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六氟丙烷在计算机房及电子设备房的应用
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计算机房是高科技时代的产物,计算机房的带电设备因长期带负荷运行,随着电缆电线及电子元件的老化、短路等情况,随时有火灾发生的,计算机房的安全灭火是我们面临的消防新课题。
 随着电子设备的日益普及,为保护昂贵的电子设备和数据资源,各种灭火剂及其灭火装置也竟相推出。由于计算机房及电子设备房环境较好,对报警系统无太多特殊要求,目前的各类报警系统都基本适用,但对灭火剂却有较多争议,新型灭火方式和灭火剂在应用过程中经历的各种变化令人深思。在火险隐患、火灾扑救、环境保护、经济实用等诸多因数中选择一种满意的消防设备方案,其复杂性远远超过常人的想象。认真总结我国消防的得失,为新世纪的消防指出正确的方向,意义十分重大。现就计算机房及电子设备房的环境条件,对目前消防领域的新成员---六氟丙烷灭火剂及其灭火装置本身的性能、环保等几个方面,作一一阐述和比较。
 目前广泛应用于计算机房、电子设备房及档案库房等灭火剂种类较多,主要有二氧化碳、卤代烷(1211、1301)以及近几年从国外引进的七氟炳烷(FM200)、烟烙尽(INERGN)等洁净气体和超细干粉、热气溶胶等灭火装置。
   1.卤代烷
 卤代烷(1211、1301)灭火剂问世于20世纪初,始用于飞机及船舶。70年代初,美国防火协会(NFPA)先后制定并通过了1301灭火系统和1211灭火系统的正式标准,从而促使1211在世界范围内迅速推广。我国卤代烷的引进和研究始于1964年,但系统的应用研究和相关规范标准的指定到80年代才开始。
 卤代烷灭火剂是以卤素原子取代一些低级烷烃类化合物中的部分或全部氢原子后所生成的具有一定灭火能力的化合物的总称,又称“哈龙” 灭火剂。它作为一种清洁灭火剂曾得以大力推广,广泛应用于各种电力电子设备房,70年代发现卤代烷为破坏大气臭氧层的元凶之一。1991年通过了《蒙特利尔议定书(修正方案)》,各发达国家已全面停止使用卤代烷,我国将于今年和2010年分别对1211和1301灭火剂全面禁用。
   2.二氧化碳 
 二氧化碳是地球大气成分之一,用作灭火剂始于19世纪,已有100多年的历史,在我国也有《二氧化碳灭火系统设计规范》,它在常温下是一种无色、无味、不导电、化学上呈中性、无腐蚀的气体,在我国有关建筑设计防火规范中规定可用于档案室、电力电子设备房等大量部位。其灭火机理主要是稀释氧气,起窒息作用,亦有一定的冷却效果。但近年来对其应用于有人电子设备房受到质疑,主要原因是它对人体的致死浓度为20%,而最低灭火浓度却为34%(电子设备、计算机房设计浓度≥40%)。尽管采取延时30s来疏散防护区人员等措施,但仍有意外可能,国内已有致死致残的事例。由于其灭火机理主要是稀释氧气,灭火速率低,往往等到火灭了,其保护的计算机等设备早已被烧毁,此时的灭火已经失去的保护设备的意义;二氧化碳灭火剂在自动方面只能做成管网式,在实际应用中通常采用高压液化储存的高压系统和低压储存的低压系统;高压储存瓶组数目多,占地面积大,对储存环境温度要求较严格;低压系统需要外设制冷设备,造价高,对运输管道也要求也要求严格。另外,其喷射时有较强烈的冷冻效应,房内物品结霜,空气冷凝出现浓雾,实际上是二氧化碳酸雾,对电子设备、磁记录设备有一定的影响。再一个争议是因为二氧化碳属于三原子分子结构,造成地球“温室效应”,据此,二氧化碳在经常有人的计算机房及电子设备房推广应慎重。
   3.六氟炳烷
 六氟炳烷又称FE-36或HFC-236,为美国杜邦公司产品。
杜邦公司开发出新的灭火剂FE-36?,该产品可用于替代手提式或其它装置中的哈龙1211。
FE-36?无腐蚀性、不导电、无残留物,并且其臭氧消耗潜值为零。FE-36?的沸点和蒸汽压(见图1)非常接近哈龙1211。由杜邦公司与美国空军和美国环保局所进行的实验结果表明FE-36?的毒性是非常低的。
应用和性能
FE-36?的手提式灭火器最适用于高价值的场所,例如计算机房、通讯室、工艺控制室、民用/军用飞机等。
按照UL711的标准测试,不同包装量的FE-36?灭火剂已分别成功地灭掉了下列火型:5-B、1-A:10-BC和2-A:10-BC,而不亚于哈龙1211。此外,由于FE-36?在喷出时能形成细雾状,因此更有助于灭火。
FE-36?的庚烷杯式灭火浓度为5.9% (修改后的值)。
毒性
毒性实验表明,在90天的吸入研究中没有明显的临床症状。所有的基因毒性测试均无反应。心脏敏感性测试中,其无不良反应值(NOAEL)为10%,最低能见不良反应值(LOAEL)为15%。而哈龙1211的NOAEL值为0.5%,LOAEL值为1.0%。
认可
UL已把FE-36?列为可用于手提灭火剂的化学物质。
FE-36?已被列入国家防火协会(NFPA)标准2001中,同时也被列入气体灭火剂文本的草稿中,该文本由国际标准化组织(ISO)完成。


表1 FE-36灭火剂的性能

分子式 1,1,1,3,3,3-六氟丙烷
分子量 152
沸点,oC -1.5
臭氧损耗潜值 (ODP) 0
全球变暖潜值 (GWP)* 6,300
液体密度,25oC,kg/m3 1,370 77oF,lb/ft3 85.53
蒸汽压,25oC,kPa 275.1 77oF, psia 39.9
蒸发热,25oC, cal/g 38.67 77oF, Btu/lb 69.61
灭火浓度 5.9%, 杯式燃烧,庚烷
致死浓度近似值(ALC)**,ppm 189,000
心脏致敏性
NOAEL,% 10
LOAEL,% 15


容许暴露极限(AEL)***,ppm 1,000



* 以CO2为100年计。
** 小鼠,4小时。
*** 连续暴露,每天8-12小时。

图1 FE-36?的饱和蒸汽压

相容性

?? 杜邦公司对FE36的实验表明,只要不含水份,FE-36?在储藏时与普通金属接触不产生相性容问题。
美国国家标准和技术研究院对FE-36的相容性进行了实验。在149oC时,FE-36?与某些种类的钢,不锈钢和铝共同放置了28天,仍观察不到变化。
杜邦在室温下进行了两周的试验,大多数弹性体暴露在FE-36?中,其膨胀、重量和硬度方面的变化几可忽略不计,见表2。

表2? 通用弹性体在FE-36?中性能的变化

 

??????????????????????????? 线膨胀,%? 重量增加,%?? 硬度变化,%?????????? ??????????????????????????????????????

丁基橡胶????????????????????? 0???????????? 1?????????? 0
三元乙丙橡胶(Nordela)???????? 1???????????? 2????????? -2
氯丁橡胶???????????????????? -1????????????? 1?????????????? 3 ??????????????????????
丁腈橡胶????????????????????? 1????????????? 3????????? -4
氯磺化聚乙烯(Hypalona)????? -1????????????? 1????????? -1
氟橡胶(Vitona)?????????????? 15???????????? 51??????? -
醚均聚物?????????????????? -?? 1?????????????????????
聚硫橡胶???????????????? ????-1???????????? 1????????? -1
聚酯弹性体(Hytrela)?????????? 2??????????? 7??????????? 1


氟塑料 (Teflona)????????????????? -?????? 2??????????? -

注:表中a均为杜邦公司注册商标。

   4.超细干粉
 目前,国际市场上新出现了一种含俄罗斯先进技术的,表面经特殊处理的“超细灭火干粉”,这种超细干粉是由俄罗斯埃波托斯1公司所研发的,该种干粉的保质期可达10年,由该种干粉制成的全自动灭火装置的免维护期达到5-10年,其灭火效率是国内现有超细灭火干粉的3-4倍,是气体的20倍,水的40倍,是国内同等消防产品中最高的,且工程造价低。这种超细灭火干粉对大气层耗减替能值(ODP)为零,温室效应替能值(GWP)为零,该“超细灭火干粉”无毒、无腐蚀、对人体皮肤和呼吸道无刺激,在常态下不分解、不吸湿、不结块,具有很好的流动性,弥散性和电绝缘性,对电子设备、仪器无任何影响,能实现全淹没自动灭火和局部保护灭火;但是“超细灭火干粉” 不适用于包括计算机房、电子设备房在内的各种场所的灭火,因为该产品一旦喷放,会直接影响计算机甲方的洁净度(计算机机房是有三度要求的)。
 经过上面的比较,我们对各种灭火产品在计算机房的应用有了一个大概的了解,在计算机走向社会并普及,其神奇的计算功能和高昂的价格,使得计算机机房建设的要求越来越高。根据计算机机房的三度要求,计算机房的灭火必须选择洁净气体灭火剂,制定了计算机房气体灭火的规范,
目前,使用洁净气体灭火最重要的理由是“保护计算机”,和计算机中的数据,火灾中真正损失巨大的是用户记录数据的丧失,它可以毁掉用户的全部事业甚至殃及社会。对这一点,我们在充分认识的基础上还是需要提出选用六氟丙烷气体灭火的思路。正因为它重要,我们才要选择六氟丙烷灭火这种灭火效果较好的灭火剂:
(1)将火患扼杀初期才是保护的根本。
(2)消防重在灭火,况且六氟丙烷灭火剂在灭火后的现场无残留。
(3)在灭火的同时保护好计算机及重要数据。
 据此,我们认为洁净气体消防中六氟丙烷适用于计算机房。六氟丙烷灭火效果虽好,但它们昂贵的价格和维护费用使人们不愿意采用它们。但是人们忽略了六氟丙烷的局部灭火功能,在初期火灾发生时六氟丙烷运用局部灭火功能,就能在几秒内灭火,火灾损失莫过于错过了初期火灾扑救机会,局部灭火可以大大减少六氟丙烷灭火的用量,降低消防的投入.
   综上所述,计算机房适合六氟丙烷洁净气体进行消防防护,。因此,计算机房最好安装装六氟丙烷设洁净气体灭火系统。对于重要的计算机房,应该加大报警系统的控制系统标准。例如使用烟感、温感与自动灭火装置联动系统,使控制更可靠,没有误操作。此外,现行《六氟丙烷气体自动悬挂灭火装置标准》已经发布,对包括计算机房在局部灭火设计作了详尽的规定,这也是行之有效的计算机房初期火灾扑救的手段。消防规范影响面广,宽严尺度不易准确把握。在规范中寻求发展,在发展中改进规范,是我们应该采取的积极态度,消防工程的目的关键在于同时做到灭火与保护

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