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細水霧滅火系統(tǒng)在古建筑保護中的應用

作者:程方濤  
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  3.細水霧滅火系統(tǒng)的組成
  細水霧滅火系統(tǒng)的組成與雨淋自動滅火系統(tǒng)相似,主要由水源、供水設備、供水管道、雨淋閥組、探測器、控制器和細水霧噴頭組成。細水霧滅火系統(tǒng)按啟動方式分自動控制、手動控制和應急操作三種。細水霧滅火系統(tǒng)按噴頭分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。對于古建筑消防,細水霧滅火系統(tǒng)多采取自動報警、開式、手動控制系統(tǒng)。
  一般而言自動報警方式可以采用包括火災探測器或閉式噴頭等。我們認為對于古建筑應優(yōu)先使用火災探測器。原因主要有兩點:首先閉式噴頭設置在被保護文物的上方,當感受熱氣流時,玻璃球破碎,閉式噴頭首先噴出的不是水霧而可能是水滴,由此造成水噴淋現象。盡管水量有限,但還是會造成一些不良后果。其次,在火災初期增長階段,由于熱釋放速率較小,噴頭熱敏元件不會很快動作,當第1只噴頭動作,開始噴射水霧后,火災被控制或抑制,但是由于種種原因,不一定會立即滅火,可是由于細水霧的降濕作用,火災區(qū)域溫度降低了,這時可能仍有一些局部文物在燃燒,但由于局部燃燒釋放的熱量在短時間內不足以抵銷環(huán)境溫度下降的影響,因此不能有效開啟第二只噴頭,這樣就有可能造成局部文物的損毀,這是我們不希望的。所以,選擇用開式噴頭再加裝火災探測器是一種較為理想的方式。
  在控制方式的選擇上又可以分自動、手動和應急三種方式。自動控制是指細水霧滅火系統(tǒng)的火災探測、報警部分與供水設備、雨淋閥組等部件自動聯鎖操作;手動控制是指人為遠距離操縱供水設備、雨淋閥組等系統(tǒng)組件的控制方式;應急操作是指人為現場操作供水設備、雨淋閥組等系統(tǒng)組件的控制方式。由于,古建筑保護的特殊性,根據我國的設備使用情況,為防止誤噴發(fā)生,并且管理人員全天24小時值班,在發(fā)生火災時,接到自動報警后,用手動控制比較安全可靠。

  4.細水霧滅火系統(tǒng)的性能分析
  (1)性能比較
  細水霧滅火系統(tǒng)由于其噴射的霧滴的直徑比水噴淋系統(tǒng)小很多,其性能比噴水系統(tǒng)更有優(yōu)勢。
  細水霧滅火系統(tǒng)與自動噴水系統(tǒng)的性能對比:[1]
  水噴淋:
  滅火功能:無(控火);冷卻功能:有;煙霧擦洗功能:有部分;對人的安全性:無毒;對設備的安全性:有損;霧滴平均粒徑(mm):>1;霧滴作用面積(m2/l水):<2
  細水霧:
  滅火功能:有(包圍穿透);冷卻功能:有;煙霧擦洗功能:有;對人的安全性:無毒;對設備的安全性:無損;霧滴平均粒徑(mm):0.01;霧滴作用面積(m2/l水):200
  (2)經濟比較
  我們現以一面積為7 m×7 m×5.1m的庫房為例,分別自動噴水和細水霧系統(tǒng)保護,滅火劑用量及工程造價對比情況見下文(不計入報警系統(tǒng))。[4]
  滅火劑用量及工程造價對比:
  水噴淋:
  滅火劑用量:20m3水池;主要設備:18.5KW水泵2臺,雨淋閥1個;系統(tǒng)主管道(mm):DN80;工程造價系數:2.0
  細水霧:
  滅火劑用量:50L氮氣,150L水;主要設備:3個儲水瓶,1個氮氣瓶,1個控制閥;系統(tǒng)主管道(mm):DN20;工程造價系數:0.8
  無論是從技術應用到經濟的角度,我們可以看出細水霧滅火系統(tǒng)顯示出明顯的優(yōu)越性。
 ?。?)滅火試驗分析
  為了檢驗細水霧滅火效果,我們在實驗室進行了中壓條件下的油盤火試驗,實驗時將直徑為40mm的油盤分別盛裝一定容積的汽油和酒精,采用單一噴頭試驗,試驗時壓力控制在1.6MPa以下,試驗時發(fā)現,汽油燃燒時噴頭動作僅15秒左右即可撲滅油盤火,酒精火時間稍長,一般在30秒左右??梢钥闯?,細水霧滅火系統(tǒng)具有良好的滅火性能,在水噴霧動作后火場溫度能快速降低。
  在德國也有人進行過檔案文件的滅火時間,試驗時文件貨架高度為7.6m×3.9m×3.8m,點火后當時內溫升到57℃時噴頭動作,5分鐘內煙氣基本抑制,文件的損壞率不到20%。我國也有人做過檔案館資料的噴水試驗,噴水3分鐘后,其水漬損失也非常微小,對于柜式存儲的文件幾乎無任何水漬損失。

  5.國內外的應用
  英美等發(fā)達國家已經在圖書館、古建筑、計算機機房、電氣開關裝置、柴油發(fā)電機組、易燃液體庫等廣泛的領域應用細水霧系統(tǒng)。我國細水霧滅火技術的研究和開發(fā)是從“九五”期間開始的,在國家科技攻關基礎上的消防課題中,列入了關于細水霧滅火技術研究的子專題。我國細水霧滅火技術與歐美等發(fā)達國家都有一定差距。但可喜的是我國這項技術也已開始發(fā)展到了實用階段,并且已經在一些工程上應用,我國湖北省和浙江省都開始制定了相應的細水霧滅火系統(tǒng)的施工驗收規(guī)范,許多工程中已開始使用這一技術。如中央檔案館、上海市檔案館、浙江大學圖書館、慈溪人民醫(yī)院等細水霧防護工程已通過驗收并投入使用。這些都將對推動我國細水霧滅火技術的發(fā)展與工程應用起到示范作用,也使我們看到了這項技術在古代建筑等文物保護單位的發(fā)展廣闊前景。

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