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低氧防火系统简介

       我国消防工作的指导方针是“预防为主,防消结合”。防止火灾的发生胜过火灾发生后再扑救,因此加大对防火系统的研究和开发具有重大意义以及社会经济效益。低氧通风系统(HAV)是近年来国外兴起的一种通过空气调节实现的新型防火技术。它通过控制空气中氮气和氧气的相对浓度创造一种防火但可呼吸的环境,这样人可以在该环境中安全地活动,但其中的任何物体都不会燃烧。它也能控制房间里的温度和湿度,为货物的储存或人员的舒适提供一个理想的环境。
       低氧通风系统主要设备为一个低氧发生器,该发生器可安装在被保护空间内或附近的房间。 该发生器预先混合好低氧空气,低氧空气通过管道或直接注入到保护空间内,将该空间内的氧气浓度控制在设定浓度范围内。该系统是在发生器产生低氧空气,然后注入到保护空间内,而不是将纯惰性气体注入到保护空间内再混合,从而提高了安全性。
       该技术不象传统的气体灭火系统那样需要管道和喷头,也不需要火灾探测器和触发装置。系统即使被关闭了,其防火特性也能保持数小时。

氧气浓度水平
       低氧空气为正常空气经过成分改变后形成的。一般情况下,仅5%~6%的氧气从空气中清除,不用添加任何其他成分。
氧气浓度
              图一 氧气浓度变化示意图
       通过低氧通风系统形成的环境有足够的氧气让人正常呼吸,但不足以点燃一般的材料。对于人体来说,低氧环境就象居住在高海拔或坐在飞机机舱内。人体呼吸系统在氧气浓度15%~21%之间几乎不受影响。低氧空气对人体健康有利,可用于改进呼吸。瑞士的低氧医疗学院临床研究试验室关于间歇性低氧疗法的报告表明,大多数人在低氧条件下,健康得到改善。实际上,很多世界级的运动员采用低氧训练方法来提高成绩。
       但是,患有疾病而不能生活在高海拔的人不应该进入低氧环境。对于将在该环境中工作的人的健康状况应预先进行评估,而且应该避免长时间停留在低氧环境中。

系统结构
       低氧防火系统主要由空气压缩机、低氧发生器、氧气传感器、控制器以及相关报警指示设备组成。控制器根据设置在保护空间内的氧气传感器反馈的氧气浓度信号,控制空压机和低氧发生器的启动和停止,将低氧空气注入到保护空间内,从而实现将氧气浓度精确控制在设定的范围内。如果氧气浓度超出了设定范围,系统将发出声光报警信号。
系统结构
                      图二 低氧防火系统结构示意图
       系统可对单个房间进行保护,也可同时保护多个房间。

系统应用
       此前除了惰性气体防火系统外,没有一种传统系统能可靠防止火灾的发生。但一般用于防火的惰性气体含有高浓度的氮气,因为其健康风险,人进入被保护空间时需要戴呼吸器,且系统造价高,因此未普遍采用。
      低氧通风系统提供了一个既防火又对人体无害的安全环境,可应用于电信、数据中心、电力、核电、石化、采矿、航空和军事等安全要求高的领域。
      另一个典型的应用场合是博物馆。过去,博物馆不太愿意安装灭火系统,因为安装的管道和喷头等造成不美观,而且灭火之前就已经造成很大损失了。灭火药剂喷放完毕后无法抑制复燃。系统也可能误报误喷,从而需要重新充装灭火药剂。尽管如此,由于没有更好的选择,只能选择气体灭火系统来保护珍贵的文物和艺术品。自从低氧防火系统出现后,博物馆发现了该系统的诸多好处,除了防止火灾,低氧空气还能防止文物的腐化,延长保存时间。不象气体灭火系统喷放后需要充装,低氧防火系统的低氧发生器能连续不断地产生低氧空气,无需充装。
应用案例
图三 位于华盛顿的美国历史博物馆采用低氧防火系统保护美国第一面国旗
应用案例
图四 挪威奥斯陆文化历史博物馆采用低氧防火系统

标准制订
      低氧防火系统还是一项新技术,目前其应用主要在欧洲,设备制造厂商也集中在欧洲。2009年5月,位于挪威的工程设计咨询公司COWI AS发起成立了SAIPHS(The Summit Air Institute for Preservation, Health and Safety 用于保存、健康及安全的低氧空气协会),其成员为设备制造商,咨询公司,用户及其他利益相关者。SAIPHS致力于低氧技术的交流推广,并与英国标准学会BSI合作在2011年推出了BSI PAS 95:2011《低氧防火系统规格》,作为低氧防火系统的应用指南。

欲与SAIPHS成员合作者可与本站联系。

 

 

 

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