細(xì)水霧滅火系統(tǒng)替代七氟丙烷滅火系統(tǒng)的分析

胡 曉

(昆明市消防支隊呈貢大隊，云南 昆明 650500)

自動噴水滅火系統(tǒng)因其較高的滅火成功率在保護(hù)人身和財產(chǎn)安全方面得到廣泛的應(yīng)用，并取得明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益?！督ㄖO(shè)計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》明確了自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)置場所和部位。我國已有多起由自動噴水滅火系統(tǒng)撲滅或阻止火災(zāi)蔓延的案例。

1 自動噴水滅火系統(tǒng)

1.1 自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)用

在有色金屬加工行業(yè)，自動噴水滅火系統(tǒng)主要適用于如辦公樓、廠房的控制室、偏跨實驗室等功能用房，以撲救非電氣火災(zāi)為主。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，自動噴水滅火系統(tǒng)的控火、滅火率很高，而系統(tǒng)的造價僅占工程總造價的1%～3%。

1.2 自動噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展

① 自動噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)在水滅火系統(tǒng)中地位的加強

消防栓給水系統(tǒng)雖然在造價上相對較低，但它需要消防專業(yè)人員使用，且在撲滅火災(zāi)的速度和滅火的效果上不如自動噴水滅火系統(tǒng)好。

據(jù)資料[3]介紹，1999年全國共發(fā)生火災(zāi)179955起，死2744人，傷4572人，直接財產(chǎn)損失1413億元。而城市公共消防設(shè)施建設(shè)滯后是造成火災(zāi)的主要原因。因此，建議我國的水滅火系統(tǒng)逐步向以自救為主的自動噴水滅火系統(tǒng)過渡，輔以簡化的消防栓給水系統(tǒng)。強化、完善自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

② 拓展自動噴水滅火系統(tǒng)在消防領(lǐng)域中的研究

研究自動噴水滅火系統(tǒng)的機(jī)理，拓展它在火災(zāi)系統(tǒng)中的功能，進(jìn)一步發(fā)揮自動噴水滅火系統(tǒng)的作用。高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)就是其中的一例。

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的作用原理主要是冷卻和稀釋作用。細(xì)水霧表面積大，能有效地吸收火災(zāi)中的熱量；細(xì)水霧懸浮在空中，能降低火災(zāi)現(xiàn)場氧的濃度。高壓細(xì)水霧是噴淋和氣體滅火劑的有效代替。其優(yōu)點主要表現(xiàn)在：①高動能、小水滴的優(yōu)越性能，即用水量??；②滅火過程中對人員、設(shè)備、財產(chǎn)和環(huán)境無危害；③具有防止復(fù)燃的高冷卻性能；④同時還具有獨特的煙霧削減功能，有利于人員的安全疏散。

1.3 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

① 細(xì)水霧[4]

所謂細(xì)水霧就是用高壓或氣流將流過噴嘴的水形成20μm～120μm之間的小水滴。細(xì)水霧的滅火機(jī)理主要有兩個方面：1)汽化吸熱降溫作用。當(dāng)環(huán)境溫度高時，可以迅速汽化，吸收大量的熱量，從而降低封閉空間內(nèi)的溫度；2)隔絕氧氣窒息作用。水滴在汽化的過程中不僅吸收大量熱量，同時體積迅速膨脹。當(dāng)氧氣體積百分比降低到15.05%時，造成窒息作用，進(jìn)而達(dá)到滅火的目的。細(xì)水霧滅火劑滅火速度較快，對環(huán)境也沒有污染，而且可大大降低火災(zāi)中的煙氣體積百分比及毒性，冷卻火場溫度，便于安全疏通和消防滅火。

② 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)越性

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是利用水作為撲滅和控制火災(zāi)的介質(zhì)，與氣體滅火相比具有廉價、對人和環(huán)境沒有危害的優(yōu)點，同時也避免了哈龍等氣體滅火時，因與燃燒物發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)而產(chǎn)生對人有害的氣體，有利于火災(zāi)現(xiàn)場人員的逃離。細(xì)水霧系統(tǒng)也有它的局限性，如高壓系統(tǒng)的管路、配件及水泵的工作壓力很大；為避免噴嘴堵塞，對水質(zhì)要求很高；系統(tǒng)的設(shè)計、施工、維護(hù)專業(yè)性很強，必須由具備資質(zhì)的專業(yè)單位承擔(dān)。各種滅火系統(tǒng)的比較見表1。

表1 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與哈龍系統(tǒng)、二氧化碳、自動噴水滅火系統(tǒng)的比較

③ 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的性能特點

相對于水噴淋滅火系統(tǒng)或常規(guī)水噴霧滅火系統(tǒng)：

⑴ 用水量大大降低。通常而言常規(guī)水噴霧用水量是水噴淋的70%～90%，而細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的用水量通常為常規(guī)水噴霧的20%以下；

⑵ 減少了火災(zāi)區(qū)域熱量的傳播。由于細(xì)水霧的阻隔熱輻射作用，有效控制火災(zāi)蔓延；

⑶能夠有效撲救低閃點的液體火災(zāi)。

相對于氣體滅火系統(tǒng):

⑴ 細(xì)水霧對人體無害，對環(huán)境無影響，適用于有人的場所；

⑵ 細(xì)水霧具有很好的冷卻作用，可以有效避免高溫造成的結(jié)構(gòu)變形，且滅火后不會復(fù)燃；

⑶ 細(xì)水霧系統(tǒng)的水源更容易獲取，滅火的可持續(xù)能力強；

⑷ 可以有效降低火災(zāi)中的煙氣含量及毒性。

工程造價低。

1.4 七氟丙烷滅火系統(tǒng)

七氟丙烷是碳、氟和氮的化合物，分子式為CF3CHFCF3，密度比空氣大六倍，是一種無色、無味、無導(dǎo)電、無二次污染的滅火劑。該滅火劑以化學(xué)和物理機(jī)理相結(jié)合的方式進(jìn)行滅火，不會影響氧的含量，是一種新興的潔凈氣體滅火劑[5]，七氟丙烷滅火系統(tǒng)是公安部推薦采用的，用以撲滅可燃?xì)怏w、可燃液體和電器火災(zāi)的氣體自動滅火系統(tǒng)。

2 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與七氟丙烷滅火系統(tǒng)的造價比較

2.1 設(shè)備及材料

現(xiàn)以一個防護(hù)區(qū)面積800m2，高4.5m的機(jī)修車間為例，對細(xì)水霧滅火系統(tǒng)和七氟丙烷滅火系統(tǒng)的工程造價進(jìn)行對比分析。在該防護(hù)區(qū)采用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)時，主要設(shè)備材料用量和造價情況見表2所示。

表2 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)滅火主要設(shè)備及材料

作為比較，表3給出了如果采用七氟丙烷滅火系統(tǒng)時所需的設(shè)備材料用量和造價情況。表中的價格比例是指各設(shè)備材料費用占系統(tǒng)總價格的百分比。

表3 七氟丙烷滅火系統(tǒng)滅火主要設(shè)備及材料

如果參照政府指導(dǎo)價和市場價確定上述兩種系統(tǒng)中各種設(shè)備材料的價格，經(jīng)比較細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與七氟丙烷滅火系統(tǒng)的設(shè)備材料總造價之比大約是1∶3。同時可以看出，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)工程造價主要決定于設(shè)備和材料，而七氟丙烷滅火系統(tǒng)中滅火劑的費用超過了總造價的50%。

概括來說，與七氟丙烷滅火系統(tǒng)相比，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的工程總造價低，而且其主要成本為設(shè)備材料的費用，隨著新技術(shù)的發(fā)展、新材料的出現(xiàn)，設(shè)備材料的成本有望進(jìn)一步降低，所以細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在設(shè)備材料方面還存在很大的降價空間，而七氟丙烷滅火系統(tǒng)這方面的降價空間基本飽和。因此判定，未來的發(fā)展會使細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在成本方面的優(yōu)勢遠(yuǎn)超過七氟丙烷系統(tǒng)。

2.2 施工和維護(hù)

對施工而言，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與七氟丙烷滅火系統(tǒng)在技術(shù)方面基本一樣，它們都屬于高壓管道系統(tǒng)[7],相對來講氣體滅火系統(tǒng)工作壓力更高些，所以氣體滅火系統(tǒng)對管道、構(gòu)件要求更嚴(yán)。在維護(hù)方面，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)有較大的優(yōu)勢，一是細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的管件都由不銹鋼材料制成，具有很強的耐腐蝕性，七氟丙烷滅火系統(tǒng)則不同，由于其采用高壓容器，且管件、管材多為鍍鋅件或無縫鋼管，其耐腐蝕性能較差，特別是沿海地區(qū)這一現(xiàn)象相對嚴(yán)重，對設(shè)備和管道提出較高的防腐蝕要求。二是細(xì)水霧滅灰系統(tǒng)采用水作為滅火劑，價格便宜。與之相比，七氟丙烷采用的化學(xué)滅火劑造價較高。據(jù)計算，前例所述800m2的機(jī)修車間若采用七氟丙烷滅火系統(tǒng)，動作一次就會損失約20萬元[8],細(xì)水霧滅火系統(tǒng)顯然沒有這方面的顧慮。三是與水相比，七氟丙烷滅火劑存在使用年限的限制，還要考慮每年的折舊損失?；谏鲜隹紤]，經(jīng)測算正常情況下細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與七氟丙烷滅火系統(tǒng)之間的使用維護(hù)費之比約為1：5～15。

3 結(jié) 論

本文著重對細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)從工程造價方面進(jìn)行了對比，在使用條件允許的前提下，相同消防工程采用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)較七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)總投資節(jié)約明顯。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)備材料是影響總造價的主要因素，而作為滅火劑的水非常容易得到，所以隨著新材質(zhì)、低成本材料的普及使用，工程造價能夠進(jìn)一步降低。另外，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的施工難度略低，其使用維護(hù)費用也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)作為傳統(tǒng)的自動噴水滅火系統(tǒng)的發(fā)展和延伸，較七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)有著明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和使用前景，宜于在有色加工、礦山、冶煉以及民用建筑等行業(yè)推廣，兩者都適用的情況下可以優(yōu)先使用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。

[1] 姜文源主編.建筑滅火設(shè)計手冊.北京.中國建筑工業(yè)出版社,1997,301～307

[2]楊琦.自動噴水滅火技術(shù)的發(fā)展.給水排水,1997，23(1):44～46

[3]公安部消防局.中國火災(zāi)統(tǒng)計年鑒.北京.中國人民公安大學(xué)出版社,2000,1～13

[4]侯麗,金滿喜,程琳.幾種新型滅火劑的性能及滅火原理[J].2008,34(22):177

[5]應(yīng)志剛.七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計過程研究[J].2007,61(9):157～158

[6]雷軍匯,么達(dá),郝愛玲.細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析[J].2007,29(5):542～544

[7]楊立軍.細(xì)水霧滅火系統(tǒng)研究思想和方法探討[J].消防科學(xué)與技術(shù),2006,25(1):57～61

[8]李銘,馮偉.七氟丙烷滅火系統(tǒng)試驗研究[J].消防科學(xué)與技術(shù),2005,24(6):719～720