高压细水雾灭火技术在绿色建筑上的应用

 

许智远 王新颜

前言

 

经济的快速增长以及城市化进程快速推进使我国的能源资源面临严峻的挑战。发展新能源和促进节能、减排是中国当今予以重视的两大课题。每年建筑物的能耗占世界能源消耗的40%。建筑能耗伴随着建筑总量的不断攀升和人们对居住舒适度要求的提高，呈急剧上升局势，因此受到格外重视。绿色建筑作为缓解能源危机、降低污染的途径已势在必行。

 

本文主要介绍海力特高压细水雾灭火技术全方位替代传统建筑内的消防技术，具有节能、节地、节水、节材、保护环境等优点，是绿色建筑的一个重要发展方向。

 

1.建筑内传统消防系统的能耗特点

 

传统建筑内消防系统种类繁多，如有喷淋、消火栓、气体、防火卷帘、泡沫灭火系统等，本身的消防系统占用了不少空间，并且与其配套的设施和空间也比较多，不仅整个消防综合投资比较高，运营维护费用高，而且也提高了整个建筑的综合投资，具有能耗高、综合效益差等特点，以下是传统消防系统能耗特点：

 

1.1占地面积大

 

喷淋、消火栓系统要在建筑内设置水泵房和消防水池，水泵房占地面积30-50平方米，消防水池一般都有数百立方，占地面积比较大，在土地资源比较紧张的现在，土地成本更是投资方要考虑的重要因素。

 

1.2 占用空间大

 

喷淋、消火栓系统的消防水池体积庞大，占用空间比较大，另外喷淋、消火栓系统和气体灭火系统的管道管径大、占用立体空间也比较大。

 

1.3 使用寿命短

 

传统的喷淋、消火栓系统采用的是镀锌钢管，5-10年就会发生管道泄漏、喷头滴水等，系统使用寿命比较短；气体灭火系统药剂定期更换、气瓶定期检测，超过一定年限后瓶组要更换。

 

1.4 建筑成本高

 

喷淋系统管道管径为DN25-DN200，占用了大量的立体空间；喷淋、消火栓系统平时管道里面都充满水，管道系统重量大，另外屋顶还需要设置高位水箱，这些方面大大提高了建筑承重方面的要求，提高了建筑的投资成本。

 

1.5 综合投资高

 

由于传统消防系统占地面积、占用立体空间比较大，对建筑的承重要求高等特点，从而造成建筑方面造价比较高，有时建筑方面增加大成本要高于消防上面的投资成本。对于气体灭火系统综合投资则更高，药剂5年要更换、钢瓶10年要检测更换，造成后期维护费用大大增加，造成传统消防综合投资成本过高。

 

1.6 扩展性差

 

不少业主会对建筑的某些地方改变使用功能，当改变某些场所的使用功能时，传统的消防手段往往不能满足其需要，这时会增加消防系统，大大增加了投资成本；有时传统的消防手段都不能满足实际需求，给业主带来很大的麻烦，不少业主抱着侥幸心理，什么消防系统也不上，一旦出现火灾事故，往往会带来非常严重的后果，国内已多次出现重大的火灾安全事故。

 

2.高压细水雾灭火机理

 

2.1 灭火机理

 

高压细水雾具有高效冷却、快速窒息的双重灭火机理，形成了介于液体和气体之间的一种特殊状态，用水量是传统灭火手段的1%，效率是其200-300倍。

 

均衡的表面冷却，高效吸热；

 

窒息灭火，而且只发生在火源周围；

 

冲击乳化和稀释；阻隔热辐射；洗涤烟雾和废气。

 

水（压力在10MPa以上）从一种特殊材料的喷头喷出时，形成粒径在10～100μm的水雾，超细高压细水雾粒径多在10μm以下，遇火后迅速汽化，体积可膨胀1700～5800倍，吸收大量的热，使燃烧表面温度迅速降低；同时，水汽化后形成水蒸汽，将燃烧区域整体包围和覆盖，使燃烧因缺氧而窒息。

 

 

 

高压细水雾所要表现出来的三个特点为：

 

雾粒的直径要尽量小，微米级；

 

雾粒的运动飞行速度要尽量快，大于100m/s；

 

单位空间内雾粒的数量要尽量的多；

 

当这三个条件都具备时，高压细水雾灭火、降温、降烟的优异性能就充分表现出来。

 

通俗的讲，因为高压细水雾的微米级雾滴具有三维运动的特点，高压细水雾在灭火、降烟、降温时形成了一个立体的罩子，整个大雾团内部又有三维运动的雾滴，在火焰根部和高温区域形成了立体多维的运动层和覆盖层，再加上其快速汽化时的降温和降低火源周围氧浓度的效应，使其灭火、降温、降烟的立体多功能效应快速体现出来。

 

2．2 高压细水灭火的特点：

 

安全环保节水：以水为灭火剂，具有高效冷却、窒息等双重灭火机理，对人体无伤害，对环境无影响，不会在高温下分解产生有害物质，在喷雾的同时，对雾区内的人员无任何伤害，方便现场人员的逃生与扑救，用水量是水喷淋的1%，极大减少了消防水箱（池）的容积，避免了大量排水造成的次生灾害。

 

高效持续灭火：高压细水雾取水方便，可持续灭火。高速冷却和迅速绝氧，冷却速度比一般喷淋系统快100倍。有效防止火灾的复燃。

 

阻热与净化作用：细水雾对热辐射具有很好的屏蔽作用，能洗消烟雾和毒气，减少烟雾和燃烧时产生的毒气所造成的危害。

 

电绝缘性好：细水雾雾滴直径小，直径为10～100μm，喷放后雾滴是不连续的，可以长时间地悬浮在空中, 需要相当数量和极长的时间才能完成水雾的汇聚、凝结, 因此很难在电极表面形成导电的连续水流或表面水域，具有优良的电绝缘性，可有效扑救带电设备火灾。

 

适用性强：保护空间无封闭和耐压等方面的要求，可保持自然通风并具有极强的穿透力，适用性强。

 

可靠性高：系统安装完成后可定期对系统进行喷雾检验；系统采用不锈钢材质，寿命长，可靠性高，可达60年的使用寿命。

 

配置灵活：可作为全空间系统，保护整个空间，也可局部使用，保护独立的设施或设施的一部分。

 

安装简便：相对于传统的灭火系统而言，管道管径小，仅为10～50mm，使安装费用相应降低，节省了大量的空间，投资性价比极高。

 

维护方便：仅以水为灭火剂，在备用状态下为常压，日常维护工作量和费用大大降低。

 

3.高压细水雾灭火系统在建筑内应用的能耗特点

 

高压细水雾系统可取代传统的喷淋、消火栓、气体、泡沫、消防炮等灭火系统，还可取代防火卷帘、水幕分隔等系统。建筑内采用高压细水雾系统即可对整个建筑进行全方位保护，具有灭火效果好、管道管径小、水渍损失小、维护费用低、使用寿命长、能耗低等特点。

 

3.1 占地面积小

 

高压细水雾系统泵房面积小、水箱容积比较小，不需要设置高位水箱等。

 

3.2 占用空间小

 

高压细水雾灭火系统管道管径小、通常为DN10-DN32，占用空间小，安装方便。

 

3.3 使用寿命长

 

高压细水雾系统的设备和管材都是不锈钢材质，系统整体寿命一般可达60年。使用过程中基本不需要后续投资，使用寿命长。

 

3.4 建筑成本大大降低

 

高压细水雾灭火系统管径为DN10-DN32，管道充满水后重量也比较小，另外不需要设置屋顶水箱，对建筑的承重要求比较低；管道管径比较小，占用立体空间小，大大降低了建筑结构空间，从而降低建筑整体成本。

 

3.5 扩展性强

 

高压细水雾灭火系统可以扑灭A、B、C、电气类等各种火灾，使用环境几乎不受限制。当建筑使用用途及功能性发生变化时，高压细水雾灭火系统可根据实际情况灵活满足不同保护需要，如一般危险等级的场所改为危险等级比较高的时候，仅需调整喷雾强度和系统设计流量，系统、管道等无需更换。

 

4.海力特高压细水雾灭火系统在建筑节能上的应用前景

 

高压细水雾灭火技术是目前国内外绿色消防技术发展的前沿，是多种学科交叉结晶的高效环保灭火技术，其先进的灭火机理突破了传统灭火理念，体现了“灭火效果、人身安全和环境保护”三位一体的发展思路，被誉为消防技术发展史上的一次革命。

 

高压细水雾灭火系统在建筑内的设置，打破了传统上需要同时采用多种消防手段才能对建筑内保护对象和场所进行保护的状况。在建筑内只需设置上高压细水雾灭火系统就可以对建筑进行全方位立体保护，可替代传统的各种消防手段，如气体、气溶胶、超细干粉、泡沫、喷淋、水喷雾、传统消火栓等灭火系统。同时高压细水雾灭火系统还可取代机械排烟装置、防火卷帘、水幕系统等，形成了建筑消防全方位解决方案。

 

海力特集团研发的高压细水雾灭火系统技术具有高效、节能等特点，符合建设领域关于“节能、节地、节水、节材和保护环境”的“四节一环保”的技术导向。海力特高压细水雾灭火技术在建筑内的全面应用必将为保护人类生命财产安全，构建资源节约型社会做出重要贡献！