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处的平面上形成的雾滴粒径Dv0.50小于200μm，Dv0.99小于400μm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。Ⅰ级细水雾为Dv0.1≤100μm与Dv0.9≤200μm连线的左侧部分，Ⅱ级细水雾为Dv0.1≤200μm与Dv0.9≤400μm连线的之间部分且不属于Ⅰ级的水雾，Ⅲ级细水雾为Dv0.1>400μm与Dv0.99≤1000μm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，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、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

　　雾滴直径

　　每升水的表面积

　　汽化时间

　　自由下落速度

　　10.0mm

　　0.6㎡

　　620s

　　9.2m/s

　　1.0mm

　　6.0㎡

　　6.2s

　　4.0m/s

　　0.1mm

　　60.0㎡

　　0.062s

　　0.35m/s

　　0.01mm

　　600.0㎡

　　0.00062s

　　0.003m/s

　　（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）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。

　　图片

　　1.开式细水雾喷头 2.火灾探测器3.喷雾指示灯 4.火灾声光报警器5.分区控制阀组6.火灾报警控制器 7.消防泵控制柜 8.控制阀（常开）9.压力表 10.水流传感器11.压力开关12.泄水阀（常闭） 13.消防泵 14.止回阀 15.柔性接头16.稳压泵17.过滤器18.安全阀19.泄放试验阀20.液位传感器21.贮水箱22.分区控制阀（电磁/气动/电动阀）

　　图片

　　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

　　图片

　　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。

　　图片

　　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，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。

　　图片

　　图3-5-6 闭式系统示意图

　　1.闭式细水雾喷头 2.末端试水阀 3.水流传感器4. 分区控制阀（常开, 反馈阀门开启信号）5.排气阀（常闭） 6.火灾报警控制器7.消防泵控制柜8.控制阀（常开） 9.水流传感器10.压力开关 11.泄水阀（常闭） 12.消防泵13.止回阀14.柔性接头15.稳压泵16.安全阀17.泄放试验阀18.过滤器19.液位传感器20. 贮水箱

　　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，试验结果见表3-5-2。所以细水雾灭火系统具有良好的电气绝缘性能。

　　表3-5-2 细水雾喷头喷射雾束的交流电耐压试验结果

　　额定电压

　　等级

　　kV

　　喷头与电极板之间的距离

　　mm

　　电极板上施加的工频交流电压（有效值）

　　kV

　　尚未喷雾时毫安表的指示值

　　mA

　　喷射水雾时一分钟交流耐压试验结果

　　喷射水雾时毫安表的指示值

　　mA

　　220

　　1800

　　252.0

　　1.9

　　未闪络

　　1.9

　　110

　　850

　　126.0

　　0.8

　　未闪络

　　0.8

　　35

　　300

　　40.5

　　0.2

　　未闪络

　　0.2

　　（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。