消防網(wǎng) 摘要：介紹地鐵消防系統現有的應用技術(shù)，討論細水霧滅火系統的分類(lèi)、組成及特點(diǎn)。闡述高壓細水霧滅火系統在地鐵建設及運營(yíng)上的應用―――該系統通過(guò)極短時(shí)間內降低火場(chǎng)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(chǎng)溫度和煙氣密度的同時(shí)，有效提高火場(chǎng)人員的生存幾率。對細水霧系統與氣體滅火系統進(jìn)行經(jīng)濟比較，并分析其應用中存在的問(wèn)題。實(shí)踐表明，細水霧系統對于保證人員生命安全及降低物質(zhì)損失具有重要的現實(shí)意義，特別適合應用于地鐵這類(lèi)地下大空間及對于人員疏散及時(shí)性要求較高的場(chǎng)所。 關(guān)鍵詞：高壓細水霧系統；地鐵；消防；滅火；大空間 1地鐵消防系統現狀 地鐵車(chē)站設計氣體滅火系統的范圍主要包括地鐵車(chē)站設備管理用房中的跟隨式降壓變電所、屏蔽門(mén)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、綜合監控設備室、0．4kV開(kāi)關(guān)柜室、35kV開(kāi)關(guān)柜室、整流變壓器室、直流開(kāi)關(guān)柜室、控制室及區間跟隨所等，以采用對人體無(wú)毒副作用的IG541氣體滅火系統為主。因各地的審核意見(jiàn)不同，對于車(chē)控室有設或不設氣體滅火系統的區別。在車(chē)站站臺站廳，主要設計消防栓滅火系統加標準ABC干粉滅火器進(jìn)行消防保護。在控制中心大面積區域和部分上蓋物業(yè)，主要采用消防噴淋滅火系統和消火栓滅火系統，部分控制房間采用IG541氣體滅火系統。 2細水霧滅火系統 細水霧滅火系統是一種固定式滅火系統，它利用純水作為滅火介質(zhì)，采用特殊構件構造，通過(guò)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(chǎng)所。 2．1細水霧滅火機理 1)通過(guò)極細霧滴，在火場(chǎng)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(huì )影響人體的最低供氧需要。 2)通過(guò)極細霧滴噴放到火場(chǎng)氣化，大量吸收熱量，從而降低火場(chǎng)溫度，減少火場(chǎng)熱輻射，便于撲救滅火。 3)通過(guò)持續噴放到火場(chǎng)中的霧滴，吸附火場(chǎng)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(jìn)行噴放，在距噴頭1m的垂直距離范圍內，霧滴微粒粒徑v0．99(指99%)小于400μm，且v0.50小于200μm的水霧。 2．3細水霧系統分類(lèi) 細水霧系統分低壓、中壓、高壓細水霧滅火系統:低壓系統工作壓力為1．2～3．4MPa，中壓系統工作壓力為3．4～10MPa，高壓系統工作壓力為10MPa以上。 2．4細水霧系統組成 細水霧滅火系統主要由一個(gè)或多個(gè)細水霧噴頭、供水管網(wǎng)、加壓供水設備及相關(guān)的控制裝置組成(見(jiàn)圖1)。因系統設計的不同要求和對噴頭的不同選擇，又分為開(kāi)式和閉式系統，分別采用開(kāi)式和閉式噴頭應用于具體的滅火區域。開(kāi)式系統在備用狀態(tài)下無(wú)壓，管路及噴頭與大氣連通，在啟用狀態(tài)下加壓送水滅火；閉式系統在備用狀態(tài)下管路及噴頭充壓進(jìn)水，在啟用狀態(tài)下噴頭玻璃泡破裂加壓灑水滅火。在閉式系統中，還需要設置穩壓裝置，保證管道維持一定的壓力，以保證滅火的及時(shí)性。 細水霧系統組成 細水霧系統組成 3在地鐵項目中的應用價(jià)值 在地鐵消防系統中，主要應用高壓細水霧系統，因為其滅火介質(zhì)為水，在電氣類(lèi)火災正常高壓滅火的情況下，選用開(kāi)式噴頭的流量通常為4．5L/min，單個(gè)保護范圍為15m2。假設試驗驗證過(guò)程從開(kāi)始噴放到滅火完畢持續時(shí)間為7min，其中2min之內油盤(pán)火焰絕對熄滅，若10min持續供給噴放則保證不復燃。如果正常保護面積為200m2，則一次系統滅火用水量(在完全不補水的情況下)不超過(guò)0．81t，而且還可以通過(guò)進(jìn)水管道隨時(shí)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來(lái)說(shuō)非常少，所以通常采用1．5t的固定水箱存水就可以滿(mǎn)足滅火的要求，不需要大容積水池，供水條件滿(mǎn)足單路供水即可。在地鐵車(chē)站要求兩路供水條件的情況下，不存在供水不足的問(wèn)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，加上維護檢修空間不超過(guò)8m2，相對于地鐵車(chē)站采用氣體滅火系統動(dòng)輒就是30m2而言，大大節約了設備用房空間，極大降低了工程成本造價(jià)。細水霧系統采用管道因用水量關(guān)系，主管不超過(guò)N32，支管不超過(guò)N20。對于地鐵車(chē)站空間管線(xiàn)布設及綜合管線(xiàn)來(lái)說(shuō)，類(lèi)同于綜合監控管線(xiàn)的布設特點(diǎn)，靈活而不存在管線(xiàn)沖突，這對降低施工管線(xiàn)的布設難度有直接顯著(zhù)的效果。 細水霧系統的一套機組可以滿(mǎn)足多個(gè)防火分區同時(shí)滅火的要求，主要表現在:通過(guò)泵組加壓，使水流到噴頭噴放，一個(gè)區著(zhù)火正在噴放，另一區繼續著(zhù)火時(shí)可以加區噴放，具有相同的滅火效果，極大提高了實(shí)際滅火的有效性。同時(shí)，對于地鐵車(chē)站這樣超過(guò)十幾個(gè)分區的項目來(lái)說(shuō)，可以采用一套高壓細水霧滅火系統進(jìn)行保護，而不必像氣體滅火系統那樣超過(guò)8個(gè)區就必須增加系統，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，對設備區工作人員在火災狀況下的疏散提出很高要求。因設備區空間有限，走廊區為滿(mǎn)足設備管理用房需要而進(jìn)行壓縮，使總體設備區疏散能力有限。雖然現在采用對人體正常合理設計的無(wú)害IG541氣體滅火系統，但如果設備選型沒(méi)有確定而無(wú)法考慮設備的占用空間，就只好用完全凈空間來(lái)計算氣體滅火劑用量，會(huì )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(zhù)火區域對人員的安全要求。但是，細水霧系統不存在煙氣濃度過(guò)高而對人體有害的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗，證明在復雜空間內極細霧滴具有強擴散性和穿透性，對于設備空間內的火災有較好的撲滅效果。 系統設備為成殼供應，設備及管道比較簡(jiǎn)單，除殼塊內存在少數設備閥門(mén)外，沿線(xiàn)管路不設置任何閥門(mén)，這對運營(yíng)維護簡(jiǎn)單方便。由于水質(zhì)要求，在設計階段考慮設置合適的過(guò)濾器，除此之外不需要更換任何設備。當系統動(dòng)作后，復位簡(jiǎn)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(mén)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(xiàn)的指揮調度中心，有大量的電氣設備，消防系統(如設置噴淋系統)的設計存在實(shí)際應用上的問(wèn)題。如果采用噴淋系統，一旦發(fā)生火災，在消防的同時(shí)，會(huì )造成全部電氣元件損壞，也造成全線(xiàn)列車(chē)停運；如果不設置噴淋系統，就無(wú)法進(jìn)行有效的自動(dòng)保護，只能人員用滅火器來(lái)進(jìn)行滅火，滅火效果和人員安全都無(wú)法保證。實(shí)際上，在此區域應用高壓細水霧滅火系統比較好，不僅可形成自動(dòng)的滅火系統，有效地保護人員和設備，而且在滅火過(guò)程中不會(huì )影響整個(gè)地鐵的調度控制，不會(huì )造成一處著(zhù)火、全線(xiàn)停運的情況，這對于保證地鐵的安全具有重要意義。 細水霧滅火系統與氣體滅火系統的經(jīng)濟比較見(jiàn)表1。 兩種滅火系統比較 兩種滅火系統經(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造價(jià)略高于IG541系統，但不論是初期的土建規模，還是后期的維護、更換瓶組，高壓細水霧系統的整體運行成本都非常低，50年內只達到氣體滅火系統運行成本的3%，經(jīng)濟效益明顯。 4應用存在問(wèn)題分析 國內細水霧系統目前只有十幾個(gè)省市有地方設計規范，國家設計及驗收規范正在修訂，在系統設計及驗收上存在執行標準不統一及驗收無(wú)統一依據的問(wèn)題。雖然可以參照美國NPFA750規范進(jìn)行設計，但對于我國西部及西南部這些沒(méi)有形成地方規范的地區來(lái)說(shuō)，應用起來(lái)還存在一定困難。 細水霧系統采用的滅火介質(zhì)為水，這就存在整個(gè)系統的防銹要求。因消防系統的備用屬性，如采用普通的碳鋼鍍鋅鋼管就不符合長(cháng)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)，但系統造價(jià)會(huì )提高。在系統設計時(shí)，需要考慮對泵組設備及管道管徑設計的合理性，尋找在系統功能與造價(jià)的平衡。因此，這在一定方面限制了該系統的大范圍應用。 細水霧系統作為氣體滅火系統的替代系統，在國外已大量使用，并形成了完備的設計驗收標準和規范。但在國內，因系統生產(chǎn)廠(chǎng)家較少，應用工程范例較少，缺乏國家級的設計驗收規范，所以對此系統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(shí)際滅火試驗驗證了細水霧系統對于電氣類(lèi)火災的有效性及對設備的無(wú)損害性，但實(shí)際采用還存在不確定性，這也制約了此系統在多個(gè)領(lǐng)域的應用。 細水霧系統作為氣體滅火系統的替代系統，在系統控制上完全一致，系統誤噴也完全參照氣體滅火系統設計，理論上能保證系統運行的可靠性。需要注意的是:在氣體滅火系統中，采用氣動(dòng)開(kāi)啟鋼瓶的可靠性要好于電動(dòng)氣動(dòng)方式；而在細水霧系統中，則完全依靠開(kāi)啟電動(dòng)泵來(lái)加壓送水滅火。這就對細水霧系統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。 細水霧系統啟動(dòng)后的恢復相對比較簡(jiǎn)單，主要進(jìn)行管路排水和系統狀態(tài)恢復，包括電器控制狀態(tài)恢復。還需要進(jìn)行設備完好性檢查，使保護區在消防過(guò)后的正常通風(fēng)情況下，能很快恢復正常工作狀態(tài)，不存在泄壓和警示問(wèn)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(yǔ) 細水霧滅火系統作為取代氣體滅火系統的新興消防系統，有著(zhù)明顯的應用前景和良好的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢，可以廣泛應用于交通、電力、通信等多個(gè)領(lǐng)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(gè)消防體系，降低地鐵建設和實(shí)際運營(yíng)階段的成本，滿(mǎn)足施工技術(shù)要求和后期系統維護，保證整個(gè)地鐵運行環(huán)境，都具有重要的實(shí)際意義。同樣，在地鐵地上建筑的使用中，也體現了保證地鐵正常運營(yíng)的極高價(jià)值。相信細水霧滅火系統會(huì )成為未來(lái)構建地鐵消防系統的趨勢，更好地保證地鐵運營(yíng)的安全。
