郄旭 彭義江

0 引言

火災(zāi)安全隱患一直存在于人們的日常生活中，在不同領(lǐng)域會(huì)運(yùn)用到不同的滅火技術(shù)。如今細(xì)水霧滅火技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑、工業(yè)、交通、能源等領(lǐng)域。細(xì)水霧滅火技術(shù)是一項(xiàng)非常有效且實(shí)用的技術(shù)，它能夠起到撲滅初期火災(zāi)，阻止火勢(shì)蔓延，防止煙氣擴(kuò)散等作用，因此被越來越多的人們熟悉和認(rèn)可。在火災(zāi)現(xiàn)場，細(xì)水霧滅火憑借能夠輔助消防救援人員更加快速有效地完成滅火救援任務(wù)，且不會(huì)對(duì)周邊的人員造成二次傷害的優(yōu)勢(shì)，大大提升了火災(zāi)事故處置效率，在消防工作中得到了廣泛應(yīng)用。

1 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)概述

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)將水作為滅火介質(zhì)，通過噴頭噴出水霧，借助較高的水壓力作用，將水分流成0.2mm～2mm，甚至更小的細(xì)小水霧滴，噴向所要保護(hù)的對(duì)象。霧滴在受熱之后會(huì)比未經(jīng)過霧化、高壓的水更容易變成蒸汽，將保護(hù)對(duì)象的表面溫度降低，使其達(dá)到燃點(diǎn)以下。霧粒在高速紊流、旋轉(zhuǎn)方式做三維運(yùn)動(dòng)，4ml的水在一秒內(nèi)可以分裂形成50億個(gè)霧滴，這些霧滴非常細(xì)膩，擴(kuò)散面積很大。因此，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的滅火原理主要是通過表面冷卻、窒息、稀釋、沖擊乳化和覆蓋等作用完成滅火，起到了吸熱降溫、隔絕氧氣、輻射衰減、消煙釋毒的實(shí)際效用[1]。

1.1 冷卻作用

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)噴出的水霧滴直徑很小，在汽化的過程中，會(huì)吸收燃燒物體表面的熱量或者是吸收著火區(qū)域的局部熱量。水的比熱容較大，100攝氏度的水蒸發(fā)需要2257KJ/Kg，每只噴頭噴出的水霧極熱功率達(dá)到300KW。據(jù)研究表明，水霧單位面積吸熱量越大，霧滴直徑越小，運(yùn)動(dòng)速度越快，熱傳遞速率越高[2]。

1.2 窒息作用

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)將水霧噴入火場之中，迅速蒸發(fā)形成蒸汽，蒸汽會(huì)變成一道屏障，隔絕外界空氣和控制火災(zāi)范圍，阻礙了助燃?xì)怏w與燃燒物質(zhì)的接觸。水霧迅速汽化，體積會(huì)急劇膨脹，達(dá)到1700～5800倍，大大降低燃燒物表面的氧氣含量，使之迅速減少至16%～18%左右，達(dá)到窒息滅火的作用。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的窒息作用,優(yōu)勢(shì)在于只改變?nèi)紵锉砻娴难鯕夂浚粫?huì)減少火場的氧氣含量，從而保障了人員安全。

1.3 阻隔輻射熱作用

將細(xì)水霧噴入火場之后，細(xì)水霧會(huì)迅速汽化，汽化形成的蒸汽會(huì)將燃燒物體、火焰和煙霧籠罩，并會(huì)阻隔火焰輻射熱，從而有效防止火焰輻射熱引燃周圍可燃物，達(dá)到了抑制火焰范圍擴(kuò)大的作用。

1.4 稀釋、乳化、浸潤作用

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生顆粒大、沖量大的霧滴，這些霧滴觸碰到燃燒物體的表面，使得燃燒的物體表面浸潤，一定程度上降低了物體表面的溫度，阻隔了可燃性氣體的產(chǎn)生，達(dá)到了滅火和防止火災(zāi)蔓延的作用。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)產(chǎn)生的高壓水霧滴對(duì)煙霧和火焰同樣具有乳化和稀釋的作用[3]。

2 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用范圍

2.1 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

細(xì)水霧是指在高壓空氣中，以超細(xì)微粒為主要成分的霧化液滴。它具有良好的抑煙和冷卻作用，能有效地控制火災(zāi)蔓延，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。由于細(xì)水霧本身不產(chǎn)生毒性物質(zhì)，對(duì)環(huán)境污染小，因此被廣泛應(yīng)用于各種場所。目前細(xì)水霧的種類很多，按其用途可分為：①滅火救援；②建筑及地下工程防火；③船舶防冰；④森林防火；⑤工業(yè)窯爐、石油化工設(shè)備等高溫部位防排煙。

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)由噴頭、輸水管道和管路三部分組成，其中噴頭是重要組成部分，噴頭質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，而噴頭的主要性能指標(biāo)就是霧化效果，即噴出霧滴粒徑大小均勻性與噴霧壓力之間的關(guān)系。由于細(xì)水霧在燃燒過程中會(huì)形成大量小液滴并迅速變大，當(dāng)溫度升高時(shí)，大顆粒將逐漸熔化變成微小水滴，這些細(xì)小水珠又不斷蒸發(fā)成蒸氣，從而導(dǎo)致著火區(qū)域內(nèi)空氣濕度增大。同時(shí)，還可能造成人身傷亡或重大財(cái)產(chǎn)損失，所以對(duì)噴頭進(jìn)行優(yōu)化研究具有很高的實(shí)用價(jià)值[4]。

2.2 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

2.2.1 適用范圍

（1）書庫、檔案資料庫以及文物庫等場所的可燃固體火災(zāi)。

（2）液壓站、油浸電力變壓器室、透平油倉庫、潤滑油倉庫、柴油發(fā)電機(jī)房、燃油鍋爐房、燃油直燃機(jī)房以及油開關(guān)柜室等場所的可燃液體火災(zāi)。

（3）燃?xì)廨啓C(jī)房及燃?xì)庵比紮C(jī)房等場所的可燃?xì)怏w噴射火災(zāi)。

（4）配電室、計(jì)算機(jī)房、數(shù)據(jù)處理機(jī)房、中央控制室、通信機(jī)房、大型電纜室、電纜隧（廊）道以及電纜豎井等場所的電氣設(shè)備火災(zāi)。

表1 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的原理

（5）引擎測試間及交通隧道等適用細(xì)水霧滅火的其他場所的火災(zāi)。

2.2.2 不適用范圍

（1）遇水能發(fā)生劇烈反應(yīng)或產(chǎn)生大量有害物質(zhì)的活潑金屬及其化合物火災(zāi)，如活潑金屬，鋰、鈉、鉀、鎂、鈦、鋯、鈾、钚等；金屬醇鹽，如甲醇鈉等；金屬氨基化合物，如氨基鈉等；碳化物，如碳化鈣等；鹵化物，如氯化鉀酰、氯化鋁等；氫化物，如氫化鋁鋰等；鹵氧化物，如三溴氧化磷等；硅烷，如三氯-氟化甲烷等；硫化物，如五硫化二磷等；氰酸鹽，如甲基氰酸鹽等。

（2）可燃?xì)怏w火災(zāi)，包括液化天然氣等低溫液化氣體的火災(zāi)。

（3）可燃固體的深位火災(zāi)。

3 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

3.1 提高滅火效率

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)動(dòng)能足，可以直接穿過火焰對(duì)燃燒物體表面進(jìn)行液體冷卻，且細(xì)水霧霧滴的直徑小，對(duì)熱輻射有很好的屏蔽作用，在形成屏障后，能夠與外界助燃?xì)怏w隔絕，并且在速度的加持之下，可以大大提高控火滅火的效率[5]。

3.2 有利于人員撤離

含有氮?dú)獾募?xì)水霧不僅可以降低溫度，還可以將可燃物與氧氣有效隔開，防止火勢(shì)蔓延和惡化。噴出的高速水霧，能夠迅速清洗空氣中的濃煙，提高了火場的可見度，有利于被困人員安全疏散和撤離，大大降低被困人員吸入有毒氣體的風(fēng)險(xiǎn)，最大限度地減少煙氣對(duì)被困人員肺部造成的傷害。

3.3 安全環(huán)保

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)以無毒無害的水作為滅火劑，對(duì)周圍環(huán)境、保護(hù)區(qū)域、被困人員、救援人員均無損害和污染，其會(huì)稀釋因燃燒產(chǎn)生的一氧化碳、二氧化碳等氣體，從而達(dá)到凈化空氣、降溫排毒的效果。雖然水具有導(dǎo)電性，但是由于細(xì)水霧的霧滴直徑小、不連續(xù)，因此具有良好的電絕緣性，可以有效地?fù)渚葞c(diǎn)設(shè)備火災(zāi)，避免救援過程中出現(xiàn)觸電事故。

3.4 減少水漬損失

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的滅火速度為一般噴淋系統(tǒng)的100倍，但用水量僅是常規(guī)水噴淋的十分之一，在減少滅火用水的同時(shí)，又避免了大量積水對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施的損壞以及對(duì)滅火救援行動(dòng)、人員疏散逃生造成的不便。

3.5 降低成本

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)應(yīng)用更小的管道管線，節(jié)省了管道空間、消防水池和高位水箱等環(huán)節(jié)，降低了對(duì)土建施工和泵房空間的需求。因此，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與傳統(tǒng)滅火系統(tǒng)相比，價(jià)格便宜、易于安裝、便于維護(hù)，性價(jià)比更好、功能性更強(qiáng)、技術(shù)性更優(yōu)。

4 細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

4.1 大型交通運(yùn)輸工具

在大型交通運(yùn)輸工具上，由于運(yùn)載重量和體積的限制，無法儲(chǔ)存大量的水，無法使用氣體滅火裝置，也不能運(yùn)用酒店等場所使用的噴淋滅火系統(tǒng)。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是利用高壓氣體壓縮噴出水霧，用水量少，儲(chǔ)存方便，且占用的體積空間小，適用于交通運(yùn)輸工具。

4.2 電力設(shè)備場所

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)噴出的霧粒直徑很小，噴出時(shí)水不連續(xù)。在火災(zāi)現(xiàn)場的高溫環(huán)境下，細(xì)水霧汽化迅速，難以接觸電氣設(shè)備，并且?guī)ё叽罅繜崃亢透綦x空氣，進(jìn)而達(dá)到快速滅火的效果，具有良好的電氣絕緣性能，不會(huì)導(dǎo)電。高壓細(xì)水霧可以撲滅3.6KV以下的電氣火災(zāi)，但滅火前需要切斷電源。如果不能切斷，應(yīng)考慮電壓是否在安全范圍內(nèi)。

4.3 汽車涂裝噴漆車間

汽車涂裝噴漆室布局復(fù)雜、用電設(shè)備多，且會(huì)長期儲(chǔ)存和使用大量揮發(fā)性涂料和溶劑，兩者多為甲類和乙類可燃液體，在施工過程中產(chǎn)生的靜電火花、電火花、表面高溫均可成為引火源，極易引發(fā)火災(zāi)。車間內(nèi)相對(duì)封閉，一旦發(fā)生火災(zāi)，濃煙與有毒氣體會(huì)瞬間大量聚集，人數(shù)疏散逃生困難，容易導(dǎo)致人員傷亡。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)用水量少、水漬污染小，汽化時(shí)間極短，可以有效減少對(duì)車間內(nèi)各類電氣設(shè)備和車內(nèi)裝飾的損壞。

4.4 交通隧道

交通隧道按照位置分類分為山嶺隧道、水底隧道和城市隧道，其特點(diǎn)是空間受限、通道狹小、通風(fēng)條件差，發(fā)生火災(zāi)后，產(chǎn)生的濃煙、毒氣會(huì)迅速擴(kuò)散填充整個(gè)隧道空間，難以排出，嚴(yán)重威脅群眾生命安全，消防救援人員的滅火救援行動(dòng)難度加大。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)能夠有效抑制燃燒放熱，使火場周圍的熱輻射強(qiáng)度減弱，同時(shí)，能夠凈化空氣和保護(hù)環(huán)境，為人員疏散逃離和滅火救援創(chuàng)造有利條件。

4.5 電纜廊道

地下綜合管廊建設(shè)實(shí)現(xiàn)了地下空間的合理利用和深度開發(fā)，但是敷設(shè)于廊道內(nèi)的電纜線發(fā)生火災(zāi)，會(huì)致使電氣設(shè)備產(chǎn)生故障，線路出現(xiàn)大規(guī)模中斷，進(jìn)而導(dǎo)致民生、經(jīng)濟(jì)等方面收到影響。由于管廊內(nèi)火災(zāi)負(fù)荷較大，燃燒產(chǎn)生的煙氣濃度較高，消防救援人員和工程搶修人員進(jìn)入內(nèi)部的難度加大。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)噴出的水霧霧滴與高溫?zé)煔庀嘤觯F滴會(huì)迅速汽化，體積膨脹，持續(xù)一段時(shí)間后，霧滴會(huì)充滿廊內(nèi)的空間，達(dá)到良好的驅(qū)煙、降溫、滅火等效果。

5 結(jié)語

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在我國擁有較大的應(yīng)用市場和前景，它的出現(xiàn)是我國消防設(shè)備的一次改革、一個(gè)創(chuàng)新，能夠讓人們?cè)诎l(fā)生火災(zāi)時(shí)有更大的安全保障，提高了火場被困人員的生存機(jī)率。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的大量應(yīng)用，符合現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展要求，改變了人們滅火控火的傳統(tǒng)觀念，降低了滅火設(shè)施建設(shè)成本，最大限度發(fā)揮了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在滅火方面的積極作用。未來的消防工作要始終堅(jiān)持“生命至上、人民至上”的原則，強(qiáng)調(diào)以人為本的發(fā)展理念，不斷研究和開發(fā)新型滅火技術(shù)，確保始終能夠滿足現(xiàn)代化消防安全和滅火救援需求。