高壓細(xì)水霧系統(tǒng)在地鐵列車上的應(yīng)用、選型及安裝配套研究

摘 要：通過介紹高壓細(xì)水霧系統(tǒng)在國內(nèi)外地鐵列車中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析其技術(shù)特點(diǎn)及滅火原理，與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和氣體滅火系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)比較，闡述該系統(tǒng)對于地鐵車輛火災(zāi)救援能力的補(bǔ)強(qiáng)，驗(yàn)證其設(shè)置的必要性。研究細(xì)水霧系統(tǒng)的具體技術(shù)方案，對比分析瓶組式細(xì)水霧系統(tǒng)和泵組式細(xì)水霧系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，驗(yàn)證高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在列車上應(yīng)用的可行性。

關(guān)鍵詞：地鐵列車；車載高壓細(xì)水霧；泵組式細(xì)水霧；瓶組式細(xì)水霧

中圖分類號：TU472 " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2022）10-0104-03

1 高壓細(xì)水霧系統(tǒng)發(fā)展概況

1.1 高壓細(xì)水霧的起源和發(fā)展

細(xì)水霧（water mist）20世紀(jì)40年代開始應(yīng)用于運(yùn)輸工具等特殊場所。1996年，細(xì)水霧規(guī)范（NFPA 750 Standard on Water mist Fire Protection Systems）被美國消防聯(lián)合會(huì)批準(zhǔn)[1]，并于同年被批準(zhǔn)為美國家規(guī)范。

國內(nèi)自2000年，上海消防研究所和天津消防研究所開始致力于高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的研究。2013年住建部頒布了《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》[2]規(guī)定該技術(shù)應(yīng)用的主要參數(shù)，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的規(guī)定“自動(dòng)噴水、水噴霧、七氟丙烷、二氧化碳、泡沫、干粉、細(xì)水霧、固定水炮滅火系統(tǒng)等及其他自動(dòng)滅火裝置……”，細(xì)水霧包含在自動(dòng)滅火裝置范疇內(nèi)。地鐵工程設(shè)置自動(dòng)滅火裝置的場所包括地下車站的重要電氣設(shè)備房間、地下主變電所和控制中心的重要電氣設(shè)備房間，對于列車內(nèi)的應(yīng)用暫無明確要求。

1.2 高壓細(xì)水霧裝置在國內(nèi)外地鐵的應(yīng)用現(xiàn)狀

由于高效、輕便、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的特點(diǎn)，該系統(tǒng)在國外城市軌道交通列車上已得到應(yīng)用，如表1所示為其在國外軌道交通列車上的主要應(yīng)用案例。

沈陽地鐵1、2號線部分列車已安裝高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的[3，4]，常州地鐵[5]和天津地鐵正在進(jìn)行相關(guān)的研究。

1.3 高壓細(xì)水霧的定義、滅火原理

細(xì)水霧是使用特殊噴嘴，高壓產(chǎn)生的水微粒，要求在最小設(shè)計(jì)工作壓力下，經(jīng)噴頭噴出并在噴頭軸線下方1 m處得平面上形成直徑Dv0.50小于200 μm，Dv0.99小于400 μm的水滴[2]。

細(xì)水霧的滅火機(jī)理與傳統(tǒng)的水噴淋不同，主要包括：隔熱降低溫度、隔絕氧氣窒息、衰減熱輻射、洗滌煙霧廢氣等[6，7]。

1.4 高壓細(xì)水霧滅火功能的特點(diǎn)

自動(dòng)滅火系統(tǒng)主要包括自動(dòng)滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，如表2所示中闡述了各系統(tǒng)應(yīng)用在地鐵車輛中的優(yōu)缺點(diǎn)。

不難看出，高壓細(xì)水霧技術(shù)在地鐵車輛滅火中有更好的適應(yīng)性。

2 車載蓄電池組+車載滅火系統(tǒng)，可提升地鐵列車火災(zāi)的救援能力

列車在地鐵車站發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可及時(shí)開啟車載滅火裝置控制火勢，同時(shí)組織人員向站臺(tái)疏散，并開啟軌行區(qū)頂部通風(fēng)排煙，利用站臺(tái)滅火栓滅火救災(zāi)。

當(dāng)列車行進(jìn)在地鐵區(qū)間發(fā)生火災(zāi)，及時(shí)開啟車載滅火裝置控制火勢，繼續(xù)將列車開行到下一車站（如喪失動(dòng)力，則同時(shí)開啟備用車載電池組），組織人員向站臺(tái)疏散，并開啟車站軌行區(qū)頂部的通風(fēng)系統(tǒng)排煙，利用站臺(tái)滅火栓滅火救災(zāi)。

在車廂發(fā)生火災(zāi)后，車載滅火系統(tǒng)可撲滅火焰或控制火情蔓延，從而保障列車順利駛?cè)胲囌荆欣谔岣呋馂?zāi)救助能力，提高疏散水平，挽救生命，減少財(cái)產(chǎn)損失。關(guān)鍵是找到適合的有效的車載滅火系統(tǒng)。

3 車載滅火系統(tǒng)選型

3.1 推薦高壓細(xì)水霧系統(tǒng)作為車載系統(tǒng)的理由

由于高壓細(xì)水霧冷卻性能好，抑制性強(qiáng)，且具有一定的穿透性，可防止火災(zāi)復(fù)燃，所以滅火性能相對于其他滅火方式要好；其滅火只需傳統(tǒng)噴淋10%的水量，車載重量輕，還可減少水的侵害；對煙霧有擦洗作用，可減輕二氧化碳對乘客的傷害；相對于氣體滅火系統(tǒng)，安裝、維護(hù)簡單，沒有因滅火劑與燃燒物鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的有害氣體；與傳統(tǒng)的自動(dòng)滅火裝置相比，重量減少90%，且安裝費(fèi)用低；該系統(tǒng)的反應(yīng)、啟動(dòng)時(shí)間很短，符合車載滅火系統(tǒng)的要求。綜上，首選細(xì)水霧技術(shù)作為車載滅火系統(tǒng)。

3.2 泵組式細(xì)水霧與瓶組式細(xì)水霧系統(tǒng)的比選

目前，應(yīng)用于地鐵車輛的細(xì)水霧滅火系統(tǒng)主要有泵組式和瓶組式細(xì)水霧兩種滅火系統(tǒng)，如圖1所示是泵組式系統(tǒng)設(shè)備示意圖，如圖2所示是瓶組式系統(tǒng)的瓶組實(shí)物圖。

如表3所示中表示了兩種系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)對比。

選擇泵組式細(xì)水霧系統(tǒng)需關(guān)注蓄電池的容量和安裝空間的大小。如選擇瓶組式細(xì)水霧系統(tǒng)，則需關(guān)注高壓氣瓶安裝位置及其維修及其安全性。

由于瓶組式細(xì)水霧系統(tǒng)有組合靈活、所需空間小的特點(diǎn)；國內(nèi)外地鐵有成熟案例借鑒；沒有額外的動(dòng)力需求，有利于推廣應(yīng)用，本文重點(diǎn)對瓶組式細(xì)水霧系統(tǒng)應(yīng)用做介紹。

4 高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在列車上的布置和安裝

鑒于本文推薦瓶組式細(xì)水霧作為車載滅火系統(tǒng)，下面主要介紹瓶組式細(xì)水霧在列車上的布置和安裝。

瓶組式細(xì)水霧系統(tǒng)配備1個(gè)氮?dú)馄亢腿齻€(gè)水瓶，是可以撲滅一節(jié)車廂火災(zāi)的用量，滅火時(shí)間可延續(xù)5～8 min。該系統(tǒng)的操作流程為：高壓氮?dú)馄拷拥娇刂破鞯拈_啟命令后，開啟閥門，高壓氮?dú)饬飨蛩?，形成高壓水流，?jīng)分區(qū)閥、噴嘴，形成高壓細(xì)水霧滅火。該系統(tǒng)屬一次性耗盡。

4.1 瓶組式高壓細(xì)水霧在TC車上的布置方案

司機(jī)室設(shè)一個(gè)噴頭?？褪覂?nèi)每隔3 m設(shè)一個(gè)噴頭，以保證每個(gè)噴頭負(fù)責(zé)的滅火面積不超過9 ㎡，共計(jì)設(shè)6個(gè)噴頭。每節(jié)車廂設(shè)置一或兩個(gè)分區(qū)閥，控制本車廂的滅火系統(tǒng)。滅火系統(tǒng)的控制器可設(shè)置在繼電器柜內(nèi)，如圖3所示中表示了噴頭的布置方案。

4.2 瓶組式高壓細(xì)水霧在M車上的布置方案

客室內(nèi)每隔3 m設(shè)一個(gè)噴頭，以保證每個(gè)噴頭負(fù)責(zé)的滅火面積不超過9㎡，共計(jì)設(shè)7個(gè)噴頭。每節(jié)車廂設(shè)置一個(gè)或兩個(gè)分區(qū)閥，控制本車廂的滅火系統(tǒng)。滅火系統(tǒng)的控制器設(shè)置在繼電器柜內(nèi)，如圖4所示，表示了噴頭的布置方案。

4.3 從安全、成本、安裝難易等角度對瓶組式與泵組式高壓細(xì)水霧裝置的再探討

受篇幅限制，本文對泵組式高壓細(xì)水霧裝置的布置、安裝等介紹較少，如表4所示，從安全、成本、安裝空間等角度對兩種裝置再作一些簡介，供大家討論。

5 結(jié)語

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)作為一種新型的滅火技術(shù)，具備傳統(tǒng)的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和氣體滅火系統(tǒng)所不具備的技術(shù)優(yōu)勢，能夠較好地適用于列車內(nèi)的環(huán)境，能夠進(jìn)一步補(bǔ)強(qiáng)車內(nèi)的消防救援能力。與泵組式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)相比，對額外動(dòng)力需求少，初期投資低，安裝所需空間小，形式靈活，適合地鐵車輛推廣使用。

參考文獻(xiàn)

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