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細水霧滅火系統在古建築保護中的應用

日期:2016/12/15 1:20:43      編輯:中國古代建築

哈龍滅火劑被淘汰後,世界消防研究部門和消防企業都在不斷地進行新型滅火劑的研究,出現了很多新型滅火劑,先後有IG-541、七氟丙烷、三氟甲烷、氣溶膠、細水霧、超細干粉等新產品問世。這些產品各有所長,但在環保方面,當屬細水霧和超細干粉滅火劑具有非常明顯的優勢,筆者現供職於消防工程公司,主要從事消防工程的設計與預算,在所接觸的眾多消防產品中,覺得國內目前最具竟爭優勢,也是今後消防產品發展方向的乃是上述兩種產品,通過總結應用案例,對細水霧和超細干粉的性價比提點個人看法,供同行參考。

    關鍵詞:細水霧;滅火系統;古建築;應用

    一、前言

    哈龍滅火劑被淘汰後,世界消防研究部門和消防企業都在不斷地進行新型滅火劑的研究,出現了很多新型滅火劑,先後有IG-541、七氟丙烷、三氟甲烷、氣溶膠、細水霧、超細干粉等新產品問世。這些產品各有所長,但在環保方面,當屬細水霧和超細干粉滅火劑具有非常明顯的優勢,筆者現供職於消防工程公司,主要從事消防工程的設計與預算,在所接觸的眾多消防產品中,覺得國內目前最具竟爭優勢,也是今後消防產品發展方向的乃是上述兩種產品,通過總結應用案例,對細水霧和超細干粉的性價比提點個人看法,供同行參考.。

    二、滅火機理比較

    細水霧滅火機理為物理滅火,主要表現是表面冷卻、窒息,沖擊乳化和稀釋;細水霧遇火後迅速汽化,帶走大量熱量,使燃燒體達到冷卻的目的,霧狀水汽化後形成大量的水蒸汽包圍和覆蓋在火焰周圍,降低氧濃度,使燃燒物因缺氧而息滅;在滅不溶於水的可燃液體火災時,霧狀水沖擊液體表面並與之混合,形成不燃性的乳狀液體層,使燃燒中斷;在滅水溶性液體火災時,霧狀水與水溶性液體混合,使可燃性濃度降低,從而實現滅火的目的。

    超細干粉的滅火機理:1、均相機理:其作用方式為超細干粉在火焰中分解汽化、產生大量游離基,進入氣相與燃燒產物的游離基相作用,從而終止燃燒反應鏈;2、非均相機理:高溫燃燒產物產生的游離基與干粉的固體表面作用,終止燃燒反應鏈;超細干粉滅火作用機理主要體現在以下幾個方面:1、有效抑制有焰燃燒:超細干粉滅火劑釋放後,在常壓氮氣驅動下,滅火劑與火焰充分混合,滅火組分迅速捕獲燃燒自由基,使得燃燒反應產生的自由基消耗速度大於產生速度,由於缺乏燃燒所必須的活性自由基,燃燒鏈式反應過程即告終止,火焰迅速熄滅。2、對表面燃燒強窒息作用:超細干粉對撲滅有焰燃燒有很好的速率和效率,而且對一般固體物質的表面燃燒(陰燃)有很好的熄滅作用。當超細干粉粉體與高溫燃燒物表面接觸時,發生一系列化學反應,在固體表面的高溫作用下被熔化並形成一個玻璃狀覆蓋層將固體表面與周圍空氣隔開,使燃燒窒息。3、遮隔火焰熱輻射、冷卻被保護物:滅火劑釋放時產生的高濃度粉沫與火焰相混合,產生的分解吸熱反應有效吸收火焰的部分熱量,而在分解反應產生的一些副產品如:二氧化碳、水蒸氣等,對燃燒區的氧濃度也具有部分稀釋作用,使火的燃燒反應減弱。

    從滅火機理上比較,細水霧是物理方式滅火,滅火時間為100~200秒,而超細干粉則以化學滅火為主,物理滅火為輔,其滅火時間僅3秒內,相比之下,細水霧滅火時間比超細干粉要長得多,針對當前消防界“早期抑制,快速滅火”的理念,超細干粉比細水霧在這方面具有非常明顯的優勢。

 三、滅火系統安全性缺陷分析

    就目前而言,沒有一種滅火產品能達到盡善盡美,我們只能是針對滅火產品的優缺點,用其長而避其短,超細干粉和細水霧在應用方面均有一些不盡人意的地方,我們下面進行分析比較。

    細水霧滅火系統存在以下缺陷和必須解決的技術問題:

    1、水漬損失:發生火災時細水霧滅火系統開啟後,應盡量減少水霧珠對保護對象的浸漬損失,以便日後修復,在理論上采用高速水霧噴頭或特制的細霧噴頭可以改善,但在實際使用中,細水霧滅火系統有它的局限性,如高壓系統的管路、配件及水泵的工作壓力很高,水質不好還會造成噴嘴堵塞,目前我們國家生產的細水霧噴頭都不能滿足設計要求,因而不能用來保護不能受潮的貴重紙質檔案等。

    2、對保護電器火災不成熟,眾所周知,當帶電設備遇到水時,由於水的導電性,一方面引起設備電器短路損壞設備,另一方面有可能對現場人員造成人身傷害,同時,電流還可能穿過水霧,從水霧噴頭沿供水管路傳播,關於細水霧的電絕緣性,試驗顯示,在細水霧釋放過程中,電阻讀數明顯下降,細水霧能否用於電器設備的保護一直是消防專家們爭論的話題,其主要原因是我國目前生產的細水霧滅火裝置噴出的水霧微粒達不到理論值,更談不上用來保護計算機類電器設備了。

    3、技術的可靠性問題,細水霧的工作原理與水噴霧及噴淋無異,雖然采用干式控制系統,電氣控制系統或預作用控制系統,可以減少誤動作,但從噴頭到水管至水泵,只要是一個環節出現問題直接影響水成霧的質量;當然,單個細水霧滅火裝置可以改變這種情況,但又因為細水霧滅火講的就是供水量,只有通過管網源源不斷地供水,細水霧才能滿足滅火要求,這也是細水霧造價高的原因之一。

    超細干粉同樣也存在一些缺陷:

    1、雖然其粉塵無毒無害,但在釋放過程中,能見度低,可能會影響人員逃生,因而在人員密集場所盡量少用,如辦公室、超市等。

    2、盡管超細干粉可以用於精密電子儀器的消防保護,其對物體無腐蝕、粉塵也比較好清理,但終究也是一個令人遺憾的缺陷。

    從滅火劑缺陷上比較,超細干粉的技術比較成熟,2005年公安部頒布了行業標准GA578-2005《超細干粉滅火劑》;而細水霧則屬於目前不成熟型產品還須提高,如在一些無人場所,如冶金,電力行業的電纜隧道,地下液壓站等方面的消防工程,細水霧相比超細干粉要遜色得多。

    四、滅火系統滅火有效性的比較

    細水霧與其它氣體滅火劑(如七氟丙烷、二氧化碳等)相比,具有資源廣,價格低廉,對人和環境沒有危害等優點;超細干粉則以無毒無害,對大氣層無破壞,綠色環保見長;對兩種產品的滅火有效性我們從局部應用滅火和全淹沒滅火方面進行比較和分析。

    局部應用方面:超細干粉以高效滅火見長,對初起火災能在三秒內滅火,並由於超細干粉對保護物無任何損害,其火災損失基本為零,象電器火災方面,如電纜隧道,電器設備,液壓設備和電子設備及精密儀器等,特別是一些珍貴的文物檔案,如果使用超細干粉滅火系統保護,可以說是萬無一失。

細水霧滅火系統在局部應用方面也有一定優勢,主要表現在滅深位火災方面,如木材棉花之類的A類火災,但對一些燃燒猛烈的火災,由於細水霧滅火時間太長,往往等火災撲滅了,其保護的物品也沒有什麼價值了,更由於水浸漬的二次損害,有很多場所不適合采用細水霧進行局部滅火。

    全淹沒滅火方面:超細干粉滅火劑可以長時間懸浮,並能繞過障礙物,散布到各個角落,以一種全淹沒的方式或局部應用方式滅火,使干粉滅火技術拓展到自動滅火方面,它是干粉滅火技術和納米技術發展的結晶,代表了目前干粉滅火的最高水平和發展方向。細水霧在全淹沒滅火方面有很多難點,細水霧噴頭設置的間距、與牆體的距離、距障礙物的距離、與吊頂的距離及噴頭的方向都直接影響其滅火效果,它不能繞過障礙物滅火,全淹沒滅火效果就是有其名萬裡無其實了。

    據筆者了解,目前武漢綠色消防器材有限公司生產的超細干粉滅火系統分管網和無管網兩個系列,在啟動方式上又分燃氣驅動和氮氣驅動兩種類型,無管網滅火系統同時具備電控啟動和溫控啟動或熱啟動兩種以上功能,當電控系統發生故障時,溫控裝置照樣能自動啟動滅火裝置進行滅火,雙重保險,百分之百能保證當火災發生時,滅火系統能正常啟動,管網滅火系統則與報警滅火控制系統配合,其技術已經是完全成熟的,超細干粉滅火時對管道的要求不是很嚴格,即使有洩露現象並不影響滅火,也不會造成其它方面的損失。而高壓細水霧滅火系統管道要求嚴格,如果出現洩露會直接影響其水霧的粒徑,如果是中低壓管網,其霧珠過大,不僅滅火效率低,對保護物的二次損害也大;控制電路發生故障時就無法啟動滅火系統,如果發生誤噴,還會造成其它損失。

    五、價格方面比較

    細水霧分低壓、中壓單流體和高壓三種,中低壓細水霧系統類似於普通噴淋系統,細水霧滅火系統的專業性很強,對保護大面積火災時雖有一定優勢,但管網造價高,維護費用遠遠大於其它任何一種滅火系統。

    超細干粉的滅火效率是有目共睹的,氣體滅火劑由於滅火效率低,一般都不能進行局部保護,現在很少以氣體滅火劑對電纜隧道、夾層進行消防保護的,所以氣體滅火劑是無法和超細干粉比較的,細水霧水資源便宜,但從開挖水池開始,細水霧工程造價高,對管道要求嚴格,後期維護也非常高。

    公正來說,細水霧對滅木材、棉花類固體深位火災有一定優勢,但其滅火效率低,滅火時間長,往往等火災撲滅了,其保護的物體也基本燒毀得毫無價值了,比如電纜火災,電纜護套的塑料本身就是阻燃材料制成,當火災發生時,只要快速滅火,基本上能使火災損失控制到最小,如果使用超細干粉滅火劑,當火災探測系統探測到火災信號,滅火裝置啟動一秒鐘內就能撲滅大火,對所保護的電纜及其它設備基本上沒有大的損失。

    在消防工程造價方面,超細干粉無管網滅火系統施工方便,不需要穿牆走管,後期維護費用低,按同等的保護面積或容積計算,超細干粉比細水霧滅火系統工程造價要便宜50%左右,因而,在冶金和電力行業,超細干粉對電纜隧道、電纜夾層、油柒塗裝線、配電設備等是最適用的消防設備。

    六、結語

    細水霧滅火系統的推廣和應用是當今滅火劑發展的一個方向,超細干粉也是眾多滅火劑中的優秀,筆者認為針對不同對象選擇不同的滅火劑是消防工作重要的手段,比如細水霧能否用於電器設備關鍵在於水霧微粒的大小,在應用方面應通過國家有關部門認證,在目前細水霧產品未達標之前,一些場所的使用還須謹慎!

而消防設備制造企業也應該抓緊時間對細水霧產品進行突破,早日完善;同時也期待超細干粉在現有的基礎上,向納米技術邁進,據說武漢綠色消防已經在這方面的研究有所進展,相信細水霧滅火技術和超細干粉滅火技術將以環保型特征,在我國的消防產品中獨樹一幟!

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