭火系统。这种喷洒器的最大重量为14千克，覆盖范围为42立方米。这种装置特别适用于防护密闭式小型仓库和某些类型的电器火灾。
5) 防护危险场所所需的卤代烷“1211”灭火剂的用量，是以每5千克卤代烷“1211”可以防护14立方米来计算的，最多可以采用14千克卤代烷“1211”防护42立方米的范围，如果超出这个范围就必须安装自动灭火系统。
6) 所有的气体灭火系统或固定喷洒装置在安装之前必须将详细的设计图纸呈交给消防处审批。
7) 设有CO2、卤代烷“1211”和“1301”固定装置的楼宇，在入口大门上或附近应以适当的标志标明。这些标志的设计、颜色及大小必须如图1－5所示。
2、对现有建筑物内卤代烷单体灭火设计系统的处置
香港允许继续使用现有的卤代烷灭火系统，但必须对其按下列规定进行严格复查，如果出现不符合规定的情况，必须进行整改。
1）设计标准
a) 卤代烷“1211”装置应符合NFPA标准12B；
b) 卤代烷“1301”装置应符合NFPA标准12A。
2) 审批
a) 上述各种系统均须经过消防处认可的机构测试及批准；
b) 任何辅助设备必须属于批准的类型并获得消防处接受。
3) 气瓶
a) 气瓶最好放置在防护区以外的地方。如果设置在防护区内并且不损害系统在火警中的表现，则可以被消防处接受。
b) 如果气瓶设置在防护区内或在发生火警时不容易接近的地点，则应在防护区外容易接近的地点另设手动控制装置（最好为机械式）。
香港政府为了实现对国际社会的承诺，率先对政府建筑物内所使用的卤代烷(Halon)“1211”和“1301”灭火装置用洁净气体灭火装置进行更换，到2000 年底，大多数政府建筑物已完成了更换工作。对于私人建筑物则采取了鼓励和自愿的原则，按照上述规定，逐步减少现有卤代烷(Halon)“1211”和“1301”灭火装置的使用，直至完全消失。
对于所更换下来的卤代烷(Halon)“1211”和“1301”灭火剂的处理，香港并不鼓励设立Halon银行，而是采取了焚烧炉高温降解的方式，将卤代烷 (Halon)“1211”和“1301”灭火剂转化成对大气环境无害的物资后排放。
为此，香港政府拨出专款，在青衣垃圾焚烧厂专门安装了一套处理氯氟烃类物质的流水线。这种无害化的处理方式是值得中国内地借鉴的。
二、批准使用的洁净气体灭火剂的种类和性能比较
香港在选择洁净气体灭火剂来替代卤代烷(Halon)“1211”和“1301”灭火剂方面采取了“拿来主义”与本地特点相结合的办法。
香港是一个以金融服务业为主的城市，缺乏工业产品的检测设施，因此，香港在洁净气体灭火剂的认证方面主要依靠国际上知名的检测机构的认证结果。香港消防处认可的固定灭火系统测试机构如下：
1 British Standards Institution (BSI)
2 Fire Offices’ mittee (FOC)
3 Fire Insurers’ Research and Testing anization (FIRTO)
4 Underwriter Laboratories,Inc. (UL)
5 Factory Mutual Research Corporation (FMRC)
6 Underwriter Laboratories of Canada. (ULC)
7 Standards Association of Australia (SAA)
8 Verband der Sachversicherer (VDS)
9 Japanese Minister of Home Affairs （JMHA）
10 The Loss Prevention Council (LPC)
11 Insurance Council of Australia Limited (ICA)
进入香港市场的洁净气体灭火装置及灭火剂主要以美国的UL和FMRC的测试为主。
香港在选择洁净气体灭火剂时除了考虑对大气臭氧层破坏程度(ODP值)、温室效应(GWP值)及对人体是否有无毒性（NOAEL和LOAEL值）外，另外一个重点考虑的因数是灭火剂的用量，这主要是由于香港楼宇租金昂贵，如果因灭火剂用量太大，气瓶数目太多，储瓶间占地面积过大，发展商将不会接受这种不经济的设计方案。
香港消防处所批准的洁净气体灭火剂如下：FM-200，NAFS-III，Inergen，HCFC-123，HCFC-124，CEA-410，其中以FM-200和NAFS-III应用较多，有关各类洁净气体灭火剂的性能比较参见下表：
各类洁净气体灭火剂的性能比较 表 1
洁净气体灭火剂 FC3-1-10 HBFC-22B1 HCFC Blend A HCFC124 HCFC125 HCFC227e HCFC23 IG541
商标名（别名） CEA410 H.1201 NAF-III FE241 FE25 FM-200 FE13 Inergen
储存压力(bar) 25 25 25/41 14 12 25 42 150
ODP 0 0.74 0.044 0.02 0 0 0 0
GWP 5500 1450 480 3200 3300 12100 0
在大气中存活寿命（年） 2600 9 7 7 36 42 250 0
用量多于哈龙 125% (3%) 9.7% 54% 90% 117% 56% 1000%
在有人工作场所内的使用 可以 不可以 可以 不可以 不可以 可以 可以 可以
器材生产商的参与 无 无 有 无 无 有 无 有
直接替换现有哈龙系统（保留管网和探测系统） 不可以 不可以 可以 不可以 不可以 不可以 不可以 不可以
三、洁净气体灭火系统的设计、施工及验收
由于众所周知的历史原因，香港工程建设一直以英国标准为主，气体灭火系统设计施工则以美国标准为主，香港把两者结合在一起，形成自己的设计施工体系。香港现行的与气体消防系统有关的设计规范分为三级：
第一级为《最低限度消防装置及设备守则与装置及设备检查、测试及保养守则》，这是香港关于消防装置及设备方面的主规范，规定什么样的楼宇应具备什么样的消防装置和设备，并对消防装置和设备的基本技术要求做出规定。
第二级为NFPA、UL标准等消防处认可的消防规范，这些规范对消防装置的技术要求和系统的设计施工做出详细的规定，是消防系统设计、安装及验收的操作守则。
第三级为消防处通函，香港消防处通过消防处通函形式，对第一、二级规范未能涵盖的范围加以补充，对不适合香港的条文加以修正，对规范在实际执行中所遇到的问题加以调整和改进。由于美国的NFPA和UL标准所提供的数据和技术要求都是经过多次试验和反复论证所得出来的，比较严谨、科学，香港消防处并不需要在规范研究方面投入太多的精力，他们把精力主要放在了规范的监督执行上，同时认真研究这些外来的规范如何适用于香港，对其进行调整、补充和筛选。
下面介绍一下香港消防处在洁净气体灭火系统方面的一些特殊规定：
1、批准在香港使用的几种洁净气体灭火装置
1) 用于扑灭B类火灾和电气火灾的手提式灭火器
在取缔卤代烷 (Halon)“1211”手提式灭火器之后，可以使用HCFC-123手提式灭火器来替代。
2) 自动灭火系统
可使用FM-200、NAFS-III、Inergen及CEA-410自动灭火系统。系统设计必须符合NFPA标准2001和UL标准1058。
3) 固定喷洒器（NAFS-III和HCFC-124）
可以采用NAFS-III和HCFC-124固定喷洒器防护小型的第五类危险品仓库、特定类型的电力装置，以及在某些情况下可以取代用于防护范围少于42立方米的卤代烷“1211”固定喷洒器。
防护任何特别危险所需的NAFS-III和HCFC-124的用量可按下列方式计算：
NAFS-III：每1千克防护2.75立方米范围
每2千克防护5.5立方米范围
每4千克防护11.0立方米范围
每9千克防护24.76立方米范围
HCFC-124：每1.1千克防护2.1立方米范围
每1.9千克防护3.5立方米范围
每3.1千克防护5.7立方米范围
每4.1千克防护7.5立方米范围
每5.7千克防护10.5立方米范围
每7.2千克防护13.5立方米范围
每10.7千克防护19.8立方米范围
每13.8千克防护25.5立方米范围
每15.3千克防护28.3立方米范围
每19.5千克防护36.1立方米范围
所有的气体灭火系统或固定喷洒装置在安装之前必须将详细的设计图纸呈交给消防处审批。
2、管道支架的设置
香港消防处除了要求严格执行NFPA的规定外，还对等于或小于25bar的固定式气体灭火系统的管道支架的做法做出了专门的规定，以确保系统的安全性（详见表2、表3、图6、图７)。
管道支架之间的最大间距 表2
管径(mm) 支架之间的最大间距(m)
15 1.6
20 1.8
25 2.1
32 2.7
40 2.7
50 3.0
65 3.3
80 3.6
100 4.2
150 5.2
管道支架角铁的规格 表3
管径(mm) 支架角铁规格(mm)
15、 20、 25 、32 25X25X3
40、 50、 65、 80 32X32X3
100、 150 50X50X6
3、全淹没气体灭火系统的喷射试验
香港消防处对储存压力不超过25bar的全淹没气体灭火系统的喷射试验作了如下规定，如果所安装的系统符合下列要求就可以不进行实际喷射测试：
1) 非工厂预制系统
a) 全淹没系统管网的固定和气压测试是按照消防处通函的规定进行的。
b) 系统设计是通过消防处通函认可的测试组织所批准的电脑程式计算出来的。
2) 工厂预制系统
系统为工厂预制系统，并且按照认可的生产商的指引进行安装。
但上述两种系统的管网均需要进行其它气体的喷射试验。
4、防护区安全提示牌的设置
香港消防处比较重视防护区安全提示牌的设置，要求必须在入口大门上或附近设置安全提示牌，并对这些安全提示牌的形状、颜色及大小都有明确的规定，如附图1－5。
香港和中国内地在气体消防技术方面都积累了不少经验，希望能加强交流，互相借鉴，共同提高，为世界消防技术的发展和进步做出贡献。
作 者： 雷志明 莫继宗 谭少山