郭微

摘 要：該文主要結(jié)合目前用于特殊領(lǐng)域的新型消防方式著重談了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的發(fā)展歷程、應(yīng)用領(lǐng)域、滅火機(jī)理、優(yōu)缺點(diǎn)等方面的內(nèi)容，并對(duì)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，鑒于細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)以及環(huán)保的角度，建議我國(guó)應(yīng)盡快將該滅火系統(tǒng)進(jìn)行推廣

使用。

關(guān)鍵詞：細(xì)水霧滅火系統(tǒng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU892 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（c）-00-02

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是一種由分配管網(wǎng)與供水裝置或水和霧化介質(zhì)的供給裝置相連接，配有細(xì)水霧噴頭，并能在火災(zāi)時(shí)噴放細(xì)水霧的自動(dòng)滅火系統(tǒng)。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有無(wú)環(huán)境污染、滅火迅速、節(jié)約水源、破壞性小的特點(diǎn)。因此，該工藝自開(kāi)始研究以來(lái)極受關(guān)注。

1 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的發(fā)展歷程

細(xì)水霧滅火技術(shù)于20世紀(jì)40年代用于輪船滅火，由于在同一時(shí)期高效滅火劑哈龍的出現(xiàn)，使得細(xì)水霧滅火技術(shù)的研究被替代乃至停止。直到80年代，人們發(fā)現(xiàn)鹵代烷滅火劑對(duì)空氣帶來(lái)了嚴(yán)重的破壞，這才開(kāi)始重新關(guān)注起細(xì)水霧滅火技術(shù)。1987年《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》簽署之后，細(xì)水霧滅火技術(shù)作為哈龍的主要替代技術(shù)之一，得到了所有研究人員的認(rèn)同，而且繼續(xù)研究與開(kāi)發(fā)。

細(xì)水霧滅火技術(shù)在20世紀(jì)90年代才得到發(fā)展?，F(xiàn)如今全球已經(jīng)有差不多50家機(jī)構(gòu)在研究、開(kāi)發(fā)細(xì)水霧滅火技術(shù)。

20世紀(jì)90年代初，有幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)發(fā)了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。1993年，美國(guó)成立了由開(kāi)發(fā)和工程部門(mén)、細(xì)水霧系統(tǒng)制造商、保險(xiǎn)公司、法律機(jī)構(gòu)以及用戶代表組成的細(xì)水霧系統(tǒng)NFPA技術(shù)委員會(huì)，對(duì)細(xì)水霧技術(shù)的NFPA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編制和規(guī)范，作為設(shè)計(jì)和安裝的依據(jù)，并于1996年正式出版了《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》（NFPA750）。

我國(guó)是20世紀(jì)90年代后期作為九五科技攻關(guān)項(xiàng)目才開(kāi)始研究細(xì)水霧滅火技術(shù)。中國(guó)科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、公安局上海消防研究所公安部天津消防研究所等單位，對(duì)細(xì)水霧滅火機(jī)理、滅火性能進(jìn)行了深入研究，并得到了大量的適用對(duì)象、滅火時(shí)間和噴霧強(qiáng)度等方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并開(kāi)發(fā)研制出細(xì)水霧成套產(chǎn)品。

2001年8月，中國(guó)公安部消防局發(fā)布了公消[2001]217號(hào)文，該文規(guī)定在我國(guó)可以使用細(xì)水霧等作為哈龍?zhí)娲贰?005年11月22日，公安部消防局局長(zhǎng)郭鐵男在全國(guó)消防標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)四屆二次會(huì)議工作報(bào)告中明確要求：圍繞消防中心工作，組織制修訂消防國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)及零部件通用技術(shù)條件》列入編制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃。

近幾年，細(xì)水霧滅火技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始推廣與使用，浙江省、北京市先后頒布《細(xì)水霧米火系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范、》，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工提供了可靠的依據(jù)。

2 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在消防領(lǐng)域中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

2.1 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)應(yīng)用的領(lǐng)域

英美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在圖書(shū)館、古建筑、地鐵、隧道、計(jì)算機(jī)機(jī)房、電氣開(kāi)關(guān)裝置、柴油發(fā)電機(jī)組、易燃液體庫(kù)、隧道等廣泛的領(lǐng)域應(yīng)用細(xì)水霧系統(tǒng)。

我國(guó)細(xì)水霧滅火技術(shù)與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家都有一定差距。但可喜的是我國(guó)這項(xiàng)技術(shù)也已開(kāi)始發(fā)展到了實(shí)用階段，并且已經(jīng)在一些工程上應(yīng)用。如中央檔案館、揚(yáng)州的第二發(fā)電廠、浙江大學(xué)圖書(shū)館、慈溪人民醫(yī)院、河南許昌的煙草物流中心、上海地鐵等細(xì)水霧防護(hù)工程已通過(guò)驗(yàn)收并投入使用。

從上面的情況可以看出，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用性及其廣泛。

2.2 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)滅火機(jī)理的研究

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是物理方式滅火，對(duì)保護(hù)對(duì)象可實(shí)施滅火、抑制火、控制火、控溫和降塵的多種方式的保護(hù)，其滅火機(jī)理可歸納如下。

（1）冷卻作用：當(dāng)水被分解成許多細(xì)小的水滴時(shí)，其結(jié)果產(chǎn)生了巨大的作用表面積，它能充分的吸收火災(zāi)中的熱量。細(xì)水霧的霧滴直徑很小，相對(duì)表面積較一般水滴大1700～5800倍，在汽化的過(guò)程中，從燃燒物表面或火災(zāi)區(qū)域吸收大量的熱量。按100 ℃水的蒸發(fā)潛熱為2257 kJ/kg計(jì)，每只噴頭噴出的水霧吸熱功率約為300 kW。實(shí)驗(yàn)證明直徑越小，水霧單位面積的吸熱量越大，霧滴速度越快，直徑越小，熱傳速率越高。因此，水是在滅火中吸收熱量的最佳滅火介質(zhì)。（2）窒息作用：細(xì)水霧噴入火場(chǎng)后，迅速蒸發(fā)形成蒸汽，體積急劇膨脹，可擴(kuò)大1700多倍，它稀釋了火源附近空氣中的氧氣，在燃燒物周?chē)纬梢坏榔琳献钃跣迈r空氣的吸入。隨著水的迅速汽化，水蒸氣含量將迅速增大，同時(shí)氧含量在火源周?chē)臻g減小到16%～18%時(shí)，火焰將被窒息。另外火場(chǎng)外非燃燒區(qū)域霧滴不汽化，空氣中氧氣含量不改變，不會(huì)危害人員生命。（3）阻隔輻射熱作用：細(xì)水霧噴入火場(chǎng)后，蒸發(fā)形成的蒸汽迅速將燃燒物、火焰和煙羽籠罩，對(duì)火焰的輻射熱具有極佳的阻隔能力，能夠有效抑制輻射熱引燃周?chē)渌锲罚_(dá)到防止火焰蔓延的效果。水霧對(duì)輻射的衰減作用還可以用來(lái)保護(hù)消防隊(duì)員的生命。（4）浸潤(rùn)作用：顆粒大沖量大的霧滴會(huì)沖擊到燃燒物表面，從而使燃燒物得到浸濕，阻止固體揮發(fā)可燃?xì)怏w的進(jìn)一步產(chǎn)生，到達(dá)滅火和防止火災(zāi)蔓延的目的。（5）洗滌作用：細(xì)水霧具有洗滌煙霧、廢氣的作用、對(duì)液體的乳化和稀釋作用等。這是因?yàn)槿紵幕伊?、煤煙顆粒與細(xì)水滴粘合而得到洗刷。

2.3 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）滅火性能好、應(yīng)用廣泛，對(duì)火勢(shì)猛烈、蔓延速度快的火災(zāi)，滅火性能更佳；（2）細(xì)水霧噴射時(shí)可有效降低火災(zāi)中的煙氣含量及毒性，提高能見(jiàn)度，有利于人員安全疏散，并且降溫作用強(qiáng)，火場(chǎng)周?chē)沫h(huán)境溫度低，便于救災(zāi)人員接近。（3）水作為滅火介質(zhì)，對(duì)環(huán)境、保護(hù)對(duì)象、保護(hù)區(qū)人員均無(wú)損壞和污染，是環(huán)保型滅火系統(tǒng)；（4）電氣絕緣性能更好，可以有效撲救帶電設(shè)備火災(zāi)。（5）水作為滅火介質(zhì)來(lái)源廣泛，并且滅火用水量少，可持續(xù)滅火，系統(tǒng)不需要龐大的儲(chǔ)水設(shè)施，在相同的滅火時(shí)間內(nèi)，噴水量?jī)H為水噴淋的10%左右；（6）采用管道重量小，管徑小，使得系統(tǒng)便于安裝，節(jié)省安裝費(fèi)用。

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有以下缺點(diǎn)：

（1）高壓系統(tǒng)的管路、配件及水泵的工作壓力很高；（2）為避免噴嘴堵塞，對(duì)水質(zhì)要求很高。

2.4 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)分類較多，現(xiàn)應(yīng)用較廣泛的為泵組式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)。

現(xiàn)就以下工程實(shí)例，介紹高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2.4.1 系統(tǒng)概述

在車(chē)站軌行區(qū)屏蔽門(mén)外側(cè)采用泵組式區(qū)域控制閥控制的高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)，本系統(tǒng)為開(kāi)式系統(tǒng)。

2.4.2 高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)組成

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)由高壓細(xì)水霧泵組、細(xì)水霧微型噴嘴、過(guò)濾器、區(qū)域控制閥組、不銹鋼管道等組成。

高壓泵組由高壓泵、穩(wěn)壓泵、控制柜、調(diào)節(jié)水箱、水箱進(jìn)水過(guò)濾器、補(bǔ)水電磁閥、安全泄壓閥、壓力傳感器、機(jī)架及連接管道、閥件、控制柜等組成。由液位控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱自動(dòng)補(bǔ)水；安全泄壓閥用于調(diào)節(jié)泵組的出口壓力；泵組部件材質(zhì)為不銹鋼。

區(qū)域控制閥組由系統(tǒng)控制（電動(dòng)）閥、供水球閥、壓力開(kāi)關(guān)、壓力表及連接管道等組成。區(qū)域控制閥組輸入電壓為AC 220V。閥有手動(dòng)啟動(dòng)功能，能進(jìn)行電動(dòng)及機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)。

高壓細(xì)水霧噴頭最低工作壓力為10 MPa，霧滴直徑DV0.9≤200 μm。系統(tǒng)管道采用材質(zhì)為316的高壓不銹鋼管，管道連接采用焊接或高壓卡套管件連接。管道、管件的工作壓力為14 MPa。

2.4.3 高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)

①系統(tǒng)持續(xù)噴霧時(shí)間30 min，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間≤30 s。②系統(tǒng)的補(bǔ)水壓力不低于0.2 MPa，且不得大于0.6 MPa。③設(shè)計(jì)流量根據(jù)軌行區(qū)一側(cè)發(fā)生火災(zāi)時(shí)的噴嘴同時(shí)噴霧所需流量確定。④高壓系統(tǒng)管網(wǎng)水力計(jì)算采用Darcy-Weisbach（達(dá)西-魏斯巴赫）公式。

（2）系統(tǒng)工作原理及工作方式

①系統(tǒng)工作原理

在正常工作下，細(xì)水霧系統(tǒng)從泵組出口至區(qū)域閥前的管網(wǎng)內(nèi)，維持一定壓力，當(dāng)壓力低于穩(wěn)壓泵的設(shè)定啟動(dòng)壓力1 Mpa時(shí)，穩(wěn)壓泵啟動(dòng)，使系統(tǒng)管網(wǎng)維持穩(wěn)定壓力（1-1.2）MPa，穩(wěn)壓泵運(yùn)行超過(guò)10 s后壓力仍達(dá)不到1.2 MPa時(shí)，主泵啟動(dòng)，穩(wěn)壓泵停止。

②系統(tǒng)控制方式

系統(tǒng)控制方式有自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和應(yīng)急操作三種方式。

a當(dāng)進(jìn)站列車(chē)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，車(chē)控室接到火災(zāi)信號(hào)后，可立即啟動(dòng)軌行區(qū)的高壓細(xì)水霧系統(tǒng)，以利于車(chē)廂人員迅速疏散、逃生。b在軌行區(qū)閥組箱內(nèi)設(shè)有手動(dòng)啟動(dòng)按鈕，當(dāng)進(jìn)站列車(chē)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，工作人員也可手動(dòng)開(kāi)啟軌行區(qū)的高壓細(xì)水霧系統(tǒng)。c應(yīng)急啟動(dòng)：當(dāng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)站列車(chē)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，控制室和手動(dòng)啟動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)可通過(guò)區(qū)域控制閥的手柄，打開(kāi)控制閥啟動(dòng)系統(tǒng)噴放細(xì)行水霧。

（3）系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖，如圖2所示。

3 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在消防領(lǐng)域中的應(yīng)用前景

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)以其特有的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在消防領(lǐng)域中引起了人們的普遍關(guān)注并獲得了廣泛的研究。在我國(guó)環(huán)保日益受到重視，水資源日益緊張的今天，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)將有非常廣闊的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。

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