浅谈高压细水雾灭火技术及应用

2015-10-31林燕卓清燕

建材与装饰 2015年29期

关键词：水雾高压火灾

林燕　卓清燕

（福建省建筑科学研究院）

浅谈高压细水雾灭火技术及应用

林燕卓清燕

（福建省建筑科学研究院）

高压细水雾灭火技术是一种新型水灭火技术，与传统灭火系统技术相比，其具有自身的应用优势。本文简要分析了高压细水雾灭火技术的工作原理、设计参数、系统构成、控制方式及应用范围等相关内容，突出高压细水雾灭火系统的有效性、合理性及经济性，以期提高其应用范围。

高压细水雾；灭火技术；工作原理；应用范围

引言

与欧美等国家相比，我国高压细水雾灭火系统的研究与应用起步较晚，在20世纪末，我国才开始研究高压细水雾在消防中的应用。目前高压细水雾灭火系统在我国取得了一定进展与突破，由于高压细水雾灭火系统具有经济适用、安全可靠等优点，因而近年来作为一种新型的水消防技术在各行各业中得到广泛应用，各省份的地方标准也开始出台，例如北京市、广东省、江苏省、山西省、浙江省、福建省、湖北省等。2013年国家出台了《细水雾灭火系统技术规范》（GB50898-2013），并从2013年12月1日起实施。本文就这一技术展开分析，以期进一步推广该技术。

1　高压细水雾灭火系统的机理

高压细水雾灭火技术的机理是冷却效应、惰化效应及附加效应，如图1所示。

1.1冷却效应

图1　高压细水雾灭火系统灭火原理图

水被分解为若干细小水滴时，其作用表面积会扩大并吸收火灾产生的热量。高压细水雾灭火技术结合了水的灭火性能与气体的渗透特性，所产生的细水雾与传统灭火技术相比，其作用面积与热交换面积更大，能够破坏燃料的热反馈，雾滴穿透火焰，大幅度提高灭火效率。

1.2惰化效应

高压水雾经蒸发后，水的体积会扩大1640倍，能够稀释火源周边的氧气，限制了火源向外扩散。高压细水雾扩散能够阻止氧气流入火灾区，且该技术应用于不完全封闭的空间。当高压细水雾释放完毕后，火源在水蒸发的过程中会得到有效控制。一般情况下，空气中氧的浓度约21％，而氧的浓度减少到16～18％左右，便会产生灭火效应。

1.3灭火附加效应

高压细水雾虽然不直接灭火，但是却有着重要作用，细水雾能够与燃烧的灰粒、煤烟颗粒融合，达到清除烟雾、废气的目的；细水雾具有屏蔽作用，能够有效减少火源对周围物体的热辐射、阻止火势蔓延；由于高压细水雾电导率低，因此细水雾具有降低电导率的作用，因而高压细水雾灭火系统可以应用于带电火灾的场所。

国外研究表明，高压细水雾灭火技术的关键是扩大单位体积水微粒的表面积，微粒越小其表面积越大，更容易吸收热量，阻止火势蔓延。水微粒转便为水蒸气后，能够降低火源附近的氧气浓度，有效控制热辐射，因而具有高效率冷却与缺氧窒息的作用。与此同时，细水雾水微粒的直径也影响到灭火性能，水雾颗粒小于400μm时，适用于扑灭B类火灾；虽然细水雾无法穿透碳化层，但是由于其喷射速度较快、能够降低氧气浓度，因而也能够扑灭A类火灾。除此之外，高压细水雾的喷射方向、速度及强度等因素，也会影响到灭火效果。

2　高压细水雾灭火技术的特征

高压细水雾灭火技术的特征主要体现在以下几个方面：①冷却性能好、灭火效能高。高压细水雾具有较强的穿透性，能够切实解决遮挡问题、避免火灾复燃。因而它适用于破灭高温设备及表面的火灾。②用水量较少、节约水资源。与传统的喷淋相比，高压细水雾灭火技术的用水量仅占1/10。③反应时间快，降低火灾造成的损失。高压细水雾的喷头采用了RTI<25的玻璃泡，具有快速响应热量释放的结构，具有自动清除烟雾的功能，能够减少烟雾对人体的伤害。④与气体灭火系统相比，高压细水雾灭火技术具有安装简便、成本低的特征，且不会污染环境或伤害人体。高压细水雾灭火技术既可以应用于局部，又可以作为全淹没系统使用。⑤有效节省管材。与传统自动喷水灭火系统相比，高压细水雾灭火系统的管径较小、重量较轻，可节约90％的材料，而其作用效果却不受影响，高压细水雾灭火系统与其他水灭火系统的水滴作用面积见表1。

表1　自动喷水、水雾、高压细水雾的水滴作用面积比较

3　高压细水雾灭火系统的分类及构成

根据固定方式，可以将高压细水雾灭火系统分为固定系统与移动系统两类；根据管路充水情况，可以分为干管系统与湿管系统两类。目前应用水平最高的是钢瓶干管系统。高压细水雾灭火系统主要由高压泵组、高压细水雾喷头、区域控制阀组、补水增压泵、储水水箱、不锈钢管道等部分组成。①高压泵组。高压泵组的构件较多，例如主泵、稳压泵、安全泄压阀、压力传感器、机架、连接管道等。设计人员需要根据实际情况来选择主泵类型、数目、流量及工作压力。②高压细水雾喷头。一般情况下，其最低工作压力为10MPa，喷头内装有过滤装置，喷头安装间距需要控制在2～3m以内，与墙的距离不得超过1.5m。③区域控制阀组。通常情况下，电动阀工作压力为14MPa，压力开关输入电压为AC220V，可以进行手动或机械应急启动。④补水增压泵、调节水箱及补水电磁阀。其供水压力需控制在0.2～0.6MPa范围内，具体参数需要结合当地市政供水管的管径、供水压力等情况。一般将不锈钢储水水箱及补水增压泵设置在地下一层泵房内。⑤进水过滤器：过滤器最大工作压力为0.6MPa，设置旁通管及旁通应急阀门，以避免其发生运行故障。⑥管材。管道及管件都采用不锈钢管无缝管，采用卡套式管件连接。最后，该系统技术的应用必须要与电气、弱电、暖通、给排水等加强配合，这样才能够优化其应用效果。

4　高压细水雾灭火技术的应用范围

从目前来看，高压细水雾灭火系统的应用范围较广，其能够扑灭A类、B类、C类火灾及带电火灾。适用的场所也较为广泛，例如计算机房控制室、图书馆、档案室、配电间、发电机房、变压器室；通讯设备、液压设备、除尘设备；地铁车站及商场等公共场所。水是最原始的灭火剂，高压细水雾灭火技术在应用前无需预警时间，反应速度及时，不会对生态环境及人员造成伤害，也不会造成水渍损失，该技术对空间的封闭性要求不高，甚至其应用效果远远超过气体灭火系统，从实际应用来看，高压细水雾灭火技术具有明显优势。

随着卤代烷灭火剂的限制使用，高压细水雾灭火技术的应用水平逐渐提高。在民用建筑内，高压细水雾灭火系统可以安装在高低压配电室、电子通信设备机房、燃油燃气锅炉房及发电机房等场所，其安装部位也较为灵活，例如地板下、房间内、吊顶上等，该技术的主要目的是清除烟雾、高效灭火。高压细水雾灭火系统的使用不受场所的限制，具体安装及应用必须要与当地的给排水工程相结合，这样才能够达到优化应用效果的目的。需要注意的是，高压细水雾灭火技术也并非万能的，也存在一定的局限性。举例来说，高压细水雾灭火系统的工作压力较大，因而其对管路、配件及水泵的质量及性能有着特殊要求；除此之外，该系统对水质的要求也相对较高，这样才能够保持喷嘴的正常使用，避免其因水内杂质堵塞而影响应用效果。在实际应用过程中，高压细水雾灭火技术的灭火时间相对较长，卤代烷或其它气体灭火系统的灭火时间大约为十几秒，而高压细水雾灭火技术的灭火时间则为一百多秒。