所谓“绿色建筑”就是指通过生命周期的分析方法,在建筑物的寿命范围内,通过有关物质、资源消耗以及各种废弃物的排放总量的分析和计算来对建筑物的整个生命过程以及其对环境造成的影响作出评价,主要目的是使资源、能源的消耗、各种废弃物的产生量最大限度地减少,从而使建筑与自然共存,最终实现可持续发展,根本目的是节约资源和能源,减少废弃物的排放量。
建设部于2004年提出了“四节一环保”的政策,即节水、节地、节能、节材、环境保护,工程的判断都要通过这一标准,节能减排也是我国的重要政策,所以气体灭火系统的选择应该要以“四节一环保”和节能减排为标准。
如果灭火剂的用量少且效率高,这说明有节材作用,如果产生的ODP和GWP较少,这说明有保护环境的作用。所以,可以根据“四节一环保”来评价气体灭火系统的好坏。
1气体灭火剂以及替代物的发展
二氧化碳和哈龙104是最早的气体灭火剂,但是如果二氧化碳的体积分数达到了17%,就会严重威胁到人的安全,因此二氧化碳的局限性很明显,而哈龙的毒性比二氧化碳还大。为了使这一问题得到解决,国际上于20世纪60年代研制出了毒性比较低的气体灭火剂,如哈龙1301。
为了抑制全球变暖,国际社会于日本签署了《东京协议草案》,在2002年9月,我国加入《<联合国气候变化框架公约>京都协议书》。并于2005年正式生效,明确规定减少温室气体的排放量,抑制全球变暖,鼓励各国加强对环保能源的使用,主要目的是为了抑制工业二氧化碳、汽车尾气等的排放,这些气体都会造成全球变暖,气体灭火剂哈龙代替物虽然对大气臭氧层已无危害,但是会促成全球变暖,归根结底就是二氧化碳的排放。因此,灭火剂的温室效应与二氧化碳的排放量是密切相关的。随着《蒙特利尔协议》的签订,出现了细水雾、惰性气体、卤代烷等哈龙代替物,灭火剂灭火后没有剩余,充分发挥是气体灭火系统最大的特点之一,这样就不会造成设备和财产的损失,由于细水雾在灭火之后,在火场的表面会形成一层水或水雾,会损坏设备或财产,因此,目前还不能完全取代气体灭火剂,惰性气体有利于保护环境,但是其灭火方式为物理窒息灭火,这样,灭火浓度就会很高,大大增加了室内的压力,不适应于某些场所,NEPA2001推荐了多种卤代烷产品,其中七氟丙烷的性能是最优越的,此产品的灭火原理是物理冷却,化学灭火作为辅助,且灭火的浓度低,灭火剂没有剩余,相对而言,比较理想,但是会产生酸性气体,如HF,会危害物品,这是卤代烷灭火剂的共同缺陷。不管什么产品都存在优缺点,要把灭火性能、生命安全性、环境安全性综合起来考虑,选择最佳产品。
2气体火火系统议计的选择
当前,惰性气体IG-541、七氟丙烷、一碘三氟甲烷是哈龙1301的主要代替品,二氧化碳是一种洁争灭火剂,但是只适应于无人的场所。根据设计气体灭火系统的有关规范,如果保护面积在100平方米以下,则可用柜式灭火装置,若建筑面积在100平方米与500平方米之间,且体积在1600立方米以下,则固定灭火系统比较适合,如果建筑面积在500平方米800平方米之间,且体积超过了1600立方米,但是在13600立方米以下时,应该选用工程管网灭火系统进行灭火,二氧化碳的设计规[范没有对保护区的大小进行限制,主要原因是管道输送的距离太长。备压式气体灭火系统输送的距离很长,不受体积的限制。柜式灭火装置构造是灭火剂储瓶与控制等有关组件在同一个柜子内,柜子在防护区以内,喷头是伸向保护区的,药剂量符合防护区浓度要求,喷嘴的位置足以对面积进行保护。固定灭火系统是将灭火剂存储装置与喷嘴等部件组装起来的成套灭火装置,其设计要根据一定的应用条件,配有管道,在防护区的最高处是喷嘴,喷头在两个以上,并且是均匀分布的,管道的长度和管径,喷嘴的面积都是经过实验而得到的。工程管网灭火系统是指工程技术人员对储药量、管道的长度和管径、喷嘴的个数以及压力进行计算。
3灭火剂和系统的选择
3.1生命安全
灭火剂的毒性LOAEL NOAEL、LC50。没有毒性反应的NOAEL的最高浓度是指对人体生理没有产生不利影响或者在毒性反应上没有明显的异常现象的灭火剂的最高体积分数。而有毒性反应的LOAEL的最低体积分数是指对人体生理有不利影响或者在毒性反应上有明显的异常情况的灭火剂的最低体积分数。LC50是导致实验动物有一半死亡的灭火剂的最低体积分数。经统计,最近几年来,在北京发生了2次气体灭火系统误动作,在大连发生了一次二氧化碳系统误动作,并且造成了2人死亡,在昆明发生气体灭火系统误动作1次,由此可见,在选择气体灭火系统的灭火剂时,要把安全放在第一位来考虑。
3.2环境安全
灭火剂的ODP值与GWP值是环境安全的两个重要指标,对地球大地臭氧层造成破坏的值,我们称之为ODP值,能够引起地球温室效应的值,叫做GWP值。蒙特利尔协议要求ODP值为0,而对GWP值没有要求。灭火药剂在大气中的停留时间,用LIFETIME来表示,指影响大气的持续时间,《东京协议》有规定要减少二氧化碳的排放量,当前,发达国家要求未来停止使用有GWP值的哈龙代替物,而发展中国家没有明确的要求,主要是因为某些代替物的二氧化碳排放量大,同时钢材的消耗量也大,二者便相互抵消了,不好评判,研究可知,七氟丙烷的GWP值是最小的,且影响时间很短。
33灭火的效率与占地面积
最能体现灭火剂的性能的是灭火剂的最小灭火浓度,占地面积的确定可以依据灭火剂的最小浓度,对同一防护区内灭火剂的用量,以及钢瓶的用量进行比较。下面以1301为标准,将其他灭火剂与其进行比较。通过比较,将占地面积作为判断指标,可以看出,七氟丙烷灭火剂是取代1301的最佳灭火剂。
3.4钢材的用量
1301、低压二氧化碳、七氟丙烷等都是液态方式输送,所以,管道的直径比较小,而高压二氧化碳与IG541是以气态方式输送,管道直径相对较大,以具体的工程为例,比较七氟丙烷与IG541的材料用量,通过研究可以明显看出七氟丙烷的用钢量远远小于IG541气体灭火系统,因此,从节材出发,七氟丙烷比较合适。
3.5节能减排
根据研究的数据,通过计算,可以得到七氟丙烷灭火系统与IG541相比,节省了21.151顿钢材,1481顿煤,也就节约了3927241度电,由前面可知,碳的排放量减少了992顿,也就相当于减少了3637顿的二氧化碳,因此,七氟丙烷气体灭火系统具有节能减排作用,环保优势很明显。
结束语
综上所述,七氟丙烷符合节能、节地、节水、节材、环保的“四节一环保”政策,应该选用它设计气体灭火系统。
