高壓單相流細水霧滅火技術(shù)在消防實踐中的應(yīng)用

廈門市公安消防支隊 鄭劉杰 林慧勇

前言

高壓單相流細水霧滅火技術(shù)，是一種自動消防給水系統(tǒng)，高壓水通過特殊噴嘴，產(chǎn)生細水霧，當(dāng)系統(tǒng)感受到明火時，自動噴出細水霧滅火，噴射速度快，水流四周空氣被分割成體積較小的水滴，當(dāng)細水霧遇到燃燒物時，起到阻隔作用，降低火勢，是一種新型滅火技術(shù)[1]。當(dāng)前，高壓單相流細水霧滅火技術(shù)剛剛興起，人們對其了解不深，影響了新消防技術(shù)的推廣。筆者簡單敘述了其的應(yīng)用效果，以供參考。

1.消防滅火中常用方式

眾所周知，在空氣中，可燃物遇到火源達到燃點，可燃物會燃燒，一旦缺少其中某一步驟，可燃物就不可能燃起。因此，在火災(zāi)撲救過程中，消防員大多針對燃燒的三要素：可燃物、助燃物、火源，通過隔離空氣、降低溫度、斷絕可燃物等方式達到滅火效果。常見的消防方式有以下幾種：

1.1 隔離法

在消防滅火過程中，依照物體燃燒的基本原理，消防人員常采用隔離法，將空氣與可燃物隔離開來，以此達到阻止燃燒物繼續(xù)燃燒的目的[2]。在傳統(tǒng)消防技術(shù)中，消防人員常用石墨粉或滅火泡沫將可燃物與空氣進行隔離，達到滅火目的。

1.2 降低空氣中氧氣含量

降低空氣氧氣含量，能夠有效控制可燃物體的燃點，具體來講，汽油、乙醇、棉花、木板等物質(zhì)的燃點較低，一旦著火，將很難控制，而降低其周圍的含氧量，缺乏助燃氣體的情況下，能夠有效控制火勢。使用該種方法時，消防員多通過二氧化碳、的氨氣等惰性氣體，稀釋空氣中的氧氣，以此達到滅火目的。具研究表明，一般情況下，空氣中的氧氣含量在20%左右，當(dāng)空氣中的氧氣含量低于20%，且惰性氣體的施放阻礙了氧氣的補充，氧氣不足，影響了可燃物的燃燒，達到消防效果。

1.3 降低燃燒物的溫度至燃點以下

若燃燒物未達到燃點，則無論氧氣與可燃物如何的充足，都不可能燃燒，因此，在消防過程中，降低燃燒物表面溫度是一種有效的滅火方式。通常，消防員會利用消防水槍將水噴灑在燃燒物上，水噴灑在燃燒物上，在水氣化過程中，吸收熱量，燃燒物表面溫度降低，以此達到良好的滅火目的，但是，該種方式也大量浪費了水資源。

2.細水霧滅火技術(shù)滅火原理

細水霧滅火技術(shù)，主要是利用專用設(shè)備中的高壓水泵，水流由特殊噴嘴中噴出，高速運行的水流與周圍空氣產(chǎn)生摩擦，水流被撕裂為大量細水霧，當(dāng)細水霧噴射到燃燒物上，會產(chǎn)生以下反應(yīng)：

2.1 快速冷卻燃燒物表面溫度

同體積水在細水霧與普通水流狀態(tài)噴射時，前者表面積要遠遠大于后者，當(dāng)兩種狀態(tài)的水流與燃燒物表面接觸時，前者反應(yīng)速度遠大于后者，達到高效冷卻效果。具相關(guān)專家表明，細水霧粒直徑多在10-100μm之間，當(dāng)細水霧噴射在燃燒物表面，因水霧粒細小而快速氣化，吸收大量熱量。舉例說明：若100℃水蒸發(fā)潛熱為2256kJ/kg，則每只細水霧噴頭（噴水速度為0.133L/s）噴出的水霧吸熱功率能達到300KW，由此可見，水霧粒直徑越小，霧粒速度越快，水霧單位面積吸熱量越大[3]。

2.2 窒息滅火

當(dāng)細水霧噴射到燃燒物體表面時，細水霧受熱膨脹，水霧體積膨脹至原先的1700-5800倍，細水霧氣化。須知，空氣是流動狀態(tài)，在大氣壓強下，空氣的密度不變，向燃燒物周圍注如大量的水蒸氣，則燃燒物周圍空氣向外流動，將燃燒物與空氣有效阻隔開來，實現(xiàn)窒息滅火的效果。

2.3 促使可燃物乳化

實際上，乳化效果主要針對的是無法溶于水的可燃物。當(dāng)細水霧通過相關(guān)設(shè)備噴灑至燃燒物表面后，高速運行的水流為燃燒物帶來較大沖擊，燃燒物表層在沖擊下化為碎片、粉末等，碎片、粉末、水霧之間歷經(jīng)攪拌，液體乳化，乳化層為不可燃物體，燃燒鏈被阻斷，而細水霧持續(xù)噴射，有效防止燃燒物復(fù)燃，滅火效果較強。

3.細水霧的級別劃分

3.1 一級水霧

一級水霧，是我國當(dāng)前技術(shù)所能夠制作出的最小水霧，霧粒直徑在0.1-100nm之間，在水霧噴射到燃燒物表面時，因細水霧粒徑較小，所以，細水霧覆蓋范圍較大，構(gòu)建出一種具有全淹沒特性的滅火系統(tǒng)，依照滅火區(qū)域特點的不同，可代替常用的氣體滅火系統(tǒng)。

3.2 二級水霧

二級水霧，此種級別的水霧粒徑一般在0.1-200nm之間，該類滅火設(shè)備包含了全淹沒滅火、局部淹沒滅火等。當(dāng)高壓泵組工作壓力大于10Pa時，細水霧噴射裝置噴射出的水流多會形成二級水霧?？蓪⑵溥\用于A、B類火災(zāi)消防中。

3.3 三級水霧

三級水霧，該級別的水霧粒徑一般在0.1-400nm之間，該類細水霧只適用于局部淹沒滅火體系。利用中壓滅火系統(tǒng)或者各類沖擊式噴頭即可制造出三級水霧，通常情況下，在對A級火災(zāi)展開消防時，消防人員多會選擇特有的沖擊式噴頭，快速噴射三級水霧，效果較佳。

4.細水霧滅火技術(shù)在消防實踐中的應(yīng)用

4.1 移動式裝置與固定式裝置

當(dāng)前，細水霧滅火技術(shù)的實踐應(yīng)用主要分為兩種，作為移動裝置應(yīng)用、作為固定裝置應(yīng)用。其中，移動式滅火裝置是火災(zāi)撲救中常用滅火設(shè)備，消防隊的固定裝備之一，應(yīng)用靈活，多數(shù)時候，移動式滅火裝置的應(yīng)用，有效阻止了火災(zāi)蔓延，為大型消防器具提供了充足的時間。當(dāng)前，固定式滅火裝置主要安裝在我國重要場所，如：博物館、檔案館等，普通建筑中仍以傳統(tǒng)消防裝置為主，固定式滅火裝置的應(yīng)用，有效保障建筑內(nèi)文獻的安全，降低了火災(zāi)發(fā)生幾率。筆者認為，普通建筑中也應(yīng)積極引入固定式細水霧滅火裝置，有效制止火災(zāi)發(fā)生并擴大，保障居民人身與財產(chǎn)安全。

4.2 細水霧滅火裝置的構(gòu)成與優(yōu)勢

高壓單相流細水霧滅火技術(shù)，是一種新型滅火技術(shù)，自2001年引入我國之后，該消防技術(shù)成為我國消防隊的必配裝置，并取得了較好的消防效果。現(xiàn)今，我國消防隊?wèi)?yīng)用的細水霧滅火裝置主要由以下幾部分構(gòu)成：多功能高壓噴霧槍、水箱、高壓泵、高壓管、支架等。在滅火裝置進行作業(yè)時，消防人員只需要將高壓泵組的工作壓力控制在15-20Pa之間，利用柱塞組合連續(xù)結(jié)構(gòu)，即可保障設(shè)備處于連續(xù)工作狀態(tài)，若無輸出，則裝置壓力為零，有效避免突發(fā)故障，保障消防效果。

城市化進程不斷加快，私家車不斷增多，道路擁堵現(xiàn)象幾乎成為城市常態(tài)，當(dāng)遇見突發(fā)火災(zāi)時，因普通消防車的體積較大，很難保障消防車快速臨近火災(zāi)地點，并順利找到適當(dāng)位置展開消防，在這一過程中，消耗的時間直接加重火災(zāi)。細水霧滅火裝置可脫離消防車，單獨布設(shè)在小型車輛上，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，細水霧滅火裝置可迅速放置在適合滅火的各種位置，有效避免火災(zāi)危害增大。另外，細水霧滅火裝置可配備至微型消防站、企業(yè)消防隊伍中，并加強微型消防站和企業(yè)消防隊伍的滅火聯(lián)動機制，就可以在火災(zāi)初期，更好的控制火勢蔓延，甚至是直接撲滅火災(zāi)，有效遏止火災(zāi)發(fā)生。

4.3 裝置噴射足量水霧

在細水霧滅火裝置運行時，噴嘴噴出的高壓水直接呈霧化狀態(tài)，在高壓下，水霧運行速度非?？欤c周邊空氣產(chǎn)生劇烈摩擦，水流碎裂為大量細小霧粒，霧粒氣化，降低燃燒物溫度；水蒸氣將氧氣與燃燒物隔離，使火勢逐漸減小甚至熄滅；霧粒在高壓下與燃燒物充分攪拌，形成乳化層，隔段燃燒鏈條，以此達到較高的消防效果。

以最易發(fā)生火災(zāi)的檔案館為例：檔案館內(nèi)收藏有大量文獻、資料、珍貴圖紙等，意義重大。然而，紙質(zhì)產(chǎn)物本身的易燃性；為保障檔案長時間存放，檔案館內(nèi)干燥的環(huán)境；都是導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生且難以制止的因素。并且，因檔案燃點較低，剛起火時，燃燒速率慢，燒灼溫度較低，不易被人察覺。傳統(tǒng)滅火方式多是選擇鹵代烷作為滅火氣體，然而，該種氣體易破壞臭氧層，為地球帶來不良影響。細水霧噴射滅火是一種新穎技術(shù)，應(yīng)用該種技術(shù)滅火，水流霧化為細水霧，有效降低了水源的浪費。并且，該種滅火裝置是一種自動化裝置，當(dāng)其感受到明火時，能夠快速反應(yīng)，自動噴射細水霧，將火災(zāi)扼殺在萌芽狀態(tài)，效果良好，有效保障了檔案安全性。

5.總結(jié)

總而言之，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，我國消防技術(shù)與設(shè)備也在不斷更新?lián)Q代，各種先進滅火技術(shù)與消防裝備不斷涌現(xiàn)并配備進消防隊、建筑物中，有效降低火災(zāi)發(fā)生幾率，降低火災(zāi)帶來的危害。細水霧滅火技術(shù)是一項新型技術(shù)，與傳統(tǒng)滅火技術(shù)相比，節(jié)能、環(huán)保、高效、便利，在消防部門承擔(dān)著重要作用。文章簡單敘述了細水霧滅火技術(shù)的原理，級別劃分與應(yīng)用，通過舉例說明展現(xiàn)細水霧滅火技術(shù)的優(yōu)勢，以期該種新消防技術(shù)全面普及開來，推動我國建筑的消防能力更近一步。

[1]黎偵．高壓單相流細水霧滅火技術(shù)在消防實踐中的應(yīng)用[J]．廣西民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2015,21(s1)∶217-219．

[2]呂莉．探析消防實踐中高壓單相流水霧滅火技術(shù)的應(yīng)用[J]．科技研究,2014(11)∶152-152．

[3]楊華．高壓單相流水霧滅火技術(shù)在消防實踐中的應(yīng)用體會[J]．四川建材,2014(3)∶319-320．