第五章细水雾灭火系统.docx

1、第五章细水雾灭火系统第五章细水雾灭火系统学习要求通过本章学习，应了解细水雾的定义和成雾原理；熟悉细水雾灭火系统的灭火机理、分类组成、工作原理和系统特性；掌握细水雾灭火系统的适用范围和设计参数以及细水雾灭火系统的组件及其设置要求。细水雾灭火系统是由供水装置、过滤装置、控制阀、细水雾喷头等组件和供水管道组成，能自动和人工启动并喷放细水雾进行灭火的固定灭火系统。第一节系统灭火机理细水雾灭火系统的灭火机理与水雾有密切关系。本节主要介绍细水雾的成雾原理、水雾分级以及系统灭火机理。一、细水雾的成雾原理（一）细水雾的定义及分级1细水雾的定义细水雾是指在最小设计工作压力下，经喷头喷出并在喷头轴线下方1.0m

2、处的平面上形成的雾滴粒径Dv0.50 小于200m，Dv0.99小于400m 的水雾滴。2细水雾的分级细水雾按水雾中水微粒的大小分为3 级，如图3-5-1 所示。级细水雾为Dv0.1100m 与Dv0.9200m 连线的左侧部分，级细水雾为Dv0.1200m 与Dv0.9400m 连线的之间部分且不属于级的水雾，级细水雾为Dv0.1400m 与Dv0.991000m 之间的部分。（二）细水雾的成雾原理分析1单流体系统射流成雾原理液体以很高的速度被释放出来，由于液体与周围空气的速度差而被撕碎成为细水雾；液体射流被冲击到一个固定的表面，由于冲击力将液体打散成细水雾；两股成份类似的液体射流相互碰撞，

3、将液体射流打散成细水雾；超声波和静电雾化器将射流液体振动或电子粉碎成细水雾；液体在压力容器中被加热到高于沸点，突然被释放到大气压力状态形成细水雾。2双流体异管系统射流成雾原理由一套管道向喷头提供灭火介质，另外一套管道提供雾化介质，两种在分离管道系统中传输的物质在喷头处混合，相互碰撞，从而产生细水雾。3双流体同管系统射流成雾原理雾化介质与灭火介质在一套管道内混合，其成雾原理同单流体系统。二、细水雾的灭火机理细水雾的灭火机理主要是表面冷却、窒息、辐射热阻隔和浸湿作用。除此之外，细水雾还具有乳化等作用，而在灭火过程中，往往会有几种作用同时发生，从而有效灭火。（一）吸热冷却细小水滴在受热后易于汽化，在

4、气、液相态变化过程中从燃烧物质表面或火灾区域吸收大量的热量。物质表面温度迅速下降后，会使热分解中断，燃烧随即终止。表3-5-1列出了雾滴直径、图3-5-1雾滴粒径等级划分示意图每升水的表面积、汽化时间及自由下落速度之间的关系，从表中我们可以看出，雾滴直径越小，表面积就越大，汽化所需要的时间也越短，吸热作用和效率就越高。对于相同的水量，细水雾雾滴所形成的表面积至少比传统水喷淋喷头（包括水喷雾喷头）喷出的水滴大100倍，因此细水雾灭火系统的冷却作用是非常明显的。表3-5-1 雾滴直径、表面积、汽化时间和自由下落速度的关系（二）隔氧窒息雾滴在受热后汽化形成原体积1680 倍的水蒸气，最大限度地排斥火

5、场的空气，使燃烧物质周围的氧含量降低，燃烧即会因缺氧而受抑制或中断。系统启动后形成水蒸汽在完全覆盖整个着火面的情况下，时间越短，窒息作用越明显。（三）辐射热阻隔细水雾喷入火场后，形成的水蒸气迅速将燃烧物、火焰和烟羽笼罩，对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力，能够有效抑制辐射热引燃周围其它物品，达到防止火焰蔓延的效果。（四）浸湿作用颗粒大冲量大的雾滴会冲击到燃烧物表面，从而使燃烧物得到浸湿，阻止固体挥发可燃气体的进一步产生。另外系统还可以充分将着火位置以外的燃烧物浸湿，从而抑制火灾的蔓延和发展。第二节系统分类细水雾灭火系统主要按工作压力、应用方式、动作方式、雾化介质和供水方式进行分类。一、按工作压力

6、分类（一）低压系统系统分布管网工作压力小于或等于1.21MPa 的细水雾灭火系统。（二）中压系统系统分布管网工作压力大于1.21MPa 且小于3.45MPa 的细水雾灭火系统。（三）高压系统系统分布管网工作压力大于或等于3.45MPa 的细水雾灭火系统。二、按应用方式分类（一）全淹没式系统向整个防护区内喷放细水雾，并持续一定时间，保护其内部所有保护对象的系统应用方式。全淹没式系统适用于扑救相对封闭空间内的火灾。（二）局部应用式系统直接向保护对象喷放细水雾，并持续一定时间，保护空间内某具体保护对象的系统应用方式。局部应用式系统适于扑救大空间内具体保护对象的火灾。三、按动作方式分类（一）开式系统采

7、用开式细水雾喷头的系统，包括全淹没应用方式和局部应用方式。系统由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵，向开式细水雾喷头供水。（二）闭式系统采用闭式细水雾喷头的细水雾灭火系统，它又可以分为湿式、干式和预作用三种形式。四、按雾化介质分类（一）单流体系统使用单个管道向每个喷头供给灭火介质的细水雾灭火系统。（二）双流体系统水和雾化介质分管供给并在喷头处混合的细水雾灭火系统。五、按供水方式分类（一）泵组式系统采用泵组（或稳压装置）作为供水装置的细水雾灭火系统，适用于高、中和低压系统。（二）瓶组式系统采用贮水容器贮水、贮气容器进行加压供水的细水雾灭火系统，适用于中、高压系统。（三）

8、瓶组与泵组结合式系统既采用泵组又采用瓶组作为供水装置的细水雾灭火系统，适用于高、中和低压系统。第三节系统组成与工作原理细水雾灭火系统由水源（储水池、储水箱、储水瓶）、供水装置（泵组推动或瓶组推动）、系统管网、控水阀组、细水雾喷头以及火灾自动报警及联动控制系统组成。一、开式细水雾灭火系统（一）系统组成开式细水雾灭火系统包括全淹没应用方式和局部应用方式，是采用开式细水雾喷头，由配套的火灾自动报警系统自动连锁或远控、手动启动后，控制一组喷头同时喷水的自动细水雾灭火系统。系统组成见图3-5-2。图 3-5-2 开式细水雾灭火系统示意图由于供水装置的不同，细水雾灭火系统的构成略有不同。泵组式系统由细水雾

9、喷头、控制阀组、系统管网、泵组（消防水泵和稳压装置）、水源（储水池或储水箱）以及火灾自动报警及联动控制系统组成，如图3-5-3 所示。瓶组式系统由细水雾喷头、控制阀、启动瓶、储水瓶组、瓶架、系统管网以及火灾自动报警及联动控制系统组成，如图3-5-4 所示。（二）工作原理细水雾开式灭火系统的工作原理如图3-5-5 所示。图3-5-5 开式细水雾灭火系统工作原理图火灾发生后，火灾探测器动作，报警控制器得到报警信号，向消防控制中心发出灭火指令，在得到控制中心灭火指令或启动信息后，联动关闭防火门、防火阀、通风及空调等影响系统灭火有效性的开口，并启动控制阀组和消防水泵，向系统管网供水，水雾喷头喷出细水雾

10、，实施灭火。二、闭式细水雾灭火系统（一）系统组成闭式细水雾灭火系统采用闭式细水雾喷头，系统组成如图3-5-6 所示。图 3-5-6 闭式系统示意图根据使用场所的不同，闭式细水雾灭火系统又可以分为湿式系统、干式系统和预作用系统三种形式。闭式细水雾灭火系统适宜于采用非密集柜存储的图书库、资料库和档案库等保护对象。（二）工作原理除喷头不同外，闭式细水雾灭火系统的工作原理与闭式自动喷水灭火系统相同，有关细水雾灭火系统的组成与工作原理参见本篇第三章自动喷水灭火系统的有关内容。第四节系统适用范围细水雾灭火系统是一种新的灭火技术，具有许多优点，但其也有适用范围与不适用的范围。本节主要介绍系统的特性、适用范围

11、与不适用的范围。一、系统的特性细水雾灭火系统的特性主要有以下几点：（一）节能环保性细水雾对人体无害，对环境无影响，不会在高温下产生有害的分解物质。由于它具有高效的冷却作用和明显的吸收烟尘作用，更加有利于火灾现场人员的逃生与扑救。细水雾灭火系统与其他水基灭火系统相比，用水量减少。通常而言，常规水喷雾灭火系统用水量是自动喷水灭火系统的70%90%，而细水雾灭火系统的用水量又是常规水喷雾灭火系统的20%以下。因此，细水雾灭火系统大大减少了系统管材，大大降低了系统能耗，大大减小了消防水箱的容积。（二）电气绝缘性细水雾的滴粒径小，喷雾时水呈不连续性，所以电气绝缘性能比较好。带电喷放细水雾的试验表明，细水

12、雾具有良好的电绝缘性能。公安部天津消防研究所委托天津市电力科学研究院进行细水雾喷头喷射雾束的交流电耐压性能试验，结果表明：雾束在220KV、110KV、35KV 三个电压等级下不发生工频交流闪络。（三）烟雾消除作用细水雾蒸发后，体积膨胀而充满整个火场空间，细小的水蒸气颗粒极易与燃烧形成的游离碳结合，从而对火场环境起到很强的洗涤、降尘、净化效果，可以有效消除烟雾中的腐蚀性及有毒物质，有利于人员疏散和消防员的灭火救援工作。二、适用范围细水雾灭火系统适用于扑救以下火灾：（一）可燃固体火灾（A 类）细水雾灭火系统可以有效扑救相对封闭空间内可燃固体表面火灾，包括纸张、木材、纺织品和塑料泡沫、橡胶等固体火

13、灾等。（二）可燃液体火灾（B 类）细水雾灭火系统可以有效扑救相对封闭空间内的可燃液体火灾，包括正庚烷或汽油等低闪点可燃液体和润滑油、液压油等中、高闪点可燃液体火灾。（三）电气火灾（E 类）细水雾灭火系统可以有效扑救电气火灾，包括电缆、控制柜等电子、电气设备火灾和变压器火灾等。三、不适用范围1.细水雾灭火系统不能直接用于能与水发生剧烈反应或产生大量有害物质的活泼金属及其化合物火灾，包括：（1）活性金属，如锂、钠、钾、镁、钛、锆、铀、钚等；（2）金属醇盐，如甲醇钠等；（3）金属氨基化合物，如氨基钠等；（4）碳化物，如碳化钙等；（5）卤化物，如氯化甲酰，氯化铝等；（6）氢化物，如氢化铝锂等；（7）卤

14、氧化物，如三溴氧化磷等；（8）硅烷，如三氯-氟化甲烷等；（9）硫化物，如五硫化二磷等;（10）氰酸盐，如甲基氰酸盐等。2.细水雾灭火系统不能直接应用于可燃气体火灾，包括液化天然气等低温液化气体的场合。3.细水雾灭火系统不适用于可燃固体深位火灾。第五节系统设计参数在综合分析细水雾灭火系统设置场所的火灾危险性及其火灾特点、设计防护目标、防护对象的特征和环境条件的基础上，合理选择系统类型，确定系统设计参数。一、系统选型细水雾灭火系统的设计，应综合考虑保护对象的火灾危险性及其火灾特性、防护目标和环境条件等因素，合理选型。（一）下列场所宜选择全淹没应用方式的开式系统液压站，配电室、电缆隧道、电缆夹层，电

15、子信息系统机房，文物库，以及密集柜存储的图书库、资料库和档案库。（二）下列场所宜选择局部应用方式的开式系统油浸变压器室、涡轮机房、柴油发电机房、润滑油站和燃油锅炉房、厨房内烹饪设备及其排烟罩和排烟管道部位。（三）下列场所可选择闭式系统采用非密集柜储存的图书库、资料库和档案库。（四）系统宜采用泵组式系统难以设置泵房或消防供电不能满足系统工作要求的场所，可选择瓶组系统，但闭式系统不应采用瓶组系统。二、设计参数细水雾灭火系统的基本设计参数应根据细水雾灭火系统的特性和防护区的具体情况确定。喷头的最低设计工作压力不应小于1.20 MPa。（一）闭式系统的设计参数闭式系统的作用面积不宜小于140m2，每套

16、泵组所带喷头数量不应超过100只。系统的喷雾强度、喷头的布置间距和安装高度宜根据火灾模拟试验结果确定。当喷头的设计工作压力不小于10MPa时，闭式系统也可根据喷头的安装高度按表3-5-2 的规定确定系统的最小喷雾强度和喷头的布置间距。当喷头的设计工作压力小于10MPa 时，应经试验确定系统的最小喷雾强度、喷头的布置间距和安装高度。表3-5-2 闭式系统的喷雾强度、喷头的布置间距和安装高度（二）全淹没应用方式的开式系统的设计参数全淹没应用方式的开式系统，其喷雾强度、喷头的布置间距、安装高度和工作压力宜根据火灾模拟试验结果确定，也可根据喷头的安装高度按表3-5-2 的规定确定系统的最小喷雾强度和喷

17、头的布置间距。当喷头的实际安装高度介于表3-5-3 中规定的高度值之间时，系统的最小喷雾强度应取较高安装高度时的规定值。表3-5-3 全淹没应用方式的开式系统喷头工作压力、安装高度、喷雾强度和喷头布置间距（三）全淹没应用方式的开式系统的防护区容积全淹没应用方式的开式系统，其单个防护区的容积，泵组系统不宜大于3000m3，瓶组系统不宜超过260m3。当大于该体积时，宜将该防护区分成多个更小的防护区进行保护，并应符合下列规定：1当各分区的火灾危险性相同或相近时，系统的设计参数可根据其中容积最大分区的参数确定；2当各分区的火灾危险性存在较大差异时，系统的设计参数应分别按各自分区的参数确定；3当应用条

18、件与表3-5-3 不相符合时，应经火灾模拟试验确定。（四）局部应用方式的开式系统的保护面积局部应用方式的开式系统，其保护面积应按下列规定确定：1. 对于外形规则的保护对象，应为该保护对象的外表面面积；2对于外形不规则的保护对象，应为包容该保护对象的最小规则形体的外表面面积；3对于可能发生可燃液体流淌火或喷射火的保护对象，除应符合上述要求外，还应包括可燃液体流淌火或喷射火可能影响到的区域的水平投影面积。（五）局部应用方式的开式系统保护存在可燃液体场所的设计参数局部应用方式的开式系统保护存在可燃液体火灾的场所时，系统的设计参数应根据国家授权的认证检验机构认证检验时获得的试验数据确定，且不应超出试验

19、限定的条件。（六）系统设计响应时间开式系统的设计响应时间不应大于30s。采用全淹没应用方式的瓶组式系统，当同一防护区内采用多组瓶组时，各瓶组必须能同时启动，其动作响应时差不应大于2s。（七）系统持续喷雾时间系统的设计持续喷雾时间应符合表3-5-4 的规定。表3-5-4 细水雾灭火系统设计持续喷雾时间注：对于瓶组式系统，系统的设计持续喷雾时间可按其实体火灾模拟试验灭火时间的2 倍确定，且不宜小于10 min。（八）实体模拟实验结果的应用在工程应用中采用实体模拟实验结果时，应符合下列规定：1系统设计喷雾强度不应小于试验所用喷雾强度；2喷头最低工作压力不应小于试验测得最不利点喷头的工作压力；3喷头布

20、置间距和安装高度分别不应大于试验时的喷头间距和安装高度；4喷头的安装角度应与试验安装角度一致。第六节系统组件及设置要求细水雾灭火系统主要由细水雾喷头、控制阀、过滤装置、试水阀和管网等组件组成。本节主要介绍系统的组件及其设置要求。一、细水雾喷头细水雾喷头是将水流进行雾化并实施喷雾灭火的重要部件。根据成雾原理的不同，细水雾喷头的构造也不同。如7 孔开式细水雾喷头由喷头体、微型喷嘴、芯体、滤网等八个零件构成。一定压力的水通过滤网进入喷头后，在压力的作用下沿弹簧、喷嘴和喷嘴芯围成的螺旋空间产生高速旋转运动，水流到达喷头小孔后被完全击碎，沿喷嘴出口锥面射出，形成极微小的雾滴。（一）喷头的分类1按动作方式

21、分类细水雾灭火系统的喷头按动作方式分为开式细水雾喷头、闭式细水雾喷头。2按细水雾产生原理分类细水雾灭火系统的喷头按细水雾产生的原理可分为撞击式细水雾喷头、离心式细水雾喷头等。3按开孔数量分类细水雾灭火系统的喷头按开孔数量可以分为单孔细水雾喷头、多孔细水雾喷头。4按材质分类细水雾灭火系统的喷头按材质可以分为不锈钢细水雾喷头、黄铜细水雾喷头等。5按适用性分类细水雾灭火系统的喷头按适用性可以分为通用喷头和专用喷头，如电缆类电气火灾专用喷头、可燃液体火灾专用喷头、可燃固体火灾专用喷头、计算机类电气火灾专用喷头等。6. 按作用分类按所起到的作用又可分为：灭火专用喷头、冷却防护喷头和水雾封堵喷头等。（二）

22、喷头的选择1对于喷头的喷孔易被外部异物堵塞的场所，应选用具有相应防护措施且不影响细水雾喷放效果的喷头，如粉尘场所应选用带防尘罩（端盖）的喷头，但在喷雾时不应造成喷雾阻挡和对人员造成伤害。2对于电子数据处理机房、通信机房的地板夹层，宜选择适用于低矮空间的喷头；3对于闭式系统，应选择响应时间指数不大于50（ms）0.5 的喷头，其公称动作温度宜高于环境最高温度30 ，且同一防护区内应采用相同热敏性能的喷头；4对于腐蚀性环境应选用用防腐材料或具有防腐镀层的喷头；5对于电气火灾危险场所的细水雾灭火系统不宜采用撞击雾化型细水雾喷头。（三）喷头的布置要求1闭式系统喷头布置要求闭式系统的喷头布置应能保证细水

23、雾喷放均匀并完全覆盖保护区域；喷头与墙壁的距离不应大于喷头最大布置间距的二分之一；喷头与其它遮挡物的距离应保证遮挡物不影响喷头正常喷放细水雾，当无法避免时，应采取补偿措施；喷头的感温组件与顶棚或梁底的距离在75 mm150 mm之间。当场所内设置吊顶时，喷头可贴临吊顶布置。2开式系统喷头布置要求开式系统的喷头布置与闭式系统喷头的布置要求相同，但对于电缆隧道或夹层，开始系统喷头宜布置在电缆隧道或夹层的上部，并应能使细水雾完全覆盖整个电缆或电缆桥架。3局部应用方式的开式系统喷头布置要求采用局部应用方式的开式系统，其喷头布置应能保证细水雾完全包络或覆盖保护对象或部位，喷头与保护对象的距离不宜小于0.

24、5 m。用于保护室内油浸变压器时，变压器高度超过4m 的，喷头宜分层布置；冷却器距变压器本体超过0.7 m 的，应在其间隙内增设喷头；喷头不应直接对准高压进线套管；变压器下方设置集油坑的，喷头布置应能使细水雾完全覆盖集油坑。4喷头与无绝缘带电设备的间距喷头与无绝缘带电设备的最小距离不应小于表3-5-5 的规定。表3-5-5 喷头与无绝缘带电设备的最小距离5喷头备品系统应按喷头的型号规格存储备用喷头，其数量不应小于相同型号规格喷头实际设计使用总数的1%，且分别不应少于5 只。二、控制阀组控制阀是细水雾灭火系统的重要组件，是执行火灾自动报警系统控制器启/停指令的重要部件。控制阀的设置要求应符合以下

25、要求：（一）控制阀的选择1.雨淋阀中、低压细水雾灭火系统的控制阀可以采用雨淋阀。关于雨淋阀的结构、工作原理参见本篇第四章水喷雾灭火系统第五节有关内容。但细水雾灭火系统中使用的雨淋阀的工作压力应满足系统工作的压力要求。2.分配阀高压细水雾灭火系统的控制阀组通常采用分配阀，它类似于卤代烷灭火系统中的选择阀，但它不仅具备了选择阀的功能，而且具有启动系统和关闭系统双重功能；也可采用电动阀和手动阀组合的方式完成控水阀组的功能。见图3-5-7。（二）控制阀的设置开式系统应按防护区设置分区控制阀，闭式系统应按楼层或防火分区设置分区控制阀。分区控制阀宜靠近防护区设置，并应设置在防护区外便于操作、检查和维护的位

26、置。（三）动作信号反馈装置分区控制阀上宜设置系统动作信号反馈装置。当分区控制阀上无系统动作信号反馈装置时，应在分区控制阀后的配水干管上设置系统动作信号反馈装置。闭式系统中的分区控制阀应为带开关锁定或开关指示的阀组。三、过滤装置过滤装置是细水雾灭火系统中重要的组件之一，在细水雾灭火系统中常用的过滤装置是Y型过滤器。过滤器的设置应符合下列要求：1.系统控制阀组前的管道应就近设过滤器；当细水雾喷头无滤网时，雨淋控制阀组后应设过滤器；最大的过滤器过滤等级或目数应保证不大于喷头最小过流尺寸的80%；2.在每一个细水雾喷头的供水侧应设一个喷头过滤网，对于喷口最小过流尺寸大于1.2mm 的多喷嘴喷头或喷口最

27、小过流尺寸大于2mm 的单喷嘴喷头，可不设喷头过滤网；3.管道过滤器的最小尺寸应根据系统的最大过流流量和工作压力确定；4.管道过滤器应具有防锈功能，并设在便于维护、更换的位置，应设旁通管，以便清洗。四、末端试水装置细水雾灭火系统的闭式系统应在每个报警阀组后管网的最不利处设置试水装置，其设置要求同自动喷水灭火系统，并应符合下列规定：1.试水阀前应设置压力表；2.试水阀出口的流量系数应与一只喷头的流量系数等效；3.试水阀的接口大小应与管网末端的管道一致，测试水的排放不应对人员和设备等造成危害。细水雾灭火系统的开式系统应在分区控制阀上或阀后邻近位置设置泄放试验阀。五、系统管网细水雾灭火系统的管道应采

28、用冷拔法制造的奥氏体不锈钢钢管或其他耐腐蚀和耐压性能相当的金属管道。管道的材质和性能应符合现行国家标准流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T 14976 和流体输送用不锈钢焊接钢管GB/T 12770 的有关规定。系统最大工作压力不小于3.50MPa 时，应采用现行国家标准不锈钢和耐热钢牌号及化学成分GB/T 20878 中规定的牌号为022Cr17Ni12Mo2的奥氏体不锈钢无缝钢管。系统管道连接件的材质应与管道相同。系统管道宜采用专用接头或法兰连接，也可采用亚弧焊焊接。系统管道和管道附件的公称压力不应小于系统的最大工作压力。对于泵组式系统，水泵吸水口至贮水箱之间的管道、管道附件、阀门的公称压力不

29、应小于1.0MPa。采用全淹没应用方式的开式系统，管网宜均衡布置。对于油浸变压器，系统管道不宜横跨变压器的顶部，且不应影响设备的正常操作。系统管道应采用防晃金属支、吊架固定在建筑构件上，并应能承受管道充满水时的重量及冲击。系统管道支、吊架的间距不应大于表3-5-6 的规定。表3-5-6 细水雾灭火系统管道支、吊架的最大间距设置在有爆炸危险环境中的系统，其管网和组件应采取可靠的静电导除措施。本章思考题1、细水雾灭火系统如何分类？2、细水雾灭火系统的适用范围有哪些？3、细水雾灭火系统有哪些主要部件组成？4、细水雾雾灭火系统的灭火机理主要有哪些？5、细水雾灭火系统是如何工作的？6、细水雾灭火系统有哪些特性？参考文献：1 GB50219-95. 水喷雾灭火系统设计规范S.2 GB50898-2013. 细水雾灭火系统技术规范.3 中国消防手册第六卷. 上海科技出版社.2006.4 NFPA 750. 细水雾灭火系统规范.