高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在超高層建筑電氣房間的應(yīng)用
【摘要】文章以高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)勢為分析點(diǎn)，接著對(duì)高壓細(xì)水霧滅火技術(shù)進(jìn)行了介紹，最后分析了高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在超高層建筑電氣房間的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】高壓細(xì)水霧滅火，超高層建筑，電氣房間
中圖分類號(hào)：P421文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、前言
近年來，我國高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)雖然取得了飛速發(fā)展，但依然存在一些問題和不足需要改進(jìn)，在社會(huì)快速發(fā)展的新時(shí)期，加強(qiáng)高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在超高層建筑電氣房間的應(yīng)用，對(duì)確保大家的生命安全有著重要意義。
二、高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)勢
1、具有冷卻效應(yīng)
當(dāng)水被分解成許多細(xì)小的水滴時(shí)，其結(jié)果產(chǎn)生了巨大的作用表面積，它能充分的吸收火災(zāi)中的熱量。它將水的滅火性能與氣體的滲透性相結(jié)合。它對(duì)各類火災(zāi)的穿透性和抑制性是通過具有高速動(dòng)能的細(xì)水霧來達(dá)到的。利用高壓細(xì)水滅火技術(shù)，所產(chǎn)生的細(xì)水霧相比傳統(tǒng)的滅火技術(shù)有較大的作用面積和熱交換面積。它破壞燃燒的能量傳遞，冷卻火焰表面，同時(shí)霧滴會(huì)穿透火焰，能夠大大提高滅火效率。例如將1L水從20℃升至100℃需要335KJ的熱量，再將其轉(zhuǎn)化成水蒸汽需吸收2257KJ的熱量。因此，水是在滅火中吸收熱量的最佳滅火介質(zhì)。
2、具有惰性效應(yīng)
高壓水霧通過蒸發(fā)，水的體積增加到1640倍。它稀釋了火源附近空氣中的氧氣。在這個(gè)過程中惰性滅火介質(zhì)限制了火源向外的傳輸。高壓細(xì)水霧的擴(kuò)散不僅進(jìn)入火源區(qū)域且可防止氧的流入。相對(duì)氣體滅火，高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)不要求完全封閉空間。在高壓細(xì)水霧潛在的能量充分釋放后，完整的火源被收藏在蒸發(fā)的水中，以便火災(zāi)能在幾秒內(nèi)窒息。通?？諝庵械难鯕鉂舛葹?1%，當(dāng)氧的濃度從火源空間立即減少到16%～18%時(shí)，不同滅火效應(yīng)的組合將產(chǎn)生。
3、具有附加效應(yīng)
它們雖然不直接滅火，但對(duì)滅火有著正面作用。高壓細(xì)水霧具有對(duì)煙霧、廢氣的洗滌作用，這是因?yàn)槿紵幕伊?、煤煙顆粒與細(xì)水滴粘合而得到洗刷。它具有屏蔽作用，類似于分離效果的作用，減少火源對(duì)周圍物體的熱輻射，同時(shí)阻止火災(zāi)的擴(kuò)散，對(duì)火災(zāi)起遮擋作用。這是因?yàn)楦邏杭?xì)水霧的導(dǎo)電率低，特別是當(dāng)使用超純水時(shí)，高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)可安裝在帶電火災(zāi)的場所中。國外研究表明，高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)成功的關(guān)鍵是增加單位體積水微粒的表面積。細(xì)水霧的微粒越小，其表面積越大，也比同體積水的總表面積大很多，則更容易吸收熱量，冷卻燃燒反應(yīng)。水微粒細(xì)小后，吸收熱量后易于汽化、體積易于膨脹。由于水蒸氣的產(chǎn)生，既稀釋了火焰附近氧氣的濃度，窒息了燃燒反應(yīng)，又有效地控制了熱輻射。從而高壓細(xì)水霧滅火體現(xiàn)出高效率的冷卻與缺氧窒息的雙重作用。同時(shí)，細(xì)水霧微粒直徑大小的分布與滅火能力的關(guān)系也是一個(gè)復(fù)雜問題。高壓細(xì)水霧的水霧顆粒小于400m，它對(duì)于撲救B類火災(zāi)的效果較好；由于細(xì)水霧的噴射速度很高，雖然它不能穿透碳化層而浸濕燃燒物質(zhì)，但在燃燒物的表面或封閉空間內(nèi)有利于氧氣減少，它還是可以撲救A類可燃物的。故對(duì)于一定的可燃物，高壓細(xì)水霧的顆粒直徑不是決定滅火能力的唯一因素。系統(tǒng)的滅火效果還與高壓細(xì)水霧相對(duì)于火焰的噴射方向、速度和噴射強(qiáng)度等因素有密切的關(guān)系。此外，燃燒猛烈的火災(zāi)較燃燒緩慢的火災(zāi)容易撲滅
三、高壓細(xì)水霧滅火技術(shù)
1、工作原理
在鋼瓶系統(tǒng)中，當(dāng)采用濕管鋼瓶系統(tǒng)時(shí)，在玻璃泡柱打開后，與壓力管道相連的控制鋼瓶的瓶頭閥激活，控制鋼瓶將激活其他從動(dòng)鋼瓶裝置，從而開始噴霧滅火；當(dāng)采用干管鋼瓶系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)既可由外部探測系統(tǒng)也可由手動(dòng)激活。
在泵系統(tǒng)中，其工作壓力為12MPa，它采用一臺(tái)或多臺(tái)高壓泵設(shè)備與管網(wǎng)和噴嘴連接。在濕管泵系統(tǒng)中，管網(wǎng)內(nèi)平時(shí)充滿水并由穩(wěn)壓泵保持正常的壓力1.5MPa。該壓力通過活塞閥維持在噴嘴上。泵裝置內(nèi)的穩(wěn)壓加速器將修正壓力的細(xì)小變化。當(dāng)火災(zāi)導(dǎo)致一只或幾只噴頭的玻璃打開后，水流從噴嘴中流出，引起管道內(nèi)水壓下降。通過水流傳感器監(jiān)視水流并將水流信號(hào)和壓力信號(hào)傳送到控制屏。如果控制壓力下降到1MPa且水流信號(hào)仍存在，高壓泵設(shè)備激活，以提供12MPa的工作壓力。干管泵系統(tǒng)是由外部的探測系統(tǒng)或由手動(dòng)控制泵投入工作。其工作原理與水噴霧滅火系統(tǒng)類似。
2、設(shè)計(jì)計(jì)算
高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場所的不同來合理選擇。不同的系統(tǒng)有著不同的計(jì)算方法。系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)防護(hù)區(qū)和保護(hù)對(duì)象的具體情況確定。
在設(shè)計(jì)中，首先確定危險(xiǎn)等級(jí)、基本設(shè)計(jì)參數(shù)，然后布置細(xì)水霧噴嘴，連接管道，最后確定儲(chǔ)水鋼瓶裝置或泵裝置。
在鋼瓶系統(tǒng)的計(jì)算中，單只噴頭的最小壓力為8MPa，噴水密度為0.7~1.5L/(min.m2)(依據(jù)危險(xiǎn)性而定)。系統(tǒng)的累積噴霧時(shí)間按不同的保護(hù)對(duì)象而定，一般為400~480s，通常采用持續(xù)噴霧方式，個(gè)別的可采用程控間歇方式。噴嘴的數(shù)量可按每100m3防護(hù)區(qū)不小于2只確定，其布置的水平間距不大于2.4m。保護(hù)帶電對(duì)象時(shí)，噴嘴與帶電體外殼間應(yīng)有一定的距離。系統(tǒng)的流量可按式確定，根據(jù)系統(tǒng)流量和累積噴霧時(shí)間可計(jì)算出儲(chǔ)水容積和鋼瓶的數(shù)量。
3、控制要求
高壓細(xì)水霧有自動(dòng)、電氣手動(dòng)、機(jī)械應(yīng)急手動(dòng)三種啟動(dòng)方式。通常，系統(tǒng)通過接收的電信號(hào)激活。而控制鋼瓶上的瓶頭閥是可以手動(dòng)螺旋的閥，當(dāng)電信號(hào)失敗后可安全扳倒?？刂其撈繌亩せ顝膭?dòng)的鋼瓶裝置。高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間(從接到火警信號(hào)至噴嘴噴出水霧的時(shí)間)不應(yīng)大于30s。
采用鋼瓶系統(tǒng)的高壓細(xì)水霧系統(tǒng)宜采用獨(dú)立系統(tǒng)，不宜采用組合分配系統(tǒng)。采用泵系統(tǒng)的高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)可采用單元獨(dú)立系統(tǒng)和組合分配系統(tǒng)，實(shí)施單區(qū)和多區(qū)的消防保護(hù)。
四、高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在超高層建筑電氣房間的應(yīng)用
1、系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)
當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)探測器探測到火災(zāi)，發(fā)出信號(hào)至火災(zāi)報(bào)警控制器?；馂?zāi)報(bào)警控制器根據(jù)火災(zāi)探測器的地址確認(rèn)發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，然后發(fā)出聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)滅火系統(tǒng)的控制信號(hào)，打開相應(yīng)的區(qū)域閥。區(qū)域閥打開后管道壓力下降，穩(wěn)壓泵自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行超過10秒鐘后因?yàn)閴毫θ赃_(dá)不到12bar，高壓主泵自動(dòng)啟動(dòng)，系統(tǒng)管道內(nèi)水迅速達(dá)到工作壓力，并通過高壓細(xì)水霧噴頭噴射而出，產(chǎn)生細(xì)水霧撲滅火災(zāi)。
2、系統(tǒng)手動(dòng)電氣啟動(dòng)
當(dāng)人發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，在火災(zāi)探測器尚未動(dòng)作的情況下，可以通過遠(yuǎn)程消防控制中心啟動(dòng)相應(yīng)區(qū)域的電動(dòng)閥（或電磁閥）按鈕，達(dá)到啟動(dòng)區(qū)域閥的目的，水泵能自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)行供水滅火。
就地啟動(dòng)：在人發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，也可就地打開區(qū)域閥箱，按下區(qū)域閥控制按鈕打開區(qū)域閥進(jìn)行滅火。
3、系統(tǒng)的機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)
在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)失靈的情況下可手動(dòng)操作區(qū)域閥上的手柄打開區(qū)域閥進(jìn)行滅火。注：閉式細(xì)水霧系統(tǒng)的緊急啟動(dòng)可通過敲碎閉式噴頭的玻璃柱來實(shí)現(xiàn)。
4、系統(tǒng)恢復(fù)
滅火后，通過按下泵控制箱面板上的急停按鈕來停止主泵，再關(guān)閉區(qū)域閥箱內(nèi)的區(qū)域閥。停泵后排空主管道內(nèi)的壓力水，如果是閉式系統(tǒng)還要更換同型號(hào)規(guī)格閉式噴頭。
關(guān)閉泵組處的主閥，把泵組控制柜內(nèi)的主泵啟動(dòng)觸點(diǎn)斷開，按下泵控制柜面板上的復(fù)位按鈕，使系統(tǒng)處于準(zhǔn)備狀態(tài)，水箱自動(dòng)開始補(bǔ)水，補(bǔ)水完成后用穩(wěn)壓泵對(duì)主管進(jìn)行充水，直到達(dá)到正常的系統(tǒng)準(zhǔn)備工作壓力（1.0―1.2）MPa，在對(duì)主管網(wǎng)補(bǔ)水的同時(shí)，要注意在主管道的末端進(jìn)行排氣。補(bǔ)水完成后，按系統(tǒng)的調(diào)試程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行調(diào)試及檢查，使系統(tǒng)各部件處于工作狀態(tài)。
五、結(jié)束語
高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)至關(guān)重要，因此，在應(yīng)用的過程中，要不斷提高高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在超高層建筑電氣房間的應(yīng)用水平，嚴(yán)格管理體系，促進(jìn)高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的完善。
參考文獻(xiàn)
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