细水雾灭火系统现状及其应用（上）_自动灭火论文_慧聪消防网

摘要：简述了细水雾灭火系统的发展概况及其灭火机理、性能特点和适用范围，并以国内外一些灭火试验参数为依据说明了细水雾灭火系统灭火效能、应用场所、工程造价及需解决的问题，展望了细水雾灭火系统很好的工程应用前景。

关键词：细水雾；Dv0.99;典型试验；灭火效能

1 前言

火灾，会给人们的生命财产造成巨大损失，消防工作"责任重于泰山"。世界各国都在致力于新的消防技术的研究。既要灭火效率高，又要对环境无污染的灭火技术是人们努力的方向。特别是人们发现所使用的哈龙(HALON)灭火剂对大气臭氧层有破坏作用，蒙特利尔议定书签署之后，这一工作就尤为迫切，细水雾灭火技术正是这一方向的代表，因此，已越来越受到人们的重视。

2 细水雾灭火系统发展概况

自古以来，人们就懂得用水扑灭火灾。“水火不相容，水火相克”远古时代就人所共知，因此，说水是人类最早应用的灭火剂，随着人类社会的发展，科技的进步，火灾种类和形式发生了很大的变化，人类利用水来灭火的方法也相应的向前发展。水灭火利用方式的发展见表1。

细水雾灭火系统现状及其应用（上）

细水雾灭火技术在消防方面的应用始于20世纪40年代，当时主要用于特殊的场所，如运输工具等。由于当时水喷淋灭火技术作为主要发展和研究方向，细水雾灭火技术没有得到深入研究，故一直发展比较缓慢。随着科学技术的进步、人们防灭火观念的转变，特别是发现卤代烷灭火剂对大气臭氧层有破坏作用以及1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》签署之后，细水雾灭火技术作为哈龙主要替代技术之一得到各界的关注和青睐。细水雾灭火技术在20世纪90年代才得到飞跃性地发展。

1996年，在美国的马萨诸塞州波土顿市美国消防协会每年5月的年会上，细水雾灭火系统技术委员会提交了细水雾灭火系统标准，并获得美国消防联合会的批准。并于同年7月18日颁布，8月9日开始实施。7月26日，96版NFPA750被批准为美国国家规范。这是世界上第一本细水雾灭火系统的设计安装规范，而且是一本性能化的规范。它的出现进一步推动了细水雾灭火技术的深入研究，也预示着细水雾应用将进入一个新阶段。

许多发达国家(主要是欧美国家)他们在经历了多年的理论性试验探索以及应用性研究后，已经相继开发出多种类型的细水雾灭火系统。并且开始广泛应用在相关领域和场所，目前已有产品进入国内市场，有的已投入使用。

我国20世纪90年代末开始进行细水雾灭火系统的研究开发和试验工作，并列为国家“九五”科技攻关项目。其主要是参照美国NFPA750标准并结合我国实际应用情况开展各项研发工作，至此已经相继开发出相应的细水雾灭火系统，目前已有产品问市及应用。目前北京、浙江省及湖北省的主管部门已制定出相应的细水雾灭火系统设计、施工及验收规范，江苏省和湖南省的主管部门也正在制定出相应的设计、施工及验收规范。相信随着细水雾产品的大量应用，很快会有国家级的细水雾灭火系统设计、施工和验收标准和规范出台。

3 细水雾的定义和分类

3．1 细水雾的定义

细水雾：在喷头最小设计压力下，以距喷头1 m处的平面上，测得水雾最粗部位的雾滴直径Dv0.99不超过1000／μm。这是用体积法表示雾滴直径的一种方法，DvDvo.99表示小于1000μm的直径体积含量为99％。一般情况下细水雾是指雾滴直径Dvo.99≤400μm的水雾。

体积99％直径Dvo.99：一种以喷雾液滴的体积来表示液滴大小的方法。当依照体积测量时，即表示喷雾液滴总体积中，1％是由直径大于该数值的液滴，另99％是由直径小于该数值的液滴组成的。

3．2 细水雾分类

按照喷射水雾中水微粒的大小分布，细水雾可分为3类，见图1。

细水雾灭火系统现状及其应用（上）

I类细水雾：累积百分容积分布曲线全部位于连接Dvo．1＝100μm和Dvo.9＝200μm连线的左边，这代表了最精细的水雾。目前大多数生产厂商生产的是1类细水雾喷头。

Ⅱ类细水雾：是累积百分容积分布曲线的一部分，位于I类喷雾界限以外，但全部在连接Dv0.1＝200μm和Dvo.9＝400μm连线的左边。这类细水雾可以通过压力喷射喷头，双相流喷头及许多冲击式喷头产生，由于有较大水滴出现，相对于I类细水雾，Ⅱ类细水雾更容易产生较大的流量。

Ⅲ类细水雾：Dvo.9大于400μm，或者曲线任何部分超过Ⅱ类分界线的右边(但Dvo.9<1000／tm)，这种细水雾主要由中压，小孔口喷头，各种冲击式喷头产生的，并且它们可以得到较大流量。这类细水雾适于A类易燃物，在某些特定环境下，也可用来控制或扑灭B类火灾。

3．3 水滴粒径大小与灭火能力的关系

细水雾的灭火功能比较复杂，它与可燃物的类型、可燃物的数量以及燃烧速度和细水雾的粒径等有关。水滴粒径大小和细水雾的灭火能力之间的关系是相当复杂的，一般地说，I类和Ⅱ类细水雾用于扑灭液体油池内的火灾效果较好，而且不会搅动油池内的液面。

通常情况下，很难用I类细水雾灭A类易燃物，因为I类细水雾不能穿透碳化层而浸湿燃烧物质。但是，如果喷雾速度很高，在表面燃烧，或者封闭体有较大程度的氧气减少的情况下，A类火却能用I类细水雾灭掉。这个现象说明，仅仅水滴大小分布不能确定细水雾灭掉一个给定的火灾的能力。火灾能否被扑灭，取决于诸如燃料特性、封闭空间效应、水雾强度和水雾速度(动量)等多种因素。

对于一个给定的保护对象来说，细水雾雾滴的尺寸不是判定水雾能力和适用性的唯一依据，它还与火焰有关系的喷雾方向、水雾强度和喷射速度有关。

4 细水雾的成雾原理

根据国内外目前的研究成果及产品情况，成雾原理主要有以下几种：

(1)液体以相对于周围的空气很高的速度被释放出来，由于液体与空气的速度差而被撕碎成为细水雾；

(2)液体射流被冲击到一个固定的表面，液体在表面的冲击，将液体射流打散成细水雾；

(3)两股成分类似的液体射流相互碰撞，两股射流碰撞将液体射流打散成细水雾；

(4)液体振动或电子粉碎成细水雾(超声波和静电雾化器)；

(5)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(突发液体喷雾器)。

5 细水雾灭火机理

细水雾灭火系统对保护对象可实施灭火、抑制火、控制火、控温和降尘的多种方式的保护，其灭火机理可归纳如下：

冷却：粒径越小，相对表面积越大，受热后更易于汽化，在汽化的过程中，从燃烧物表面或火灾区域吸收大量的热量，从而使燃烧物表面温度迅速降低，当温度降至燃烧临界值以下时，热分解中断，燃烧随即终止。

窒息：细水雾喷人火场后，迅速蒸发形成蒸气，体积急剧膨胀，最大限度地排除火场空气，使燃烧物周围的氧含量迅速降低。当燃烧物周围的氧气浓度降低到一定程度时，燃烧即会因缺氧而受到抑制或中断。