超高壓細水霧滅火系統施工工藝與方法

易少兵，周永強，李 芳，李 黎

（武漢建工集團股份有限公司，湖北武漢 430023）

0 引言

隨著社會的變革，物質文化水平不斷提高，人們對消防工程的要求也日益嚴格，尤其是計算機房、通訊機房、控制室、貴重設備室、圖書館、檔案館等特殊場合，對消防工程的要求更為苛刻。如何滿足特殊場所消防工程要求是人們致力于研究新的消防技術的動力，尤其是當人們發現曾作為常規滅火材料的哈龍對大氣臭氧層具有破壞作用時，綠色環保的消防新技術的研究更為迫切。超高壓細水霧技術的誕生，解決了這一難題。

超高壓細水霧滅火技術是一種新型的消防技術，能克服傳統滅火技術在特殊場合無法運用的缺陷。超高壓細水霧滅火是通過高壓水泵產生超高壓力，耐高壓的管網將滅火介質輸送至末端滅火，并通過細水霧噴頭產生100μm以下的細水霧粒而有效控制、撲滅著火區域的火情，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電機房（含儲油間）、配電房、計算機中心和一層的多功能展廳均采用了高壓細水霧滅火系統技術，該區域滅火要求苛刻，傳統的濕式噴淋滅火系統會對設備及文物造成不可修復的破壞，無法滿足防火要求。其中，一層的多功能展廳共分為8個區域。柴油發電機房（含儲油間）建筑面積為93 m2，配電房建筑面積為177 m2，計算機中心建筑面積為49 m2，多功能展廳建筑面積為1 138 m2。

1 工藝原理

高壓細水霧滅火系統的工藝原理：冷卻、吸熱效應；惰化、窒息效應和附加效應。

（1）高壓細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：水從細水霧噴頭噴出而形成平均直徑很小的霧粒，同時產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：高壓細水霧噴入火場后迅速蒸發，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，當燃燒物周圍的氧氣濃度降低到一定水平時，火焰因窒息熄滅。

（4）附加效應：附加效應雖無法直接滅火，但對加速滅火起著積極作用。

1）細水霧蒸發，蒸汽迅速籠罩燃燒物，抑制熱輻射，避免助燃；

2）細水霧使燃燒物得到浸潤，阻止固體揮發可燃氣體的進一步發生；

3）高壓細水霧對煙霧、廢氣的洗滌；

4）對液體的乳化和稀釋；

5）高壓細水霧霧滴導電率低，降低觸電風險，同時有效撲滅帶電設備和低閃點可燃液體火災。

2 工藝特點

（1）滅火效能強：高壓細水霧滅火機理在于冷卻和窒息雙重作用，同時具有穿透性，能解決全淹沒和遮擋的難題，也可防止火勢的復燃；

（2）安全性能強：高壓細水霧自動滅火系統以水為滅火劑，對人和環境無害，同時細水霧能洗滌、過濾煙霧中有毒成份，改善空氣質量，利于火災現場人員逃生；

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

（4）管道管徑相對較小，節省管材，安裝方便；

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

3 適用范圍

（1）A類火災，如圖書館、檔案館、博物館、文物館和古建筑等固體火災危險場所；

（2）B類火災，如液壓站、潤滑油庫、透平油庫、柴油發電機房、燃汽輪機房、燃油鍋爐房、汽油和柴油庫、白酒和酒精等可燃液體火災危險場所；

（3）帶電設備火災，如油浸電力變壓器、配電房、油開關柜室、計算機房、通訊機房、中央控制室、大型電纜室、電纜隧（廊）道、變配電室和發電廠等電氣設備火災危險場所；

（4）高級賓館廚房烹飪火災；

（5）其他適用細水霧滅火系統的危險場所火災，如地鐵站廳、候機樓、醫院候診室等人群密集的公共場所。

4 施工工藝流程及操作要點

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

4.2.1 材料設備檢驗[1]

材料設備開箱檢驗應由建設單位、監理單位參加，進行驗收：

（1）核對到場設備規格型號，檢查包裝是否良好；

（2）檢查材料設備及零部件外觀質量，用電設備通電試運行是否良好；

（3）高壓設備進行強度和嚴密性試驗。

4.2.2 管道切管切管的目的在于調整管道長度，去除管端內、外的毛邊和銳邊（見圖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計要求，需對管道作成型處理。焊接接頭部位采用丙酮或工業酒精對管道接頭進行脫脂處理，脫脂范圍從接頭處開始50 mm。焊接完成后，對成型和清洗后的零件定位。焊接前后，嚴禁移動設備；

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

圖2 管子端部修整要求

圖3 焊接示意圖

當接頭未達到驗收標準時，需進行修補。嚴重的氧化脫落缺陷和幾何缺陷可通過重新打磨和重焊進行修復。切掉有缺陷的焊接接頭，剪切長度不少于100 mm，并用新修復的接頭替換。焊接形式始終不變。

4.2.4 管道支、吊架安裝

支、吊架埋設應平整牢固，設置位置準確，均勻分布，間距參照表1進行安裝。

4.2.5 高壓區閥組及閥箱安裝

（1）控制閥安裝高度1.5 m，朝向便于操作；

（2）控制閥設置明顯、永久性標志牌，便于系統區分與后期維護；

（3）閥箱安裝牢固，垂直度允許偏差不得超過0.1%。

4.2.6 泵房設備安裝

（1）根據設備廠家提供設備的安裝尺寸，由土建專業配合完成設備基礎的預制。

（2）驗收設備基礎，設備的混凝土強度必須達到設計強度要求，基礎的坐標、標高、幾何尺寸和螺栓孔符合文獻[2]要求；

表1 管道支、吊架安裝間距

（3）設備與基礎之間采用相應規格的鉚塞式膨脹螺栓連接牢固。

4.2.7 噴頭安裝

（1）系統管道沖洗、吹掃驗收合格后，方進行細水霧碰頭安裝；

（2）根據文獻[2]以及裝飾天花噴頭布點圖，安裝細水霧噴頭。使用專用扳手操作，嚴禁對噴頭的防塵罩施擰；

（3）嚴禁對噴頭作涂層修飾。

4.2.8 試壓

管道系統試驗壓力18 MPa，試驗介質為潔凈水，水源為自來水，水中氯離子含量不得超過25 ppm，進水采用75μm的過濾器過濾。

現場水源經75μm的過濾器過濾后，向管道系統注水。系統滿水后，開啟電動試壓泵對管道系統加壓。

強度試驗前，連接水箱出口管段與成品管，向系統注水，同時開啟排空閥，排盡管內空氣，停止注水。關斷水閥，對管道系統進行查漏，無滲、無漏方可進行壓力試驗。

強度試驗時，開啟水泵進、出水閥，啟動水泵向系統注水。根據實驗壓力分級平穩升壓，第一次升壓至試驗壓力的50%，檢查無異持續升壓，第二次升壓至試驗壓力的70%，全面檢查無異常后繼續升壓，超過試驗壓力0.1～0.2 MPa，停止加壓，人工控制排空閥，使壓力保持在試驗壓力后，穩壓10分鐘，以壓降不大于1%（0.18 MPa）為合格。再將試驗壓力降至設計工作壓力12 MPa，穩壓30分鐘，全面進行檢查，不滲不漏為合格[5]。

泄壓排放，管道系統試壓合格后，開啟排空閥，將管內壓力降至常壓，進行泄壓排水時，必須先開啟管道系統高點的放空閥，在系統無壓力后，仍開高點放空閥，然后打開系統最低點的排水閥進行系統排水，將系統水排到指定地點，不得隨意排放[5]。

管道系統始端與設備連接處，不能存水，用壓縮空氣吹除積水。

管道系統試壓合格后，拆除臨時管道、設施。

管道系統試壓合格后，管道外表面上做明顯標識，作詳細管道試壓記錄，參檢方簽字存檔。

5 材料及施工機具

高壓細水霧工程主要材料、工具、設備見表2。

6 結論

超高壓細水霧滅火系統施工工藝已成為2012年湖北省省級創優新工藝，工藝成熟，是一項新型的綠色施工工藝，具有良好的發展前景。采用超高壓細水霧滅火系統施工技術施工完畢，壓力試驗結果良好，整個消防噴淋管道系統無一處滲漏，噴霧效果顯著，達到了湖北省地方標準對高壓細水霧滅火系統霧滴大小的要求。與傳統消防滅火技術相比，優勢明顯：

（1）超高壓細水霧滅火系統噴霧水滴直徑最小，作用范圍最大（見表3）；

表3 超高壓細水霧滅火系統與傳統滅火技術效果對比

（2）滅火效能強：高壓細水霧的滅火機理主要為冷卻和窒息雙重作用，還有一定的穿透性，可以解決全淹沒和遮擋的問題，還可以防止火災的復燃；

（3）安全性能強：高壓細水霧自動滅火系統以水為滅火劑，對人和環境沒有任何危害，同時細水霧系統還具有洗滌、過濾煙霧中有毒成分及降塵功能，有利于火災現場人員的逃生；

（4）滅火成本低：高壓細水霧系統的滅火劑為廉價、易取的水，且用量很小，僅為常規噴淋系統用水量的1%～5%，水漬損失極小，火災后的清理工作量小，且在極短的時間內可恢復操作；

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

［1］GB50242-2002.建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范［S］.

［2］GB50261-2005.自動噴水滅火系統施工及驗收規范［S］.

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

［4］史永林，郝佩和，樣林，等.細水霧滅火技術在森林航空消防中的運用探索［J］.森林防火，2008，

93（3）：1-2.

［5］ 劉建鵬，李洪陽.高壓工業管線水壓實驗技術的分析和應用［J］.中國新技術新產品，2012，24（19）：

3-5.