网络主机房气体灭火系统设计.docx

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网络主机房气体灭火系统设计

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网络主机房气体灭火系统设计

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网络主机房气体灭火系统设计

随着信息技术的高速发展，计算机网络在许多领域得到推广与应用，网络中心主机房的灭火设施如何设置，成为消防设计人员常常遇到的课题。

本文结合工程实例，谈谈网络中心主机房气体灭火系统的设计。

一、工程概况：

某市税务局大楼楼高十二层，计算机系统网络中心主机房位于大楼第七层，机房面积40M2，层高3.2M，机房一面是铝合金玻璃窗，对窗的一面是砖墙及平推双开防火门，通向辅助机房，其余两面是实体砖墙，已装修完毕，吊顶采用网孔铝合金扣板，墙面刷白色乳胶漆，机房附近没有预留存放储气瓶的房间。

根据有关规范及消防部门的要求，主机房应设置气体灭火系统。

市政府采购中心对该项目的设计、施工、维护进行一揽子招标。

二、网络主机房的特殊性

网络主机机房常常附设于重要办公楼内，面积不大（常只有几十平方米）但环境要求洁净，设备贵重，一旦受损，政治、经济影响严重。

其火灾危险性主要缘于机房内电气设备和电路很多，设备需要长时间连续工作，易因电缆与主机柜的连接松动造成接触电阻过大而起火，或是设备质量不好、造型不合理、安装质量差、元器件发生故障，造成绝缘被击穿，稳压电源短路，高阻抗元件接触不良，接触点过热等原因而起火。

这种场所是绝对不能采用水来灭火的，即使灭火剂中含少量的水也不行，这是因为主机设备是忌水的，一旦采用水或其它含水的灭火介质，其中存放的精密设备可能虽未被大火损坏，却会被灭火时所大量使用的水所毁坏，其结果与火灾的损失是相同，有时甚至更为严重。

为保护设备和人员的安全，采用不污染被保护设备、不导电、能迅速高效灭火的洁净气体灭火系统成为必然的选择。

三、洁净气体灭火剂

凡是自灭火剂喷射装置的出口能喷出气态介质并用于灭火的，均可归属为气体灭火剂。

由于环保方面的要求，过去常用的气体灭火剂——哈龙1301已逐渐退出历史舞台，取而代之的是洁净气体灭火剂。

所谓洁净气体，就是指美国国家防火协会（NFPA）所制定的标准NFPA2001中规定的一系列气态、不导电、易挥发、蒸发后无残留物的洁净药剂所产生的气体。

目前市场上销售使用的洁净气体灭火剂种类繁杂，性能上各有千秋，价格上差别悬殊，如何使系统设计做到“安全可靠、技术先进、经济合理”，需对常见的洁净气体灭火剂进行经济技术比较。

目前国际标准化组织推荐的用以评价洁净气体灭火剂的10项指标是：

①蒸发后不留残渣（洁净）；②对臭氧层的耗损潜能值（ODP）小，最好为零；③较好的灭火性能；④低毒或无毒；⑤在大气中残留寿命（ALT）短；⑥温室效应潜能值（GNP）小或无；⑦良好的储存性或稳定性；⑧良好的电绝缘性；⑨相对于哈龙1301的灭火浓度小；⑩经济合理，可能接受的市场价格。

在工程实践中需结合工程的具体实际及当地市场的产品供应和售后服务情况进行量化分析、比较，选择出合适的气体灭火剂，确定采用何种灭火方式，再进一步设计出相应的灭火系统。

四、灭火系统设计

4．1灭火剂综合性能比较。

目前国内主要采用的新型灭火剂有气溶胶、SDE、INERGEN（烟烙尽IG—541）、FM－200（七氟丙烷HFC－227ea）、CO2（二氧化碳）等。

气溶胶虽然“气”字在头，但实际上是一种烟雾型灭火剂，是液体或固体微粒悬浮于气体分散介质中形成的一种溶胶，其微粒是通过由氧化剂、还原剂及粘合物结合成的固体材料的燃烧而产生。

优点为：

灭火效能高，系统简单，价格低廉，不破坏臭氧层。

缺点是：

①气溶胶在燃烧反应时产生高温，造成二次损害；②灭火时产生的高分散度、高浓度烟雾，使防护区内能见度小于1米，影响人员逃生；③腐蚀及导电性，高浓度胶体中含有水分及金属盐（钾盐为主），势必降低空气的电阻率；④微粒具有较强的吸附能力，很容易粘附在电路板及电子蕊片上，金属盐的导电性易引起电子设备短路，强腐蚀性大大缩短设备寿命。

事实上气溶胶本身不属于清洁气体灭火剂，是介于气体灭火剂和干粉灭火剂之间的灭火剂，不符合电子设备房的基本环境条件，应用于网络主机房是不合适的。

其他几种主要的洁净气体灭火剂的综合性能列表比较如下：

洁净气体灭火剂的综合性能比较表

灭火剂

名称

INRGEN

（IG－541）

FM－200

CO2

SDE

HALON

（哈龙）

产地

进口/国产

进口/国产

进口/国产

国产

进口/国产

组成

成份

氮气、氩气、二氧

化碳以52：

40：

8

的体积比例混合成

CF3CHFCF3

CO2

天然碳素原料、

气体催化剂、气

化速率稳定剂、

氧化反应降温剂

CF3Br

适用

范围

A类表面火,B、C类及电气火灾

A类表面火,B、C类及电气火灾

A、B、C类及

电气火灾

A、B、C类

及电气火灾

A、B、C类

及电气火灾

灭火方式

物理方式

物理方式

物理方式

物理、

化学、水雾

水雾、化学

方式

设计灭火浓度

37.5～42.8%

8～10%

34～75%

5～10%

5～9.4%

喷射

时间

30～80S

8～10S

1～7Min

10S

10～15SCO2畦据楴湯爠獥

癀?

-

N2、CO2、H2O

氟氯物质

启动

方式

N2

N2\、电爆

N2\

电子气化

N2\、电爆

气体与空气重量比

1.22

5.80

1.51

1.46

5.05

气瓶间面积比

10

3

8

1

2温室效应，高浓度致死，冷冻、酸雾效应对磁记录设备有影响

气体混合物透明度不好，影响逃生

破坏臭氧层

适用

系统

装置

有管网灭火系统

无、有管网灭火系统

有管网灭火系统

无、有管网灭火系统

无、有管网灭火系统

表中：

LOAEL——指试验动物发现不良反应的最小浓度。

NOAEL——指试验动物未发现不良反应的最大浓度。

ODP——指物质对臭氧层的破坏能力。

要求ODP≤0.5，最好为0。

GWP——指地球暖化系数，导致地球暖化的数值，要求GWP≤0.1。

ALT——指物质在大气中的存活寿命（年限）。

无管网灭火系统——将气体储存装置和喷头等部件预先组装成套的灭火装置。

有管网灭火系统——用一套气体储存装置通过管网的选择分配，保护两个以上防护区的灭火装置。

4．2系统选择：

鉴于灭火剂的综合性能各有千秋，如何选择最适合本项目的灭火系统？

可结合工程项目的具体特点，依照以下六点原则，综合考虑，统筹兼顾。

①ODP值最小原则，即对臭氧层的耗损最小；②灭火浓度最小的原则，设计灭火浓度小，则灭火剂用量少；③GWP值最小的原则，即温室效应小；④ALT值最小的原则，即在大气中存留期短，潜在危险小；⑤NOAEL值最大的原则，即毒性最低；⑥价格比低的原则，药剂价格低，综合造价低廉，容易中标。

4．3系统设计

系统设计步骤与齿代烷相类似：

选定灭火剂——查取设计灭火浓度——计算设计灭火用量——确定灭火方式——布置灭火管网（无管网则指定安装位置）——选定储存装置的型号、数量。

本项目机房面积少于100M2，容积小于300M3,设置有管网气体灭火系统则需增加气瓶间造价及相应的管网造价，招标文件中明确“没有预留存放储气瓶的房间”，不宜采用，故CO2及INERGEN应淘汰；FM－200虽也可采用无管网方式灭火，但因该系统为高压贮存，高压工作，储存装置放置于防护区内有泄漏的危险，GWP值大，价格比高，工程造价高。

SDE无管网灭火系统，结构简单，出口压力低，常温压下储存，安全可靠，灭火迅速、高效；绝缘性能好，不污染保护区现场，灭火过程虽有少量水雾存在，但并不影响设备安全，而能重复吸热，降低燃烧物表面温度，体积小，安装操作方便；成本低，综合效益高，较大程度上符合系统选择原则的要求。

本防护区确定使用SDE无管网气体灭火系统。

根据江苏省《SDE气体灭火系统设计、施工、验收规范》（DB32/399－2000）的有关规定及厂家提供的产品样本，SDE灭火剂设计灭火用量按公式计算：

M＝m·V·K;    

K＝k1·k2

式中：

M——SDE灭火剂设计灭火用量（kg）；

m——单位容积灭火剂用量，取0.1（kg/m3）

V——防护区净容积（m3）

k1——容积系数:

当V＞100m3时，k1=1.2;

当V≤100m3时,k1=1

k2——重要系数变配电室、通讯机房、电子计算机房等k2=1;

文物、档案、图书等k2=1.5

本例中，防护区内非燃烧体总体积为3m3，故M=0.1×（40×3.2-3）×1.2×1=15kg,参照厂家样子，可选用SDEN——38/15自动无管网灭火装置一套。

防护区内按规范设置相应的自动报警系统（灭火控制盘、手动控制盒、烟感探测器、温感探测器、声光报警器、气体释放灯等）配套使用，系统设自动控制、手动控制和机械应急操作三种启动方式。

系统综合总造价约人民币4.5万元。

本方案于2000年10月中标，安装、验收合格,使用至今，运行良好。

其后在银行、证券、社保、海关等若干网络主机房中安装使用，其功能价格比深受各方青睐。

 五、结语

为保护重要的网络主机及其数据资源，确保网络安全运行，在网络主机房中设置合适的洁净气体灭火系统是必要的。

面对市场上亮相推出的各种灭火剂，需要设计者深入考察，结合实际，综合比较。

对于越来越多面积小于100M2的主机房的防护，采用无管网洁净气体灭火系统，从功能价格比上看，尤为合适。

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