消防天下網(wǎng)訊：高壓細水霧滅火系統(tǒng)通過極短時間內(nèi)降低火場氧氣濃度而使火焰缺氧熄滅，并且保證人體生命供氧的最低需求，在降低火場溫度和煙氣密度的同時，有效提高火場人員的生存幾率。對細水霧系統(tǒng)與氣體滅火系統(tǒng)進行經(jīng)濟比較，并分析其應用中存在的問題。實踐表明，細水霧系統(tǒng)對于保證人員生命安全及降低物質(zhì)損失具有重要的現(xiàn)實意義，特別適合應用于地鐵這類地下大空間及對于人員疏散及時性要求較高的場所。
1、地鐵消防系統(tǒng)現(xiàn)狀
地鐵車站設計氣體滅火系統(tǒng)的范圍主要包括地鐵車站設備管理用房中的跟隨式降壓變電所、屏蔽門控制室(如有)、通信電源設備室、通信設備室、信號設備室、信號電池室、綜合監(jiān)控設備室、0.4kV開關柜室、35kV開關柜室、整流變壓器室、直流開關柜室、控制室及區(qū)間跟隨所等，以采用對人體無毒副作用的IG541氣體滅火系統(tǒng)為主。因各地的審核意見不同，對于車控室有設或不設氣體滅火系統(tǒng)的區(qū)別。在車站站臺站廳，主要設計消防栓滅火系統(tǒng)加標準ABC干粉滅火器進行消防保護。在控制中心大面積區(qū)域和部分上蓋物業(yè)，主要采用消防噴淋滅火系統(tǒng)和消火栓滅火系統(tǒng)，部分控制房間采用IG541氣體滅火系統(tǒng)。
2、細水霧滅火系統(tǒng)
細水霧滅火系統(tǒng)是一種固定式滅火系統(tǒng)，它利用純水作為滅火介質(zhì)，采用特殊構件構造，通過特定工作壓力下的螺旋碰擊，產(chǎn)生極細霧滴微粒，并噴放到滅火場所。
2.1細水霧滅火機理
1)通過極細霧滴，在火場中受熱氣化完成1700倍體積膨脹，排擠空氣中的氧氣，達到燃燒所需要的最低氧氣濃度，但不低于12%，因而不會影響人體的最低供氧需要。
2)通過極細霧滴噴放到火場氣化，大量吸收熱量，從而降低火場溫度，減少火場熱輻射，便于撲救滅火。
3)通過持續(xù)噴放到火場中的霧滴，吸附火場煙霧顆粒，降低煙氣濃度，降低煙氣對人員和設備的損害。
2.2細水霧定義范圍
在噴頭最小工作壓力下進行噴放，在距噴頭1m的垂直距離范圍內(nèi)，霧滴微粒粒徑Dv0.99(指99%)小于400μm，且Dv0.50小于200μm的水霧。
2.3細水霧系統(tǒng)分類
細水霧系統(tǒng)分低壓、中壓、高壓細水霧滅火系統(tǒng):低壓系統(tǒng)工作壓力為1.2～3.4MPa，中壓系統(tǒng)工作壓力為3.4～10MPa，高壓系統(tǒng)工作壓力為10MPa以上。
2.4細水霧系統(tǒng)組成
細水霧滅火系統(tǒng)主要由一個或多個細水霧噴頭、供水管網(wǎng)、加壓供水設備及相關的控制裝置組成(見圖1)。因系統(tǒng)設計的不同要求和對噴頭的不同選擇，又分為開式和閉式系統(tǒng)，分別采用開式和閉式噴頭應用于具體的滅火區(qū)域。開式系統(tǒng)在備用狀態(tài)下無壓，管路及噴頭與大氣連通，在啟用狀態(tài)下加壓送水滅火;閉式系統(tǒng)在備用狀態(tài)下管路及噴頭充壓進水，在啟用狀態(tài)下噴頭玻璃泡破裂加壓灑水滅火。在閉式系統(tǒng)中，還需要設置穩(wěn)壓裝置，保證管道維持一定的壓力，以保證滅火的及時性。
細水霧系統(tǒng)組成
3在地鐵項目中的應用價值
在地鐵消防系統(tǒng)中，主要應用高壓細水霧系統(tǒng)，因為其滅火介質(zhì)為水，在電氣類火災正常高壓滅火的情況下，選用開式噴頭的流量通常為4.5L/min，單個保護范圍為15m2。假設試驗驗證過程從開始噴放到滅火完畢持續(xù)時間為7min，其中2min之內(nèi)油盤火焰絕對熄滅，若10min持續(xù)供給噴放則保證不復燃。如果正常保護面積為200m2，則一次系統(tǒng)滅火用水量(在完全不補水的情況下)不超過0.81t，而且還可以通過進水管道隨時供給，滅火介質(zhì)的成本非常低廉。用水量相對噴淋及消火栓系統(tǒng)來說非常少，所以通常采用1.5t的固定水箱存水就可以滿足滅火的要求，不需要大容積水池，供水條件滿足單路供水即可。在地鐵車站要求兩路供水條件的情況下，不存在供水不足的問題。
水箱和泵組采用集成殼塊形式，殼塊占地面積通?？刂圃?m2的范圍內(nèi)，加上維護檢修空間不超過8m2，相對于地鐵車站采用氣體滅火系統(tǒng)動輒就是30m2而言，大大節(jié)約了設備用房空間，極大降低了工程成本造價。細水霧系統(tǒng)采用管道因用水量關系，主管不超過DN32，支管不超過DN20。對于地鐵車站空間管線布設及綜合管線來說，類同于綜合監(jiān)控管線的布設特點，靈活而不存在管線沖突，這對降低施工管線的布設難度有直接顯著的效果。
細水霧系統(tǒng)的一套機組可以滿足多個防火分區(qū)同時滅火的要求，主要表現(xiàn)在:通過泵組加壓，使水流到噴頭噴放，一個區(qū)著火正在噴放，另一區(qū)繼續(xù)著火時可以加區(qū)噴放，具有相同的滅火效果，極大提高了實際滅火的有效性。同時，對于地鐵車站這樣超過十幾個分區(qū)的項目來說，可以采用一套高壓細水霧滅火系統(tǒng)進行保護，而不必像氣體滅火系統(tǒng)那樣超過8個區(qū)就必須增加系統(tǒng)，不需要大量的鋼瓶和相應的鋼瓶間，降低土建工程成本。
由于地鐵站廳站臺的構造原因，對設備區(qū)工作人員在火災狀況下的疏散提出很高要求。因設備區(qū)空間有限，走廊區(qū)為滿足設備管理用房需要而進行壓縮，使總體設備區(qū)疏散能力有限。雖然現(xiàn)在采用對人體正常合理設計的無害IG541氣體滅火系統(tǒng)，但如果設備選型沒有確定而無法考慮設備的占用空間，就只好用完全凈空間來計算氣體滅火劑用量，會造成設備安放后在火災狀況下煙氣濃度超標對人體產(chǎn)生毒害，不能達到著火區(qū)域?qū)θ藛T的安全要求。但是，細水霧系統(tǒng)不存在煙氣濃度過高而對人體有害的問題。經(jīng)過大量實驗，證明在復雜空間內(nèi)極細霧滴具有強擴散性和穿透性，對于設備空間內(nèi)的火災有較好的撲滅效果。
系統(tǒng)設備為成殼供應，設備及管道比較簡單，除殼塊內(nèi)存在少數(shù)設備閥門外，沿線管路不設置任何閥門，這對運營維護簡單方便。由于水質(zhì)要求，在設計階段考慮設置合適的過濾器，除此之外不需要更換任何設備。當系統(tǒng)動作后，復位簡便，不需要更換任何元件，不存在固定的維護成本。通常所采用的泵組、閥門及管道接觸水部件全部為不銹鋼管材，使用年限達50年而不需要更換，符合地鐵百年工程的設計要求。
控制中心的控制大廳為地鐵全線的指揮調(diào)度中心，有大量的電氣設備，消防系統(tǒng)(如設置噴淋系統(tǒng))的設計存在實際應用上的問題。如果采用噴淋系統(tǒng)，一旦發(fā)生火災，在消防的同時，會造成全部電氣元件損壞，也造成全線列車停運;如果不設置噴淋系統(tǒng)，就無法進行有效的自動保護，只能人員用滅火器來進行滅火，滅火效果和人員安全都無法保證。實際上，在此區(qū)域應用高壓細水霧滅火系統(tǒng)比較好，不僅可形成自動的滅火系統(tǒng)，有效地保護人員和設備，而且在滅火過程中不會影響整個地鐵的調(diào)度控制，不會造成一處著火、全線停運的情況，這對于保證地鐵的安全具有重要意義。
細水霧滅火系統(tǒng)與氣體滅火系統(tǒng)的經(jīng)濟比較見表1。
兩種滅火系統(tǒng)經(jīng)濟比較
從以上對比可以看出，盡管在建設初期高壓細水霧系統(tǒng)造價略高于IG541系統(tǒng)，但不論是初期的土建規(guī)模，還是后期的維護、更換瓶組，高壓細水霧系統(tǒng)的整體運行成本都非常低，50年內(nèi)只達到氣體滅火系統(tǒng)運行成本的3%，經(jīng)濟效益明顯。
4應用存在問題分析
國內(nèi)細水霧系統(tǒng)目前只有十幾個省市有地方設計規(guī)范，國家設計及驗收規(guī)范正在修訂，在系統(tǒng)設計及驗收上存在執(zhí)行標準不統(tǒng)一及驗收無統(tǒng)一依據(jù)的問題。雖然可以參照美國NPFA750規(guī)范進行設計，但對于我國西部及西南部這些沒有形成地方規(guī)范的地區(qū)來說，應用起來還存在一定困難。
細水霧系統(tǒng)采用的滅火介質(zhì)為水，這就存在整個系統(tǒng)的防銹要求。因消防系統(tǒng)的備用屬性，如采用普通的碳鋼鍍鋅鋼管就不符合長期儲水的要求，可考慮采用ss306不銹鋼作為設備及管道的材質(zhì)，但系統(tǒng)造價會提高。在系統(tǒng)設計時，需要考慮對泵組設備及管道管徑設計的合理性，尋找在系統(tǒng)功能與造價的平衡。因此，這在一定方面限制了該系統(tǒng)的大范圍應用。
細水霧系統(tǒng)作為氣體滅火系統(tǒng)的替代系統(tǒng)，在國外已大量使用，并形成了完備的設計驗收標準和規(guī)范。但在國內(nèi)，因系統(tǒng)生產(chǎn)廠家較少，應用工程范例較少，缺乏國家級的設計驗收規(guī)范，所以對此系統(tǒng)的認識還停留在初級階段，許多項目業(yè)主、管理者甚至設計人員對其應用于電氣火災的可行性還存在質(zhì)疑。雖然已有大量的實際滅火試驗驗證了細水霧系統(tǒng)對于電氣類火災的有效性及對設備的無損害性，但實際采用還存在不確定性，這也制約了此系統(tǒng)在多個領域的應用。
細水霧系統(tǒng)作為氣體滅火系統(tǒng)的替代系統(tǒng)，在系統(tǒng)控制上完全一致，系統(tǒng)誤噴也完全參照氣體滅火系統(tǒng)設計，理論上能保證系統(tǒng)運行的可靠性。需要注意的是:在氣體滅火系統(tǒng)中，采用氣動開啟鋼瓶的可靠性要好于電動氣動方式;而在細水霧系統(tǒng)中，則完全依靠開啟電動泵來加壓送水滅火。這就對細水霧系統(tǒng)的控制可靠性提出了更高的設計要求，包括對控制柜IP等級、對電機防潮防銹都需要特別注意。
細水霧系統(tǒng)啟動后的恢復相對比較簡單，主要進行管路排水和系統(tǒng)狀態(tài)恢復，包括電器控制狀態(tài)恢復。還需要進行設備完好性檢查，使保護區(qū)在消防過后的正常通風情況下，能很快恢復正常工作狀態(tài)，不存在泄壓和警示問題。要注意控制元件的外表面水漬處理，防止二次損壞。
5結語
細水霧滅火系統(tǒng)作為取代氣體滅火系統(tǒng)的新興消防系統(tǒng)，有著明顯的應用前景和良好的技術經(jīng)濟優(yōu)勢，可以廣泛應用于交通、電力、通信等多個領域，并能取得良好的經(jīng)濟和使用效益。在地鐵應用中，對改善地鐵整個消防體系，降低地鐵建設和實際運營階段的成本，滿足施工技術要求和后期系統(tǒng)維護，保證整個地鐵運行環(huán)境，都具有重要的實際意義。同樣，在地鐵地上建筑的使用中，也體現(xiàn)了保證地鐵正常運營的極高價值。相信細水霧滅火系統(tǒng)會成為未來構建地鐵消防系統(tǒng)的趨勢，更好地保證地鐵運營的安全。
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