浅谈高压细水雾灭火系统在地铁中的应用
［摘 要］通过细水雾灭火系统这一新型环保高效洁净的灭火技术在广州地铁APM线的应用案例，阐述了细水雾灭火系统的灭火机理、性能特点，并结合实际使用提出自己的几点思考。
［关键词］ 细水雾；地铁；灭火系统
地铁是一种在狭小空间内快速载运高度密集人群的复杂系统，空间狭小决定了其管理措施的难度和复杂性，影响地铁运营安全的因素有很多，最常见的、危害性最大的就是火灾事故，因此自动报警及灭火系统成为地铁安全运营中非常重要的一部分。车站控制室、通信、信号设备室、环控电控室、高低压室等均为地铁车站中重要的区域，不但其中所安装的设备价值昂贵，而且如果发生意外火灾事故，将影响整个地铁的运行。因此地铁重要区域消防设施的选用和系统的安全是极其重要的。
广州地铁APM线是继上海地铁后，率先采用该项先进、环保、高效灭火技术的国内地铁线路之一。鉴于卤代烷系列产品对大气臭氧层有破坏作用，根据1987 年 《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，我国已将其列为淘汰产品，广州地铁从消防安全、环保、投资效果及维护保养等诸多方面进行综合分析，并经过招投标，最终确定选用上海亚泰消防工程有限公司引进丹麦DanfossSemco 公司生产的成套高压细水雾灭火系统。笔者有幸参与APM 线细水雾系统的安装调试及使用，介绍一下该新型环保高效洁净的灭火技术的灭火机理、性能特点，提出在实际运用中存在的问题。
1高压细水雾灭火系统
高压细水雾应用于消防始于20 世纪40 年代，我国是20 世纪90年代后期作为九五科技攻关项目才开始研究细水雾灭火技术。近几年，细水雾灭火技术在我国逐步推广应用，部分省市先后颁布了《细水雾灭火系统设计、施工及验收规范》地方标准，为系统设计和施工提供了可靠的依据。最新版的《美国细水雾消防系统标准》NFPA- 750- 2003中细水雾的定义是在最小设计工作压力下，距喷嘴1m 处测得水雾最粗部分的水微滴直径Dv0.99 不大于 1000μm，比较而言，传统的喷水系统的Dv0.99 可能在5000μm 级别（Dv0.99/1000μm 是指雾滴总体积中99%是由直径小于该数值的液滴组成），通常意义上的细水雾是指Dv0.9小于400μm 的水雾。
1.1 细水雾的灭火机理
高压细水雾系统是利用纯水作为灭火介质，利用特殊的喷头在特定的压力工作下将水流分解成细小水雾状进行灭火。细水雾灭火系统对保护对象可实施灭火、抑制火、控温和降尘的多种方式的保护，其灭火机理可归纳如下：
1） 冷却：粒径越小，相对表面积越大，受热后更易于汽化，在汽化的过程中，从燃烧物表面或火灾区域吸收大量的热量，从而使燃烧物表面温度迅速降低。细水雾在传热方面的优势在于它有更大的表面积，无数的微小水滴大面积与火场热空气接触，通过传导和对流使热量从热空气上转移到雾滴表面，短时间内快速吸热。根据热传导的傅里叶定律公式：
q为换热量；λ为导热系数；△t为雾滴表面与热空气之间温差；δ为雾滴直径。雾滴直径越小，雾滴单位面积吸热越多。
2） 窒息：细水雾喷入火场后，由于微滴直径较小，在火场中吸热
后瞬间蒸发变为水蒸气，随着水蒸气的含量迅速增加，体积急剧膨胀，最大限度地排除火场空气，使燃烧物周围的氧含量急剧减少，在此过程中水蒸气能限制火焰向外传播，并且使被包围的火焰窒息。
3） 阻隔热辐射：水有吸收热辐射的能力，对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力。细水雾喷入火场后，蒸发形成的蒸气迅速将燃烧物、火焰和烟雾笼罩，形成一道屏障，阻断热辐射的传递，能够有效抑制辐射热引燃周围其它物品，达到阻断因强烈的辐射而造成火灾蔓延和危及人们生命财产的安全的效果。
4） 浸润作用：颗粒大冲量大的雾滴会冲击到燃烧物表面，使燃烧物得到浸湿，阻止固体挥发可燃气体的进一步产生，到达灭火和防止火灾蔓延的目的。
1.2 细水雾性能特点
1） 用水量大大降低。通常常规水喷雾用水量是水喷淋的 70% ～90% ，而细水雾灭火系统的用水量一般为常规水喷雾的 20% 以下，有效地降低了火灾损失和水渍损失。很多情况下由于使用大量水进行火灾扑救造成的水渍损失还要高于火灾损失。
2） 相对于气体灭火系统，细水雾系统的水源更容易获取，灭火的可持续能力强，对人体无害，适用于有人的场所，既不破坏臭氧层也不会增加温室效应，对环境无影响；其良好的冷却作用可以有效避免高温造成的结构变形，且灭火后不会复燃，有效降低火灾中的烟气含量及毒性
3） 高压细水雾喷放的水雾在火源处附近迅速蒸发，起到阻隔热辐射作用，能有效控制火灾蔓延，减少了火灾区域热量的传播，而蒸发仅发生在高温区域，而低温区域则因不产生蒸汽可便于人员逃生。
2在地铁车站应用中需解决的问题
通过介绍了解到，细水雾是目前比较先进的灭火技术，具备许多优点，但单纯的细水雾灭火主要是物理灭火，实战中对各种复杂类型火灾的处理仍有局限性：1） 地铁车站大部分属地下空间，相对封闭，受保护的基本是电气设备，对于灭火剂的导电性要求比较好。细水雾的设计理想效果是均匀分布与设备表面，不会形成水滴，但实际受施工工艺与安装技术的影响，往往细水雾会汇集成水流，容易造成短路，或者火灾扑灭后因潮湿很难在短时设备恢复正常使用。2） 细水雾灭火系统灭被遮挡火有很大的难度。当在喷头和火焰之间放置障碍物时，火焰附近的温度不能迅速冷却，有时将不能达到灭火目的。这是由于障碍物的阻挡作用使细水雾在障碍物的表面沉积下来，减少了水雾的数量和动量所致。地铁重要设备房火灾往往发生在电气柜内部，电柜面板的遮挡使火灾初期细水雾很难将火焰扑灭。
3总结
总的来说，从环保及经济角度来看，细水雾系统绝对优于卤代烷和二氧化碳系统，必将成为二者最好的替代品。细水雾系统也有它的局限性。如高压系统的管路、配件及水泵的工作压力很高，这是其缺点；为避免喷嘴堵塞，对水质要求很高；系统的专业性很强，设计及施工必须由专门资质的工程公司承担。目前没有可供设计和验收的统一的标准是现阶段细水雾灭火系统在地铁轨道交通中应用的最大困难。在细水雾灭火系统设计、施工及验收方面，我国部分省市已经制定出地方标准，但为满足国内其它城市地铁建设需要，宜尽早制定相关的国家或行业标准，使这项新技术能够快速应用推广。
［参考文献］
[1] NFPA 750- 2003,Standard on Water Mist Fire Protection Systems,2003.
[2] 细水雾灭火系统设计施工及验收规范.DBJ/ T15- 41- 2005.
[3]上海亚泰消防工程有限公司.高压细水雾灭火系统安装、调试、操作、维护手册.
[4]天津泰瑞工贸有限公司.细水雾灭火技术的发展与应用.
京公网安备 11010202007575号