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　　本文介紹了高壓細(xì)水霧的工作原理和特點(diǎn)。根據(jù)機(jī)房火災(zāi)的特點(diǎn)，并與傳統(tǒng)機(jī)房滅火技術(shù)進(jìn)行了比較。從安全性、有效性和經(jīng)濟(jì)性等方面分析了高壓細(xì)水霧適用于通信機(jī)房的可行性。最后，簡(jiǎn)要闡述了高壓細(xì)水霧在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問題。高壓細(xì)水霧電絕緣性好，滅火效果突出，使用維護(hù)成本低，可適用于通信機(jī)房，應(yīng)用前景廣闊。

　　機(jī)房是實(shí)現(xiàn)通信傳輸?shù)闹饕獦屑~，機(jī)房?jī)?nèi)消防系統(tǒng)的合理選擇是保證機(jī)房設(shè)備安全和穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。

　　自上世紀(jì)末以來，氣體滅火系統(tǒng)在電信行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。其中，鹵代烷1301因影響環(huán)境而被淘汰。氣溶膠誤噴產(chǎn)生的高溫會(huì)導(dǎo)致機(jī)房環(huán)境溫度過高，影響交換機(jī)和電子元件。目前常用的清潔氣體滅火系統(tǒng)主要有IG-541混合氣體和七氟丙烷。

　　IG-541混合氣體噴放過程中不會(huì)對(duì)人造成傷害，由于是高壓儲(chǔ)存及氣態(tài)輸送，所以具有較大的保護(hù)半徑，適合機(jī)房距離鋼瓶間較遠(yuǎn)的機(jī)房使用。七氟丙烷系統(tǒng)滅火劑儲(chǔ)存壓力低，安全性較好，且儲(chǔ)存容器少，占地面積也較小，因此在通信機(jī)房中較為常用。

　　但是氣體滅火也存在一些不足之處。

　　從藥劑本身來說，IG-541系統(tǒng)儲(chǔ)存壓力高，增加了使用的危險(xiǎn)性，鋼瓶間占地面積較大；七氟丙烷滅火系統(tǒng)輸送距離短，不適用于大型防護(hù)區(qū)和輸送距離遠(yuǎn)的場(chǎng)合，且藥劑的價(jià)格也較貴，滅火過程中遇高溫分解產(chǎn)生的HF會(huì)對(duì)人體和電子設(shè)備造成危害。

　　從設(shè)計(jì)要求上來說，氣體滅火的設(shè)計(jì)對(duì)保護(hù)區(qū)劃分較為嚴(yán)格，規(guī)范規(guī)定若采用管網(wǎng)系統(tǒng)，一個(gè)防護(hù)區(qū)面積不宜大于800㎡，容積不宜大于3600m?。目前的很多大型及特大型機(jī)房面積都較大，在設(shè)計(jì)氣體滅火時(shí)都需要將機(jī)房劃分若干個(gè)小區(qū)域，這不僅限制了機(jī)房的使用，同時(shí)眾多的防護(hù)區(qū)也造成管線長(zhǎng)而復(fù)雜、設(shè)計(jì)及管理量增加。

　　因此，行業(yè)內(nèi)一直在積極研究開發(fā)在技術(shù)上適用、經(jīng)濟(jì)上合理的其他類機(jī)房滅火方式。

　　01 機(jī)房消防系統(tǒng)比較

　　基于機(jī)房滅火需求，從下列幾個(gè)方面對(duì)高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與氣體滅火系統(tǒng)進(jìn)行分析比選：

　　1、系統(tǒng)滅火效果比較

　　高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)通過高壓噴放細(xì)水霧實(shí)施滅火。滅火劑為水，取材方便低廉；滅火機(jī)理是冷卻和窒息，滅火效果較好，滅火后不易復(fù)燃，在水源保證的情況下，可重復(fù)使用。但對(duì)于珍貴物品和特別重要的電氣設(shè)備，使用該系統(tǒng)存在水漬損失風(fēng)險(xiǎn)。

　　氣體滅火系統(tǒng)主要利用滅火劑儲(chǔ)瓶釋放壓力，通過管網(wǎng)和噴嘴噴放滅火氣體。七氟丙烷滅火系統(tǒng)主要滅火機(jī)理為化學(xué)抑制；惰性氣體氣體滅火系統(tǒng)主要滅火機(jī)理為物理窒息。氣體滅火的優(yōu)勢(shì)在于沒有水漬損失風(fēng)險(xiǎn)。但滅火劑只能單次釋放，無法解決復(fù)燃問題。

　　2、對(duì)環(huán)境影響的比較

　　高壓細(xì)水霧以水為滅火劑，綠色環(huán)保，對(duì)人體和環(huán)境沒有危害，兼具清洗有毒煙霧和消減煙塵的功能，利于人員的逃生。高壓細(xì)水霧霧滴水漬損失非常小，對(duì)保護(hù)對(duì)象影響很小。

　　七氟丙烷系溫室效應(yīng)氣體，其全球變暖潛能值GWP100=3 350。惰性混合氣體(N2、Ar、CO2)或氮?dú)猓∟2）均來源于空氣，對(duì)大氣環(huán)境無不良影響，但對(duì)火災(zāi)煙塵沒有消減作用。

　　3、對(duì)建筑平面布置及相關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)的影響比較

　　高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)滅火后不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，僅需在滅火后加強(qiáng)通風(fēng)；由于耗水量少，可充分利用現(xiàn)有排水系統(tǒng)。

　　氣體滅火系統(tǒng)在滅火后，防護(hù)區(qū)內(nèi)會(huì)有滅火氣體滯留，須打開排煙風(fēng)機(jī)排放。且滅火氣體質(zhì)量密度比空氣大，集中于防護(hù)區(qū)底部，因此，排風(fēng)口需設(shè)置在防護(hù)區(qū)低位，會(huì)影響防護(hù)區(qū)的使用。另一方面，由于氣體滅火組合分配系統(tǒng)對(duì)防護(hù)區(qū)數(shù)量和輸送距離的限制，如果大型檔案庫房采用氣體滅火將不可避免設(shè)置相當(dāng)多數(shù)量（或面積）的鋼瓶間，不利于檔案庫區(qū)的布置。

　　4、經(jīng)濟(jì)性分析比較

　　結(jié)合某檔案庫房案例（該檔案館設(shè)置18個(gè)防護(hù)分區(qū)），對(duì)運(yùn)用IG541氣體滅火系統(tǒng)和高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)進(jìn)行造價(jià)比較，分別按采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備和進(jìn)口設(shè)備列表比較，見表1和表2（按20年使用期測(cè)算運(yùn)維費(fèi)用，包含滅火劑更換）。

　　表1 國(guó)產(chǎn)設(shè)備造價(jià)估算對(duì)比

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　　注：以國(guó)產(chǎn)IG541的設(shè)備及管網(wǎng)投資費(fèi)用為基準(zhǔn)價(jià)格，設(shè)為A

　　表2 進(jìn)口設(shè)備造價(jià)估算對(duì)比

　　圖片

　　注：以進(jìn)口IG541的設(shè)備及管網(wǎng)投資費(fèi)用為基準(zhǔn)價(jià)格，設(shè)為B

　　從造價(jià)估算對(duì)比表1和表2可以得出，無論是進(jìn)口還是國(guó)產(chǎn)設(shè)備，高壓細(xì)水霧系統(tǒng)在工程投資和運(yùn)維費(fèi)用上都低于對(duì)應(yīng)的IG541氣體滅火系統(tǒng)，特別是由于高壓細(xì)水霧的滅火劑為水，沒有額外的滅火劑更換費(fèi)用，運(yùn)維費(fèi)用有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的總投資均是對(duì)應(yīng)IG541氣體滅火系統(tǒng)總投資的45%以下。

　　因此，對(duì)于機(jī)房，采用高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性較高，特別是后期維護(hù)費(fèi)用優(yōu)勢(shì)明顯。

　　02 高壓細(xì)水霧滅火機(jī)理

　　高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是水滅火系統(tǒng)的一種新型技術(shù)，它是一種由高壓水通過特殊噴嘴產(chǎn)生的細(xì)水霧來滅火的自動(dòng)消防給水系統(tǒng)。高壓細(xì)水霧的給水壓力不小于10MPa，DV0.99<200μm。其滅火機(jī)理主要包括：

　　1、汽化吸熱、阻隔輻射

　　高壓細(xì)水霧水滴體積較小，較大的比表面積能增加其熱交換面積，提高吸熱效能和滅火效率。細(xì)水霧遇熱汽化后，體積急劇膨脹可達(dá)1700多倍，水蒸氣緊密籠罩在燃燒物周圍，形成一道屏障阻擋新鮮空氣的進(jìn)入，使燃燒物因缺氧而中斷燃燒。對(duì)火焰的輻射熱具有很強(qiáng)的阻隔能力，防止火焰蔓延。

　　2、降煙洗塵、表層浸潤(rùn)

　　電氣類火災(zāi)中有毒有害煙氣較多，細(xì)水滴可與燃燒的灰燼、炭粒和有害氣體等粘合而得到洗消，大大減少火場(chǎng)中煙氣和毒氣的危害性。高壓細(xì)水霧霧粒速度大，能深入到油類燃燒物表層，使燃燒物得到浸濕，阻止可燃?xì)怏w燃燒物的進(jìn)一步產(chǎn)生，同時(shí)，由于細(xì)水霧顆粒極小，不會(huì)擾動(dòng)液面，造成飛濺，到達(dá)滅火和防止火災(zāi)蔓延的目的。

　　3、三維移動(dòng)、橫線滅火

　　在噴霧時(shí)，部分直徑小的霧滴，由于受到空氣的阻力，并不全部沿噴射方向前進(jìn)，霧滴在射流方向產(chǎn)生橫向和向上翻騰運(yùn)動(dòng)進(jìn)入噴頭上部空間，使得細(xì)水霧能夠充滿保護(hù)區(qū)域的整個(gè)空間，對(duì)火災(zāi)的撲滅深度較高。

　　機(jī)房消防系統(tǒng)的選擇遵循安全性、有效性和經(jīng)濟(jì)型的原則。安全性在于消防系統(tǒng)應(yīng)最大限度的減少室內(nèi)人員及機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備的損害，首先必須具有較高的絕緣性，不能造成設(shè)備短路損壞；有效性在于能及時(shí)將火災(zāi)撲滅而非暫時(shí)控制火災(zāi)；經(jīng)濟(jì)型在于消防系統(tǒng)的投入價(jià)值。

　　與其服務(wù)對(duì)象的價(jià)值之間要達(dá)到平衡關(guān)系。高壓細(xì)水霧自身的特點(diǎn)使得其適用于機(jī)房消防系統(tǒng)。

　　03 高壓細(xì)水霧與傳統(tǒng)水消防系統(tǒng)的比較

　　傳統(tǒng)水消防系統(tǒng)是嚴(yán)禁應(yīng)用在電氣類區(qū)域的。對(duì)于高壓細(xì)水霧來說，霧滴長(zhǎng)時(shí)間地懸浮在空中，水霧的匯聚、凝結(jié)需要極長(zhǎng)的時(shí)間才能完成，因此很難在電極表面形成導(dǎo)電的連續(xù)水流或表面水域。國(guó)內(nèi)外學(xué)者也做了較多的相關(guān)研究，比如美國(guó)國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)局（NIST）和加拿大國(guó)家研究局（NRC）的許多實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了水霧抑制、撲滅電子設(shè)備火災(zāi)的研究，結(jié)果表明高壓細(xì)水霧對(duì)電氣設(shè)備的損害很小。國(guó)際火災(zāi)安全機(jī)構(gòu)對(duì)配電轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行了細(xì)水霧滅火的有效性和安全性試驗(yàn)，當(dāng)水霧系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，立即關(guān)閉電源，試驗(yàn)結(jié)束后將電氣設(shè)備干燥處理，試驗(yàn)結(jié)果表明，在高壓細(xì)水霧能有效地抑制、撲滅火災(zāi)，不會(huì)造成電器短路和電子元件的其它損壞。楊琦對(duì)某銀行數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目進(jìn)行高壓細(xì)水霧實(shí)體滅火試驗(yàn)，幾種不同復(fù)雜火源均在1 min內(nèi)成功撲滅，并有效防止了火災(zāi)復(fù)燃。滅火期間，帶電工作的計(jì)算機(jī)一直處于正常工作狀態(tài)下，噴放結(jié)束后重新啟動(dòng)工作正常。這些都充分說明，在安全性上高壓細(xì)水霧適用于通信機(jī)房滅火。

　　機(jī)房?jī)?nèi)強(qiáng)弱電線路的絕緣材料多為熱塑性塑料等，其燃燒火焰溫度高、火勢(shì)蔓延速度快、發(fā)煙量大。火災(zāi)煙氣含有大量CO、HCl、HF等有毒腐蝕性氣體，極易在電氣柜中蔓延，腐蝕電氣開關(guān)、電路板等，易造成二次災(zāi)害。且有研究表明火災(zāi)造成的損失中，95%是由煙霧造成的，而僅有5% 是由火場(chǎng)溫度造成的。因此對(duì)機(jī)房滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要求快速滅火，又能夠有效降低煙塵量，從滅火原理可以看出，高壓細(xì)水霧均可以滿足這些條件。

　　高壓細(xì)水霧可即時(shí)噴放，在噴放時(shí)對(duì)人員無影響，無需人員疏散。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)防護(hù)分區(qū)的面積、容積以及空間的密封性相對(duì)氣體滅火系統(tǒng)要求要小很多，可以通過技術(shù)手段對(duì)大型機(jī)房進(jìn)行物理意義上的分區(qū)，避免了分割成較多防護(hù)區(qū)的繁冗。

　　高壓細(xì)水霧以水為滅火劑，且用水量?jī)H為水噴淋的3%至5%，避免了大量的排水造成的次生損害。相對(duì)于傳統(tǒng)的滅火系統(tǒng)而言，其管道管徑?。ā蹹N40），使安裝費(fèi)用也相應(yīng)降，其使用成本和日常維護(hù)工作量相對(duì)其他滅火方式大大減少。

　　高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)由高壓細(xì)水霧泵組、區(qū)域控制閥組、細(xì)水霧噴頭、不銹鋼管道等組成。其在設(shè)計(jì)時(shí)區(qū)別與傳統(tǒng)的水噴淋系統(tǒng)。

　　1、水質(zhì)

　　高壓細(xì)水霧系統(tǒng)采用特殊噴頭，為避免噴頭堵塞，對(duì)滅火介質(zhì)的水質(zhì)有著極高要求。系統(tǒng)用水的最低標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，用水需進(jìn)行預(yù)處理。水質(zhì)過濾主要通過過濾器。對(duì)于泵組式系統(tǒng)，儲(chǔ)水箱前的進(jìn)水管、高壓吸水管、水泵進(jìn)水口均應(yīng)考慮過濾措施，系統(tǒng)貯配水容器、管道、加壓設(shè)備等應(yīng)選擇不會(huì)造成系統(tǒng)二次污染的設(shè)備或裝置，并定期清理水箱進(jìn)行換水，以免影響噴頭噴霧效果或堵塞噴頭。

　　2、管材

　　高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力達(dá) 12MPa 以上，測(cè)試壓力達(dá) 18 MPa 以上。系統(tǒng)要求的抗高壓性高于其他水消防系統(tǒng)。其設(shè)備、組件、管材的選材要求，首要原則是耐高壓；其次考慮水質(zhì)要求，要耐腐蝕，保證不淤積，不堵塞；最后平衡考慮性價(jià)比和使用壽命。

　　3、遇風(fēng)問題

　　高壓細(xì)水霧霧滴的質(zhì)量較輕，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，排煙增加了火羽流的浮升力，造成高壓細(xì)水霧很難到達(dá)火焰根部，降低了滅火效果。有研究表明，在風(fēng)速小于 3m / s 的場(chǎng)所，高壓細(xì)水霧系統(tǒng)可以保持較好的控火滅火效果。所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要和暖通等專業(yè)等共同協(xié)商相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。

　　4、系統(tǒng)形式

　　高壓細(xì)水霧系統(tǒng)可分為開式和閉式2種選型，閉式系統(tǒng)必須待火情發(fā)展到一定程度，噴頭處的溫度達(dá)到57 ℃，閉式噴頭爆破才能實(shí)現(xiàn)滅火，快速滅火效果略低于開式系統(tǒng)，且無法實(shí)現(xiàn)人員就地手動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行滅火，存在延誤滅火的風(fēng)險(xiǎn)。開式系統(tǒng)滅火時(shí)整個(gè)防護(hù)（分）區(qū)的噴頭均同時(shí)打開噴放細(xì)水霧，相比于閉式系統(tǒng)更能控制火災(zāi)蔓延及迅速撲滅火災(zāi)，并可以實(shí)現(xiàn)人員就地緊急啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行滅火。本項(xiàng)目普通紙質(zhì)檔案庫房主要采用密集柜儲(chǔ)存檔案，火災(zāi)危險(xiǎn)性高，蔓延速度較快。

　　另外，密集柜相對(duì)封閉的結(jié)構(gòu)也會(huì)影響噴頭感溫元件的及時(shí)響應(yīng)，導(dǎo)致閉式系統(tǒng)滅火動(dòng)作遲緩，相對(duì)而言，開式系統(tǒng)可利用外部獨(dú)立的火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)來及時(shí)響應(yīng)。綜上所述，本項(xiàng)目普通紙質(zhì)檔案庫房采用開式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)更為合適。《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》3.1.3條對(duì)密集柜檔案庫使用開式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)也是支持的。