郭微

摘 要：該文主要結合目前用于特殊領域的新型消防方式著重談了細水霧滅火系統(tǒng)的發(fā)展歷程、應用領域、滅火機理、優(yōu)缺點等方面的內容，并對細水霧滅火系統(tǒng)的系統(tǒng)設計進行了詳細的研究，鑒于細水霧滅火系統(tǒng)的各項優(yōu)點以及環(huán)保的角度，建議我國應盡快將該滅火系統(tǒng)進行推廣

使用。

關鍵詞：細水霧滅火系統(tǒng) 系統(tǒng)設計 應用

中圖分類號：TU892 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-00-02

細水霧滅火系統(tǒng)是一種由分配管網與供水裝置或水和霧化介質的供給裝置相連接，配有細水霧噴頭，并能在火災時噴放細水霧的自動滅火系統(tǒng)。細水霧滅火系統(tǒng)具有無環(huán)境污染、滅火迅速、節(jié)約水源、破壞性小的特點。因此，該工藝自開始研究以來極受關注。

1 細水霧滅火系統(tǒng)的發(fā)展歷程

細水霧滅火技術于20世紀40年代用于輪船滅火，由于在同一時期高效滅火劑哈龍的出現(xiàn)，使得細水霧滅火技術的研究被替代乃至停止。直到80年代，人們發(fā)現(xiàn)鹵代烷滅火劑對空氣帶來了嚴重的破壞，這才開始重新關注起細水霧滅火技術。1987年《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》簽署之后，細水霧滅火技術作為哈龍的主要替代技術之一，得到了所有研究人員的認同，而且繼續(xù)研究與開發(fā)。

細水霧滅火技術在20世紀90年代才得到發(fā)展。現(xiàn)如今全球已經有差不多50家機構在研究、開發(fā)細水霧滅火技術。

20世紀90年代初，有幾個發(fā)達國家開發(fā)了細水霧滅火系統(tǒng)。1993年，美國成立了由開發(fā)和工程部門、細水霧系統(tǒng)制造商、保險公司、法律機構以及用戶代表組成的細水霧系統(tǒng)NFPA技術委員會，對細水霧技術的NFPA標準進行編制和規(guī)范，作為設計和安裝的依據(jù)，并于1996年正式出版了《細水霧滅火系統(tǒng)標準》（NFPA750）。

我國是20世紀90年代后期作為九五科技攻關項目才開始研究細水霧滅火技術。中國科技大學火災科學國家重點實驗室、公安局上海消防研究所公安部天津消防研究所等單位，對細水霧滅火機理、滅火性能進行了深入研究，并得到了大量的適用對象、滅火時間和噴霧強度等方面的實驗結果，并開發(fā)研制出細水霧成套產品。

2001年8月，中國公安部消防局發(fā)布了公消[2001]217號文，該文規(guī)定在我國可以使用細水霧等作為哈龍?zhí)娲贰?005年11月22日，公安部消防局局長郭鐵男在全國消防標準化技術委員會四屆二次會議工作報告中明確要求：圍繞消防中心工作，組織制修訂消防國家標準和行業(yè)標準。《細水霧滅火系統(tǒng)及零部件通用技術條件》列入編制國家標準計劃。

近幾年，細水霧滅火技術在我國已經開始推廣與使用，浙江省、北京市先后頒布《細水霧米火系統(tǒng)設計、施工及驗收規(guī)范、》，為系統(tǒng)設計和施工提供了可靠的依據(jù)。

2 細水霧滅火系統(tǒng)在消防領域中的應用研究現(xiàn)狀

2.1 細水霧滅火系統(tǒng)應用的領域

英美等發(fā)達國家已經在圖書館、古建筑、地鐵、隧道、計算機機房、電氣開關裝置、柴油發(fā)電機組、易燃液體庫、隧道等廣泛的領域應用細水霧系統(tǒng)。

我國細水霧滅火技術與歐美等發(fā)達國家都有一定差距。但可喜的是我國這項技術也已開始發(fā)展到了實用階段，并且已經在一些工程上應用。如中央檔案館、揚州的第二發(fā)電廠、浙江大學圖書館、慈溪人民醫(yī)院、河南許昌的煙草物流中心、上海地鐵等細水霧防護工程已通過驗收并投入使用。

從上面的情況可以看出，細水霧滅火系統(tǒng)的應用性及其廣泛。

2.2 細水霧滅火系統(tǒng)滅火機理的研究

細水霧滅火系統(tǒng)是物理方式滅火，對保護對象可實施滅火、抑制火、控制火、控溫和降塵的多種方式的保護，其滅火機理可歸納如下。

（1）冷卻作用：當水被分解成許多細小的水滴時，其結果產生了巨大的作用表面積，它能充分的吸收火災中的熱量。細水霧的霧滴直徑很小，相對表面積較一般水滴大1700～5800倍，在汽化的過程中，從燃燒物表面或火災區(qū)域吸收大量的熱量。按100 ℃水的蒸發(fā)潛熱為2257 kJ/kg計，每只噴頭噴出的水霧吸熱功率約為300 kW。實驗證明直徑越小，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。（2）窒息作用：細水霧噴入火場后，迅速蒸發(fā)形成蒸汽，體積急劇膨脹，可擴大1700多倍，它稀釋了火源附近空氣中的氧氣，在燃燒物周圍形成一道屏障阻擋新鮮空氣的吸入。隨著水的迅速汽化，水蒸氣含量將迅速增大，同時氧含量在火源周圍空間減小到16%～18%時，火焰將被窒息。另外火場外非燃燒區(qū)域霧滴不汽化，空氣中氧氣含量不改變，不會危害人員生命。（3）阻隔輻射熱作用：細水霧噴入火場后，蒸發(fā)形成的蒸汽迅速將燃燒物、火焰和煙羽籠罩，對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圍其他物品，達到防止火焰蔓延的效果。水霧對輻射的衰減作用還可以用來保護消防隊員的生命。（4）浸潤作用：顆粒大沖量大的霧滴會沖擊到燃燒物表面，從而使燃燒物得到浸濕，阻止固體揮發(fā)可燃氣體的進一步產生，到達滅火和防止火災蔓延的目的。（5）洗滌作用：細水霧具有洗滌煙霧、廢氣的作用、對液體的乳化和稀釋作用等。這是因為燃燒的灰粒、煤煙顆粒與細水滴粘合而得到洗刷。

2.3 細水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點

細水霧滅火系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

（1）滅火性能好、應用廣泛，對火勢猛烈、蔓延速度快的火災，滅火性能更佳；（2）細水霧噴射時可有效降低火災中的煙氣含量及毒性，提高能見度，有利于人員安全疏散，并且降溫作用強，火場周圍的環(huán)境溫度低，便于救災人員接近。（3）水作為滅火介質，對環(huán)境、保護對象、保護區(qū)人員均無損壞和污染，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備火災。（5）水作為滅火介質來源廣泛，并且滅火用水量少，可持續(xù)滅火，系統(tǒng)不需要龐大的儲水設施，在相同的滅火時間內，噴水量僅為水噴淋的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)省安裝費用。

細水霧滅火系統(tǒng)具有以下缺點：

（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，對水質要求很高。

2.4 細水霧滅火系統(tǒng)設計

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

現(xiàn)就以下工程實例，介紹高壓細水霧滅火系統(tǒng)的設計。

2.4.1 系統(tǒng)概述

在車站軌行區(qū)屏蔽門外側采用泵組式區(qū)域控制閥控制的高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)，本系統(tǒng)為開式系統(tǒng)。

2.4.2 高壓細水霧滅火系統(tǒng)組成

高壓細水霧滅火系統(tǒng)由高壓細水霧泵組、細水霧微型噴嘴、過濾器、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、調節(jié)水箱、水箱進水過濾器、補水電磁閥、安全泄壓閥、壓力傳感器、機架及連接管道、閥件、控制柜等組成。由液位控制器實現(xiàn)對水箱自動補水；安全泄壓閥用于調節(jié)泵組的出口壓力；泵組部件材質為不銹鋼。

區(qū)域控制閥組由系統(tǒng)控制（電動）閥、供水球閥、壓力開關、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。閥有手動啟動功能，能進行電動及機械應急啟動。

高壓細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 高壓細水霧滅火系統(tǒng)設計

（1）設計參數(shù)及標準

①系統(tǒng)持續(xù)噴霧時間30 min，系統(tǒng)響應時間≤30 s。②系統(tǒng)的補水壓力不低于0.2 MPa，且不得大于0.6 MPa。③設計流量根據(jù)軌行區(qū)一側發(fā)生火災時的噴嘴同時噴霧所需流量確定。④高壓系統(tǒng)管網水力計算采用Darcy-Weisbach（達西-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，細水霧系統(tǒng)從泵組出口至區(qū)域閥前的管網內，維持一定壓力，當壓力低于穩(wěn)壓泵的設定啟動壓力1 Mpa時，穩(wěn)壓泵啟動，使系統(tǒng)管網維持穩(wěn)定壓力（1-1.2）MPa，穩(wěn)壓泵運行超過10 s后壓力仍達不到1.2 MPa時，主泵啟動，穩(wěn)壓泵停止。

②系統(tǒng)控制方式

系統(tǒng)控制方式有自動控制、手動控制和應急操作三種方式。

a當進站列車發(fā)生火災時，車控室接到火災信號后，可立即啟動軌行區(qū)的高壓細水霧系統(tǒng)，以利于車廂人員迅速疏散、逃生。b在軌行區(qū)閥組箱內設有手動啟動按鈕，當進站列車發(fā)生火災時，工作人員也可手動開啟軌行區(qū)的高壓細水霧系統(tǒng)。c應急啟動：當發(fā)現(xiàn)進站列車發(fā)生火災時，控制室和手動啟動出現(xiàn)故障時可通過區(qū)域控制閥的手柄，打開控制閥啟動系統(tǒng)噴放細行水霧。

（3）系統(tǒng)設計圖，如圖2所示。

3 細水霧滅火系統(tǒng)在消防領域中的應用前景

細水霧滅火系統(tǒng)以其特有的優(yōu)點，近年來在消防領域中引起了人們的普遍關注并獲得了廣泛的研究。在我國環(huán)保日益受到重視，水資源日益緊張的今天，細水霧滅火系統(tǒng)將有非常廣闊的開發(fā)和應用前景。

參考文獻

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