細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的工程應(yīng)用研究

許多明 XU Duo-ming

（合肥科大立安安全技術(shù)股份有限公司，合肥 230000）

（Hefei KDLIAN Safety Technology Co.，Ltd.，Hefei 230000，China）

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的工程應(yīng)用研究

許多明 XU Duo-ming

（合肥科大立安安全技術(shù)股份有限公司，合肥 230000）

（Hefei KDLIAN Safety Technology Co.，Ltd.，Hefei 230000，China）

與氣體滅火相比，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有價(jià)廉安全，以及對人和環(huán)境沒有危害的優(yōu)點(diǎn)，從而有利于人員逃離火災(zāi)現(xiàn)場。本文通過簡述細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的發(fā)展、定義、分類以及滅火機(jī)理，隨著技術(shù)研究的不斷深入，此系統(tǒng)除了應(yīng)用于圖書館、檔案館以及電力工程外，還廣泛應(yīng)用于地鐵隧道以及超高層建筑等領(lǐng)域。但是此系統(tǒng)也是具有局限性的，本文對其實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)問題也做了相關(guān)的分析。

細(xì)水霧；民用變壓器；檔案館；滅火系統(tǒng)

0 引言

細(xì)水霧滅火技術(shù)在消防方面的應(yīng)用始于20世紀(jì)40年代，當(dāng)時(shí)主要用于特殊的場所，如輪船滅火等，20世紀(jì)90年代才得到飛躍性地發(fā)展，一些發(fā)達(dá)國家相繼研究和開發(fā)了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，目前在歐美已進(jìn)入推廣普及階段，并以其良好的性價(jià)比、卓越的環(huán)保內(nèi)涵用以代替氣體滅火系統(tǒng)及水噴淋滅火系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的氣體滅火系統(tǒng)和水噴霧以及水噴淋滅火系統(tǒng)相比，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)無論是在滅火效果、工程造價(jià)方面，還是在環(huán)境保護(hù)以及二次災(zāi)害損失等方面都具有很好的優(yōu)勢。

1 細(xì)水霧的定義

當(dāng)有壓水通過細(xì)水霧噴頭而產(chǎn)生的細(xì)微粒的水霧即細(xì)水霧，其在NFPA750中的定義為：在最小設(shè)計(jì)壓力下，距噴頭1m處的平面上，測得水霧最大部位的水滴直徑DV 0.99≤1000μm。這是用體積法表示霧滴直徑的一種方法，DV 0.99表示小于1000μm的直徑體積含量為99%。一般情況下細(xì)水霧是指霧滴直徑DV 0.99≤400μm的水霧。體積99%直徑DV 0.99：一種以噴霧液滴的體積來表示液滴大小的方法。當(dāng)依照體積測量時(shí)，即表示噴霧液滴總體積中，1%是由直徑大于該數(shù)值的液滴，另99%是由直徑小于該數(shù)值的液滴組成的。

2 細(xì)水霧系統(tǒng)滅火機(jī)理

冷卻和窒息作用并存是細(xì)水霧滅火的機(jī)理。冷卻作用，主要是由于單位體積水的表面積隨著水滴粒徑的減小而增大，從而加快了水霧與水災(zāi)熱量的交換速度，從而達(dá)到了快速降溫滅火的作用。窒息作用，吸收熱量后的水霧會快速汽化而形成蒸汽，因此，體積急劇膨脹了1700倍，從而排除了空氣，與自動噴水滅火系統(tǒng)相比，細(xì)水霧系統(tǒng)的吸熱速度更快從而產(chǎn)生了更多的水蒸氣，由于對火場周圍的氧氣濃度達(dá)到了稀釋和降低的效果，從而由于缺氧使火災(zāi)窒息。

3 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的分類

①按工作壓力分類，可分為低壓系統(tǒng)，即工作壓力＜1.21MPa；工作壓力為1.21-3.45MPa的為中壓系統(tǒng)，≥3.45MPa為高壓系統(tǒng)。②按照細(xì)水霧噴頭的結(jié)構(gòu)可分為采用開式細(xì)水霧噴水的開式系統(tǒng)和采用閉式細(xì)水霧噴頭的閉式系統(tǒng)。③按保護(hù)環(huán)境應(yīng)用方式分類。1）局部保護(hù)系統(tǒng):這種系統(tǒng)主要針對經(jīng)常起火的部位，噴頭直接噴向起火點(diǎn)，如工業(yè)生產(chǎn)中的切割、汽輪機(jī)軸等部位；2）全淹沒保護(hù)系統(tǒng)：保護(hù)整個(gè)封閉空間內(nèi)的火災(zāi)危險(xiǎn)。④按介質(zhì)類型分類。1）單介質(zhì)系統(tǒng)，一般單介質(zhì)為水；2）雙介質(zhì)系統(tǒng)，水和另一種介質(zhì)（空氣、氮?dú)饣蚨栊越橘|(zhì)，兩種介質(zhì)分別從不同的管道輸送到噴頭并在噴頭內(nèi)混合，產(chǎn)生更細(xì)的水滴，達(dá)到更好的滅火效果。

4 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的工程應(yīng)用

4.1 圖書館、檔案館 圖書館、檔案館因儲存大量圖書、報(bào)紙、雜志、檔案、膠片等，均為可燃物，且由于資料的特殊性和珍貴性在滅火時(shí)要盡可能的避免水漬損失，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是一個(gè)可以在此類場所優(yōu)先選擇的自動滅火系統(tǒng)，目前的研究主要有實(shí)驗(yàn)研究和工程應(yīng)用兩個(gè)方面。

黃鑫[2]等人對細(xì)水霧抑制熄滅書架火進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了細(xì)水霧撲滅和控制圖書庫火災(zāi)的可能性，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)細(xì)水霧滅火對圖書庫的附加傷害較小，并得到細(xì)水霧的滅火效率與書架火的點(diǎn)火位置以及火源的尺寸（功率）之間的關(guān)系。

李旻[3]采用德國進(jìn)口的高壓超細(xì)水霧滅火裝置對細(xì)水霧滅火系統(tǒng)撲救檔案火災(zāi)的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，并研究分析在不同噴頭形式細(xì)水霧滅火系統(tǒng)保護(hù)下、不同包裝條件情況下的滅檔案火災(zāi)（A類火災(zāi)）的效果、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間及水漬損失。實(shí)驗(yàn)證明除了常用的全淹沒應(yīng)用方式可有效撲救檔案庫房內(nèi)火災(zāi)外，局部應(yīng)用方式也可有效撲滅火災(zāi)。對水漬損失要求極嚴(yán)的場所（即水漬損失大于等于火災(zāi)燒損損失）應(yīng)盡可能采用閉式噴頭。為了減少水漬損失同時(shí)要及早撲滅火災(zāi)也可采用開式噴頭的局部應(yīng)用方式。

“檔案保管中心”工程是上海市閔行區(qū)檔案館的重要組成部分。它是實(shí)現(xiàn)全區(qū)重要檔案實(shí)體的統(tǒng)一保管、履行檔案工作統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、分級管理法律要求的具體實(shí)踐，在消防設(shè)施配置上實(shí)行高標(biāo)準(zhǔn)。本工程采用高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。系統(tǒng)保護(hù)范圍為：一區(qū)地下室的數(shù)字化室、變配電間，二區(qū)地下室、一層、二層、四層的紙制庫房及二區(qū)三層的光盤庫房、聲像檔案庫房、實(shí)物珍藏庫房、母片庫房，共計(jì)十八個(gè)保護(hù)區(qū)域。系統(tǒng)設(shè)計(jì)：①檔案館被保護(hù)對象主要為檔案和電氣設(shè)備，良好的滅火性能和電氣絕緣性能是系統(tǒng)選型的首要條件。與中低壓細(xì)水霧相比，高壓細(xì)水霧霧滴直徑更小、滅火效果更好、系統(tǒng)用水量更少，因而更適合檔案館的消防需要，并得到了國際上的廣泛認(rèn)可。②與氣體滅火系統(tǒng)相比，高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可持續(xù)控火、滅火的能力，系統(tǒng)選用泵組式細(xì)水霧自動滅火系統(tǒng)。③考慮運(yùn)營維護(hù)安全性的要求，選用區(qū)域控制閥組控制的組合分配系統(tǒng)，保證保護(hù)區(qū)內(nèi)輸水管道平時(shí)處于無水狀態(tài)。當(dāng)報(bào)警控制主機(jī)接受到兩路獨(dú)立探測信號報(bào)警后，打開區(qū)域控制閥組，開啟水泵及相應(yīng)閥門實(shí)施滅火。該設(shè)置方式改變了氣體滅火系統(tǒng)每個(gè)防護(hù)區(qū)都需設(shè)置一個(gè)輸氣管線的做法，只設(shè)置一根輸水干管，每個(gè)防護(hù)區(qū)從該干管接出支管，這種方式將管線數(shù)量有十多根降至一根，管徑由DN100降至DN25。④系統(tǒng)設(shè)自動控制、手動控制和應(yīng)急操作三種控制方式。

隨著細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在我國近幾年的不斷發(fā)展，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在檔案館、圖書館的工程應(yīng)用也越來越廣泛，北京某檔案館[5]和上海浦東文獻(xiàn)中心[6]等都應(yīng)用了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。

4.2 變配電室、醫(yī)療設(shè)備室 變配電室、醫(yī)療設(shè)備室這些特殊場所對滅火介質(zhì)的要求和避免滅火后的介質(zhì)污染損失要求，以及醫(yī)療設(shè)備的精密、貴重、安全特性，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用是優(yōu)先選擇。

江蘇宜興中醫(yī)院高壓細(xì)水霧系統(tǒng)采用全淹沒開式細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，布置的場所有：變配電室、柴油機(jī)房，醫(yī)療設(shè)備室（如：CT室、DSA室、MRI室等）共10個(gè)區(qū)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作壓力：10MPa，噴頭流量Q=10L/min，最大的保護(hù)區(qū)域內(nèi)有30只噴頭，系統(tǒng)設(shè)自動控制、手動控制和應(yīng)急操作三種控制方式，確保系統(tǒng)動作的穩(wěn)定可靠。

4.3 工程應(yīng)用分析 ①由于細(xì)水霧系統(tǒng)動作噴射后，能夠迅速吸收周圍的熱量從而降低被保護(hù)對象和環(huán)境的溫度，同時(shí)產(chǎn)生的大量蒸汽能夠排除空氣，導(dǎo)致周圍氧氣濃度降低而窒息火焰；②在相同的滅火時(shí)間內(nèi)，此系統(tǒng)的用水量相當(dāng)于噴淋系統(tǒng)的5%；③由于細(xì)水霧具有良好的電絕緣性，因此能夠迅速有效的撲滅電氣火災(zāi)和B類火災(zāi)（汽油、柴油以及變壓器油等）；④滅火后對人體、環(huán)境以及保護(hù)對象沒有任何損害和污染。

5 結(jié)束語

與氣體滅火相比，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有的優(yōu)勢已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但是隨著進(jìn)一步研究細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，此系統(tǒng)除了在檔案室、圖書館以及電子工程應(yīng)用之外，還在汽車廠房、電纜溝以及地鐵隧道工程中得到了廣闊的發(fā)展空間。但是細(xì)水霧滅火器在高壓系統(tǒng)的管路、配件和水泵的工作壓力很高時(shí)，為了避免堵塞噴嘴，對水質(zhì)要求很高，因此，針對其存在的局限性，還需要解決以下問題：①為了降低工程建設(shè)的成本并提高系統(tǒng)的使用效率，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)作為一種具有高技術(shù)含量的新型滅火系統(tǒng)，在水質(zhì)處理和噴淋研發(fā)上應(yīng)當(dāng)借鑒國外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，盡快生產(chǎn)出國產(chǎn)化的成套設(shè)備。②為了盡快應(yīng)用并推廣此項(xiàng)技術(shù)，希望在細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工以及驗(yàn)收等方面盡早制定出臺國家或行業(yè)正式的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

[1]黃曉家，姜文源等.自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社，2002（7）.

[2]黃鑫，劉江虹，廖光煊等.細(xì)水霧抑制熄滅書架火的模擬實(shí)驗(yàn)研究[J].火災(zāi)科學(xué)，2004(2).

[3]李旻.高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在檔案庫的滅火試驗(yàn)研究[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2007(5).

[4]陳文璽.高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)用于紹興市檔案館庫房[J].中國給水排水，2010(2).

[5]董書亮.高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在北京某檔案館的應(yīng)用[J].給水排水，2010(6).

[6]李文倩，徐鳳.細(xì)水霧滅火技術(shù)在上海浦東文獻(xiàn)中心的應(yīng)用[J].給水排水，2005(10).

Research on Engineering Application of Water Mist Fire Extinguishing System

Compared with the gas fire,water mist fire extinguishing system has the advantages of low price and safety,as well as has no harm to the people and environment,so as to facilitate the people fled the scene of the fire.This paper briefly introduces the development,definition and classification of water mist fire extinguishing system.With the in-depth technical studies,this system can not only be applied to the library,archives and power engineering,but also widely used in subway tunnel and super high-rise buildings etc..But this system also has the limitation.This paper also makes the correlation analysis for the related problems of its practical application.

water mist；civil transformers；archives；fire extinguishing system

許多明（1983-），男，安徽合肥人，助理工程師，研究方向?yàn)橄拦こ獭?/p>

TU892

A

1006-4311（2014）11-0064-02