易少兵，周永強(qiáng)，李 芳，李 黎

（武漢建工集團(tuán)股份有限公司，湖北武漢 430023）

0 引言

隨著社會(huì)的變革，物質(zhì)文化水平不斷提高，人們對(duì)消防工程的要求也日益嚴(yán)格，尤其是計(jì)算機(jī)房、通訊機(jī)房、控制室、貴重設(shè)備室、圖書(shū)館、檔案館等特殊場(chǎng)合，對(duì)消防工程的要求更為苛刻。如何滿足特殊場(chǎng)所消防工程要求是人們致力于研究新的消防技術(shù)的動(dòng)力，尤其是當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)曾作為常規(guī)滅火材料的哈龍對(duì)大氣臭氧層具有破壞作用時(shí)，綠色環(huán)保的消防新技術(shù)的研究更為迫切。超高壓細(xì)水霧技術(shù)的誕生，解決了這一難題。

超高壓細(xì)水霧滅火技術(shù)是一種新型的消防技術(shù)，能克服傳統(tǒng)滅火技術(shù)在特殊場(chǎng)合無(wú)法運(yùn)用的缺陷。超高壓細(xì)水霧滅火是通過(guò)高壓水泵產(chǎn)生超高壓力，耐高壓的管網(wǎng)將滅火介質(zhì)輸送至末端滅火，并通過(guò)細(xì)水霧噴頭產(chǎn)生100μm以下的細(xì)水霧粒而有效控制、撲滅著火區(qū)域的火情，最大限度地減少損失。

位于辛亥革命博物館地下室的柴油發(fā)電機(jī)房（含儲(chǔ)油間）、配電房、計(jì)算機(jī)中心和一層的多功能展廳均采用了高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)，該區(qū)域滅火要求苛刻，傳統(tǒng)的濕式噴淋滅火系統(tǒng)會(huì)對(duì)設(shè)備及文物造成不可修復(fù)的破壞，無(wú)法滿足防火要求。其中，一層的多功能展廳共分為8個(gè)區(qū)域。柴油發(fā)電機(jī)房（含儲(chǔ)油間）建筑面積為93 m2，配電房建筑面積為177 m2，計(jì)算機(jī)中心建筑面積為49 m2，多功能展廳建筑面積為1 138 m2。

1 工藝原理

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的工藝原理：冷卻、吸熱效應(yīng)；惰化、窒息效應(yīng)和附加效應(yīng)。

（1）高壓細(xì)水霧噴霧水滴平均直徑最小，作用表面積最大。

（2）冷卻、吸熱效應(yīng)：水從細(xì)水霧噴頭噴出而形成平均直徑很小的霧粒，同時(shí)產(chǎn)生巨大的作用表面積，吸熱、冷卻效率高。霧滴遇火迅速汽化而吸收大量熱量，使燃燒物表面溫度迅速降低，從而中斷熱分解，減緩燃燒。

（3）惰化、窒息效應(yīng)：高壓細(xì)水霧噴入火場(chǎng)后迅速蒸發(fā)，水的體積可以膨脹1 700多倍，從而隔離了燃燒物四周的空氣，當(dāng)燃燒物周?chē)难鯕鉂舛冉档偷揭欢ㄋ綍r(shí)，火焰因窒息熄滅。

（4）附加效應(yīng)：附加效應(yīng)雖無(wú)法直接滅火，但對(duì)加速滅火起著積極作用。

1）細(xì)水霧蒸發(fā)，蒸汽迅速籠罩燃燒物，抑制熱輻射，避免助燃；

2）細(xì)水霧使燃燒物得到浸潤(rùn)，阻止固體揮發(fā)可燃?xì)怏w的進(jìn)一步發(fā)生；

3）高壓細(xì)水霧對(duì)煙霧、廢氣的洗滌；

4）對(duì)液體的乳化和稀釋；

5）高壓細(xì)水霧霧滴導(dǎo)電率低，降低觸電風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)有效撲滅帶電設(shè)備和低閃點(diǎn)可燃液體火災(zāi)。

2 工藝特點(diǎn)

（1）滅火效能強(qiáng)：高壓細(xì)水霧滅火機(jī)理在于冷卻和窒息雙重作用，同時(shí)具有穿透性，能解決全淹沒(méi)和遮擋的難題，也可防止火勢(shì)的復(fù)燃；

（2）安全性能強(qiáng)：高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)以水為滅火劑，對(duì)人和環(huán)境無(wú)害，同時(shí)細(xì)水霧能洗滌、過(guò)濾煙霧中有毒成份，改善空氣質(zhì)量，利于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)人員逃生；

（3）滅火成本低：高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的滅火劑為廉價(jià)、易取的水，且用量很小，僅為常規(guī)噴淋系統(tǒng)用水量的1%～5%，水漬損失極小，火災(zāi)后的清理工作量小，且在極短的時(shí)間內(nèi)可恢復(fù)；

（4）管道管徑相對(duì)較小，節(jié)省管材，安裝方便；

（5）霧滴粒徑達(dá)到10μm，電氣絕緣性能更好，能有效撲滅帶電設(shè)備和低閃點(diǎn)可燃液體火災(zāi)。

3 適用范圍

（1）A類火災(zāi)，如圖書(shū)館、檔案館、博物館、文物館和古建筑等固體火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所；

（2）B類火災(zāi)，如液壓站、潤(rùn)滑油庫(kù)、透平油庫(kù)、柴油發(fā)電機(jī)房、燃汽輪機(jī)房、燃油鍋爐房、汽油和柴油庫(kù)、白酒和酒精等可燃液體火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所；

（3）帶電設(shè)備火災(zāi)，如油浸電力變壓器、配電房、油開(kāi)關(guān)柜室、計(jì)算機(jī)房、通訊機(jī)房、中央控制室、大型電纜室、電纜隧（廊）道、變配電室和發(fā)電廠等電氣設(shè)備火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所；

（4）高級(jí)賓館廚房烹飪火災(zāi)；

（5）其他適用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的危險(xiǎn)場(chǎng)所火災(zāi)，如地鐵站廳、候機(jī)樓、醫(yī)院候診室等人群密集的公共場(chǎng)所。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工流程

施工流程如圖1所示。

圖1 施工流程圖

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 材料設(shè)備檢驗(yàn)[1]

材料設(shè)備開(kāi)箱檢驗(yàn)應(yīng)由建設(shè)單位、監(jiān)理單位參加，進(jìn)行驗(yàn)收：

（1）核對(duì)到場(chǎng)設(shè)備規(guī)格型號(hào)，檢查包裝是否良好；

（2）檢查材料設(shè)備及零部件外觀質(zhì)量，用電設(shè)備通電試運(yùn)行是否良好；

（3）高壓設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)。

4.2.2 管道切管切管的目的在于調(diào)整管道長(zhǎng)度，去除管端內(nèi)、外的毛邊和銳邊（見(jiàn)圖2）。

4.2.3 管道加工焊接

（1）成形、定位：為使管道焊接和裝配后符合設(shè)計(jì)要求，需對(duì)管道作成型處理。焊接接頭部位采用丙酮或工業(yè)酒精對(duì)管道接頭進(jìn)行脫脂處理，脫脂范圍從接頭處開(kāi)始50 mm。焊接完成后，對(duì)成型和清洗后的零件定位。焊接前后，嚴(yán)禁移動(dòng)設(shè)備；

（2）施焊鋼材SUS304（0Cr18Ni10），采用承插式不銹鋼管全氬弧焊焊接，焊縫等級(jí)達(dá)到一級(jí)；坡口型式及各部尺寸，見(jiàn)圖3。

圖2 管子端部修整要求

圖3 焊接示意圖

當(dāng)接頭未達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需進(jìn)行修補(bǔ)。嚴(yán)重的氧化脫落缺陷和幾何缺陷可通過(guò)重新打磨和重焊進(jìn)行修復(fù)。切掉有缺陷的焊接接頭，剪切長(zhǎng)度不少于100 mm，并用新修復(fù)的接頭替換。焊接形式始終不變。

4.2.4 管道支、吊架安裝

支、吊架埋設(shè)應(yīng)平整牢固，設(shè)置位置準(zhǔn)確，均勻分布，間距參照表1進(jìn)行安裝。

4.2.5 高壓區(qū)閥組及閥箱安裝

（1）控制閥安裝高度1.5 m，朝向便于操作；

（2）控制閥設(shè)置明顯、永久性標(biāo)志牌，便于系統(tǒng)區(qū)分與后期維護(hù)；

（3）閥箱安裝牢固，垂直度允許偏差不得超過(guò)0.1%。

4.2.6 泵房設(shè)備安裝

（1）根據(jù)設(shè)備廠家提供設(shè)備的安裝尺寸，由土建專業(yè)配合完成設(shè)備基礎(chǔ)的預(yù)制。

（2）驗(yàn)收設(shè)備基礎(chǔ)，設(shè)備的混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，基礎(chǔ)的坐標(biāo)、標(biāo)高、幾何尺寸和螺栓孔符合文獻(xiàn)[2]要求；

表1 管道支、吊架安裝間距

（3）設(shè)備與基礎(chǔ)之間采用相應(yīng)規(guī)格的鉚塞式膨脹螺栓連接牢固。

4.2.7 噴頭安裝

（1）系統(tǒng)管道沖洗、吹掃驗(yàn)收合格后，方進(jìn)行細(xì)水霧碰頭安裝；

（2）根據(jù)文獻(xiàn)[2]以及裝飾天花噴頭布點(diǎn)圖，安裝細(xì)水霧噴頭。使用專用扳手操作，嚴(yán)禁對(duì)噴頭的防塵罩施擰；

（3）嚴(yán)禁對(duì)噴頭作涂層修飾。

4.2.8 試壓

管道系統(tǒng)試驗(yàn)壓力18 MPa，試驗(yàn)介質(zhì)為潔凈水，水源為自來(lái)水，水中氯離子含量不得超過(guò)25 ppm，進(jìn)水采用75μm的過(guò)濾器過(guò)濾。

現(xiàn)場(chǎng)水源經(jīng)75μm的過(guò)濾器過(guò)濾后，向管道系統(tǒng)注水。系統(tǒng)滿水后，開(kāi)啟電動(dòng)試壓泵對(duì)管道系統(tǒng)加壓。

強(qiáng)度試驗(yàn)前，連接水箱出口管段與成品管，向系統(tǒng)注水，同時(shí)開(kāi)啟排空閥，排盡管內(nèi)空氣，停止注水。關(guān)斷水閥，對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行查漏，無(wú)滲、無(wú)漏方可進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，開(kāi)啟水泵進(jìn)、出水閥，啟動(dòng)水泵向系統(tǒng)注水。根據(jù)實(shí)驗(yàn)壓力分級(jí)平穩(wěn)升壓，第一次升壓至試驗(yàn)壓力的50%，檢查無(wú)異持續(xù)升壓，第二次升壓至試驗(yàn)壓力的70%，全面檢查無(wú)異常后繼續(xù)升壓，超過(guò)試驗(yàn)壓力0.1～0.2 MPa，停止加壓，人工控制排空閥，使壓力保持在試驗(yàn)壓力后，穩(wěn)壓10分鐘，以壓降不大于1%（0.18 MPa）為合格。再將試驗(yàn)壓力降至設(shè)計(jì)工作壓力12 MPa，穩(wěn)壓30分鐘，全面進(jìn)行檢查，不滲不漏為合格[5]。

泄壓排放，管道系統(tǒng)試壓合格后，開(kāi)啟排空閥，將管內(nèi)壓力降至常壓，進(jìn)行泄壓排水時(shí)，必須先開(kāi)啟管道系統(tǒng)高點(diǎn)的放空閥，在系統(tǒng)無(wú)壓力后，仍開(kāi)高點(diǎn)放空閥，然后打開(kāi)系統(tǒng)最低點(diǎn)的排水閥進(jìn)行系統(tǒng)排水，將系統(tǒng)水排到指定地點(diǎn)，不得隨意排放[5]。

管道系統(tǒng)始端與設(shè)備連接處，不能存水，用壓縮空氣吹除積水。

管道系統(tǒng)試壓合格后，拆除臨時(shí)管道、設(shè)施。

管道系統(tǒng)試壓合格后，管道外表面上做明顯標(biāo)識(shí)，作詳細(xì)管道試壓記錄，參檢方簽字存檔。

5 材料及施工機(jī)具

高壓細(xì)水霧工程主要材料、工具、設(shè)備見(jiàn)表2。

6 結(jié)論

超高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)施工工藝已成為2012年湖北省省級(jí)創(chuàng)優(yōu)新工藝，工藝成熟，是一項(xiàng)新型的綠色施工工藝，具有良好的發(fā)展前景。采用超高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)施工技術(shù)施工完畢，壓力試驗(yàn)結(jié)果良好，整個(gè)消防噴淋管道系統(tǒng)無(wú)一處滲漏，噴霧效果顯著，達(dá)到了湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)霧滴大小的要求。與傳統(tǒng)消防滅火技術(shù)相比，優(yōu)勢(shì)明顯：

（1）超高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)噴霧水滴直徑最小，作用范圍最大（見(jiàn)表3）；

表3 超高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與傳統(tǒng)滅火技術(shù)效果對(duì)比

（2）滅火效能強(qiáng)：高壓細(xì)水霧的滅火機(jī)理主要為冷卻和窒息雙重作用，還有一定的穿透性，可以解決全淹沒(méi)和遮擋的問(wèn)題，還可以防止火災(zāi)的復(fù)燃；

（3）安全性能強(qiáng)：高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)以水為滅火劑，對(duì)人和環(huán)境沒(méi)有任何危害，同時(shí)細(xì)水霧系統(tǒng)還具有洗滌、過(guò)濾煙霧中有毒成分及降塵功能，有利于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)人員的逃生；

（4）滅火成本低：高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的滅火劑為廉價(jià)、易取的水，且用量很小，僅為常規(guī)噴淋系統(tǒng)用水量的1%～5%，水漬損失極小，火災(zāi)后的清理工作量小，且在極短的時(shí)間內(nèi)可恢復(fù)操作；

（5）霧滴粒徑達(dá)到10μm，電氣絕緣性能更好，能有效撲滅帶電設(shè)備和低閃點(diǎn)可燃液體火災(zāi)。

［1］GB50242-2002.建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［2］GB50261-2005.自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［3］GB985-88.氣焊、手工電弧焊.及氣體保護(hù)焊坡口的基本形式與尺寸［S］.

［4］史永林，郝佩和，樣林，等.細(xì)水霧滅火技術(shù)在森林航空消防中的運(yùn)用探索［J］.森林防火，2008，

93（3）：1-2.

［5］ 劉建鵬，李洪陽(yáng).高壓工業(yè)管線水壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)的分析和應(yīng)用［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，24（19）：

3-5.