细水雾灭火系统的工程应用研究

许多明 XU Duo-ming

（合肥科大立安安全技术股份有限公司，合肥 230000）

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

细水雾灭火系统的工程应用研究

许多明 XU Duo-ming

（合肥科大立安安全技术股份有限公司，合肥 230000）

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

与气体灭火相比，细水雾灭火系统具有价廉安全，以及对人和环境没有危害的优点，从而有利于人员逃离火灾现场。本文通过简述细水雾灭火系统的发展、定义、分类以及灭火机理，随着技术研究的不断深入，此系统除了应用于图书馆、档案馆以及电力工程外，还广泛应用于地铁隧道以及超高层建筑等领域。但是此系统也是具有局限性的，本文对其实际应用的相关问题也做了相关的分析。

细水雾；民用变压器；档案馆；灭火系统

0 引言

细水雾灭火技术在消防方面的应用始于20世纪40年代，当时主要用于特殊的场所，如轮船灭火等，20世纪90年代才得到飞跃性地发展，一些发达国家相继研究和开发了细水雾灭火系统，目前在欧美已进入推广普及阶段，并以其良好的性价比、卓越的环保内涵用以代替气体灭火系统及水喷淋灭火系统。与传统的气体灭火系统和水喷雾以及水喷淋灭火系统相比，细水雾灭火系统无论是在灭火效果、工程造价方面，还是在环境保护以及二次灾害损失等方面都具有很好的优势。

1 细水雾的定义

当有压水通过细水雾喷头而产生的细微粒的水雾即细水雾，其在NFPA750中的定义为：在最小设计压力下，距喷头1m处的平面上，测得水雾最大部位的水滴直径DV 0.99≤1000μm。这是用体积法表示雾滴直径的一种方法，DV 0.99表示小于1000μm的直径体积含量为99%。一般情况下细水雾是指雾滴直径DV 0.99≤400μm的水雾。体积99%直径DV 0.99：一种以喷雾液滴的体积来表示液滴大小的方法。当依照体积测量时，即表示喷雾液滴总体积中，1%是由直径大于该数值的液滴，另99%是由直径小于该数值的液滴组成的。

2 细水雾系统灭火机理

冷却和窒息作用并存是细水雾灭火的机理。冷却作用，主要是由于单位体积水的表面积随着水滴粒径的减小而增大，从而加快了水雾与水灾热量的交换速度，从而达到了快速降温灭火的作用。窒息作用，吸收热量后的水雾会快速汽化而形成蒸汽，因此，体积急剧膨胀了1700倍，从而排除了空气，与自动喷水灭火系统相比，细水雾系统的吸热速度更快从而产生了更多的水蒸气，由于对火场周围的氧气浓度达到了稀释和降低的效果，从而由于缺氧使火灾窒息。

3 细水雾灭火系统的分类

①按工作压力分类，可分为低压系统，即工作压力＜1.21MPa；工作压力为1.21-3.45MPa的为中压系统，≥3.45MPa为高压系统。②按照细水雾喷头的结构可分为采用开式细水雾喷水的开式系统和采用闭式细水雾喷头的闭式系统。③按保护环境应用方式分类。1）局部保护系统:这种系统主要针对经常起火的部位，喷头直接喷向起火点，如工业生产中的切割、汽轮机轴等部位；2）全淹没保护系统：保护整个封闭空间内的火灾危险。④按介质类型分类。1）单介质系统，一般单介质为水；2）双介质系统，水和另一种介质（空气、氮气或惰性介质，两种介质分别从不同的管道输送到喷头并在喷头内混合，产生更细的水滴，达到更好的灭火效果。

4 细水雾灭火系统的工程应用

4.1 图书馆、档案馆 图书馆、档案馆因储存大量图书、报纸、杂志、档案、胶片等，均为可燃物，且由于资料的特殊性和珍贵性在灭火时要尽可能的避免水渍损失，细水雾灭火系统是一个可以在此类场所优先选择的自动灭火系统，目前的研究主要有实验研究和工程应用两个方面。

黄鑫[2]等人对细水雾抑制熄灭书架火进行了模拟实验研究，验证了细水雾扑灭和控制图书库火灾的可能性，通过实验发现细水雾灭火对图书库的附加伤害较小，并得到细水雾的灭火效率与书架火的点火位置以及火源的尺寸（功率）之间的关系。

李旻[3]采用德国进口的高压超细水雾灭火装置对细水雾灭火系统扑救档案火灾的有效性进行了验证，并研究分析在不同喷头形式细水雾灭火系统保护下、不同包装条件情况下的灭档案火灾（A类火灾）的效果、系统响应时间及水渍损失。实验证明除了常用的全淹没应用方式可有效扑救档案库房内火灾外，局部应用方式也可有效扑灭火灾。对水渍损失要求极严的场所（即水渍损失大于等于火灾烧损损失）应尽可能采用闭式喷头。为了减少水渍损失同时要及早扑灭火灾也可采用开式喷头的局部应用方式。

“档案保管中心”工程是上海市闵行区档案馆的重要组成部分。它是实现全区重要档案实体的统一保管、履行档案工作统一领导、分级管理法律要求的具体实践，在消防设施配置上实行高标准。本工程采用高压细水雾灭火系统。系统保护范围为：一区地下室的数字化室、变配电间，二区地下室、一层、二层、四层的纸制库房及二区三层的光盘库房、声像档案库房、实物珍藏库房、母片库房，共计十八个保护区域。系统设计：①档案馆被保护对象主要为档案和电气设备，良好的灭火性能和电气绝缘性能是系统选型的首要条件。与中低压细水雾相比，高压细水雾雾滴直径更小、灭火效果更好、系统用水量更少，因而更适合档案馆的消防需要，并得到了国际上的广泛认可。②与气体灭火系统相比，高压细水雾灭火系统具有较强的可持续控火、灭火的能力，系统选用泵组式细水雾自动灭火系统。③考虑运营维护安全性的要求，选用区域控制阀组控制的组合分配系统，保证保护区内输水管道平时处于无水状态。当报警控制主机接受到两路独立探测信号报警后，打开区域控制阀组，开启水泵及相应阀门实施灭火。该设置方式改变了气体灭火系统每个防护区都需设置一个输气管线的做法，只设置一根输水干管，每个防护区从该干管接出支管，这种方式将管线数量有十多根降至一根，管径由DN100降至DN25。④系统设自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。

随着细水雾灭火系统在我国近几年的不断发展，细水雾灭火系统在档案馆、图书馆的工程应用也越来越广泛，北京某档案馆[5]和上海浦东文献中心[6]等都应用了细水雾灭火系统。

4.2 变配电室、医疗设备室 变配电室、医疗设备室这些特殊场所对灭火介质的要求和避免灭火后的介质污染损失要求，以及医疗设备的精密、贵重、安全特性，细水雾灭火系统的应用是优先选择。

江苏宜兴中医院高压细水雾系统采用全淹没开式细水雾灭火系统，布置的场所有：变配电室、柴油机房，医疗设备室（如：CT室、DSA室、MRI室等）共10个区，系统设计工作压力：10MPa，喷头流量Q=10L/min，最大的保护区域内有30只喷头，系统设自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式，确保系统动作的稳定可靠。

4.3 工程应用分析 ①由于细水雾系统动作喷射后，能够迅速吸收周围的热量从而降低被保护对象和环境的温度，同时产生的大量蒸汽能够排除空气，导致周围氧气浓度降低而窒息火焰；②在相同的灭火时间内，此系统的用水量相当于喷淋系统的5%；③由于细水雾具有良好的电绝缘性，因此能够迅速有效的扑灭电气火灾和B类火灾（汽油、柴油以及变压器油等）；④灭火后对人体、环境以及保护对象没有任何损害和污染。

5 结束语

与气体灭火相比，细水雾灭火系统具有的优势已经得到了广泛的应用。但是随着进一步研究细水雾灭火系统，此系统除了在档案室、图书馆以及电子工程应用之外，还在汽车厂房、电缆沟以及地铁隧道工程中得到了广阔的发展空间。但是细水雾灭火器在高压系统的管路、配件和水泵的工作压力很高时，为了避免堵塞喷嘴，对水质要求很高，因此，针对其存在的局限性，还需要解决以下问题：①为了降低工程建设的成本并提高系统的使用效率，细水雾灭火系统作为一种具有高技术含量的新型灭火系统，在水质处理和喷淋研发上应当借鉴国外先进的经验，尽快生产出国产化的成套设备。②为了尽快应用并推广此项技术，希望在细水雾灭火系统的设计、施工以及验收等方面尽早制定出台国家或行业正式的规范和标准。

[1]黄晓家，姜文源等.自动喷水灭火系统设计手册[M].中国建筑工业出版社，2002（7）.

[2]黄鑫，刘江虹，廖光煊等.细水雾抑制熄灭书架火的模拟实验研究[J].火灾科学，2004(2).

[3]李旻.高压细水雾灭火系统在档案库的灭火试验研究[J].消防科学与技术，2007(5).

[4]陈文玺.高压细水雾灭火系统用于绍兴市档案馆库房[J].中国给水排水，2010(2).

[5]董书亮.高压细水雾灭火系统在北京某档案馆的应用[J].给水排水，2010(6).

[6]李文倩，徐凤.细水雾灭火技术在上海浦东文献中心的应用[J].给水排水，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

许多明（1983-），男，安徽合肥人，助理工程师，研究方向为消防工程。

TU892

A

1006-4311（2014）11-0064-02