浅探细水雾灭火系统在地铁中的应用

摘 要: 城市轨道交通中的地铁和轻轨等公共客运系统在许多大城市得到建设和发展, 其具有运量大、涉及面广的特点。一旦发生火灾, 将造成不可挽回的经济损失和社会影响。在国家要求构建和谐社会及提倡科技创新的背景下, 需要加大地铁服务质量, 提高地铁的安全性。此文除阐述细水雾灭火系统在地铁中的应用所具备的条件和要求外, 还根据实践经验做了与其它灭火系统的比较, 分析了应用中存在的问题并提出了解决办法, 论证了该系统既高效又节能, 且适用于地铁发展。

关键词: 细水雾; 灭火系统; 地铁; 应用

城市轨道交通中的地铁和轻轨等公共客运系统, 由于具有大运量、高效率、低污染等优势, 并且随着经济和人口的高速增长, 地铁和轻轨在城市的建设和发展中将越来越受到重视。目前国内已经建成或正在建设地铁和轻轨的城市有北京、上海、广州、天津、深圳、南京、武汉、沈阳、哈尔滨等。轨道交通是一项综合交通运输系统, 涉及专业多, 技术复杂, 因此, 系统的安全及可靠性非常重要, 尤其是设置火灾的预防和救助系统, 防止火灾发生及蔓延尤为重要。
细水雾灭火系统是一项预防扑救火灾的新技术, 在国外大型工程项目及地铁中应用较广, 但在国内地铁中仍无应用先例。目前国内地铁主要使用七氟丙烷(HFC- 227ea) 或者惰性气体(IG541) 气体灭火系统, 以保护车站控制室、通信、信号机械室、变配电室等重要电气设备房间。但由于灭火剂比较昂贵, 容易泄露, 工程建设投资和运营费用较高, 另外系统误喷后的废气也会对周围环境产生影响。因此, 在环保日益受到重视的今天, 有必要探寻一种既符合环保要求, 又节约投资和水资源的新型灭火系统。此文正是从这个角度出发, 对细水雾灭火系统进行了分析与研究。
1 细水雾灭火系统概念及灭火原理
“细水雾”(water mist) 是相对于“水喷雾”(waterspray)的概念, 是使用特殊喷嘴、通过高压喷水产生水微粒。细水雾灭火主要是通过高效率的冷却与缺氧窒息的双重作用。水微粒子化以后, 即使同样体积的水, 也可使总表面积增大, 而表面积的增大, 更容易进行热吸收, 冷却燃烧反应。吸收热的水微粒容易汽化, 体积增大约 1 700 倍。由于水蒸汽的产生, 既稀释了火焰附近氧气的`浓度, 窒息了燃烧反应, 又有效地控制了热辐射。
2 细水雾灭火系统与其它气体灭火系统的比较
在地铁的电气设备用房设置合适的灭火系统应达到控火或灭火的目的。系统的选择不仅应从安全角度考虑, 还应追求以人为本的目的; 既要灭火效率高, 又要经济且对环境无影响。笔者通过多年地铁设计实践, 从如下几个方面对细水雾灭火系统与七氟丙烷灭火系统及惰性气体(IG541) 系统进行比选研究, 希望能早日把细水雾灭火技术应用到国内地铁设计中。
(1)系统构成及灭火效果比较
细水雾灭火系统是由连接供水部件或同时供水及雾化介质的部件, 并配备 1 个或多个喷头, 能够喷放细水雾来控火、抑火和灭火的配水系统。可分为高、中、低压系统, 开式、闭式系统, 全淹没、分区保护或局部应用系统, 泵组式或瓶组式系统。灭火介质为水, 对保护对象通过高效吸热作用、窒息作用或阻隔辐射热作用, 达到实施灭火、抑制及控制火灾、控温和降尘的多种方式保护。
气体灭火系统主要由灭火剂储瓶、驱动钢瓶、控制阀门、管网和喷嘴等部件组成。七氟丙烷灭火系统主要以化学抑制达到对保护对象的灭火目的;惰性气体(IG541) 气体灭火系统对保护对象是以物理窒息灭火机理实施保护目的。惰性气体(IG541)灭火系统以惰性混合气体为灭火剂, 七氟丙烷灭火系统以化学物质(CF2- CHF- CF3) 为灭火剂, 2 种系统均为中高压系统。
国内外工程实例表明, 不论是细水雾灭火系统还是七氟丙烷、惰性气体(IG541) 灭火系统均能达到较好的灭火效果。相比而言, 细水雾灭火系统由于以水为灭火剂, 所以取材方便、低廉, 一般情况下, 一次灭火用水量大约 0.6～1.5 m3, 而其它气体灭火剂需要专业厂家的生产、采购, 因此采购费用较高; 一般情况下, 气体灭火系统综合造价高出细水雾灭火系统 20%。另外, 由于细水雾以冷却为主要灭火机理, 灭火后不会复燃, 在水源保证情况下, 在尽可能短的时间内, 可恢复补水, 能够达到再次使用的目的; 而其它气体灭火系统由于灭火剂都是由钢瓶储存的, 所以只能要求一次扑灭火灾。与气体灭火系统比较, 细水雾灭火系统也存在缺点, 那就是灭火剂不可压缩, 在同样大小保护房间, 细水雾系统贮装容器相对要大些。