配電房作為電力系統中的關鍵組成部分，承擔著電能的分配和轉換功能，其設備的安全穩定運行對整個電力系統的正常運行具有重要意義。由于配電房內部安裝有大量電氣設備，這些設備易因短路、過載、設備老化等原因引發火災，一旦發生火災，不僅可能導致設備的損壞和供電中斷，還可能引發嚴重的安全事故。因此，配電房的火災防護尤為重要，氣體滅火系統由于其清潔、高效且對電氣設備損害小的特點，廣泛應用于配電房火災滅火中。本文圍繞配電房氣體滅火系統設計中的濃度要求展開討論，旨在為配電房火災防控設計提供理論參考和技術支持。

一、氣體滅火系統的工作原理及優點

氣體滅火系統主要利用特定滅火氣體在一定濃度下，通過降低燃燒區的氧氣濃度、吸收燃燒產生的熱量或化學干擾燃燒鏈反應，從而達到迅速撲滅火源的目的。常見的氣體滅火劑包括二氧化碳、哈龍替代品（如七氟丙烷、IG-541混合氣體等）、氮氣等。其優點主要體現在以下幾個方面：

1. 迅速滅火：氣體滅火劑能夠迅速擴散至整個防護區，及時撲滅火源，減少火災損失。

2. 對設備無腐蝕性：氣體滅火劑為清潔氣體，不會留有殘余物，對配電房內的電氣設備無腐蝕和損害。

3. 無二次污染：滅火后無需清理殘留，減少二次維護工作。

4. 可實現自動化控制：氣體滅火系統多配備自動探測和啟動裝置，具備自動滅火能力。

二、氣體滅火系統設計濃度的意義

氣體滅火系統設計中最關鍵的參數之一即滅火劑的設計濃度。設計濃度是指滅火系統在設計防護區內達到的氣體滅火劑濃度，這一濃度必須保證能夠有效撲滅目標火災，同時又不能過高以避免對設備及人員安全造成不利影響。濃度的合理確定對于滅火效果、系統安全性及經濟性均有重要影響。

三、配電房氣體滅火設計濃度的規范依據

我國及國際上關于氣體滅火系統設計均有相關標準指導，涉及設計濃度的主要標準包括：

1. 《自動滅火系統設計規范》（GB 50116）

2. 《氣體滅火系統設計規范》（NFPA 2001）

3. 相關消防法規及行業標準

依據上述標準和規范，設計濃度需綜合考慮滅火效率、人員安全、設備保護及環境影響等因素。

四、配電房氣體滅火設計濃度的具體要求

滅火劑種類與設計濃度

不同類型的氣體滅火劑其有效滅火濃度不同，常見滅火劑及其設計濃度范圍如下：

• 二氧化碳（CO2）：滅火設計濃度通常為34%～42%。二氧化碳通過降低氧氣濃度滅火，但其高濃度應用存在人員安全隱患，不適合有人值守場所。

• 七氟丙烷（HFC-227ea）：設計濃度通常為6.5%～9%。該滅火劑滅火迅速、環境影響相對較小，適合對人員較為友好的環境。

• IG-541（三元混合氣體，由氮氣、氬氣和二氧化碳組成）：設計濃度在33%～40%左右，適合于對電氣設備及環境要求較高的場所。

設計濃度的確定原則

設計濃度需滿足在最不利條件下能夠撲滅目標火災的要求，通常依賴于以下幾個因素：

• 火災類型：配電房火災常為電氣火災，多為碳質燃料火災，根據目標火災選擇相應滅火劑濃度。

• 空間體積及密封性：密封性好的配電房能夠有效維持滅火劑濃度，設計濃度相對較低，反之則需提高濃度或采取密封加固措施。

• 人員安全：考慮到人員安全，尤其是無人值守的配電房，可能允許使用高濃度的滅火劑；但有人值守場所需采取安全措施，適當降低濃度或設置延遲啟動。

• 設備承載能力及環境保護：高濃度滅火劑可能對設備材料產生影響，設計時需平衡滅火效果與設備保護。

設計濃度的計算及調整

依據相關規范，設計濃度一般通過實驗數據和公式計算確定。常用方法包括：

• 火災試驗數據歸納

• 采用經驗系數進行評估

設計濃度需考慮滅火劑釋放后的濃度損失，如泄漏、溫度變化等，通常在計算濃度基礎上適當提高安全裕度。

五、配電房氣體滅火系統濃度應用實例分析

以某典型配電房為例，采用七氟丙烷滅火系統設計，依據其空間容積、密封性能及火源特性，確定設計濃度為8%。系統設計時考慮可能存在的泄露和溫度影響，設置了氣體儲備量保證在實際火災狀態下迅速達到設計濃度并維持一定時間，確保火災被有效撲滅。

六、配電房氣體滅火設計濃度的挑戰與發展趨勢

挑戰

• 人員安全與滅火效果的平衡：確保滅火劑濃度既能撲滅火源又對人員無害。

• 設備復雜性和環境多樣性：不同配電房結構和設備類型對設計濃度提出不同要求。

• 氣體滅火劑的環保問題：部分滅火劑對臭氧層和全球變暖有影響，必須選擇環境友好型滅火劑。

發展趨勢

• 采用新型環保型氣體滅火劑，如氟化烯烴類滅火劑。

• 應用智能化控制系統，實現滅火劑釋放的精準控制及實時監控。

• 開展大數據和人工智能輔助設計，提高設計濃度的科學性和適應性。

配電房氣體滅火系統設計濃度的合理確定是保證滅火效果與安全的重要前提。通過結合規范標準、火災特性和現場實際情況，科學制定滅火劑設計濃度，不僅能夠有效防控配電房火災，保障設備安全運行，同時也保護人員生命安全和環境。

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