高压细水雾灭火系统在超高层建筑电气房间的应用
【摘要】文章以高压细水雾灭火系统的优势为分析点，接着对高压细水雾灭火技术进行了介绍，最后分析了高压细水雾灭火系统在超高层建筑电气房间的应用。
【关键词】高压细水雾灭火，超高层建筑，电气房间
中图分类号：P421文献标识码：A
一、前言
近年来，我国高压细水雾灭火系统虽然取得了飞速发展，但依然存在一些问题和不足需要改进，在社会快速发展的新时期，加强高压细水雾灭火系统在超高层建筑电气房间的应用，对确保大家的生命安全有着重要意义。
二、高压细水雾灭火系统的优势
1、具有冷却效应
当水被分解成许多细小的水滴时，其结果产生了巨大的作用表面积，它能充分的吸收火灾中的热量。它将水的灭火性能与气体的渗透性相结合。它对各类火灾的穿透性和抑制性是通过具有高速动能的细水雾来达到的。利用高压细水灭火技术，所产生的细水雾相比传统的灭火技术有较大的作用面积和热交换面积。它破坏燃烧的能量传递，冷却火焰表面，同时雾滴会穿透火焰，能够大大提高灭火效率。例如将1L水从20℃升至100℃需要335KJ的热量，再将其转化成水蒸汽需吸收2257KJ的热量。因此，水是在灭火中吸收热量的最佳灭火介质。
2、具有惰性效应
高压水雾通过蒸发，水的体积增加到1640倍。它稀释了火源附近空气中的氧气。在这个过程中惰性灭火介质限制了火源向外的传输。高压细水雾的扩散不仅进入火源区域且可防止氧的流入。相对气体灭火，高压细水雾灭火系统不要求完全封闭空间。在高压细水雾潜在的能量充分释放后，完整的火源被收藏在蒸发的水中，以便火灾能在几秒内窒息。通常空气中的氧气浓度为21%，当氧的浓度从火源空间立即减少到16%～18%时，不同灭火效应的组合将产生。
3、具有附加效应
它们虽然不直接灭火，但对灭火有着正面作用。高压细水雾具有对烟雾、废气的洗涤作用，这是因为燃烧的灰粒、煤烟颗粒与细水滴粘合而得到洗刷。它具有屏蔽作用，类似于分离效果的作用，减少火源对周围物体的热辐射，同时阻止火灾的扩散，对火灾起遮挡作用。这是因为高压细水雾的导电率低，特别是当使用超纯水时，高压细水雾灭火系统可安装在带电火灾的场所中。国外研究表明，高压细水雾灭火系统成功的关键是增加单位体积水微粒的表面积。细水雾的微粒越小，其表面积越大，也比同体积水的总表面积大很多，则更容易吸收热量，冷却燃烧反应。水微粒细小后，吸收热量后易于汽化、体积易于膨胀。由于水蒸气的产生，既稀释了火焰附近氧气的浓度，窒息了燃烧反应，又有效地控制了热辐射。从而高压细水雾灭火体现出高效率的冷却与缺氧窒息的双重作用。同时，细水雾微粒直径大小的分布与灭火能力的关系也是一个复杂问题。高压细水雾的水雾颗粒小于400m，它对于扑救B类火灾的效果较好；由于细水雾的喷射速度很高，虽然它不能穿透碳化层而浸湿燃烧物质，但在燃烧物的表面或封闭空间内有利于氧气减少，它还是可以扑救A类可燃物的。故对于一定的可燃物，高压细水雾的颗粒直径不是决定灭火能力的唯一因素。系统的灭火效果还与高压细水雾相对于火焰的喷射方向、速度和喷射强度等因素有密切的关系。此外，燃烧猛烈的火灾较燃烧缓慢的火灾容易扑灭
三、高压细水雾灭火技术
1、工作原理
在钢瓶系统中，当采用湿管钢瓶系统时，在玻璃泡柱打开后，与压力管道相连的控制钢瓶的瓶头阀激活，控制钢瓶将激活其他从动钢瓶装置，从而开始喷雾灭火；当采用干管钢瓶系统时，系统既可由外部探测系统也可由手动激活。
在泵系统中，其工作压力为12MPa，它采用一台或多台高压泵设备与管网和喷嘴连接。在湿管泵系统中，管网内平时充满水并由稳压泵保持正常的压力1.5MPa。该压力通过活塞阀维持在喷嘴上。泵装置内的稳压加速器将修正压力的细小变化。当火灾导致一只或几只喷头的玻璃打开后，水流从喷嘴中流出，引起管道内水压下降。通过水流传感器监视水流并将水流信号和压力信号传送到控制屏。如果控制压力下降到1MPa且水流信号仍存在，高压泵设备激活，以提供12MPa的工作压力。干管泵系统是由外部的探测系统或由手动控制泵投入工作。其工作原理与水喷雾灭火系统类似。
2、设计计算
高压细水雾灭火系统的设计应根据应用场所的不同来合理选择。不同的系统有着不同的计算方法。系统的基本设计参数应根据防护区和保护对象的具体情况确定。
在设计中，首先确定危险等级、基本设计参数，然后布置细水雾喷嘴，连接管道，最后确定储水钢瓶装置或泵装置。
在钢瓶系统的计算中，单只喷头的最小压力为8MPa，喷水密度为0.7~1.5L/(min.m2)(依据危险性而定)。系统的累积喷雾时间按不同的保护对象而定，一般为400~480s，通常采用持续喷雾方式，个别的可采用程控间歇方式。喷嘴的数量可按每100m3防护区不小于2只确定，其布置的水平间距不大于2.4m。保护带电对象时，喷嘴与带电体外壳间应有一定的距离。系统的流量可按式确定，根据系统流量和累积喷雾时间可计算出储水容积和钢瓶的数量。
3、控制要求
高压细水雾有自动、电气手动、机械应急手动三种启动方式。通常，系统通过接收的电信号激活。而控制钢瓶上的瓶头阀是可以手动螺旋的阀，当电信号失败后可安全扳倒。控制钢瓶从而激活从动的钢瓶装置。高压细水雾系统的响应时间(从接到火警信号至喷嘴喷出水雾的时间)不应大于30s。
采用钢瓶系统的高压细水雾系统宜采用独立系统，不宜采用组合分配系统。采用泵系统的高压细水雾灭火系统可采用单元独立系统和组合分配系统，实施单区和多区的消防保护。
四、高压细水雾灭火系统在超高层建筑电气房间的应用
1、系统自动启动
当保护区内发生火灾时，火灾探测器探测到火灾，发出信号至火灾报警控制器。火灾报警控制器根据火灾探测器的地址确认发生火灾的区域，然后发出联动启动灭火系统的控制信号，打开相应的区域阀。区域阀打开后管道压力下降，稳压泵自动启动运行超过10秒钟后因为压力仍达不到12bar，高压主泵自动启动，系统管道内水迅速达到工作压力，并通过高压细水雾喷头喷射而出，产生细水雾扑灭火灾。
2、系统手动电气启动
当人发现火灾发生时，在火灾探测器尚未动作的情况下，可以通过远程消防控制中心启动相应区域的电动阀（或电磁阀）按钮，达到启动区域阀的目的，水泵能自动启动进行供水灭火。
就地启动：在人发现火灾时，也可就地打开区域阀箱，按下区域阀控制按钮打开区域阀进行灭火。
3、系统的机械应急启动
在火灾报警系统失灵的情况下可手动操作区域阀上的手柄打开区域阀进行灭火。注：闭式细水雾系统的紧急启动可通过敲碎闭式喷头的玻璃柱来实现。
4、系统恢复
灭火后，通过按下泵控制箱面板上的急停按钮来停止主泵，再关闭区域阀箱内的区域阀。停泵后排空主管道内的压力水，如果是闭式系统还要更换同型号规格闭式喷头。
关闭泵组处的主阀，把泵组控制柜内的主泵启动触点断开，按下泵控制柜面板上的复位按钮，使系统处于准备状态，水箱自动开始补水，补水完成后用稳压泵对主管进行充水，直到达到正常的系统准备工作压力（1.0―1.2）MPa，在对主管网补水的同时，要注意在主管道的末端进行排气。补水完成后，按系统的调试程序对系统进行调试及检查，使系统各部件处于工作状态。
五、结束语
高压细水雾灭火系统至关重要，因此，在应用的过程中，要不断提高高压细水雾灭火系统在超高层建筑电气房间的应用水平，严格管理体系，促进高压细水雾灭火系统的完善。
参考文献
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