细水雾灭火技术的应用与发展

郄旭 彭义江

0 引言

火灾安全隐患一直存在于人们的日常生活中，在不同领域会运用到不同的灭火技术。如今细水雾灭火技术被广泛应用于建筑、工业、交通、能源等领域。细水雾灭火技术是一项非常有效且实用的技术，它能够起到扑灭初期火灾，阻止火势蔓延，防止烟气扩散等作用，因此被越来越多的人们熟悉和认可。在火灾现场，细水雾灭火凭借能够辅助消防救援人员更加快速有效地完成灭火救援任务，且不会对周边的人员造成二次伤害的优势，大大提升了火灾事故处置效率，在消防工作中得到了广泛应用。

1 细水雾灭火系统概述

细水雾灭火系统将水作为灭火介质，通过喷头喷出水雾，借助较高的水压力作用，将水分流成0.2mm～2mm，甚至更小的细小水雾滴，喷向所要保护的对象。雾滴在受热之后会比未经过雾化、高压的水更容易变成蒸汽，将保护对象的表面温度降低，使其达到燃点以下。雾粒在高速紊流、旋转方式做三维运动，4ml的水在一秒内可以分裂形成50亿个雾滴，这些雾滴非常细腻，扩散面积很大。因此，细水雾灭火系统的灭火原理主要是通过表面冷却、窒息、稀释、冲击乳化和覆盖等作用完成灭火，起到了吸热降温、隔绝氧气、辐射衰减、消烟释毒的实际效用[1]。

1.1 冷却作用

细水雾灭火系统喷出的水雾滴直径很小，在汽化的过程中，会吸收燃烧物体表面的热量或者是吸收着火区域的局部热量。水的比热容较大，100摄氏度的水蒸发需要2257KJ/Kg，每只喷头喷出的水雾极热功率达到300KW。据研究表明，水雾单位面积吸热量越大，雾滴直径越小，运动速度越快，热传递速率越高[2]。

1.2 窒息作用

细水雾灭火系统将水雾喷入火场之中，迅速蒸发形成蒸汽，蒸汽会变成一道屏障，隔绝外界空气和控制火灾范围，阻碍了助燃气体与燃烧物质的接触。水雾迅速汽化，体积会急剧膨胀，达到1700～5800倍，大大降低燃烧物表面的氧气含量，使之迅速减少至16%～18%左右，达到窒息灭火的作用。细水雾灭火系统的窒息作用,优势在于只改变燃烧物表面的氧气含量，不会减少火场的氧气含量，从而保障了人员安全。

1.3 阻隔辐射热作用

将细水雾喷入火场之后，细水雾会迅速汽化，汽化形成的蒸汽会将燃烧物体、火焰和烟雾笼罩，并会阻隔火焰辐射热，从而有效防止火焰辐射热引燃周围可燃物，达到了抑制火焰范围扩大的作用。

1.4 稀释、乳化、浸润作用

细水雾灭火系统会产生颗粒大、冲量大的雾滴，这些雾滴触碰到燃烧物体的表面，使得燃烧的物体表面浸润，一定程度上降低了物体表面的温度，阻隔了可燃性气体的产生，达到了灭火和防止火灾蔓延的作用。细水雾灭火系统产生的高压水雾滴对烟雾和火焰同样具有乳化和稀释的作用[3]。

2 细水雾灭火系统的设计和应用范围

2.1 细水雾灭火系统的设计

细水雾是指在高压空气中，以超细微粒为主要成分的雾化液滴。它具有良好的抑烟和冷却作用，能有效地控制火灾蔓延，减少人员伤亡和财产损失。由于细水雾本身不产生毒性物质，对环境污染小，因此被广泛应用于各种场所。目前细水雾的种类很多，按其用途可分为：①灭火救援；②建筑及地下工程防火；③船舶防冰；④森林防火；⑤工业窑炉、石油化工设备等高温部位防排烟。

细水雾灭火系统由喷头、输水管道和管路三部分组成，其中喷头是重要组成部分，喷头质量的好坏直接影响整个系统的性能，而喷头的主要性能指标就是雾化效果，即喷出雾滴粒径大小均匀性与喷雾压力之间的关系。由于细水雾在燃烧过程中会形成大量小液滴并迅速变大，当温度升高时，大颗粒将逐渐熔化变成微小水滴，这些细小水珠又不断蒸发成蒸气，从而导致着火区域内空气湿度增大。同时，还可能造成人身伤亡或重大财产损失，所以对喷头进行优化研究具有很高的实用价值[4]。

2.2 细水雾灭火系统的应用范围

2.2.1 适用范围

（1）书库、档案资料库以及文物库等场所的可燃固体火灾。

（2）液压站、油浸电力变压器室、透平油仓库、润滑油仓库、柴油发电机房、燃油锅炉房、燃油直燃机房以及油开关柜室等场所的可燃液体火灾。

（3）燃气轮机房及燃气直燃机房等场所的可燃气体喷射火灾。

（4）配电室、计算机房、数据处理机房、中央控制室、通信机房、大型电缆室、电缆隧（廊）道以及电缆竖井等场所的电气设备火灾。

表1 细水雾灭火系统的原理

（5）引擎测试间及交通隧道等适用细水雾灭火的其他场所的火灾。

2.2.2 不适用范围

（1）遇水能发生剧烈反应或产生大量有害物质的活泼金属及其化合物火灾，如活泼金属，锂、钠、钾、镁、钛、锆、铀、钚等；金属醇盐，如甲醇钠等；金属氨基化合物，如氨基钠等；碳化物，如碳化钙等；卤化物，如氯化钾酰、氯化铝等；氢化物，如氢化铝锂等；卤氧化物，如三溴氧化磷等；硅烷，如三氯-氟化甲烷等；硫化物，如五硫化二磷等；氰酸盐，如甲基氰酸盐等。

（2）可燃气体火灾，包括液化天然气等低温液化气体的火灾。

（3）可燃固体的深位火灾。

3 细水雾灭火系统的优势

3.1 提高灭火效率

细水雾灭火系统动能足，可以直接穿过火焰对燃烧物体表面进行液体冷却，且细水雾雾滴的直径小，对热辐射有很好的屏蔽作用，在形成屏障后，能够与外界助燃气体隔绝，并且在速度的加持之下，可以大大提高控火灭火的效率[5]。

3.2 有利于人员撤离

含有氮气的细水雾不仅可以降低温度，还可以将可燃物与氧气有效隔开，防止火势蔓延和恶化。喷出的高速水雾，能够迅速清洗空气中的浓烟，提高了火场的可见度，有利于被困人员安全疏散和撤离，大大降低被困人员吸入有毒气体的风险，最大限度地减少烟气对被困人员肺部造成的伤害。

3.3 安全环保

细水雾灭火系统以无毒无害的水作为灭火剂，对周围环境、保护区域、被困人员、救援人员均无损害和污染，其会稀释因燃烧产生的一氧化碳、二氧化碳等气体，从而达到净化空气、降温排毒的效果。虽然水具有导电性，但是由于细水雾的雾滴直径小、不连续，因此具有良好的电绝缘性，可以有效地扑救带点设备火灾，避免救援过程中出现触电事故。

3.4 减少水渍损失

细水雾灭火系统的灭火速度为一般喷淋系统的100倍，但用水量仅是常规水喷淋的十分之一，在减少灭火用水的同时，又避免了大量积水对火灾现场设备设施的损坏以及对灭火救援行动、人员疏散逃生造成的不便。

3.5 降低成本

细水雾灭火系统应用更小的管道管线，节省了管道空间、消防水池和高位水箱等环节，降低了对土建施工和泵房空间的需求。因此，细水雾灭火系统与传统灭火系统相比，价格便宜、易于安装、便于维护，性价比更好、功能性更强、技术性更优。

4 细水雾灭火系统的实际应用

4.1 大型交通运输工具

在大型交通运输工具上，由于运载重量和体积的限制，无法储存大量的水，无法使用气体灭火装置，也不能运用酒店等场所使用的喷淋灭火系统。细水雾灭火系统是利用高压气体压缩喷出水雾，用水量少，储存方便，且占用的体积空间小，适用于交通运输工具。

4.2 电力设备场所

细水雾灭火系统喷出的雾粒直径很小，喷出时水不连续。在火灾现场的高温环境下，细水雾汽化迅速，难以接触电气设备，并且带走大量热量和隔离空气，进而达到快速灭火的效果，具有良好的电气绝缘性能，不会导电。高压细水雾可以扑灭3.6KV以下的电气火灾，但灭火前需要切断电源。如果不能切断，应考虑电压是否在安全范围内。

4.3 汽车涂装喷漆车间

汽车涂装喷漆室布局复杂、用电设备多，且会长期储存和使用大量挥发性涂料和溶剂，两者多为甲类和乙类可燃液体，在施工过程中产生的静电火花、电火花、表面高温均可成为引火源，极易引发火灾。车间内相对封闭，一旦发生火灾，浓烟与有毒气体会瞬间大量聚集，人数疏散逃生困难，容易导致人员伤亡。细水雾灭火系统用水量少、水渍污染小，汽化时间极短，可以有效减少对车间内各类电气设备和车内装饰的损坏。

4.4 交通隧道

交通隧道按照位置分类分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道，其特点是空间受限、通道狭小、通风条件差，发生火灾后，产生的浓烟、毒气会迅速扩散填充整个隧道空间，难以排出，严重威胁群众生命安全，消防救援人员的灭火救援行动难度加大。细水雾灭火系统能够有效抑制燃烧放热，使火场周围的热辐射强度减弱，同时，能够净化空气和保护环境，为人员疏散逃离和灭火救援创造有利条件。

4.5 电缆廊道

地下综合管廊建设实现了地下空间的合理利用和深度开发，但是敷设于廊道内的电缆线发生火灾，会致使电气设备产生故障，线路出现大规模中断，进而导致民生、经济等方面收到影响。由于管廊内火灾负荷较大，燃烧产生的烟气浓度较高，消防救援人员和工程抢修人员进入内部的难度加大。细水雾灭火系统喷出的水雾雾滴与高温烟气相遇，雾滴会迅速汽化，体积膨胀，持续一段时间后，雾滴会充满廊内的空间，达到良好的驱烟、降温、灭火等效果。

5 结语

细水雾灭火系统在我国拥有较大的应用市场和前景，它的出现是我国消防设备的一次改革、一个创新，能够让人们在发生火灾时有更大的安全保障，提高了火场被困人员的生存机率。细水雾灭火系统的大量应用，符合现代社会生产行业的发展要求，改变了人们灭火控火的传统观念，降低了灭火设施建设成本，最大限度发挥了细水雾灭火系统在灭火方面的积极作用。未来的消防工作要始终坚持“生命至上、人民至上”的原则，强调以人为本的发展理念，不断研究和开发新型灭火技术，确保始终能够满足现代化消防安全和灭火救援需求。