超高压细水雾灭火系统施工工艺与方法

易少兵，周永强，李 芳，李 黎

（武汉建工集团股份有限公司，湖北武汉 430023）

0 引言

随着社会的变革，物质文化水平不断提高，人们对消防工程的要求也日益严格，尤其是计算机房、通讯机房、控制室、贵重设备室、图书馆、档案馆等特殊场合，对消防工程的要求更为苛刻。如何满足特殊场所消防工程要求是人们致力于研究新的消防技术的动力，尤其是当人们发现曾作为常规灭火材料的哈龙对大气臭氧层具有破坏作用时，绿色环保的消防新技术的研究更为迫切。超高压细水雾技术的诞生，解决了这一难题。

超高压细水雾灭火技术是一种新型的消防技术，能克服传统灭火技术在特殊场合无法运用的缺陷。超高压细水雾灭火是通过高压水泵产生超高压力，耐高压的管网将灭火介质输送至末端灭火，并通过细水雾喷头产生100μm以下的细水雾粒而有效控制、扑灭着火区域的火情，最大限度地减少损失。

位于辛亥革命博物馆地下室的柴油发电机房（含储油间）、配电房、计算机中心和一层的多功能展厅均采用了高压细水雾灭火系统技术，该区域灭火要求苛刻，传统的湿式喷淋灭火系统会对设备及文物造成不可修复的破坏，无法满足防火要求。其中，一层的多功能展厅共分为8个区域。柴油发电机房（含储油间）建筑面积为93 m2，配电房建筑面积为177 m2，计算机中心建筑面积为49 m2，多功能展厅建筑面积为1 138 m2。

1 工艺原理

高压细水雾灭火系统的工艺原理：冷却、吸热效应；惰化、窒息效应和附加效应。

（1）高压细水雾喷雾水滴平均直径最小，作用表面积最大。

（2）冷却、吸热效应：水从细水雾喷头喷出而形成平均直径很小的雾粒，同时产生巨大的作用表面积，吸热、冷却效率高。雾滴遇火迅速汽化而吸收大量热量，使燃烧物表面温度迅速降低，从而中断热分解，减缓燃烧。

（3）惰化、窒息效应：高压细水雾喷入火场后迅速蒸发，水的体积可以膨胀1 700多倍，从而隔离了燃烧物四周的空气，当燃烧物周围的氧气浓度降低到一定水平时，火焰因窒息熄灭。

（4）附加效应：附加效应虽无法直接灭火，但对加速灭火起着积极作用。

1）细水雾蒸发，蒸汽迅速笼罩燃烧物，抑制热辐射，避免助燃；

2）细水雾使燃烧物得到浸润，阻止固体挥发可燃气体的进一步发生；

3）高压细水雾对烟雾、废气的洗涤；

4）对液体的乳化和稀释；

5）高压细水雾雾滴导电率低，降低触电风险，同时有效扑灭带电设备和低闪点可燃液体火灾。

2 工艺特点

（1）灭火效能强：高压细水雾灭火机理在于冷却和窒息双重作用，同时具有穿透性，能解决全淹没和遮挡的难题，也可防止火势的复燃；

（2）安全性能强：高压细水雾自动灭火系统以水为灭火剂，对人和环境无害，同时细水雾能洗涤、过滤烟雾中有毒成份，改善空气质量，利于火灾现场人员逃生；

（3）灭火成本低：高压细水雾系统的灭火剂为廉价、易取的水，且用量很小，仅为常规喷淋系统用水量的1%～5%，水渍损失极小，火灾后的清理工作量小，且在极短的时间内可恢复；

（4）管道管径相对较小，节省管材，安装方便；

（5）雾滴粒径达到10μm，电气绝缘性能更好，能有效扑灭带电设备和低闪点可燃液体火灾。

3 适用范围

（1）A类火灾，如图书馆、档案馆、博物馆、文物馆和古建筑等固体火灾危险场所；

（2）B类火灾，如液压站、润滑油库、透平油库、柴油发电机房、燃汽轮机房、燃油锅炉房、汽油和柴油库、白酒和酒精等可燃液体火灾危险场所；

（3）带电设备火灾，如油浸电力变压器、配电房、油开关柜室、计算机房、通讯机房、中央控制室、大型电缆室、电缆隧（廊）道、变配电室和发电厂等电气设备火灾危险场所；

（4）高级宾馆厨房烹饪火灾；

（5）其他适用细水雾灭火系统的危险场所火灾，如地铁站厅、候机楼、医院候诊室等人群密集的公共场所。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工流程

施工流程如图1所示。

图1 施工流程图

4.2 操作要点

4.2.1 材料设备检验[1]

材料设备开箱检验应由建设单位、监理单位参加，进行验收：

（1）核对到场设备规格型号，检查包装是否良好；

（2）检查材料设备及零部件外观质量，用电设备通电试运行是否良好；

（3）高压设备进行强度和严密性试验。

4.2.2 管道切管切管的目的在于调整管道长度，去除管端内、外的毛边和锐边（见图2）。

4.2.3 管道加工焊接

（1）成形、定位：为使管道焊接和装配后符合设计要求，需对管道作成型处理。焊接接头部位采用丙酮或工业酒精对管道接头进行脱脂处理，脱脂范围从接头处开始50 mm。焊接完成后，对成型和清洗后的零件定位。焊接前后，严禁移动设备；

（2）施焊钢材SUS304（0Cr18Ni10），采用承插式不锈钢管全氩弧焊焊接，焊缝等级达到一级；坡口型式及各部尺寸，见图3。

图2 管子端部修整要求

图3 焊接示意图

当接头未达到验收标准时，需进行修补。严重的氧化脱落缺陷和几何缺陷可通过重新打磨和重焊进行修复。切掉有缺陷的焊接接头，剪切长度不少于100 mm，并用新修复的接头替换。焊接形式始终不变。

4.2.4 管道支、吊架安装

支、吊架埋设应平整牢固，设置位置准确，均匀分布，间距参照表1进行安装。

4.2.5 高压区阀组及阀箱安装

（1）控制阀安装高度1.5 m，朝向便于操作；

（2）控制阀设置明显、永久性标志牌，便于系统区分与后期维护；

（3）阀箱安装牢固，垂直度允许偏差不得超过0.1%。

4.2.6 泵房设备安装

（1）根据设备厂家提供设备的安装尺寸，由土建专业配合完成设备基础的预制。

（2）验收设备基础，设备的混凝土强度必须达到设计强度要求，基础的坐标、标高、几何尺寸和螺栓孔符合文献[2]要求；

表1 管道支、吊架安装间距

（3）设备与基础之间采用相应规格的铆塞式膨胀螺栓连接牢固。

4.2.7 喷头安装

（1）系统管道冲洗、吹扫验收合格后，方进行细水雾碰头安装；

（2）根据文献[2]以及装饰天花喷头布点图，安装细水雾喷头。使用专用扳手操作，严禁对喷头的防尘罩施拧；

（3）严禁对喷头作涂层修饰。

4.2.8 试压

管道系统试验压力18 MPa，试验介质为洁净水，水源为自来水，水中氯离子含量不得超过25 ppm，进水采用75μm的过滤器过滤。

现场水源经75μm的过滤器过滤后，向管道系统注水。系统满水后，开启电动试压泵对管道系统加压。

强度试验前，连接水箱出口管段与成品管，向系统注水，同时开启排空阀，排尽管内空气，停止注水。关断水阀，对管道系统进行查漏，无渗、无漏方可进行压力试验。

强度试验时，开启水泵进、出水阀，启动水泵向系统注水。根据实验压力分级平稳升压，第一次升压至试验压力的50%，检查无异持续升压，第二次升压至试验压力的70%，全面检查无异常后继续升压，超过试验压力0.1～0.2 MPa，停止加压，人工控制排空阀，使压力保持在试验压力后，稳压10分钟，以压降不大于1%（0.18 MPa）为合格。再将试验压力降至设计工作压力12 MPa，稳压30分钟，全面进行检查，不渗不漏为合格[5]。

泄压排放，管道系统试压合格后，开启排空阀，将管内压力降至常压，进行泄压排水时，必须先开启管道系统高点的放空阀，在系统无压力后，仍开高点放空阀，然后打开系统最低点的排水阀进行系统排水，将系统水排到指定地点，不得随意排放[5]。

管道系统始端与设备连接处，不能存水，用压缩空气吹除积水。

管道系统试压合格后，拆除临时管道、设施。

管道系统试压合格后，管道外表面上做明显标识，作详细管道试压记录，参检方签字存档。

5 材料及施工机具

高压细水雾工程主要材料、工具、设备见表2。

6 结论

超高压细水雾灭火系统施工工艺已成为2012年湖北省省级创优新工艺，工艺成熟，是一项新型的绿色施工工艺，具有良好的发展前景。采用超高压细水雾灭火系统施工技术施工完毕，压力试验结果良好，整个消防喷淋管道系统无一处渗漏，喷雾效果显著，达到了湖北省地方标准对高压细水雾灭火系统雾滴大小的要求。与传统消防灭火技术相比，优势明显：

（1）超高压细水雾灭火系统喷雾水滴直径最小，作用范围最大（见表3）；

表3 超高压细水雾灭火系统与传统灭火技术效果对比

（2）灭火效能强：高压细水雾的灭火机理主要为冷却和窒息双重作用，还有一定的穿透性，可以解决全淹没和遮挡的问题，还可以防止火灾的复燃；

（3）安全性能强：高压细水雾自动灭火系统以水为灭火剂，对人和环境没有任何危害，同时细水雾系统还具有洗涤、过滤烟雾中有毒成分及降尘功能，有利于火灾现场人员的逃生；

（4）灭火成本低：高压细水雾系统的灭火剂为廉价、易取的水，且用量很小，仅为常规喷淋系统用水量的1%～5%，水渍损失极小，火灾后的清理工作量小，且在极短的时间内可恢复操作；

（5）雾滴粒径达到10μm，电气绝缘性能更好，能有效扑灭带电设备和低闪点可燃液体火灾。

［1］GB50242-2002.建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范［S］.

［2］GB50261-2005.自动喷水灭火系统施工及验收规范［S］.

［3］GB985-88.气焊、手工电弧焊.及气体保护焊坡口的基本形式与尺寸［S］.

［4］史永林，郝佩和，样林，等.细水雾灭火技术在森林航空消防中的运用探索［J］.森林防火，2008，

93（3）：1-2.

［5］ 刘建鹏，李洪阳.高压工业管线水压实验技术的分析和应用［J］.中国新技术新产品，2012，24（19）：

3-5.