淺談高壓細水霧滅火技術(shù)及應(yīng)用

林燕　卓清燕

（福建省建筑科學研究院）

淺談高壓細水霧滅火技術(shù)及應(yīng)用

林燕卓清燕

（福建省建筑科學研究院）

高壓細水霧滅火技術(shù)是一種新型水滅火技術(shù)，與傳統(tǒng)滅火系統(tǒng)技術(shù)相比，其具有自身的應(yīng)用優(yōu)勢。本文簡要分析了高壓細水霧滅火技術(shù)的工作原理、設(shè)計參數(shù)、系統(tǒng)構(gòu)成、控制方式及應(yīng)用范圍等相關(guān)內(nèi)容，突出高壓細水霧滅火系統(tǒng)的有效性、合理性及經(jīng)濟性，以期提高其應(yīng)用范圍。

高壓細水霧；滅火技術(shù)；工作原理；應(yīng)用范圍

引言

與歐美等國家相比，我國高壓細水霧滅火系統(tǒng)的研究與應(yīng)用起步較晚，在20世紀末，我國才開始研究高壓細水霧在消防中的應(yīng)用。目前高壓細水霧滅火系統(tǒng)在我國取得了一定進展與突破，由于高壓細水霧滅火系統(tǒng)具有經(jīng)濟適用、安全可靠等優(yōu)點，因而近年來作為一種新型的水消防技術(shù)在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，各省份的地方標準也開始出臺，例如北京市、廣東省、江蘇省、山西省、浙江省、福建省、湖北省等。2013年國家出臺了《細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50898-2013），并從2013年12月1日起實施。本文就這一技術(shù)展開分析，以期進一步推廣該技術(shù)。

1　高壓細水霧滅火系統(tǒng)的機理

高壓細水霧滅火技術(shù)的機理是冷卻效應(yīng)、惰化效應(yīng)及附加效應(yīng)，如圖1所示。

1.1冷卻效應(yīng)

圖1　高壓細水霧滅火系統(tǒng)滅火原理圖

水被分解為若干細小水滴時，其作用表面積會擴大并吸收火災(zāi)產(chǎn)生的熱量。高壓細水霧滅火技術(shù)結(jié)合了水的滅火性能與氣體的滲透特性，所產(chǎn)生的細水霧與傳統(tǒng)滅火技術(shù)相比，其作用面積與熱交換面積更大，能夠破壞燃料的熱反饋，霧滴穿透火焰，大幅度提高滅火效率。

1.2惰化效應(yīng)

高壓水霧經(jīng)蒸發(fā)后，水的體積會擴大1640倍，能夠稀釋火源周邊的氧氣，限制了火源向外擴散。高壓細水霧擴散能夠阻止氧氣流入火災(zāi)區(qū)，且該技術(shù)應(yīng)用于不完全封閉的空間。當高壓細水霧釋放完畢后，火源在水蒸發(fā)的過程中會得到有效控制。一般情況下，空氣中氧的濃度約21％，而氧的濃度減少到16～18％左右，便會產(chǎn)生滅火效應(yīng)。

1.3滅火附加效應(yīng)

高壓細水霧雖然不直接滅火，但是卻有著重要作用，細水霧能夠與燃燒的灰粒、煤煙顆粒融合，達到清除煙霧、廢氣的目的；細水霧具有屏蔽作用，能夠有效減少火源對周圍物體的熱輻射、阻止火勢蔓延；由于高壓細水霧電導(dǎo)率低，因此細水霧具有降低電導(dǎo)率的作用，因而高壓細水霧滅火系統(tǒng)可以應(yīng)用于帶電火災(zāi)的場所。

國外研究表明，高壓細水霧滅火技術(shù)的關(guān)鍵是擴大單位體積水微粒的表面積，微粒越小其表面積越大，更容易吸收熱量，阻止火勢蔓延。水微粒轉(zhuǎn)便為水蒸氣后，能夠降低火源附近的氧氣濃度，有效控制熱輻射，因而具有高效率冷卻與缺氧窒息的作用。與此同時，細水霧水微粒的直徑也影響到滅火性能，水霧顆粒小于400μm時，適用于撲滅B類火災(zāi)；雖然細水霧無法穿透碳化層，但是由于其噴射速度較快、能夠降低氧氣濃度，因而也能夠撲滅A類火災(zāi)。除此之外，高壓細水霧的噴射方向、速度及強度等因素，也會影響到滅火效果。

2　高壓細水霧滅火技術(shù)的特征

高壓細水霧滅火技術(shù)的特征主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①冷卻性能好、滅火效能高。高壓細水霧具有較強的穿透性，能夠切實解決遮擋問題、避免火災(zāi)復(fù)燃。因而它適用于破滅高溫設(shè)備及表面的火災(zāi)。②用水量較少、節(jié)約水資源。與傳統(tǒng)的噴淋相比，高壓細水霧滅火技術(shù)的用水量僅占1/10。③反應(yīng)時間快，降低火災(zāi)造成的損失。高壓細水霧的噴頭采用了RTI<25的玻璃泡，具有快速響應(yīng)熱量釋放的結(jié)構(gòu)，具有自動清除煙霧的功能，能夠減少煙霧對人體的傷害。④與氣體滅火系統(tǒng)相比，高壓細水霧滅火技術(shù)具有安裝簡便、成本低的特征，且不會污染環(huán)境或傷害人體。高壓細水霧滅火技術(shù)既可以應(yīng)用于局部，又可以作為全淹沒系統(tǒng)使用。⑤有效節(jié)省管材。與傳統(tǒng)自動噴水滅火系統(tǒng)相比，高壓細水霧滅火系統(tǒng)的管徑較小、重量較輕，可節(jié)約90％的材料，而其作用效果卻不受影響，高壓細水霧滅火系統(tǒng)與其他水滅火系統(tǒng)的水滴作用面積見表1。

表1　自動噴水、水霧、高壓細水霧的水滴作用面積比較

3　高壓細水霧滅火系統(tǒng)的分類及構(gòu)成

根據(jù)固定方式，可以將高壓細水霧滅火系統(tǒng)分為固定系統(tǒng)與移動系統(tǒng)兩類；根據(jù)管路充水情況，可以分為干管系統(tǒng)與濕管系統(tǒng)兩類。目前應(yīng)用水平最高的是鋼瓶干管系統(tǒng)。高壓細水霧滅火系統(tǒng)主要由高壓泵組、高壓細水霧噴頭、區(qū)域控制閥組、補水增壓泵、儲水水箱、不銹鋼管道等部分組成。①高壓泵組。高壓泵組的構(gòu)件較多，例如主泵、穩(wěn)壓泵、安全泄壓閥、壓力傳感器、機架、連接管道等。設(shè)計人員需要根據(jù)實際情況來選擇主泵類型、數(shù)目、流量及工作壓力。②高壓細水霧噴頭。一般情況下，其最低工作壓力為10MPa，噴頭內(nèi)裝有過濾裝置，噴頭安裝間距需要控制在2～3m以內(nèi)，與墻的距離不得超過1.5m。③區(qū)域控制閥組。通常情況下，電動閥工作壓力為14MPa，壓力開關(guān)輸入電壓為AC220V，可以進行手動或機械應(yīng)急啟動。④補水增壓泵、調(diào)節(jié)水箱及補水電磁閥。其供水壓力需控制在0.2～0.6MPa范圍內(nèi)，具體參數(shù)需要結(jié)合當?shù)厥姓┧艿墓軓?、供水壓力等情況。一般將不銹鋼儲水水箱及補水增壓泵設(shè)置在地下一層泵房內(nèi)。⑤進水過濾器：過濾器最大工作壓力為0.6MPa，設(shè)置旁通管及旁通應(yīng)急閥門，以避免其發(fā)生運行故障。⑥管材。管道及管件都采用不銹鋼管無縫管，采用卡套式管件連接。最后，該系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用必須要與電氣、弱電、暖通、給排水等加強配合，這樣才能夠優(yōu)化其應(yīng)用效果。

4　高壓細水霧滅火技術(shù)的應(yīng)用范圍

從目前來看，高壓細水霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用范圍較廣，其能夠撲滅A類、B類、C類火災(zāi)及帶電火災(zāi)。適用的場所也較為廣泛，例如計算機房控制室、圖書館、檔案室、配電間、發(fā)電機房、變壓器室；通訊設(shè)備、液壓設(shè)備、除塵設(shè)備；地鐵車站及商場等公共場所。水是最原始的滅火劑，高壓細水霧滅火技術(shù)在應(yīng)用前無需預(yù)警時間，反應(yīng)速度及時，不會對生態(tài)環(huán)境及人員造成傷害，也不會造成水漬損失，該技術(shù)對空間的封閉性要求不高，甚至其應(yīng)用效果遠遠超過氣體滅火系統(tǒng)，從實際應(yīng)用來看，高壓細水霧滅火技術(shù)具有明顯優(yōu)勢。

隨著鹵代烷滅火劑的限制使用，高壓細水霧滅火技術(shù)的應(yīng)用水平逐漸提高。在民用建筑內(nèi)，高壓細水霧滅火系統(tǒng)可以安裝在高低壓配電室、電子通信設(shè)備機房、燃油燃氣鍋爐房及發(fā)電機房等場所，其安裝部位也較為靈活，例如地板下、房間內(nèi)、吊頂上等，該技術(shù)的主要目的是清除煙霧、高效滅火。高壓細水霧滅火系統(tǒng)的使用不受場所的限制，具體安裝及應(yīng)用必須要與當?shù)氐慕o排水工程相結(jié)合，這樣才能夠達到優(yōu)化應(yīng)用效果的目的。需要注意的是，高壓細水霧滅火技術(shù)也并非萬能的，也存在一定的局限性。舉例來說，高壓細水霧滅火系統(tǒng)的工作壓力較大，因而其對管路、配件及水泵的質(zhì)量及性能有著特殊要求；除此之外，該系統(tǒng)對水質(zhì)的要求也相對較高，這樣才能夠保持噴嘴的正常使用，避免其因水內(nèi)雜質(zhì)堵塞而影響應(yīng)用效果。在實際應(yīng)用過程中，高壓細水霧滅火技術(shù)的滅火時間相對較長，鹵代烷或其它氣體滅火系統(tǒng)的滅火時間大約為十幾秒，而高壓細水霧滅火技術(shù)的滅火時間則為一百多秒。

5　結(jié)束語

綜上所述，高壓細水霧滅火技術(shù)是一種新型高效的水滅火技術(shù)，其應(yīng)用與推廣是一種必然趨勢，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石化、電力、醫(yī)院、汽車等領(lǐng)域。相信隨著該技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，其性能將得到進一步完善，本文簡要分析了其理論方面，為其進一步的推廣應(yīng)用提供參考。

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[2]鄒哲維，萬會雄，鄧群林，等.滅火家族的新成員——細水霧的滅火機理及應(yīng)用[J].中國水運，2005（8）：193～194.

[3]《自動噴火滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50084-2001）[S].

[4]李寶亮，趙克偉.高壓水霧系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（草案）[S].北京：國家消防工程技術(shù)研究中心，2001.

卓清燕（1988-），助工，本科，主要從事建筑給排水設(shè)計工作。

TU892

A

1673-0038（2015）29-0259-02

2015-7-1

林燕（1987-），助工，本科，主要從事建筑給排水設(shè)計工作。