原標題：趣學消防！氣體滅火系統(tǒng)的“充氣三嬌娃”設計！

今天我們來研究下消防中的氣體滅火系統(tǒng)，到后面，我們還要陸續(xù)的學到，自動噴水滅火系統(tǒng)，水噴霧系統(tǒng)，細水霧系統(tǒng)。

氣體滅火系統(tǒng)，一般用在有精密的儀器，動則幾十萬上百萬的高大上的機房，或者是有些博物館文物的地方。

這些地方可不能用噴水的滅火系統(tǒng)，里面有很多珍貴的古典書籍，什么葵花寶典啦、易筋經(jīng)啦、金瓶梅玉蒲團啦，人家特別寶貝，你用水去澆，火是滅了，文物書籍也毀了。

你這邊剛把火滅掉，轉(zhuǎn)頭人家方丈就一記大慈大悲掌把你給滅掉，善哉善哉。

為了不讓大慈大悲的方丈生氣——我們就只能用氣體滅火系統(tǒng)了。

一、氣體滅火系統(tǒng)概述

（一）氣體滅火系統(tǒng)概念與特點

氣體滅火系統(tǒng)是個啥玩意?。柯犆志椭?，就是用氣來滅火的系統(tǒng)唄。

用官方的說法就是，氣體滅火系統(tǒng)是指平時滅火劑以液體、液化氣體或氣體狀態(tài)存貯于壓力容器內(nèi)，滅火時以氣體（包括蒸汽、氣霧）狀態(tài)噴射作為滅火介質(zhì)的滅火系統(tǒng)。

這個氣體系統(tǒng)是個好東西?。∷柗Q滅火界的特種部隊，滅火效率高，速度快，不像水系統(tǒng)，拿水槍噴半天，才滅一點點。

它一上來就是短平快，“呲”，慢則1分鐘，快則10秒、8秒解決問題，不僅沖得猛，還去無痕，這又是比水系統(tǒng)優(yōu)秀的地方。

用水滅火，把人家方丈的《金瓶梅》給毀了，人家要“阿彌陀佛”好多天才能緩過來。

氣體就不一樣了，噴完了就say goodbye，保護對象不會受到污損。

所以說，它是非常好的滅火系統(tǒng)。

既然這么好，那還要水系統(tǒng)做什么呀？都用氣體得了！

那也不行。為啥呢？氣體樣樣都好，就是有一個大家不是很能接受的地方，太貴了！

相比起水系統(tǒng)來，氣體滅火系統(tǒng)就是千金小姐，只有高富帥的場所才配的上。

其實氣體滅火系統(tǒng)，跟水滅火系統(tǒng)的底子是差不多的，大家的整體構(gòu)造比較類似，有管有泵有噴頭，還有裝氣的東西。

水系統(tǒng)是給水的，氣體系統(tǒng)就是給氣的了。所以把水系統(tǒng)里裝水的水箱，換成氣瓶、氣罐，那差不多就成了氣體滅火系統(tǒng)了。

那既然都差不多，是不是就不用怎么學了呢？

當然不是啦，學還是要學的，咱們得抓住它跟水系統(tǒng)的不同點來學。

剛剛說了氣體滅火系統(tǒng)是噴氣來滅火的，這就是它跟水系統(tǒng)最不一樣的地方。

水不管從哪里來，天上灑的還是地下冒出來的，那都是水，沒區(qū)別。

但是氣體不一樣，氣體有各種各樣的氣體，不同的氣體滅火的效果不一樣。

（二）學習范圍

雖然氣體滅火系統(tǒng)有很多種類，但是我們不用全部學，我們只學常用的三種，CO2滅火系統(tǒng)、七氟丙烷滅火系統(tǒng)和IG541滅火系統(tǒng)，號稱“充氣三嬌娃”。

把這三個學會了，考試就能拿得了分，有悟性的同學說不定還能解開噴氣的秘密，成為新一代氣功大師。

這么一說，大家是不是有點小期待，想趕緊了解一下充氣三嬌娃的秘密？那么這幾類氣體的秘密在藏哪里呢？主要出自三本秘籍。

第一本叫《二氧化碳滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》簡稱《碳規(guī)》，專門講CO2的，

第二本叫《氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》，簡稱《氣滅規(guī)》，專門講另外兩種氣體，七氟丙烷和IG541的，

還有一本規(guī)范，叫《氣體滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》，講怎么驗收氣體系統(tǒng)的。

（三）分值分析

學透了這三本秘籍，對咱們有什么幫助呢？最明顯的幫助是，它能給你帶來不少的分數(shù)。

氣體滅火系統(tǒng)在咱們出題官的眼里，雖然比不上自噴給水這些大咖，但算得上是二線明星了。實務綜合都是考5分左右，差不多就是考4-5題。

偶爾還能當個男一號刷刷存在感，2015年案例考題有一道大題專門考氣體，整整20分；不過后面就一年不如一年了，16、17年各考了兩個小問，8-10分；18年就沒考。

眼看著好像要過氣了，19年會不會被打入冷宮不好說，咱們還是要做好準備，多看看多背背免得到時候上了考場大家不認識，不好辦事。

那要往哪個地方看呢？當然是往關(guān)鍵的地方瞅。我們來看看哪里比較關(guān)鍵。

實務綜合4年一共考了33題，其中考共性的，就是不分什么氣體的題，考了12題；七氟丙烷考了14題，IG541考了5題，CO2考了2題。

看出來沒有，共性問題和七氟丙烷是我們學習的重點。七氟丙烷就吃了名字的虧，叫啥不好，非要叫“欺負病娃”，不欺負你欺負誰？

前面給大家?guī)Я藥е攸c，不是說讓你只學這些，背這些就好了，學習的時候咱們還是得全面學習。

（四）氣體滅火系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)與重點分析

下面咱們來全面了解氣滅系統(tǒng)這模塊內(nèi)容總的知識結(jié)構(gòu)，看看咱們得學什么。

首先我們還是得從大的范圍了解一下氣體滅火系統(tǒng)有哪些，它們是怎么滅火的，可以滅哪里的火。這部分內(nèi)容是每年必考考點，性價比超高。

了解了大概之后，我們針對CO2、七氟丙烷和IG541這氣體三嬌娃，詳細研究它們是由什么部件組成的，每個部件有什么特點，有什么作用。

知道有什么部件了，那就知道它是怎么控制，怎么工作的了唄！這個工作原理及控制方式是個重點，一般在案例里面考。

就是問你這個氣體滅火系統(tǒng)在使用中出現(xiàn)了什么問題，怎么解決，你得工作原理才好回答。

如果它工作出了問題，那很可能是參數(shù)設計得不對。滅火系統(tǒng)都有一大堆的參數(shù)，咱們的課程會有歸納整理，在記憶課上一背，就完事了。

前面的部分屬于實務設計的內(nèi)容，后面就是綜合了，綜合有點像水電工，搞安裝的。

咱們要了解怎么樣設置好組件，設好了怎么樣安裝，安裝成功怎么樣調(diào)試，調(diào)試過關(guān)又怎么樣檢測驗收。

所有的滅火系統(tǒng)綜合內(nèi)容，其實都是這些。氣體這部分內(nèi)容不是很重要，考的比較少，每年分到1分左右。

驗收過了，后續(xù)還要維護管理。這個稍微重要一點，一定要背。

在導圖上面，有一些我打了星星內(nèi)容，這些是考題里的大明星，跟春晚的趙本山一樣年年都上。

好了，整個氣體的大框架咱們理完了，下面開始正式進入原理的講解。在講解之前，給大家簡單解釋一下咱們課件里的一些標注。

二、系統(tǒng)分類 實務P271-273

下面咱們先從“充氣三嬌娃”的家族說起，氣滅家族有四種分類形式，按滅火劑分，按結(jié)構(gòu)特點分、按應用方式分和按加壓方式分。

那么每個分類方式下面有哪些子項呢，我們一個一個來學習。

1.按使用的滅火劑分類

首先，我們按滅火劑分類。什么叫按滅火劑分類呢？

就是說我們用什么氣體來滅火，我們就叫什么滅火系統(tǒng)，我們主要學習三種，CO2、七氟丙烷和IG541。

CO2，大家都知道是一種氣體，就是咱們平時呼出來的氣。在常溫常壓下它是一種氣，如果我們在比較低的溫度下，把CO2按照一定的壓力壓成液體、擠進一個罐子里面，這個時候罐子里面的壓力就會比較高。

具體有多高呢？這就跟裝氣的方式有關(guān)了。裝得比較隨意的，罐子承受的壓力就會特別高，這叫高壓系統(tǒng)；裝進去之后還用制冷系統(tǒng)像保姆一樣給它降壓的，里面的壓力就只是有點兒高，這叫低壓系統(tǒng)。

為什么裝得隨意，里面的壓力就會比較高呢？因為高壓系統(tǒng)里面的CO2是氣液兩相共存的，什么叫氣液兩相呢？就是說瓶子里的有可能是液體，也有可能是氣體。

為什么會這樣呢？原來啊，所有氣體都有一個臨界溫度，當一種氣體的溫度低于臨界溫度的時候，它有可能是液體形式存在，一旦超過臨界溫度，它就會變態(tài)，變成氣態(tài)。這個時候不管你給它多大的壓力，他只能是氣，不可能變成液體。

二氧化碳的臨界溫度是31.26度，在日常生活中很容易就能達到。像現(xiàn)在天氣比較熱，被太陽曬一曬，說不定它就膨脹了，開始變態(tài)了。

到太陽下山了，溫度又變低了，可能降到了20度左右，因為瓶子里面濃縮了很多氣體，太擠了，壓力很高，在低溫高壓的情況下，里面一部分的氣體又被它自己壓成了液體。這種時而氣態(tài)時液態(tài)，氣液共存的狀態(tài)就叫氣液兩相。

由于充進去之后，不用保姆來伺候，所以高壓系統(tǒng)相對要便宜一點。相對的，要請保姆的低壓CO2滅火系統(tǒng)就要貴一點了。

這個所謂的保姆，就是制冷保溫設備。

通過制冷保溫設備，讓罐子里的溫度保持在-20°到-18°的溫度范圍里，在這個溫度和壓力下，基本上就是CO2液體了，既然是液體，這個儲罐是不是就不用承受那么大的壓力，所以就叫低壓嘛，罐壁可以做的比較薄。

大家看這低壓系統(tǒng)，升溫是不可能升溫的，一直得靠保姆才能維持得了生活的樣子，這就是一敗家子啊，特別費錢。

所以說低壓CO2是用在比較大的項目上面或者說需要CO2滅火劑比較多的場所。我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫?，還是高壓CO2滅火系統(tǒng)。

對于這個管網(wǎng)起點計算壓力。什么意思，管網(wǎng)的起點在哪里？

在容器瓶子和管道連接的這個地方嘛，這個地方的壓力應該是多少，大家記一下，高壓系統(tǒng)，壓力取5.17兆帕；低壓系統(tǒng)，壓力取2.07兆帕。

我們再來看七氟丙烷。說到七氟丙烷，就要先講講另一種東西：鹵代烷。

鹵代烷是啥呢，它是一類氣體，這是一群熊孩子。

雖然說有滅火的本事，但是特別調(diào)皮搗蛋，上天下地，會破壞臭氧層，把天都捅破個窟窿，這么一群禍害，我們能用嗎？不能用啊。

所以鹵代烷一群體基本被禁用了，但是呢，他們里面有個不那么熊的孩子，不會破壞臭氧層，因為它是個病娃，這就是七氟丙烷。

這個病娃就這樣被人們留下來了，不過它對人類不太友好，有一定的毒害性，所以在用完之后我們要通風換氣，保證人不要和這個病娃親密接觸。

第三種是惰性氣體滅火系統(tǒng)，它是無毒、無色、無味、惰性不導電，所以也叫潔凈氣體。

它有很多種，我們只記其中一種IG541。它是由52%的氮氣、40%的氬氣和8%的CO2混合而成的，比例大概就是5:4:1，所以就叫IG541了。

為什么只記這一種呢？大家看它名字，叫“愛姬捂濕衣”，這名字聽起來就讓人很喜歡對不對？名字起得好，大家都當寶。

2.按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點分類

按照結(jié)構(gòu)特點，我們分為管網(wǎng)和無管網(wǎng)的。這個很容易區(qū)別，就是看，有沒有管道形成這種縱橫交錯的網(wǎng)絡。

大家看圖，有橫著的管，豎著的管，是不是管網(wǎng)。

管網(wǎng)滅火系統(tǒng)，用在使用面積比較大的場所，它又有兩種情況，一種是土豪型，一套系統(tǒng)只保護一個防區(qū)，叫單元獨立系統(tǒng)，一種是暖男型的，一套系統(tǒng)能同時保護幾個防護區(qū)，叫組合分配系統(tǒng)。

我們先來看看單元獨立系統(tǒng)，它只保護一個防護區(qū)。

為什么只保護一個防護區(qū)呢？不是因為錢多沒地方花，而是會有這樣的情況：某一個防護區(qū)，它在位置上是單獨的，和其他的防護區(qū)離的比較遠，不方便跟別人一起用；

或者說，有兩個防護區(qū)相鄰，但是他們有可能出現(xiàn)同時著火的情況，怎么辦呢？這個時候一個防護區(qū)用一套系統(tǒng)好了。

再看組合分配系統(tǒng)?？醋筮呥@個圖，一個系統(tǒng)管兩個防護區(qū)，哪個地方需要我，我就去哪里

組合分配時，需要考慮一個問題：不同的區(qū)域，大小不一樣，滅火時需要的滅火劑量也不一樣，這個暖男要配多少量才能滿足需求呢？

咱們說得具體一點，比如有一套系統(tǒng)要保護3個區(qū)域，A防護區(qū)要3瓶滅火劑，B防護區(qū)要2瓶滅火劑，C防護區(qū)要1瓶滅火劑，那一共需要多少瓶滅火劑呢？是ABC三個區(qū)域之和，1+2+3一共6瓶嗎？

如果是這樣的話，那不相當于土豪型的了嘛！如果防區(qū)可能會存在同時著火的情況，咱們就每個防區(qū)都配一套獨立系統(tǒng)；如果不太會有這種可能，咱們就想辦法省點錢，備少一點。

既能滿足任意單個防區(qū)的滅火要求，又能最省錢，那應該是配多少瓶??？3瓶就夠了，因為我們只要滿足最大用量的那個防護區(qū)就可以了。需求量最大的防護區(qū)我都能滿足了，那其他的就更不用說了。

再來看無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)，也叫預制滅火系統(tǒng)，什么意思呢？就是預先就制做好的。無管網(wǎng)滅火系統(tǒng)又有兩種形式，一種是裝在一個柜子里面的，叫柜式。

做好了，隨時可以搬著走，它沒有管網(wǎng)連著，所以你愛拉到哪就拖到哪。這個柜子里面就是放一個或兩個容器瓶，連一段管子，在柜子上面裝一個噴嘴。出現(xiàn)火災，直接打開噴就行了。

還有一種叫懸掛式的，就是這么個鼓鼓的圓罐子掛在天花板上，像個燈籠似的，上面有壓力表，還有一個噴頭，大家看跟灑水噴頭差不多，但是不是灑水的，是灑氣的，有個紅色玻璃球堵著。

著火后，煙氣的高溫把玻璃球烤炸了，氣體就噴出來。

我們剛才說，管網(wǎng)系統(tǒng)是用在面積大，要求高的場所，這個無管網(wǎng)，就是用在要求也不是很高，場所也不是很大的區(qū)域，比如說一個房間里面。它的好處是什么呢，快速有效又省錢。

3.按應用方式分

按照應用方式分類，我們分為全淹沒和局部應用。

這個從字面意思上很好理解，全淹沒，就是用氣體把整個封閉空間全部淹沒了，無差別攻擊；局部應用，就是指運用在局部，對著重點保護對象特殊照顧，單點突擊。

對于全淹沒，我們有什么要求呢？首先要設一個封閉的空間，你是個敞口的，我永遠都做不到把你全淹沒對吧，氣都跑了嘛。

這個空間內(nèi)的氣體滅火濃度要均勻，不能夠這邊一大堆氣，那邊一點沒有。

這個很容易做到，我們把噴頭均勻布置在防護區(qū)的頂部，氣體噴出后它自然而然就能均勻的分布在空間里面了。

還有一個要求，我們要達到一定的滅火濃度，還要能把這個濃度保持一定的時間。如果說，我瞬間就達到滅火濃度了，但是過了幾秒鐘之后我就稀釋了，達不到這個濃度了，火能滅嗎？這是不行的。

所以這里關(guān)鍵要看兩點：

1，滅火劑的噴放量要達到要求，就是說滅火濃度要達到要求；

2.空間要是封閉的，我才能保持這個滅火濃度。

那么相對的，如果是一個很大的空間里面，只有1、2臺機器有失火的可能，難道我們也用全淹沒嗎？這樣太浪費了。

我們就在這個機器周圍布置一些噴頭，著火了直接噴就好了，這個就叫局部應用。

這里的重點是：

1.針對具體的保護對象，不需要封閉空間；

2.要能夠形成局部的高濃度并且能維持一定時間。不能說我就噴一下濃度就降低了，這樣是滅不了火的。

4.按加壓方式分類

按照加壓方式來分，分為自壓式、內(nèi)儲壓式和外儲壓式。

這個也是根據(jù)三種氣體各自的特性來決定的。要理解這部分概念，咱們還得從臨界溫度講起。

每種氣體都有臨界溫度，從表里咱們可以看到，就二氧化碳稍微正常一點，臨界溫度31度，七氟丙烷臨界溫度特別高，一百度，而IG541里的兩種主要氣體——氮氣和氬氣臨界溫度都特別低，負100多度。

把它們都用高壓壓進瓶子里，在消防設計溫度，也就是消防里面所說的常溫，20°的情況下，這三種氣體在儲瓶內(nèi)是什么狀態(tài)呢？

CO2，離變成氣態(tài)的臨界溫度不遠，所以是氣液兩相的。七氟丙烷，遠遠還沒到臨界溫度，高壓之下基本是液態(tài)的；而IG541里的氮氣氬氣，早就超過了臨界溫度了，所以在20度的時候那基本就是放飛自我，全變成氣態(tài)的。

這個時候里面的壓力是有多大呢？我們一般用“飽和蒸氣壓”這個概念來衡量。

什么叫飽和蒸氣壓？指的是在密閉條件中，在一定溫度下，與固體或液體處于相平衡的蒸氣所具有的壓強稱為飽和蒸氣壓。

我們用水來舉例理解。我們在一個封閉的瓶子里面裝上半瓶純凈水，抽走上面的空氣，過幾天再看會發(fā)現(xiàn)水變少了。

為什么，有部分水變成水蒸氣了嘛，水不斷蒸發(fā)成氣體，水面上的氣體所具有的壓力就會不斷增加。

但是，當溫度一定時，水蒸氣的壓力最終會穩(wěn)定在一個固定的數(shù)值上面。這個水蒸氣的壓力就叫做水在這個溫度下的飽和蒸氣壓。

當氣態(tài)水壓力的數(shù)值達到飽和蒸汽壓力的數(shù)值時，液體水的水分子仍然不斷地氣化，氣體的水分子也依然不斷地冷凝成液體，只是由于水的氣化速度等于水蒸汽的冷凝速度，液體量才沒有減少，氣體量也沒有增加，液體和氣體達到動態(tài)平衡狀態(tài)。

同一個物質(zhì)，在不同溫度下有不同的飽和蒸氣壓，并隨著溫度的升高而增大。那么，在消防設計溫度20°的時候，這三個氣體娃娃的飽和蒸氣壓是多少呢？

20度相對于IG541來說是很高溫了，這個時候它基本會變成氣態(tài)，所以飽和蒸氣壓特別大，達到15兆帕，相當于150公斤的壓力，所以裝IG541這個瓶子要做的很結(jié)實，以免被撐破。

CO2在20度的時候，是氣液兩相的，只有一部分的液體氣化，飽和蒸氣壓第二高，5.7兆帕，相當有57公斤的壓力往外擠。

七氟丙烷，20度的時候基本還是液態(tài)的，當然飽和蒸氣壓最低了，才0.39兆帕，對外的壓力不到8斤。

那么，知道了飽和蒸氣壓有什么作用呢？它就能夠解釋為什么不同的滅火劑有不同的加壓方式。

CO2和IG541，飽和蒸氣壓很高，我不要別人幫忙加壓，你一開閥門我自己就能把自己推到現(xiàn)場去，所以是自壓式。

大家看圖，這是高壓CO2系統(tǒng)，它自己就能壓自己去現(xiàn)場。

IG541也是的，你看它壓力多高，一級壓力就達到15兆帕了，所以也是自壓式的。

七氟丙烷在瓶子里是液態(tài)的，飽和蒸氣壓很低，才0.39MPa,開了閥門，它磨磨唧唧的半天出不來，怎么辦呢？給你找個小伙伴，推你出去。

一般是用氮氣幫忙做加壓氣體。氮氣怎么壓呢？一個方法是把七氟丙烷和氮氣裝在一個瓶子里，像這樣，上面是氮氣，下面是液體的七氟丙烷，這就叫內(nèi)儲壓。

另一個方法是單獨裝氮氣。七氟丙烷裝在大紅瓶子里，氮氣裝在大黑瓶子里，中間拿個管子連通，平時關(guān)起來，互不打擾

到了滅火的時候，用驅(qū)動氣瓶來打開加壓氣體氮氣瓶的瓶頭閥，氮氣就會往七氟丙烷瓶子里面沖，再壓著七氟丙烷到現(xiàn)場去，這個就叫外儲壓了。

理解了飽和蒸氣壓，大家就能知道，CO2和IG541是自壓式，自己壓自己；七氟丙烷是儲壓式，要別人推它走。加壓氣體和七氟丙烷，裝在一起，叫內(nèi)儲壓；分開裝，叫外儲壓。

這個是咱們的一個總結(jié)版，復習的時候可以拿著這個表來復習。

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