低氧防火系统:构筑主动的火灾防御体系
低氧防火系统：构筑主动的火灾防御体系
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的社会经济效益。低氧防火系统是近年来国外新兴起的一种防火技术，它制造了一个可以让人正常呼吸但又防火的环境，大大提高了保护的安全性，避免了火灾造成的不可挽回、重大的损失。
通过空气调节实现防火
低氧防火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，从而提高了安全性。
低氧防火系统不像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。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，可应用于电信机房、数据中心、博物馆、档案馆、电力、核电、石化、采矿、航空和军事等安全要求高的领域。
低氧防火系统还是一项新技术，目前其应用主要在欧洲。2009年5月，挪威成立了低氧空气协会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BSIPAS95：2011《低氧防火系统规格》，作为低氧防火系统的应用指南。
人体能正常呼吸可燃物不能被点燃
低氧防火系统采用膜法空气分离技术和氧体积分数测定技术，将防护区的氧体积分数降低并始终维持在15%~16%，在此常压、低氧环境中，绝大部分可燃物不能被点燃。 大量点燃抑制和火焰熄火实验发现，在常压条件下，一旦氧含量降低到16.8%，普通可燃材料便不再可点燃。在燃烧试验期间，各种各样试验材料的扩散火焰，当氧含量降低到16.2%时便彻底熄灭。16.2%被称为“低氧阈值”，该阈值代表，任何一种可燃物质在氧含量16.2%的常压环境中便达到其绝对燃烧的极限。当氧含量低于“低氧阈值”将彻底抑制点燃和燃烧。就防火而言，普通可燃物的低氧阈值可设定为16.8%，这是因为，扩散火焰可通过对流和来自燃料自身分解的自由基得到补充痒，而这两种因素直至燃烧后才会出现。然而，为了保证最大的保护效果，低氧防火系统实施方案一般要求环境的氧含量等于或低于16.2%。 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%的氧气从空气中清楚，不用添加任何其他成分。人体呼吸系统在氧气浓度15%~21%之间几乎不受影响。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，低氧环境就像居住在高海拔或坐在飞机机舱内。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。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。
人工智能 精确控制氧气浓度
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。其中，低氧发生器、氧气传感器是该系统的主要设备。低氧发生器主要构造包括空气预处理系统、膜分离组件、低氧气体后处理系统等，该设备自动化程度高，运行可靠性高，可根据场所适当调整氧体积分数。氧气传感器与一般灭火体统中的火灾探测器作用相似，用来监测低氧防护区空气中的氧体积分数，根据低氧防火系统的需要，该设备具有氧体积分数阀值设定、上下声光报警功能，同时可与低氧防火系统控制连接，具有数据输出和远程监控功能。
系统安装、调试完毕后，首先启动系统，生成低氧气体置换防护区的空气，使防护区处于低氧防火气体氛围。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。系统可对单个房间进行保护，也可同时保护多个房间。
低氧防火系统的技术要求
低氧防火系统由于是一个新技术，其工程应用和系统设计尚处于探索实验阶段。总体要求如下：
一、 防护区要求相对密闭；
二、 为防止外界高氧空气进去防护区，造成防火失败，防护区的压力要稍高于外界大气压力，保持5Pa ～10Pa 的“正压”要求；
三、 为防止室内空气流动引起防火失败，保护区不允许有强通，一般要求室内风速≤2m/s;
四、 低氧阀值受当地大气压的影响，不同海拔高度地区，其防火氧含量不同；
五、 一般只适用于海拔高度≤1000m的地区。对于无人场所，防护区氧含量可适当设置低一点，一般为12%～14%；对于有人场所，防护区氧气体积分数设置须同时考虑人员安全和防火要求，一般设置为15%～16.8%，在长期有人停留的地方，氧体积分数设置不宜低于16%。