氣體滅火系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。

1.第一個階段

　　上世紀(jì)八十年代以前，鹵代烷(哈龍)以其價格低廉并能通過阻斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)撲滅大部分火災(zāi)的特性被認(rèn)為是超級滅火藥劑。哈龍1301和哈龍1211是最常見的滅火劑，然而哈龍物質(zhì)對大氣臭氧層的破壞作用非常強烈。哈龍滅火劑在滅火時會分解生成的氯、溴原子，它們能催化活潑的臭氧分子分解成為穩(wěn)定的氧分子。只要數(shù)月時間，僅一個氯離子或溴離子，就能使十萬個臭氧分子消失。

　　1976年，聯(lián)合國環(huán)境署(UNEP)理事會第—次討論了臭氧層破壞問題。在UNEP和世界氣象組織(WMO)設(shè)立臭氧層協(xié)調(diào)委員會(CCOL)定期評估臭氧層破壞后，1977年召開了臭氧層專家會議。1981年開始就淘汰破壞臭氧層物質(zhì)的國際協(xié)議進(jìn)行政府間的內(nèi)部討論，并于1985年3月制訂了《保護臭氧層維也納公約》鼓勵政府間在研究、有計劃地觀測臭氧層、監(jiān)督CFCs的生產(chǎn)和信息交流方面合作。

　　《維也納公約》簽署2個月后，英國南極探險隊隊長J.Farman宣布，自從1977年開始觀察南極上空以來，每年都在9到11月間發(fā)現(xiàn)有“臭氧空洞”。這個發(fā)現(xiàn)引起舉世震驚。1985年9月，為制定實質(zhì)性控制措施的議定書，UNEP組織召開了專題討論會。同年10月，決定成立保護臭氧層工作組,從事制定議定書的工作。

2.第二個階段

　　聯(lián)合國為了避免工業(yè)產(chǎn)品中的氟氯碳化物對地球臭氧層繼續(xù)造成惡化及損害，承續(xù)1985年保護臭氧層維也納公約的大原則，于1987年9月16日邀請所屬26個會員國在加拿大蒙特利爾所簽署了《蒙特利爾破壞臭氧層物質(zhì)管制議定書》。該公約自1989年1月1日起生效。中國于1991年正式加入《蒙特利爾議定書》根據(jù)蒙特利爾議定書我國應(yīng)于2010年前逐步停止使用鹵代烷(哈龍)滅火劑。我國在1992年編制了《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國家方案》并逐步淘汰了哈龍。哈龍開始淘汰后，氣體滅火技術(shù)的演進(jìn)出現(xiàn)了兩個方向：

　?。?）惰性氣體滅火系統(tǒng)：惰性氣體滅火藥劑(氮氣、氬氣、氦氣)從空氣中提取，臭氧層消耗潛力值Ozone Depletion Potential(ODP)為零，全球變暖潛力值Global Wrming Potential(GWP)也為0。但是惰性氣體滅火僅靠窒息滅火，設(shè)計濃度高，鋼瓶數(shù)量多，鋼瓶間占地面積大，儲存壓力和管網(wǎng)壓力高。而且惰性氣體滅火系統(tǒng)因為壓力過高，噴放產(chǎn)生的噪聲大，頻率正好會和數(shù)據(jù)存儲硬盤產(chǎn)生共振，噴放時會損壞硬盤，這點西門子、泰科等廠商已經(jīng)有大量實驗數(shù)據(jù)證實，F(xiàn)M Global保險公司也單獨在其防損數(shù)據(jù)表4-9《潔凈氣體滅火系統(tǒng)》的3.8章節(jié)指出應(yīng)注意惰性氣體滅火系統(tǒng)噪聲對硬盤的損害。

　?。?）氫氟烴HFCs：以七氟丙烷和六氟丙烷為代表的氫氟烴HFCs的滅火機理同哈龍一樣，主要為阻斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，滅火濃度較低，滅火效率高于惰性氣體滅火。雖然氫氟烴的ODP為零，但其大氣留存時間較長，GWP很高，大量使用會引起全球氣候變暖，只能作為過渡性哈龍?zhí)娲?。七氟丙烷的GWP高達(dá)3350，七氟丙烷在大氣中產(chǎn)生的溫室效應(yīng)相當(dāng)于同重量二氧化碳的3350倍。一噸七氟丙烷的排放相當(dāng)于3350噸二氧化碳排放當(dāng)量，而且七氟丙烷的大氣留存時間高達(dá)34年。

3.第三階段

　　《聯(lián)合國氣候公約》之《京都議定書》規(guī)定了締約方限制和減少溫室氣體排放的義務(wù)。氫氟烴HFCs(包括七氟丙烷HFC227-ea)在附錄A中被列為溫室氣體。

　　中國于1998年5月簽署并于2002年8月核準(zhǔn)了《京都議定書》。2016年10月，盧旺達(dá)首都基加利市舉行的《蒙特利爾議定書》第28次締約方大會上，《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》之《基加利修正案》獲得通過，將18種氫氟烴(HFCs)列入受控物質(zhì)清單，旨在在未來幾十年內(nèi)逐步減少氣候變暖。締約國中的發(fā)達(dá)國家被要求自2020年1月1日起全面禁止生產(chǎn)、銷售或使用氫氟烴，并逐步以締約方核準(zhǔn)的技術(shù)對氫氟烴進(jìn)行銷毀。中國于2021年4月16日決定接受《基加利修正案》，加強氫氟烴等非二氧化碳溫室氣體管控。作為《基加利修正案》中發(fā)展中國家的第一組，中國全面禁用七氟丙烷等氫氟烴的義務(wù)可延遲到最晚2024年12月31日(參見下圖)。

氣體滅火系統(tǒng)演進(jìn)路線及相關(guān)國際法

　　2021年中國政府工作報告已明確提出，“十四五”時期單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放當(dāng)量分別降低13.5%、18%。二氧化碳排放當(dāng)量力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。

　　“雙碳”背景下，七氟丙烷和六氟丙烷為代表的氫氟烴滅火劑退出歷史舞臺進(jìn)入倒計時。哈龍永久替代物全氟己酮進(jìn)入我們的視線。全氟己酮屬于氟化酮(Fluorinated Ketone)類，化學(xué)名稱為十二氟-2-甲基-3-戊酮，分子式為CF3C F2C(O)CF(CF3)2,CASNo.:756-13-8,ISO命名：FK-5-1-12，氟原子取代了酮上部分氫原子。

　　20世紀(jì)70年代，前蘇聯(lián)的科學(xué)家就已經(jīng)合成出了全氟己酮作為中間體，但并沒有大規(guī)模生產(chǎn)能力。2001年5月美國3M公司發(fā)明了大規(guī)模合成全氟己酮的方法，并將全氟己酮作為新型潔凈型滅火劑推向市場。3M公司命名為Novec®1230，其中Novec®為3M公司注冊商標(biāo)。

節(jié)選：“雙碳”背景下數(shù)據(jù)中心氣體滅火技術(shù)演進(jìn)方向

作者：祿協(xié)機電設(shè)備(上海)有限公司 吳忠煒

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