細水霧滅火系統的工程應用研究

許多明 XU Duo-ming

（合肥科大立安安全技術股份有限公司，合肥 230000）

（Hefei KDLIAN Safety Technology Co.，Ltd.，Hefei 230000，China）

細水霧滅火系統的工程應用研究

許多明 XU Duo-ming

（合肥科大立安安全技術股份有限公司，合肥 230000）

（Hefei KDLIAN Safety Technology Co.，Ltd.，Hefei 230000，China）

與氣體滅火相比，細水霧滅火系統具有價廉安全，以及對人和環境沒有危害的優點，從而有利于人員逃離火災現場。本文通過簡述細水霧滅火系統的發展、定義、分類以及滅火機理，隨著技術研究的不斷深入，此系統除了應用于圖書館、檔案館以及電力工程外，還廣泛應用于地鐵隧道以及超高層建筑等領域。但是此系統也是具有局限性的，本文對其實際應用的相關問題也做了相關的分析。

細水霧；民用變壓器；檔案館；滅火系統

0 引言

細水霧滅火技術在消防方面的應用始于20世紀40年代，當時主要用于特殊的場所，如輪船滅火等，20世紀90年代才得到飛躍性地發展，一些發達國家相繼研究和開發了細水霧滅火系統，目前在歐美已進入推廣普及階段，并以其良好的性價比、卓越的環保內涵用以代替氣體滅火系統及水噴淋滅火系統。與傳統的氣體滅火系統和水噴霧以及水噴淋滅火系統相比，細水霧滅火系統無論是在滅火效果、工程造價方面，還是在環境保護以及二次災害損失等方面都具有很好的優勢。

1 細水霧的定義

當有壓水通過細水霧噴頭而產生的細微粒的水霧即細水霧，其在NFPA750中的定義為：在最小設計壓力下，距噴頭1m處的平面上，測得水霧最大部位的水滴直徑DV 0.99≤1000μm。這是用體積法表示霧滴直徑的一種方法，DV 0.99表示小于1000μm的直徑體積含量為99%。一般情況下細水霧是指霧滴直徑DV 0.99≤400μm的水霧。體積99%直徑DV 0.99：一種以噴霧液滴的體積來表示液滴大小的方法。當依照體積測量時，即表示噴霧液滴總體積中，1%是由直徑大于該數值的液滴，另99%是由直徑小于該數值的液滴組成的。

2 細水霧系統滅火機理

冷卻和窒息作用并存是細水霧滅火的機理。冷卻作用，主要是由于單位體積水的表面積隨著水滴粒徑的減小而增大，從而加快了水霧與水災熱量的交換速度，從而達到了快速降溫滅火的作用。窒息作用，吸收熱量后的水霧會快速汽化而形成蒸汽，因此，體積急劇膨脹了1700倍，從而排除了空氣，與自動噴水滅火系統相比，細水霧系統的吸熱速度更快從而產生了更多的水蒸氣，由于對火場周圍的氧氣濃度達到了稀釋和降低的效果，從而由于缺氧使火災窒息。

3 細水霧滅火系統的分類

①按工作壓力分類，可分為低壓系統，即工作壓力＜1.21MPa；工作壓力為1.21-3.45MPa的為中壓系統，≥3.45MPa為高壓系統。②按照細水霧噴頭的結構可分為采用開式細水霧噴水的開式系統和采用閉式細水霧噴頭的閉式系統。③按保護環境應用方式分類。1）局部保護系統:這種系統主要針對經常起火的部位，噴頭直接噴向起火點，如工業生產中的切割、汽輪機軸等部位；2）全淹沒保護系統：保護整個封閉空間內的火災危險。④按介質類型分類。1）單介質系統，一般單介質為水；2）雙介質系統，水和另一種介質（空氣、氮氣或惰性介質，兩種介質分別從不同的管道輸送到噴頭并在噴頭內混合，產生更細的水滴，達到更好的滅火效果。

4 細水霧滅火系統的工程應用

4.1 圖書館、檔案館 圖書館、檔案館因儲存大量圖書、報紙、雜志、檔案、膠片等，均為可燃物，且由于資料的特殊性和珍貴性在滅火時要盡可能的避免水漬損失，細水霧滅火系統是一個可以在此類場所優先選擇的自動滅火系統，目前的研究主要有實驗研究和工程應用兩個方面。

黃鑫[2]等人對細水霧抑制熄滅書架火進行了模擬實驗研究，驗證了細水霧撲滅和控制圖書庫火災的可能性，通過實驗發現細水霧滅火對圖書庫的附加傷害較小，并得到細水霧的滅火效率與書架火的點火位置以及火源的尺寸（功率）之間的關系。

李旻[3]采用德國進口的高壓超細水霧滅火裝置對細水霧滅火系統撲救檔案火災的有效性進行了驗證，并研究分析在不同噴頭形式細水霧滅火系統保護下、不同包裝條件情況下的滅檔案火災（A類火災）的效果、系統響應時間及水漬損失。實驗證明除了常用的全淹沒應用方式可有效撲救檔案庫房內火災外，局部應用方式也可有效撲滅火災。對水漬損失要求極嚴的場所（即水漬損失大于等于火災燒損損失）應盡可能采用閉式噴頭。為了減少水漬損失同時要及早撲滅火災也可采用開式噴頭的局部應用方式。

“檔案保管中心”工程是上海市閔行區檔案館的重要組成部分。它是實現全區重要檔案實體的統一保管、履行檔案工作統一領導、分級管理法律要求的具體實踐，在消防設施配置上實行高標準。本工程采用高壓細水霧滅火系統。系統保護范圍為：一區地下室的數字化室、變配電間，二區地下室、一層、二層、四層的紙制庫房及二區三層的光盤庫房、聲像檔案庫房、實物珍藏庫房、母片庫房，共計十八個保護區域。系統設計：①檔案館被保護對象主要為檔案和電氣設備，良好的滅火性能和電氣絕緣性能是系統選型的首要條件。與中低壓細水霧相比，高壓細水霧霧滴直徑更小、滅火效果更好、系統用水量更少，因而更適合檔案館的消防需要，并得到了國際上的廣泛認可。②與氣體滅火系統相比，高壓細水霧滅火系統具有較強的可持續控火、滅火的能力，系統選用泵組式細水霧自動滅火系統。③考慮運營維護安全性的要求，選用區域控制閥組控制的組合分配系統，保證保護區內輸水管道平時處于無水狀態。當報警控制主機接受到兩路獨立探測信號報警后，打開區域控制閥組，開啟水泵及相應閥門實施滅火。該設置方式改變了氣體滅火系統每個防護區都需設置一個輸氣管線的做法，只設置一根輸水干管，每個防護區從該干管接出支管，這種方式將管線數量有十多根降至一根，管徑由DN100降至DN25。④系統設自動控制、手動控制和應急操作三種控制方式。

隨著細水霧滅火系統在我國近幾年的不斷發展，細水霧滅火系統在檔案館、圖書館的工程應用也越來越廣泛，北京某檔案館[5]和上海浦東文獻中心[6]等都應用了細水霧滅火系統。

4.2 變配電室、醫療設備室 變配電室、醫療設備室這些特殊場所對滅火介質的要求和避免滅火后的介質污染損失要求，以及醫療設備的精密、貴重、安全特性，細水霧滅火系統的應用是優先選擇。

江蘇宜興中醫院高壓細水霧系統采用全淹沒開式細水霧滅火系統，布置的場所有：變配電室、柴油機房，醫療設備室（如：CT室、DSA室、MRI室等）共10個區，系統設計工作壓力：10MPa，噴頭流量Q=10L/min，最大的保護區域內有30只噴頭，系統設自動控制、手動控制和應急操作三種控制方式，確保系統動作的穩定可靠。

4.3 工程應用分析 ①由于細水霧系統動作噴射后，能夠迅速吸收周圍的熱量從而降低被保護對象和環境的溫度，同時產生的大量蒸汽能夠排除空氣，導致周圍氧氣濃度降低而窒息火焰；②在相同的滅火時間內，此系統的用水量相當于噴淋系統的5%；③由于細水霧具有良好的電絕緣性，因此能夠迅速有效的撲滅電氣火災和B類火災（汽油、柴油以及變壓器油等）；④滅火后對人體、環境以及保護對象沒有任何損害和污染。

5 結束語

與氣體滅火相比，細水霧滅火系統具有的優勢已經得到了廣泛的應用。但是隨著進一步研究細水霧滅火系統，此系統除了在檔案室、圖書館以及電子工程應用之外，還在汽車廠房、電纜溝以及地鐵隧道工程中得到了廣闊的發展空間。但是細水霧滅火器在高壓系統的管路、配件和水泵的工作壓力很高時，為了避免堵塞噴嘴，對水質要求很高，因此，針對其存在的局限性，還需要解決以下問題：①為了降低工程建設的成本并提高系統的使用效率，細水霧滅火系統作為一種具有高技術含量的新型滅火系統，在水質處理和噴淋研發上應當借鑒國外先進的經驗，盡快生產出國產化的成套設備。②為了盡快應用并推廣此項技術，希望在細水霧滅火系統的設計、施工以及驗收等方面盡早制定出臺國家或行業正式的規范和標準。

[1]黃曉家，姜文源等.自動噴水滅火系統設計手冊[M].中國建筑工業出版社，2002（7）.

[2]黃鑫，劉江虹，廖光煊等.細水霧抑制熄滅書架火的模擬實驗研究[J].火災科學，2004(2).

[3]李旻.高壓細水霧滅火系統在檔案庫的滅火試驗研究[J].消防科學與技術，2007(5).

[4]陳文璽.高壓細水霧滅火系統用于紹興市檔案館庫房[J].中國給水排水，2010(2).

[5]董書亮.高壓細水霧滅火系統在北京某檔案館的應用[J].給水排水，2010(6).

[6]李文倩，徐鳳.細水霧滅火技術在上海浦東文獻中心的應用[J].給水排水，2005(10).

Research on Engineering Application of Water Mist Fire Extinguishing System

Compared with the gas fire,water mist fire extinguishing system has the advantages of low price and safety,as well as has no harm to the people and environment,so as to facilitate the people fled the scene of the fire.This paper briefly introduces the development,definition and classification of water mist fire extinguishing system.With the in-depth technical studies,this system can not only be applied to the library,archives and power engineering,but also widely used in subway tunnel and super high-rise buildings etc..But this system also has the limitation.This paper also makes the correlation analysis for the related problems of its practical application.

water mist；civil transformers；archives；fire extinguishing system

許多明（1983-），男，安徽合肥人，助理工程師，研究方向為消防工程。

TU892

A

1006-4311（2014）11-0064-02