气体灭火系统对比
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数据机房常用气体灭火系统设计 方案对比
2017.3
目录
1、项目概况
2、性能比较
3、经济比较 4、结论
PART 1
项目概况
项目概况
厦门新国际机场数据中心位于北办公楼二层
西侧，总面积约4200㎡；一层设置数据中心 配套柴油发电机房、入口大厅、电信接入间， 共约1370 ㎡ 。二层数据中心划分为两个区
0
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0.4
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1.32
人们过多的关注。 IG-541灭火剂由氮气、氩气和少量二 氧化碳气体组成，受热不会发生分解，灭
31
0
267
wenku.baidu.com
火剂来源于大气，对环境没有任何影响，
属“绿色”环保产品。但在火场高温情况
综合评价
好
最好
相对差
下，氮气组份会参与化学反应，产生NO、 NO2等有害物质。
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
IG541气体灭火系统
IG541气体是由52%氮气、40%氩气和8%二氧 化碳组成。 其对臭氧层破坏为零，对地球 温室效应值为零，在大气中 的寿命为零， 可用于有人场所时进行喷放，是一种绿色环 保型灭火气体，可用于替代哈龙1211、1301 灭火系统较为 理想的环保型灭火设备。 灭火机理：以物理灭火方式在60秒内将所有 灭火剂喷放到防护区，释放后靠把防护区中 的氧气浓度降低到不能支持燃烧从而扑灭火 灾。一般将氧气浓度由21%降低到12.5%即 可 IG541适用于：新建、改建、扩建工程、通 信机房、发配电房、 计算机房、织物仓库、 图书馆、档案室、银行数据中心、 金库、 工矿企业的造漆、喷漆等处所的灭火。
系统。
当今，国际上已开发出化学合成类及惰性气体类等多种替代哈龙的气体 灭火剂。其中七氟丙烷、三氟甲烷及IG541混合气体灭火剂在我国哈龙替代 气体灭火系统中应用较广，且已应用多年，有较好的效果，积累了一定的经
验。 故这次仅对七氟丙烷气体灭火系统，三氟甲烷气体灭火系统，IG-541
气体灭火系统作比较。
性能指标 ODP值 ( 对大气臭氧层耗损潜能 值) GWP值 ( 温室效应值) ALT值 (灭火剂在大气中的存活寿 命) 七氟丙烷 IG-541 七氟丙烷、三氟甲烷虽然ODP值为0，
三氟甲烷
但GWP值较高、大气存活寿命也比较长， 有一定温室效应影响，而且与二氧化碳一 起被京都会议决议《气候变化框架公约》 （D.C.M）纳入受控范畴，但由于其灭火剂 用量很少，整体环境影响不大，没有引起
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
PART 2
性能比较
灭火效果
灭火效果应从灭火浓度、灭火剂用量、灭火速度三个方面进行衡量。 表1 灭火效果对比
性能指标
常压下沸点（℃） 灭火机理 喷射时间（s） A类危险物、表 面火 n-庚烷 设计灭火浓度范围 灭火剂用量 灭火速度 综合评价
七氟丙烷
-16.4 物理方式部分化学方式 10 5.8% 6.6%
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
气体灭火系统简介
气体灭火系统是传统的四大固定式灭火系统（水、气体、泡沫、干粉）之一，
应用广泛。近年来，为保护大气臭氧层，维护人类生态环境，签定了《蒙特
利尔公约协定书》，最传统，最常用的哈龙气体灭火系遭到了禁用。现阶段， 用于通信机房可选择的是有七氟丙烷气体灭火系统， 三氟甲烷气体灭火系 统，IG-541气体灭火系统，二氧化碳灭火系统。 由于二氧化碳有窒息作用，使得喷射的同时，往往对停留在保护区域中 保的人员造成严重损害，甚至死亡，还会生产巨大的温室效应，所以“以人 为本”及环保的角度从发，现在新建的通信机房都不推荐使用二氧化碳灭火
域：数据机房模块区域及配电用房区域共约
2830 ㎡ 。 柴油发电机：3+1备份，置于一层南侧。 空调室外设备：置于首层西侧空地或屋 面。 主要技术指标：
机柜数268架：一期177架，二期预留48架，离港机房43架；标准机柜位置337架（含列头
柜）。 IT设备配电功率：按268架机柜，6kW/机柜设计，IT设备功率总计1608kW。
三氟甲烷
666（560元/kg） 12 6.8 26.7 2.0 28.7
中
400 m3 39 17.6 28.3 1.5 29.8
高
542 10 6 21.0 2.0 23.0
低
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
市场占有率
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
PART 4
结论
综上所诉,建议数据机房采用七氟丙烷气体灭火系统
8～10% 0.634～0.81(kg/m3) 快
IG-541
-320
三氟甲烷
－82.1
物理方式 (降低氧浓 物理方式(降低氧浓 度、冷却) 度) 60 28.1% 29.1%
36.5～43.9% 0.47~0.56m3/m3 慢
10 15% 12% 15.6%～19.5% 0.542～ 0.711(kg/m3) 最快 最好
IG-541储瓶数量多，储瓶间面积占用面积大；七氟丙烷储瓶数量少，储瓶间面
积占用面积少。储瓶间每平方米造价在5000～20000元之间。以下表5按10000元/㎡ 计算。不同类型的保护对象，气体灭火系统工程造价亦不同，1000m3的通信、计算 机房为例进行造价比较。
表5 系统造价对比
造价指标 灭火剂用量（kg） 储存钢瓶数（个） 储瓶间面积（㎡） 设备造价（万元） 数据来自厂家，不同厂家有些微 差距，需要根据图纸深化 管网造价（万元） 工程投资（万元） 投资评价 七氟丙烷 IG-541
灭火浓度
好
相对差
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
环保性能
国际上衡量环保性的主要指标是对大气臭氧层耗损潜能值（ODP）、温 室效应值（GWP）、灭火剂在大气中的存活寿命（ALT）。从保护臭氧层的 角度考虑，首先要求所使用的灭火剂ODP值小于0.05或为0，其次要求GWP和 ALT值越小越好。 表2 环保性能对比
左边图片：有管网灭 火系统 右边图片：无管网灭 火系统
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
三氟甲烷气体灭火系统
三氟甲烷分子式CHF3 ，是一种无色、微味、低毒、不导电的气体，密度大 约是空气的密度的2.4倍，在一定压力下呈液态，不含溴和氯，对大气臭氧 层无破坏作用。不含溴和氯，对大气臭氧层无破坏作用。灭火速度快于二氧 化碳和IG541 三氟甲烷在火灾时产生的氟化氢要比七氟丙烷产生的少，对人的刺激小，如 果在规定的10S内系统能够喷放完毕，几乎闻不到刺激性气味
表3 对保护对象的破坏性
性能指标 酸性分解物（ppm） 残留物 其他影响 综合评价 七氟丙烷 1000～3000 0 轻微冷激 好 IG-541 0 0 存在高压气流冲 击的危险性 相对差 最好 三氟甲烷 30 0 轻微冷激
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
人员安全性对比
能否引起人员窒息主要决定于灭火浓度、二氧化碳浓度和氧浓度，灭 火浓度越高，灭火剂释放后，防护区内氧浓度越低（低于12%时），越容易 发生人员缺氧，二氧化碳浓度过高（超过5%时）会影响人的正常呼吸，产 生危险，二氧化碳浓度超过20%，会很快引起中毒反应，造成缺氧窒息。药 剂毒性来源于药剂本身的毒性和分解物的毒性。影响逃生主要体现在成雾 程度，降低防护区的能见度。
表4 人员安全性对比
灭火系统性能指标 NOAEL（%） LOAEL（%） LC50（%） ALC（%） 毒性 综合评价 七氟丙烷 9 10.5 >80 >80 低毒 相对差 IG-541 43 52 62 >62 无毒 好 三氟甲烷 50 >50 >65 >65 微毒 最好
注: NOAEL—是指对生理影响无不 良反应的最高浓度。 LOAEL—是指对生理影响产生 不良反应的最低浓度。 LC50—是指鼠群在暴露4小时 过程中半数死亡的灭火剂浓 度。 ALC—是指鼠群在暴露4小时 过程中近似死亡的大约浓度。
THANK YOU !
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
七氟丙烷气体灭火系统
七氟丙烷气体灭火系统装置设计先进、性能可靠，操作简单，环保良好等特 点。七氟丙烷气体不含有氯或溴，对大气臭氧层无破坏作用, 目前被采用 来 替换对环境危害的1301和1211来作为灭火剂的原料，其灭 火效率高并无毒 适用于有工作人员常驻的保护区。 灭火机理：七氟丙烷降低防护区氧含量，减缓可燃物燃烧，灭火剂在汽化过 程能迅速冷却火焰的温度。上述两种物理层面上的作用可以有效的消除热能。 同时灭火剂汽化产生的CF3及CF2的化学离子与可燃物分解的可燃烧基团 （OH自由基）反应，生成不可燃烧的物质,中断燃烧的链式反应，这属于化 学层面上的作用。由于HFC-227ea的物理和化学作用灭火，所以灭火效率高， 灭火时间短最多10秒。
对保护对象的破坏性
通信机房、计算机房所采用的都是精密设备，通导性和清洁性都要求非 常高，灭火剂在火场高温下所产生的分解物以及高压气流的冲击和液化气 体挥发引起的“结露”、“冷激”、“冷淬”现象，对保护对象的金属表 面、电路板、芯片等会产生不同程度的损害，在保护精密设备和珍贵财物 时应特别关注。
三氟甲烷、七氟丙烷灭火剂均属于含氟化合 物，明焰下受热分解产生氢氟酸（HF），对 保护对象的金属、玻璃表面会产生腐蚀，生 成氢氟酸的多少与药剂本身、火灾的大小、 灭火时间长短有关。 IG-541灭火剂均为惰性气体，受热不会发生 反应，但减压孔板和管网设计应严格采用经 国家有关部门审核的计算软件进行并采用径 向或挡板喷头，否则将产生高压气流的冲击， 对保护对象形成威胁。在目前计算软件为国 外垄断的情况下，不宜盲目凭主观想象设计 推广。
注：七氟丙烷、三氟甲烷药剂本身毒性不大，但其产生的氢氟酸分解物有一定的毒性，有强烈的辛辣气味，刺 激人的呼吸和眼睛，比较而言，三氟甲烷药剂毒性远低于七氟丙烷，产生的氢氟酸量也小于七氟丙烷，对人员 的安全性较高。
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
PART 3
经济比较
系统造价
气体灭火系统工程造价包括含灭火剂用量、设备造价、管网造价、储瓶间占用 面积等四大部分，衡量一个系统的造价应综合考虑。
2017.3
目录
1、项目概况
2、性能比较
3、经济比较 4、结论
PART 1
项目概况
项目概况
厦门新国际机场数据中心位于北办公楼二层
西侧，总面积约4200㎡；一层设置数据中心 配套柴油发电机房、入口大厅、电信接入间， 共约1370 ㎡ 。二层数据中心划分为两个区
0
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0.4
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1.32
人们过多的关注。 IG-541灭火剂由氮气、氩气和少量二 氧化碳气体组成，受热不会发生分解，灭
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wenku.baidu.com
火剂来源于大气，对环境没有任何影响，
属“绿色”环保产品。但在火场高温情况
综合评价
好
最好
相对差
下，氮气组份会参与化学反应，产生NO、 NO2等有害物质。
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
IG541气体灭火系统
IG541气体是由52%氮气、40%氩气和8%二氧 化碳组成。 其对臭氧层破坏为零，对地球 温室效应值为零，在大气中 的寿命为零， 可用于有人场所时进行喷放，是一种绿色环 保型灭火气体，可用于替代哈龙1211、1301 灭火系统较为 理想的环保型灭火设备。 灭火机理：以物理灭火方式在60秒内将所有 灭火剂喷放到防护区，释放后靠把防护区中 的氧气浓度降低到不能支持燃烧从而扑灭火 灾。一般将氧气浓度由21%降低到12.5%即 可 IG541适用于：新建、改建、扩建工程、通 信机房、发配电房、 计算机房、织物仓库、 图书馆、档案室、银行数据中心、 金库、 工矿企业的造漆、喷漆等处所的灭火。
系统。
当今，国际上已开发出化学合成类及惰性气体类等多种替代哈龙的气体 灭火剂。其中七氟丙烷、三氟甲烷及IG541混合气体灭火剂在我国哈龙替代 气体灭火系统中应用较广，且已应用多年，有较好的效果，积累了一定的经
验。 故这次仅对七氟丙烷气体灭火系统，三氟甲烷气体灭火系统，IG-541
气体灭火系统作比较。
性能指标 ODP值 ( 对大气臭氧层耗损潜能 值) GWP值 ( 温室效应值) ALT值 (灭火剂在大气中的存活寿 命) 七氟丙烷 IG-541 七氟丙烷、三氟甲烷虽然ODP值为0，
三氟甲烷
但GWP值较高、大气存活寿命也比较长， 有一定温室效应影响，而且与二氧化碳一 起被京都会议决议《气候变化框架公约》 （D.C.M）纳入受控范畴，但由于其灭火剂 用量很少，整体环境影响不大，没有引起
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
PART 2
性能比较
灭火效果
灭火效果应从灭火浓度、灭火剂用量、灭火速度三个方面进行衡量。 表1 灭火效果对比
性能指标
常压下沸点（℃） 灭火机理 喷射时间（s） A类危险物、表 面火 n-庚烷 设计灭火浓度范围 灭火剂用量 灭火速度 综合评价
七氟丙烷
-16.4 物理方式部分化学方式 10 5.8% 6.6%
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
气体灭火系统简介
气体灭火系统是传统的四大固定式灭火系统（水、气体、泡沫、干粉）之一，
应用广泛。近年来，为保护大气臭氧层，维护人类生态环境，签定了《蒙特
利尔公约协定书》，最传统，最常用的哈龙气体灭火系遭到了禁用。现阶段， 用于通信机房可选择的是有七氟丙烷气体灭火系统， 三氟甲烷气体灭火系 统，IG-541气体灭火系统，二氧化碳灭火系统。 由于二氧化碳有窒息作用，使得喷射的同时，往往对停留在保护区域中 保的人员造成严重损害，甚至死亡，还会生产巨大的温室效应，所以“以人 为本”及环保的角度从发，现在新建的通信机房都不推荐使用二氧化碳灭火
域：数据机房模块区域及配电用房区域共约
2830 ㎡ 。 柴油发电机：3+1备份，置于一层南侧。 空调室外设备：置于首层西侧空地或屋 面。 主要技术指标：
机柜数268架：一期177架，二期预留48架，离港机房43架；标准机柜位置337架（含列头
柜）。 IT设备配电功率：按268架机柜，6kW/机柜设计，IT设备功率总计1608kW。
三氟甲烷
666（560元/kg） 12 6.8 26.7 2.0 28.7
中
400 m3 39 17.6 28.3 1.5 29.8
高
542 10 6 21.0 2.0 23.0
低
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
市场占有率
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
PART 4
结论
综上所诉,建议数据机房采用七氟丙烷气体灭火系统
8～10% 0.634～0.81(kg/m3) 快
IG-541
-320
三氟甲烷
－82.1
物理方式 (降低氧浓 物理方式(降低氧浓 度、冷却) 度) 60 28.1% 29.1%
36.5～43.9% 0.47~0.56m3/m3 慢
10 15% 12% 15.6%～19.5% 0.542～ 0.711(kg/m3) 最快 最好
IG-541储瓶数量多，储瓶间面积占用面积大；七氟丙烷储瓶数量少，储瓶间面
积占用面积少。储瓶间每平方米造价在5000～20000元之间。以下表5按10000元/㎡ 计算。不同类型的保护对象，气体灭火系统工程造价亦不同，1000m3的通信、计算 机房为例进行造价比较。
表5 系统造价对比
造价指标 灭火剂用量（kg） 储存钢瓶数（个） 储瓶间面积（㎡） 设备造价（万元） 数据来自厂家，不同厂家有些微 差距，需要根据图纸深化 管网造价（万元） 工程投资（万元） 投资评价 七氟丙烷 IG-541
灭火浓度
好
相对差
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
环保性能
国际上衡量环保性的主要指标是对大气臭氧层耗损潜能值（ODP）、温 室效应值（GWP）、灭火剂在大气中的存活寿命（ALT）。从保护臭氧层的 角度考虑，首先要求所使用的灭火剂ODP值小于0.05或为0，其次要求GWP和 ALT值越小越好。 表2 环保性能对比
左边图片：有管网灭 火系统 右边图片：无管网灭 火系统
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
三氟甲烷气体灭火系统
三氟甲烷分子式CHF3 ，是一种无色、微味、低毒、不导电的气体，密度大 约是空气的密度的2.4倍，在一定压力下呈液态，不含溴和氯，对大气臭氧 层无破坏作用。不含溴和氯，对大气臭氧层无破坏作用。灭火速度快于二氧 化碳和IG541 三氟甲烷在火灾时产生的氟化氢要比七氟丙烷产生的少，对人的刺激小，如 果在规定的10S内系统能够喷放完毕，几乎闻不到刺激性气味
表3 对保护对象的破坏性
性能指标 酸性分解物（ppm） 残留物 其他影响 综合评价 七氟丙烷 1000～3000 0 轻微冷激 好 IG-541 0 0 存在高压气流冲 击的危险性 相对差 最好 三氟甲烷 30 0 轻微冷激
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
人员安全性对比
能否引起人员窒息主要决定于灭火浓度、二氧化碳浓度和氧浓度，灭 火浓度越高，灭火剂释放后，防护区内氧浓度越低（低于12%时），越容易 发生人员缺氧，二氧化碳浓度过高（超过5%时）会影响人的正常呼吸，产 生危险，二氧化碳浓度超过20%，会很快引起中毒反应，造成缺氧窒息。药 剂毒性来源于药剂本身的毒性和分解物的毒性。影响逃生主要体现在成雾 程度，降低防护区的能见度。
表4 人员安全性对比
灭火系统性能指标 NOAEL（%） LOAEL（%） LC50（%） ALC（%） 毒性 综合评价 七氟丙烷 9 10.5 >80 >80 低毒 相对差 IG-541 43 52 62 >62 无毒 好 三氟甲烷 50 >50 >65 >65 微毒 最好
注: NOAEL—是指对生理影响无不 良反应的最高浓度。 LOAEL—是指对生理影响产生 不良反应的最低浓度。 LC50—是指鼠群在暴露4小时 过程中半数死亡的灭火剂浓 度。 ALC—是指鼠群在暴露4小时 过程中近似死亡的大约浓度。
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七氟丙烷气体灭火系统
七氟丙烷气体灭火系统装置设计先进、性能可靠，操作简单，环保良好等特 点。七氟丙烷气体不含有氯或溴，对大气臭氧层无破坏作用, 目前被采用 来 替换对环境危害的1301和1211来作为灭火剂的原料，其灭 火效率高并无毒 适用于有工作人员常驻的保护区。 灭火机理：七氟丙烷降低防护区氧含量，减缓可燃物燃烧，灭火剂在汽化过 程能迅速冷却火焰的温度。上述两种物理层面上的作用可以有效的消除热能。 同时灭火剂汽化产生的CF3及CF2的化学离子与可燃物分解的可燃烧基团 （OH自由基）反应，生成不可燃烧的物质,中断燃烧的链式反应，这属于化 学层面上的作用。由于HFC-227ea的物理和化学作用灭火，所以灭火效率高， 灭火时间短最多10秒。
对保护对象的破坏性
通信机房、计算机房所采用的都是精密设备，通导性和清洁性都要求非 常高，灭火剂在火场高温下所产生的分解物以及高压气流的冲击和液化气 体挥发引起的“结露”、“冷激”、“冷淬”现象，对保护对象的金属表 面、电路板、芯片等会产生不同程度的损害，在保护精密设备和珍贵财物 时应特别关注。
三氟甲烷、七氟丙烷灭火剂均属于含氟化合 物，明焰下受热分解产生氢氟酸（HF），对 保护对象的金属、玻璃表面会产生腐蚀，生 成氢氟酸的多少与药剂本身、火灾的大小、 灭火时间长短有关。 IG-541灭火剂均为惰性气体，受热不会发生 反应，但减压孔板和管网设计应严格采用经 国家有关部门审核的计算软件进行并采用径 向或挡板喷头，否则将产生高压气流的冲击， 对保护对象形成威胁。在目前计算软件为国 外垄断的情况下，不宜盲目凭主观想象设计 推广。
注：七氟丙烷、三氟甲烷药剂本身毒性不大，但其产生的氢氟酸分解物有一定的毒性，有强烈的辛辣气味，刺 激人的呼吸和眼睛，比较而言，三氟甲烷药剂毒性远低于七氟丙烷，产生的氢氟酸量也小于七氟丙烷，对人员 的安全性较高。
厦门新机场数据机房气体灭火系统比较
PART 3
经济比较
系统造价
气体灭火系统工程造价包括含灭火剂用量、设备造价、管网造价、储瓶间占用 面积等四大部分，衡量一个系统的造价应综合考虑。