简述算力与数据中心配套气体灭火系统倡导环保、诚信、经济性对比设计理念与销售要点探讨二

表一、三大类气体产品设备、管道附件销售与维护成本主要经济性参数对比表

序号

气体产品名称

产品钢瓶容积（升）

钢瓶数量与钢瓶间安装参数对比

销售金额对比

维护成本对比

20℃时工作压力（Mpa）

灭火剂设计浓度（%）

灭火剂重量（Kg）

瓶组数量（个）

瓶组部件单价（元/个）

瓶组间安装

灭火设备金额（倍）

无缝钢管与管件

设备与钢管管件

钢瓶泄漏维修成本（倍）

维修检查成本（倍）

占地面积（倍）

安装时间与费用（倍）

主管直径（mm）

销售金额（倍）

总销售金额（倍）

与4.2Mpa外贮式比（%）

1

外贮压式七氟丙烷气体灭火系统

90

4.2

8

636

6（动力瓶6个）

5.6Mpa比4.2Mpa瓶组金额高，因压力高

1D（按12瓶组计算）

1E （12瓶基准）

1A（基准）

DN80

1B（基准）

1C（基准）

100

1F（6瓶基准）

1G（12瓶基准）

2

5.6

＞1E

＞1A

DN100

＞1B

＞1C

＞100

＞1F（6瓶）

＞1G（12瓶）

3

IG541混合气体灭火系统

90

15

37.5

36

20Mpa比15Mpa瓶组金额高，但瓶组数量少

3D

3E

1.41A

DN100

2.08B

1.78C

＞178

≥6F

≥3G

4

20

27

2.25D

2.25E

1.35A

DN100

2.08B

1.75C

＞175

≥6F（因压力高）

≥3G（因压力高）

5

IG100气体灭火系统

90

15

38.3

36

20Mpa比15Mpa瓶组金额高，但瓶组数量少

3D

3E

1.76A

DN100

2.08B

1.93C

＞193

≥6F

≥3G

6

20

26

2.16D

2.16E

1.52A

DN100

2.08B

1.83C

＞183

≥6F（因压力高）

≥3G（因压力高）

注：（1）以外贮压七氟丙烷气体灭火系统，20℃时4.2Mpa，90升瓶组一套组合系统保护8个防护区各类参数为基准，代号分别设定为：1A（设备）、1B（管道附件）、1C（总销售金额）、1D（面积）、1E（安装费）、1F（泄漏费）、1G（维护费）。     （2）其他类型种类气体灭火系统各类金额参数，与外贮压产品对比，确定系数大小，有利于对比简单快速分析经济性，并对各方利益进行了保护。

通过对表一中三种类型气体产品和六种不同压力规格产品设计计算，表一较详细填写了各类型销售参数，能简单明了分析出各种类型和规格气体产品的经济性。数据中心与算力中心项目优先设计选择方案，应采用20℃4.2Mpa外贮压式七氟丙烷气体灭火系统，优先采用灭火剂钢瓶规格为180升钢瓶容积，选用顺序为180→150→120→90升，、经济、日常维护成本较低。

六、主机房各气体灭火系统节能环保、可靠、技术先进、经济合理、日常维护对比 

1、节能环保性

   各种类型和规格气体灭火系统产品，在符合该产品制造标准和设计施工及验收规范条件下，还必须符合中国政策承诺的碳达峰和碳中和目标，更应符合GB50174《数据中心设计规范》总则中制定的“确保电子信息系统、稳定、可靠的运行，做到技术先进、经济合理、适用、节能环保”准则。

   我们各级消防同仁应坚决执行国家、产品设计规范节能环保政策，主动献计献策，坚决反对和抵制违反节约环保，有意设计偏门的各种类型、不同压力等级、不同规格气体灭火系统产品门槛，减少竞争，获取项目现象。

2、可靠

    可靠应主要从数据中心、算力中心主机房配套的气体灭火系统灭火时可靠性、灭火时人员性、灭火系统技术先进性与平时皮实性、灭火时喷嘴喷射灭火剂产生的噪声，对设备损坏四方面综合考虑。

（1）灭火时可靠性

（a）气体灭火剂比重对比

   七氟丙烷气体灭火剂6~10S喷射气化后，气体灭火剂比重是空气比重1.29kg/m³的5.9倍，较快速向地面沉降，地面比防护区吊顶层七氟丙烷气体灭火设计浓度高，当数据中心、算力中心机柜和地板夹层放置的电缆线发生火灾时，能快速30秒内灭火，火灾很难蔓延，大幅减少火灾损失。

IG541混合气体灭火剂比重为1.34kg/m³，只比空气比重1.29kg/m³略重3.9%，地面气体灭火设计浓度约高于防护区顶层气体灭火设计浓度一点点,能较快60秒左右扑灭火灾，火灾损失较小。         

IG100气体灭火剂比重为1.24kg/m³，比空气比重1.29kg/m³略轻4%，地面气体灭火设计浓度低于防护区顶层，漂浮在防护区空中为主，灭火速度比七氟丙烷和IG541气体灭火剂要差，估计灭火时间在1~2分钟之间。

（b）防护区内产生高压力与灭火剂泄漏对比

数据中心、算力中心主机房电子信息设备，七氟丙烷、IG541、IG100三种气体灭火设计体积浓度分别规定为8%、37.5%、38.3%，灭火剂气体10~60S之间喷射到相对密封性较好防护区后，防护区内各种混合气体体积将分别增加8%、37.5%、38.3%，这时防护区的压力瞬间增高，安装在防护区离地面三分之二高的自动泄压装置，当防护区内气体压力达到1.1±0.1Kpa时将自动开启，低于0.95±0.05Kpa时又自动关闭，该自动泄压装置有两个重要作用：一是保护防护区维护结构墙、门、窗不受到破坏；二是灭火介质不随意流出，减少降低气体灭火设计浓度，造成不能灭火。

七氟丙烷气体灭火剂喷洒到防护区内产生的压力小，并且比重又比空气重5.9倍，喷射后主要沉降在防护区下方，自动泄压装置瞬间自动开启2~3次，每次开启时间1~2秒，排出的基本上是压缩空气，机柜高度区域七氟丙烷气体灭火设计浓度完全有可能高于8%浓度，能实现快速灭火。

    IG541混合气体灭火剂和IG100气体灭火剂喷射到防护区内，产生的压力比较大，压力比是七氟丙烷气体灭火剂产生的压力约4.7倍，加之这两种气体灭火剂的比重与空气比重基本相同，喷射时间一般在40~60S较长时间，气体灭火剂与空气基本混合均匀。当防护区内气体压力达到1.1±0.1Kpa时，自动泄压装置将立即自动开启，开启时间是七氟丙烷气体灭火剂开启时间4.7倍左右，估计开启次数大约是4.7倍。从自动泄压装置开启时出口排出的压缩气体分析，IG541混合气体灭火剂比重比空气约重3.9%，排出的IG541混合气体灭火剂小于50%，防护区内的IG541混合气体灭火设计浓度37.5%将有可能降低，扑灭火灾速度肯定比七氟丙烷灭火剂速度要慢。

    IG100气体灭火剂比重比空气约轻4%，自动泄压装置开启时出口排出的压缩气体，IG100气体灭火剂将大于50%以上。离地面机柜高度区域的IG100气体灭火剂灭火设计浓度肯定低于正常38.3%浓度许多，IG100灭火剂灭火速度和灭火效果比IG541混合气体灭火剂还要差，与七氟丙烷气体灭火剂灭火时间会更长，可能会延长几分钟之久。

（2）灭火时人员性

数据中心、算力中心主机房安装大量的电子计算机、服务器、GPU图形处理器、交换机、存储等设备，运维工程师们均需定期、定时进入主机房对各设备开展巡检、测试、维护、检修、保养工作。特别是设备出了故障时，这时要一直待在机房检查、排除故障。一般来说，大多数机房比较大，密封性均比较好，经常有人在机房工作，运维工程师们的人身应引起高度重视。本人认为应从如下三方面同时来抓：一是配套气体灭火系统性应重点考虑选择；二是防护区内和出入口消防救生器材和洁净手提式灭火器配置应正确合理；三是对运维工程师和其他工作人员应定期进行消防救援方面知识培训和演习。我们这里只阐述主机房配套的气体灭火系统性选择。

与数据中心、算力中心主机房配套的气体灭火系统性选择是一个非常复杂的大课题，在此文章中只是一很小的议题，只能重点简单阐述。

各种气体灭火系统性，一是平时不使用时正常工作是否，二是灭火时是否，应综合这两方面技术性能参数和实际使用几年或几十年的经验综合分析来决定选择。

外贮压式七氟丙烷灭火系统产品中灭火剂瓶组内无压力，非常，动力瓶中为氮气，高压力为13.5~15Mpa，该产品使用近十年来，没有听说钢瓶爆炸事件发生。

20℃15MpaIG541气体灭火系统产品中灭火剂瓶组内高压力为17.3Mpa，20℃20Mpa规格产品中瓶组内高压力为23.2Mpa，均属超高压容器，是非常危险产品，带压钢瓶数量是外贮压式七氟丙烷灭火系统动力瓶数量的6倍。三十几年来各种类型气体灭火系统发生爆炸事故的统计，主要是IG541混合气体灭火系统。IG100气体灭火系统与IG541混合气体灭火系统产品充装灭火剂介质和压力及性能参数大同一致，危险性一样，这里就不赘述了。

外贮压式七氟丙烷灭火系统灭火时，喷嘴出口压力一般为0.7~1.2Mpa，七氟丙烷药剂离喷嘴不到1m就气化，对人体损伤不会太大。因七氟丙烷灭火剂灭火设计浓度8%，是化学灭火为主，冷却为辅。药剂喷到防护区，防护区内平时氧气正常浓度21%，立即下降到19.4%。

有关规定：经常有人停留场所，氧气浓度不得低于16%。环境中若氧气浓度低于17%，人的思维能力和行动协调能力会受到影响，氧气浓度若低于16%，就会影响火灾逃生的效率，导致人身行动迟缓、甚至出现不合常理的举动。如果氧气浓度在降低时，人们就会因为肌肉麻痹、而丧失协调行动能力，并陷入疲劳无力的状态。因防护区内火灾燃烧吸氧，浓度若降为6%以下，常温下6~8分钟内就会导致人员死亡。

七氟丙烷气体灭火剂喷洒到防护区时，若局部发生中、小火灾时，七氟丙烷气体灭火剂遇热和火灾时，会发生化学变化产生酸氟酸刺激气味，对眼睛和鼻腔有刺激感觉，但对人体健康没有多大影响，5分钟左右时间不会缺氧，闻到这刺激气味，有利于提醒人员快速撤离防护区现场。

 IG541和IG100气体灭火系统灭火时,喷嘴出口压力规定必须≥2.0Mpa，喷嘴正下方不宜有人员，可能有危险，因压力非常大，噪声也非常大，对高精密设备会造成损坏，建议喷嘴正下方尽量不能对着较高精度某设备零部件，喷嘴正下方普通机柜也应有顶盖，

IG541和IG100气体灭火系统灭火剂灭火设计浓度分别为37.5%和38.3%，是属物理窒熄灭火，气体灭火剂40~60S喷射到防护区内，防护区内平时氧气正常浓度21%，快速下降到15.2%和15.1%左右。随着防护区内气体压力达到1.1±0.1Kpa，自动泄压装置将自动排出压力气体，IG541混合气体约占小于50%，IG100气体约占大于50%。随着火灾燃烧，防护区内的实际氧气浓度将会快速低于15%以下。经常有人停留场所规定，氧气浓度不得低于16%。

当前，许多资料和宣传均阐述IG541和IG100气体灭火剂是无色、无味，当前世界公认的绿色环保气体灭火剂；防护区若发生火灾了，人员待在里面，仍可实现一边灭火，一边正常工作，让大家放松了警惕性。若运维工程师们和其他工作人员在主机房工作时，发生了火灾，特别是IG541或IG100气体灭火系统误喷，没有任何提前发出消防声光报警声提示，喷嘴喷出声响不特别大或没有引起重视，可能将会发生较严重的生命财产事故。因该IG541和IG100气体灭火剂是无色、无味、透明气体，这时防护区内氧气浓度不到1分钟将快速降到15%左右，若防护区内人员无任何察觉或行动迟延五分钟左右，将可能出现温水煮青蛙现象，应加强对工作人员消防宣传工作，否则会导致人生大事故。

（3）灭火系统技术先进性与皮实性对比

     外贮压式七氟丙烷灭火系统产品，在我国实际应用不到十年，具有先进的设计理念和工作原理，**性跳出了传统的几十年有管网高压二氧化碳、七氟丙烷、IG541等类型贮压式气体灭火系统固定的设计思路，大胆的**的设计为非贮压式气体灭火系统，储存灭火剂钢瓶为无压力，动力瓶带压力的组合体结构，与同类有管网七氟丙烷和IG541、IG100气体灭火系统对比有如下特点：

（a）灭火剂输送距离远。可实现150至200米远，克服了其它有管网贮压式七氟丙烷气体灭火系统距离短的缺陷；

（b）经济还节能环保。外贮压式七氟丙烷灭火系统研发成功，近几年来在数据中心、算力中心主机房和远距离保护的防护区等项目中，设计采用非常多，逐渐替代IG541和IG100气体灭火系统。因设备瓶组间面积可缩小2～3倍左右、设备销售总造价便宜、更节能环保，钢瓶总数量减少约2～3倍左右。

（c）性更好。外贮压式七氟丙烷灭火系统平时存放时，驱动氮气动力瓶，不但压力低，瓶组数量比超高压IG541和IG100气体灭火系统灭火剂钢瓶少3～6倍，则更。七氟丙烷气体灭火系统灭火喷射气体灭火剂时更，对防护区运维工程师们和管理人员友好，喷射七氟丙烷压力不高，不会伤到人，关键是防护区氧气浓度可达到19%左右，有时间撤离，不会因缺氧影响人身，还可以实现快速灭火。IG541和IG100气体灭火系统与上述几点对比，恰恰相反，这里就不在赘述了。

（d）设备更具皮实性。外贮压式七氟丙烷灭火系统产品容器阀、灭火剂钢瓶与有管网贮压式七氟丙烷、IG541、IG100气体灭火系统产品，采用同一生产厂家密封性和强度性均好的“三安制阀”品牌容器阀，七氟丙烷和IG541或IG100灭火剂钢瓶也采用密封性和强度好的“大众”品牌七氟丙烷钢瓶和“华宸气瓶”品牌无缝钢瓶时对比，外贮压式七氟丙烷灭火系统产品密封性与性更好，因灭火剂钢瓶压力为0.3Mpa非常低，配套动力瓶少3~6倍，从而使灭火剂基本可实现无泄漏、则维护检修成本更低、有效保护主机房人民生命财产时间更长。综合上述特点，外贮压式七氟丙烷灭火系统比有管网七氟丙烷、IG541、IG100气体灭火系统零部件更皮实，关键是非贮压式与贮压式系统、零部件设计结构和工作原理不同决定的。

（4）经济合理性

     目前，三种类型六种规格气体灭火系统用于数据中心、算力中心主机房的经济合理性，请参看表一中各参数，这里就不再赘述了。

 依据经济性，数据中心、算力中心主机房优先推荐采用20℃4.2Mpa外贮压式七氟丙烷气体灭火系统。该产品一般有90、120、150、180升四种规格，依据经济性和性，灭火剂钢瓶容积应由大向小容积选择，优先选择180升。

（5）日常维护性

     日常维护性应依据气体灭火系统产品性、密封泄漏性、维护成本等因素综合考虑。

     外贮压式七氟丙烷灭火系统中灭火剂钢瓶内无压力，基本不存在泄漏问题，既，还无维修成本，配套的动力瓶虽带压力，也比四种规格IG541和IG100气体灭火系统中灭火剂钢瓶内压力低27%~55%，数量一般少3~6倍，密封泄漏量将大幅减少，检查维护成本将降低3~6倍。