氣溶膠滅火技術是在軍用煙火技術的基礎上發展起來的新型滅火技術。第一代氣溶膠滅火技術誕生於我國，也稱煙霧滅火技術，始於20世紀60年代初。是由公安天津消防研究所的科研人員完成的，他們自主研製出煙霧自動滅火系統，主要用於撲滅甲、乙、丙類液體儲罐火災。這是一項不同於以往的全新的滅火技術既有煙又有霧，既有細小的固體顆粒，又有水蒸氣和N2、CO2滅火氣體形成的氣溶膠物質用於滅火。
基本介紹
- 中文名：S型氣溶膠自動滅火裝置
- 來源：軍用煙火技術的基礎上
- 時間：始於20世紀60年代初
- 性質：軍工
前言,發展歷程,第二代,第三代,編制方法,適用範圍,電氣火災,固體表面火災,液體火災,滅火原理,吸熱降溫滅火機理,滅火機理。,特性,相關參數,技術參數,設計參數,行業套用,滅火案例,世界地位,發展前景,參考文獻,
前言
氣溶膠滅火技術是在軍用煙火技術的基礎上發展起來的新型滅火技術。20世紀60年代，公安部天津消防研究所研究的油罐煙霧滅火技術是最早的氣溶膠滅火技術，當時，這一新型滅火技術並未引起廣泛關注。
80年代初，隨著“哈龍滅火劑”環保問題的出現，尋找哈龍替代物成為重要的研究課題。80年代末，俄羅斯科學家首先研究成功了可以全淹沒方式滅火的氣溶膠滅火技術，該技術為哈龍替代研究開闢了一個新的途徑。隨後，氣溶膠滅火技術得到了國際社會的關注，中國、美國、澳大利亞、馬來西亞等國家也都開始了對新型氣溶膠滅火技術的研究。
發展歷程
氣溶膠通俗說是細小的固體或液體微粒分散在氣體中形成的穩定物態體系，專業是指以氣體(通常為空氣)為分散介質，以固態或液態的微粒為分散質的膠體體系。
自然界常見的氣溶膠---雲、煙、霧等。
氣溶膠中粒子其尺寸多在10－5～10-1μm級，具有氣體流動性，可繞過障礙物擴散。
氣溶膠滅火裝置中的藥劑為固態，其藥劑通過氧化還原反應噴放出來的組分為氣溶膠。 第一代氣溶膠滅火技術——煙霧滅火技術
第二代
K型氣溶膠滅火技術也叫鉀鹽類滅火技術，是氣溶膠滅火技術發展的第二階段，始於20世紀60年代中期前蘇聯。我國在這一方面起步較晚，始於20世紀90年代初，第一代產品為由北京理工大學研製成功，此類氣溶膠發生劑中主要採用鉀的硝酸鹽作為主氧化劑,其噴放物滅火效率高，但因為其中含有大量的鉀離子，易吸濕,形成一種發黃髮黏的強鹼性導電液膜，這種物質對電子設備有很大的損壞性，故K型氣溶膠自動滅火裝置不能使用於電子設備、精密儀器和文物檔案場所。
目前在市場上使用正在逐漸減少。
第三代
第三代氣溶膠（S型）主要由鍶鹽作主氧化劑，和第二代鉀鹽（K型）氣溶膠不同，鍶離子不吸濕，不會形成導電溶液，不會對電器設備造成損壞，S型氣溶膠自動滅火產品最早由西安堅瑞化工有限責任公司（現陝西堅瑞消防股份有限公司）於21世紀初自主研發成功。
2001年，中國移動通信集團公司經過嚴格的考察和驗證，選擇該公司生產的鍶鹽類氣溶膠（S型氣溶膠自動滅火裝置）用於保護其通信基站等配備有精密電子設備的場所。
目前，鍶鹽類氣溶膠產品已在幾千個工程項目中套用，第三代氣溶膠已越來越為廣大用戶所接受。
編制方法
根據中華人民共和國公共安全行業標準《GA499.1 – 2010 氣溶膠滅火系統第1部分: 熱氣溶膠滅火裝置》，氣溶膠滅火裝置按不同的標準可分為：
一) 按滅火裝置安裝方式可分為；
a）落地式滅火裝置；
b) 懸掛式滅火裝置。
二）按滅火裝置噴口溫度高低可分為：
a）限溫性滅火裝置；
b）非限溫性滅火裝置。
三）按滅火裝置產生熱氣溶膠滅火劑的種類可分為：
a）S型氣溶膠滅火裝置；
b）K型氣溶膠滅火裝置。
型號編制方法如下：
適用範圍
電氣火災
通信機房、通信基站、電子計算機房等；
含有精密儀器設備場所的電器火災變配電室、發電機房、電纜夾層、電纜井、電纜溝等場所的電器火災
固體表面火災
使用或儲存可燃固體物質場所的可燃固體物質表面火災
液體火災
生產、使用或儲存柴油（-35號柴油除外）、重油、變壓器油、動植物油等各種丙類可燃液體場所的液體火災；
滅火前能切斷氣源的氣體火災。
S型氣溶氣溶膠滅火裝置不能用於撲救下列物質的火災：
①無空氣仍能氧化的物質，如硝酸纖維，火藥等；活潑金屬，如鉀，鈉，鎂，鈦等； 能自行分解的化合物，如某些過氧化物，聯氨等。 金屬氫化物，如氟化鉀，氫化鈉等。能自然的物質，如磷等。強氧化劑，如氧化氮，氟等。
②可燃固體物質的深位火。
③人員密集場所火災，如影劇院、禮堂等。
④有爆炸危險的場所火災，如有爆炸粉塵的工房等。
⑤超潔淨環境，如製藥車間、蕊片加工場所、醫療間等。
滅火原理
燃燒進行的四要素：可燃物、氧化劑、溫度及未受抑制的鏈式反應。滅火氣體的滅火機理皆是消除燃燒四要素中的一個或幾個。
S型氣溶膠滅火裝置中的固態滅火劑通過電啟動，其自身發生氧化還原反應形成大量凝集型滅火氣溶膠，其成分主要是N2、少量CO2、金屬鹽固體微粒等。
S型滅火氣溶膠滅火機理如下：
吸熱降溫滅火機理
金屬鹽微粒在高溫下吸收大量的熱，發生熱熔、氣化等物理吸熱過程，火焰溫度被降低，進而輻射到可燃燒物燃燒面用於氣化可燃物分子和將已氣化的可燃燒分子裂解成自由基的熱量就會減少，燃燒反應速度得到一定抑制。
滅火機理。
a、氣相化學抑制: 在熱作用下，滅火氣溶膠中分解的氣化金屬離子或失去電子的陽離子可以與燃燒中的活性基團發生親和反應，反覆大量消耗活性基團，減少燃燒自由基。
b、固相化學抑制: 滅火氣溶膠中的微粒粒徑很小（10-9～10-6m)，具有很大的表面積和表面能，可吸附燃燒中的活性基團，並發生化學作用，大量消耗活性基團，減少燃燒自由基。
c、降低氧濃度:滅火氣溶膠中的N2、CO2可降低燃燒中氧濃度，但其速度是緩慢的，滅火作用遠遠小於吸熱降溫、化學抑制。
特性
對人體無傷害性、滅火效能高、滅火器用量少、節省重量及空間、環境友好、安裝簡便、維護費用極低、節約成本。
相關參數
技術參數
● 適用溫度範圍：-20℃～55℃
● 滅火時間：噴射結束後30S內
● 噴射時間：≤120S 噴射滯後時間：≤5S
● 啟動電流：1A 啟動電壓：DC24V
● 最小啟動電流： 500mA 5ms
● 最大安全電流： 250mA 5min
● 多台聯動方式： 串聯方式
● 藥劑儲存有效期： 6年~7年
設計參數
●W=C2*KV*V
●W——滅火劑設計用量（kg）
●C2——滅火設計密度（kg/m3）
○ 通訊機房和電子計算機房等場所的電氣設備或早，C2­≥130g/ m3。
○ 電纜隧道（夾層、井）及自備發電機房火災，C2­≥140g/ m3。
●V——防護區淨容積（m3）
●KV——容積修正係數。
V<500 m3, KV=1.0；500<V<1000 m3, KV=1.1；V≥1000m3, KV=1.2。
行業套用
①冶金行業，涉及眾多大型、特大型企業，有寶鋼、首鋼、鞍鋼、攀鋼、武鋼、馬鋼等企業，其內部存在大量需氣體進行火災防護的場所。
S型氣溶膠滅火裝置可套用於：
1、主控制系統--主控制室、中央控制室、主電室、通信中心（含交換機室、總配線室、電力室等的程控電站）、主操作室等；
2、變配電系統（變電所）--配電室、油浸電容器室、油浸變壓器室 、油浸電抗器室、蓄電池室等；
3、供油系統--液壓站、潤滑油庫、軋制油系統、集中供油、系統、儲油間、油管廊等；
4、計算機室--計算（信息）中心、區域管理計算站及各主要生產車間的計算機室的計算機主機房、硬軟體開發維護室、不間斷電源室、緩衝室、紙庫、光或磁記錄材料庫等
5、柴油發電機房
6、電纜豎井（隧道、夾層）
7、雷射焊機室、檔案資料室等性質重要或有貴重物品的其它房間。
②電力行業，主要集中在國家電網、南方電網、華能集團、華電集團、大唐集團、國電集團、中電投集團這七大公司。
S型氣溶膠滅火裝置可用於：
1、控制系統--單元、集中控制室（樓）、電氣控制樓（主控制樓、網路控制樓）等；
2、微波、通信系統--交換機室、程控電話站、通信中心機房等；
3、變配電系統--配電室、油浸電容器室、油浸變壓器室 、油浸電抗器室、蓄電池室等；
4、計算機房；
5、柴油發電機室；
6、電子設備間；
7、電纜溝（夾層、隧道）等。
③通訊行業，主要集中在中國移動、中國聯通、中國電信、中國網通此四個集團公司。
S型氣溶膠滅火裝置可用於：
1、機房
2、基站
3、變配電室
4、計算機房
5、有源節點室
④石油化工企業，主要集中在中國石油、中國石化、中國化工、中海油等公司。
S型氣溶膠滅火裝置可用於：
1、控制系統--單元、集中控制室（樓）、電氣控制樓（主控制樓、網路控制樓）等；
2、變配電系統--配電室、油浸電容器室、油浸變壓器室 、油浸電抗器室、蓄電池室等；
3、低壓配電櫃；
4、電纜溝（夾層、隧道）。
⑤鐵路系統，就是鐵道部，其下面存在著18家具有獨立法人資格的鐵路局（公司）。
S型氣溶膠滅火裝置可套用於：
1、鐵路信號房（樓）；
2、鐵路機車；
3、鐵路沿線變電所；
4、空調發電車；
⑥ 普通的民用建築
S型氣溶膠滅火裝置可套用於：
1、高（低）壓配電室；
2、檔案室；
3、電子計算機房；
4、柴油發電機房。
5、電纜井等
滅火案例
長沙市國際電子大廈起火：
西安堅瑞化工有限責任公司生產的DKL自動滅火裝置在長沙市國際電子大廈2004年5月29日中午13時由於電源線老化引起的短路事故中，及時有效啟動，避免了一起火災事故的發生，有效的保護了基站內部的各種電器設備。事故發生後對傳輸、電源、空調及主設備等均未造成影響。在更換電源線後，5月29日16時30分所有設備恢復正常工作。
工程環境簡介：移動通訊基站，站內有交換機、電源櫃、空調等設備，控制器JB-QB-JR01
噴放過程：5月29日中午1：00左右鐘移動公司人員接到該基站故障申報，於1：25分進入該基站發現機房內冒煙，溫度極高，DKL滅火裝置已經啟動，正在噴灑滅火劑。
世界地位
在氣溶膠的推廣使用上，中國已在世界領先。在國家標準的編制方面，目前除中國外，只有澳大利亞和俄羅斯頒布了氣溶膠國家標準。而美國、歐洲標準化協會、國際標準化組織等國家和國際組織的標準還正在編制中。具體情況見下表：（截止至2005年底）
國際標準化組織ISO ： 凝聚型和分散型氣溶膠滅火系統船用氣溶膠滅火系統；
國際海事組織IMO，等同於SOLAS74所列用於設備間的氣溶膠滅火系統；
美國消防協會NFPA：氣溶膠滅火系統；
歐洲標準化委員會CEN：
①凝聚型氣溶膠滅火系統第一部分：凝聚型氣溶膠滅火系統部件要求。
②凝聚型氣溶膠滅火系統第二部分：凝聚型氣溶膠滅火系統設計，安裝與維護。
無論從技術開創性，市場使用量，還是從行業標準的指導性來看，我們已領先於其他國家。我國消防產品的研發，往往是落後於國外，但在氣溶膠技術方面，中國已經處於世界領先位置。
我國某廠家的S型氣溶膠滅火裝置已經成功的在東南亞、歐洲、中東、美國等國家銷售，填補了我國滅火產品在走出國門的空白。
發展前景
雖然我國的氣溶膠技術發展歷史最早，技術已經成熟，且達到世界領先水平，但作為一種新型的滅火產品，國家相關規範正處於不斷完善階段，目前有GB 50370-2005 《氣體滅火系統設計規範》、GA 499.1-2010《熱氣溶膠滅火裝置》、GB50263-2007 《氣體滅火系統施工及驗收規範等三部國家標準。
最新頒布的公安部行業標準GA 499.1-2010《熱氣溶膠滅火裝置》對GA499.1-2004標準作了更加科學的修訂，將熱氣溶膠以性能指標為標準劃分為S型和K型兩種，克服了GA499.1-2004由於化學組分劃分帶來的品種繁多、套用推廣不便以及管理成本高帶來的不便； 產品分類增加了非限溫型滅火裝置。根據使用場所的需求，該類型滅火裝置可以降低冷卻劑的使用，減少裝置自身質量，滅火效果也有一定的提高；對氣溶膠滅火劑發生劑最大充裝質量進行了限制；對氣溶膠滅火劑發生劑和熱氣溶膠滅火劑的技術要求進行調整；從產品的儲存性能、安全性能、腐蝕性能等方面對2004版標準作了修訂和補充；從環保要求方面，對冷卻劑和冷卻裝置的材料提出了符合國家環保要求的規定。
該行業標準的發布與實施，對規範熱氣溶膠滅火裝置生產和檢驗、推動其技術創新發展具有重要意義，也標誌著我國的氣溶膠技術更加成熟。
近年來，我國消防產業發展迅猛,2004年消防產品的銷售額約250億元，2008年銷售額達到了約460億元，近五年平均年銷售增長率達到了17%。消防產品市場主要分為自動滅火系統、報警設備、建築防火、消防裝備四大類，自動滅火系統市場規模約占全部消防產品市場的20%。自動滅火系統產品主要分為氣體滅火系統、水噴淋滅火系統、泡沫滅火系統、乾粉滅火系統四大類。其中氣體滅火系統占50%、水噴淋滅火系統占25%、泡沫滅火系統占15%、乾粉滅火系統占10%。而在氣體滅火系統中，主要有IG541、七氟丙烷、氣溶膠三大類。2006年、2007年及2008年，氣溶膠滅火產品在氣體滅火行業中的市場份額分別為4.38%、4.99%、3.42%,其中S型氣溶膠產品占氣體滅火行業中的市場份額分別為1.17%、1.75%、1.80%。S型氣溶膠滅火產品市場占有率呈逐漸上升趨勢。
我國《消防法》明確規定:“國家鼓勵、支持消防科學研究和技術創新,推廣使用先進的消防和應急救援技術、設備。”目前,三大氣體滅火系統中,IG-541是美國安素公司的專利產品、七氟丙烷是美國大湖公司的專利產品、只有S 型氣溶膠是堅瑞消防獨立研發並擁有自主智慧財產權的專利產品。因此,隨著國家對S 型氣溶膠滅火技術的重點鼓勵和支持，S型氣溶膠的市場呈現逐年增長的態勢。
傳統的三大氣體滅火系統基本上屬於全淹沒式滅火方式，在我國科研人員的開發下，已研發出了一種可以局部滅火的氣溶膠滅火器，針對汽車、廚房、家用等場所滅火，因氣溶膠屬於非儲壓式儲存，從而大大減小了滅火的體積和重量，這種突破進一步體現了我國氣溶膠技術在全球的領先地位。
手持式氣溶膠滅火器
手持式氣溶膠滅火器參考文獻
1. GB 50370-2005 《氣體滅火系統設計規範》；
2. GB50263-2007 《氣體滅火系統施工及驗收規範》；
3. DB61/368-2005 《熱氣溶膠自動滅火系統設計、施工及技術規範》；
4. GA499.1-2010 《熱氣溶膠滅火裝置》；
5. 《氣溶膠滅火技術》, 郭鴻寶，化學工業出版社，2005年。
