摘要：隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快和大型工業(yè)設(shè)施的建設(shè)，大跨度廠房的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)日益增加。這類火災(zāi)通常有復(fù)雜的場(chǎng)景和極端的條件，對(duì)傳統(tǒng)的滅火方法提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。大跨度廠房的特點(diǎn)，如天花板高、空間廣闊以及可燃物質(zhì)豐富，使得火災(zāi)撲救更加困難，常規(guī)的滅火方法如水噴射會(huì)導(dǎo)致水損傷或不足，以迅速控制火勢(shì)。在這種背景下，水霧滅火技術(shù)因其高效、環(huán)保、節(jié)水等特性成為現(xiàn)代滅火技術(shù)的重要發(fā)展方向。水霧滅火技術(shù)憑借產(chǎn)生微小的水滴來達(dá)到快速降溫、抑制火焰蔓延的效果，相較于傳統(tǒng)滅火方法，在控制大規(guī)?；馂?zāi)、減少水損傷以及提高滅火效率方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。然而，在大跨度廠房火災(zāi)撲救中，如何充分發(fā)揮水霧滅火技術(shù)的潛能，還需要對(duì)其進(jìn)行深入研究和適應(yīng)性改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：大跨度廠房；火災(zāi)撲救；水霧滅火技術(shù)

引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，大跨度廠房作為一種常見的工業(yè)建筑，其安全性日益受到關(guān)注。這類廠房通常具有高屋頂、廣闊空間及存放大量易燃物質(zhì)等特點(diǎn)，一旦發(fā)生火災(zāi)，擴(kuò)散速度快、熱釋放量大，煙氣滾滾，極易形成大規(guī)?；馂?zāi)事故。傳統(tǒng)的滅火方式如直接水噴射，在這類環(huán)境中往往效果有限，容易造成次生損害，如水損傷設(shè)備和庫存物資。尋找一種既能有效控制火勢(shì)又能減少次生損害的滅火方式成為了迫切需求。

一、大跨度廠房火災(zāi)特點(diǎn)分析

（一）火災(zāi)擴(kuò)散與發(fā)展特性

大跨度廠房火災(zāi)擴(kuò)散與發(fā)展特性體現(xiàn)在快速蔓延和巨大破壞性上，主要由于大跨度廠房?jī)?nèi)部空間廣闊、通風(fēng)條件好以及存儲(chǔ)的物資通常易燃。一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)很容易沿著這些易燃物迅速蔓延，[1]因空間寬敞，熱量和煙霧上升速度快，形成的熱層會(huì)進(jìn)一步加速火勢(shì)蔓延。在這種條件下，火災(zāi)往往發(fā)展迅速，局部溫度極高，而且形成火災(zāi)旋渦，使火勢(shì)更加不可控。由于大跨度廠房通常建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦發(fā)生火災(zāi)，火焰和高溫迅速損害建筑結(jié)構(gòu)，增加坍塌風(fēng)險(xiǎn)。這些廠房?jī)?nèi)通常存放有大量化學(xué)品和其他危險(xiǎn)物質(zhì)，如果發(fā)生火災(zāi)易引發(fā)爆炸，還導(dǎo)致有毒氣體的釋放，對(duì)人員安全和環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。大跨度廠房火災(zāi)擴(kuò)散與發(fā)展具有極高的危險(xiǎn)性，給滅火救援帶來了極大挑戰(zhàn)。

（二）滅火難點(diǎn)與挑戰(zhàn)

在大跨度廠房火災(zāi)撲救中，面臨的主要難點(diǎn)與挑戰(zhàn)包括火場(chǎng)的復(fù)雜性、滅火資源的有限性和人員安全保障。由于大跨度廠房?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且空間龐大，確定火源位置和評(píng)估火場(chǎng)情況都極為困難，[2]直接影響滅火策略的制定和執(zhí)行。由于火災(zāi)迅速蔓延，滅火作業(yè)需在有限的時(shí)間內(nèi)完成，要求有極高的滅火效率。然而，大跨度廠房?jī)?nèi)的易燃物質(zhì)多且分布廣泛，單一的滅火手段往往難以覆蓋所有火源，需要多種滅火方式的配合使用。廠房?jī)?nèi)存在的化學(xué)品和有毒氣體對(duì)滅火人員的安全構(gòu)成威脅，確保救援人員安全成為一個(gè)重要挑戰(zhàn)。在實(shí)際滅火操作中，除了控制火勢(shì)外，還需防止因滅火行動(dòng)引發(fā)的二次事故，如電氣設(shè)備短路、化學(xué)品泄漏或反應(yīng)等。滅火作業(yè)需要精心規(guī)劃和嚴(yán)密執(zhí)行，確保在有效控制火勢(shì)的同時(shí)，最大限度減少對(duì)人員和財(cái)產(chǎn)的損害。

（三）現(xiàn)有滅火方法的局限性

針對(duì)大跨度廠房火災(zāi)的現(xiàn)有滅火方法，雖然在一定程度上能夠控制火勢(shì)，但仍存在諸多局限性。傳統(tǒng)的滅火方法如水噴射，雖然能夠快速降低火場(chǎng)溫度，但在大空間廠房中，水噴射的覆蓋范圍和深度有限，容易導(dǎo)致大量水損傷，影響廠房?jī)?nèi)的機(jī)械設(shè)備和存儲(chǔ)物資?；瘜W(xué)泡沫滅火雖能覆蓋較大面積，但對(duì)某些類型的火災(zāi)效果有限，清理困難，對(duì)環(huán)境造成污染。[3]二氧化碳滅火雖然在電氣火災(zāi)中效果顯著，但會(huì)在大面積火災(zāi)中應(yīng)用受限，存在窒息危險(xiǎn)，不利于人員安全?，F(xiàn)有的滅火方法在大跨度廠房火災(zāi)撲救中往往無法完全滿足滅火效率和安全性的雙重需求。這些局限性凸顯了發(fā)展更加高效、安全、環(huán)境友好的滅火技術(shù)的必要性，其中水霧滅火技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)成為了研究的重點(diǎn)。

二、水霧滅火技術(shù)優(yōu)化策略

（一）技術(shù)優(yōu)化

1.噴嘴設(shè)計(jì)創(chuàng)新

在水霧滅火系統(tǒng)中，噴嘴設(shè)計(jì)創(chuàng)新對(duì)提高滅火效率和適應(yīng)性至關(guān)重要。噴嘴作為水霧系統(tǒng)的核心組件，其設(shè)計(jì)直接影響到水霧的生成和分布。當(dāng)前，噴嘴設(shè)計(jì)的創(chuàng)新主要集中在提高水霧覆蓋范圍和均勻性、降低系統(tǒng)能耗以及增加噴嘴耐久性和可靠性上。[4]一種高效的噴嘴設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)更細(xì)致的水霧粒子控制，提高水霧與火焰的接觸效率和熱交換效果。噴嘴的空間分布和噴射角度也是設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵，憑借精確計(jì)算和布局，可保證在火場(chǎng)的每個(gè)區(qū)域都能得到有效覆蓋。在材料選擇方面，應(yīng)用高耐溫、耐腐蝕材料能夠提高噴嘴的耐用性和適應(yīng)不同環(huán)境的能力。考慮到大跨度廠房的特點(diǎn)，噴嘴設(shè)計(jì)還應(yīng)兼顧易于安裝和維護(hù)的特性，適應(yīng)復(fù)雜多變的工業(yè)環(huán)境。

2.水霧顆粒大小優(yōu)化

水霧顆粒大小的優(yōu)化是提升水霧滅火效率的關(guān)鍵因素。水霧滅火技術(shù)的核心原理在于利用水霧顆?？焖傥鼰岵⒄舭l(fā)，以降低火場(chǎng)溫度和稀釋火場(chǎng)中的可燃?xì)怏w濃度。顆粒大小對(duì)該過程至關(guān)重要，[5]因?yàn)樗苯佑绊懰F的蒸發(fā)速度和熱交換效率。理想的水霧顆粒應(yīng)足夠小以保證快速蒸發(fā)，同時(shí)又足夠大保證有效的熱交換。過小的水霧顆粒在到達(dá)火源前就完全蒸發(fā)，而過大的顆粒則無法充分發(fā)揮降溫效果。憑借科學(xué)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，找到最佳的水霧顆粒大小，以實(shí)現(xiàn)最高的滅火效率成為研究重點(diǎn)。根據(jù)不同類型的火災(zāi)特點(diǎn)，如油類火災(zāi)和電氣火災(zāi)，優(yōu)化水霧顆粒的大小適應(yīng)特定場(chǎng)景，也是提升滅火效果的關(guān)鍵。憑借對(duì)水霧顆粒大小的精準(zhǔn)控制，可以在保證滅火效率的同時(shí)，減少水損和對(duì)環(huán)境的影響。

3.壓力與流量控制

在水霧滅火系統(tǒng)中，壓力與流量的控制是確保系統(tǒng)效能和適應(yīng)性的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。水霧的生成和分布取決于系統(tǒng)的壓力和流量，適當(dāng)?shù)膲毫土髁吭O(shè)置可以優(yōu)化水霧的分散效果，提高滅火效率。壓力控制關(guān)系到水霧顆粒的形成和速度，適宜的壓力能夠確保水霧顆粒在空氣中迅速擴(kuò)散，覆蓋更廣區(qū)域。高壓水霧系統(tǒng)還可以增強(qiáng)水霧對(duì)火源的穿透能力，特別是在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中。流量控制直接影響水霧量的大小，確保有足夠的水量到達(dá)火源，同時(shí)避免過量水霧造成的次生損害。在優(yōu)化過程中，需要精確計(jì)算不同火災(zāi)情況下的最佳壓力和流量設(shè)置，并結(jié)合噴嘴設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的快速有效撲救。考慮到不同場(chǎng)合的滅火需求，壓力和流量的控制系統(tǒng)還應(yīng)具備高度的靈活性和適應(yīng)性，能夠根據(jù)實(shí)際情況快速調(diào)整，憑借精確的壓力與流量控制，可以最大化水霧滅火系統(tǒng)的性能，同時(shí)保證其在各種復(fù)雜環(huán)境下有效運(yùn)作。

（二）系統(tǒng)配置優(yōu)化

1.智能化控制系統(tǒng)的集成

智能化控制系統(tǒng)集成對(duì)優(yōu)化大跨度廠房水霧滅火系統(tǒng)至關(guān)重要。這種系統(tǒng)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、快速響應(yīng)和高效滅火。智能控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)收集火場(chǎng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如溫度、煙霧密度和火源位置，憑借先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理算法快速分析火勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)。這種分析結(jié)果可以用于指導(dǎo)滅火操作，如確定水霧的噴射方向、持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度。智能系統(tǒng)還可以根據(jù)火場(chǎng)情況自動(dòng)調(diào)整水霧系統(tǒng)的壓力和流量，確保滅火資源得到最優(yōu)利用。在火災(zāi)預(yù)防方面，智能化控制系統(tǒng)可以對(duì)廠房進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控，憑借預(yù)測(cè)算法提前警報(bào)潛在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。集成智能化控制系統(tǒng)的水霧滅火系統(tǒng)，提高了滅火效率和安全性，降低了對(duì)人工干預(yù)的依賴，提升了滅火作業(yè)的智能化水平。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來智能化控制系統(tǒng)還將在自我學(xué)習(xí)、自動(dòng)決策和遠(yuǎn)程控制等方面得到進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

2.滅火劑與水霧的配比

在大跨度廠房水霧滅火系統(tǒng)中，滅火劑與水霧的配比是確保滅火效果的關(guān)鍵因素之一。理想的配比要考慮滅火效率，還要兼顧環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本。滅火劑如泡沫或化學(xué)滅火劑，可以增強(qiáng)水霧的滅火能力，尤其是在處理易燃液體火災(zāi)時(shí)。正確的配比可以使水霧更有效降低火源區(qū)的溫度，減少煙霧，阻斷氧氣供應(yīng)。在確定最佳配比時(shí)，需要考慮火災(zāi)類型、滅火劑的特性以及環(huán)境影響。一些化學(xué)滅火劑雖然滅火效果顯著，但對(duì)環(huán)境造成污染，因此需要精確控制其使用比例?？紤]到經(jīng)濟(jì)成本，合理的配比還應(yīng)確保滅火劑的使用經(jīng)濟(jì)、高效。在實(shí)際應(yīng)用中，滅火劑與水霧的配比需要根據(jù)具體火場(chǎng)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。這就要求水霧滅火系統(tǒng)具備靈活的配比調(diào)整功能，憑借高精度的控制系統(tǒng)和先進(jìn)的噴射技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，保證滅火劑和水霧配合使用時(shí)達(dá)到最佳滅火效果。

3.滅火系統(tǒng)布局

對(duì)大跨度廠房而言，水霧滅火系統(tǒng)的布局設(shè)計(jì)決定了其滅火效果和操作效率。合理的布局需要基于廠房的具體結(jié)構(gòu)、內(nèi)部活動(dòng)和存儲(chǔ)物資的分布進(jìn)行精心規(guī)劃。系統(tǒng)布局應(yīng)確保覆蓋廠房中所有關(guān)鍵區(qū)域，特別是易燃物質(zhì)存放和高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)區(qū)。考慮到大跨度廠房的高天花板和廣闊空間，水霧噴頭布局要能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)迅速覆蓋整個(gè)受影響區(qū)域。在噴頭布局中，應(yīng)考慮火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的高溫和有毒氣體的擴(kuò)散路徑，確保水霧能有效到達(dá)火源位置并控制其蔓延。系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)還要考慮維護(hù)和檢修的便利性，確保所有設(shè)備都能夠在需要時(shí)迅速、安全進(jìn)行檢查和修理。高效的布局設(shè)計(jì)還包括與建筑的消防系統(tǒng)和緊急疏散路徑的協(xié)調(diào)，保證在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員可以安全迅速撤離，憑借科學(xué)的布局規(guī)劃，結(jié)合先進(jìn)的監(jiān)控和控制系統(tǒng)，大跨度廠房的水霧滅火系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的滅火效果和操作效率。

（三）環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)化

1.不同火場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性研究

針對(duì)水霧滅火系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性研究，關(guān)鍵在于分析并優(yōu)化該系統(tǒng)在不同火場(chǎng)環(huán)境下的性能。不同的火場(chǎng)環(huán)境，如倉庫、生產(chǎn)車間、化工廠，具有各自獨(dú)有的特征，包括不同的空間布局、存儲(chǔ)物資的類型以及火災(zāi)發(fā)生概率和特點(diǎn)?；S中存在易揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)，其火災(zāi)特點(diǎn)與普通倉庫存儲(chǔ)紙張或木材的火災(zāi)截然不同。水霧滅火系統(tǒng)必須能夠根據(jù)各種環(huán)境的特定需求進(jìn)行調(diào)整，包括對(duì)噴嘴的布局、水霧顆粒的大小以及壓力和流量的設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化。在進(jìn)行這種適應(yīng)性研究時(shí)，需綜合考慮火源類型、火勢(shì)發(fā)展速度以及可燃物質(zhì)的特性等因素。環(huán)境適應(yīng)性研究還應(yīng)考慮如何在不同場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)快速部署和有效覆蓋以及如何憑借智能化系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整滅火策略以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。通過深入的研究和技術(shù)創(chuàng)新，可以顯著提高水霧滅火系統(tǒng)在多種環(huán)境下的應(yīng)用效果，確保各類火災(zāi)得到有效控制。

2.高溫與煙霧環(huán)境下的效率分析

在高溫和煙霧密集的環(huán)境中，水霧滅火系統(tǒng)的效率分析至關(guān)重要。在這種極端的火場(chǎng)環(huán)境下，高溫加速了火勢(shì)蔓延，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料的熱解和熱損傷，增加了滅火難度。濃煙降低了現(xiàn)場(chǎng)可見度，同時(shí)存在有毒氣體，對(duì)滅火人員的健康構(gòu)成威脅。針對(duì)這種環(huán)境，分析水霧滅火系統(tǒng)的效率需要關(guān)注水霧在高溫環(huán)境下的蒸發(fā)速率、熱交換效能以及煙霧抑制能力。在高溫環(huán)境下，水霧的快速蒸發(fā)可以迅速降低火場(chǎng)溫度，同時(shí)也需要確保足夠的水量能夠到達(dá)火源以實(shí)現(xiàn)有效滅火。優(yōu)化水霧顆粒的大小以及噴嘴的布局和噴射角度顯得尤為重要。水霧在抑制煙霧方面的性能也不容忽視，合適的水霧噴射策略可以降低火場(chǎng)溫度，有效減少有害煙霧的生成和擴(kuò)散。

結(jié)語

水霧滅火技術(shù)以其獨(dú)特的滅火機(jī)制和優(yōu)勢(shì)逐漸進(jìn)入研究者的視野。該技術(shù)憑借產(chǎn)生細(xì)小的水霧粒子，能夠迅速降低火場(chǎng)溫度，同時(shí)增加火場(chǎng)濕度，有效控制火勢(shì)和減少煙霧。與傳統(tǒng)的水噴射相比，水霧滅火在水的利用效率和對(duì)環(huán)境的影響方面表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。然而，要在大跨度廠房這種特殊環(huán)境下充分發(fā)揮水霧滅火的潛力，需要針對(duì)性的技術(shù)優(yōu)化和應(yīng)用策略。水霧粒子的大小、噴射壓力、噴嘴布局等因素都會(huì)直接影響滅火效果。大跨度廠房?jī)?nèi)常常存在復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)和多樣化的易燃物，給火災(zāi)撲救帶來了額外的挑戰(zhàn)。水霧滅火技術(shù)的應(yīng)用要考慮如何有效覆蓋廣闊空間和高空區(qū)域，還需要考慮不同類型火災(zāi)的特點(diǎn)以及如何在確保滅火效率的同時(shí)，減少對(duì)廠房?jī)?nèi)設(shè)備和物資的損害。從系統(tǒng)的角度出發(fā)，研究水霧滅火技術(shù)在大跨度廠房火災(zāi)撲救中的應(yīng)用，關(guān)系到技術(shù)本身的優(yōu)化，還包括系統(tǒng)配置、環(huán)境適應(yīng)性和操作策略等多個(gè)方面。

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作者簡(jiǎn)介：宋孝威（1993- ），男，漢族，河南信陽人，研究生，研究方向：滅火救援。