高压细水雾灭火系统在汽车行业中的应用

摘要：高压细水雾灭火系统是一种新型的水灭火技术，结合在汽车行业中的应用，对该系统的设计进行介绍，愿业内同行多交流，使其能够更好地应用到实际工程中。

关键词：高压细水雾系统消防 设计

中图分类号：O52文献标识码： A

高压细水雾灭火系统的研究与应用，欧美起步较早，在制定了设计、施工及验收规范的同时，专业厂家也生产出了一系列的专利产品，如Hi-fog、Fogtec。我国在上个世纪90年代后，开始了高压细水雾在消防中的研究和应用，并取得了突破，由于高压细水雾灭火系统具有经济适用、安全可靠等优点，近几年在消防系统设计中越来越被重视，并得到广泛应用。

高压细水雾灭火系统作为一种新型的水消防技术，在各行各业已得到了广泛应用，目前国内也有了很多的地方标准。2013年国家相继出台了《细水雾灭火系统技术规范》（GB50898-2013），并要求从2013年12月1日起实施。高压细水雾灭火系统应用在汽车行业，对很多工程师来说可能比较陌生，笔者现对上海市某外资品牌汽车亚太总部及技术研发中心高压细水雾灭火系统的设计应用进行介绍。（4）

1 项目概况

上海市某外资品牌汽车亚太总部及技术研发中心，是该品牌在亚太地区进行全球技术运营的基地，包括高级实验楼和技术研发中心大楼（以下简称研发中心大楼），位于上海市浦东新区。在研发中心大楼内，将开展设计、工程、动力电池等方面的研发和实验工作；同时进行汽车整车及零部件的基础研究和测试，主要包括工程研发实验、汽车部件分析、计量实验、材料实验、综合测试实验、空调系统和热力学实验、弹性实验、整车拆装、动力试验、电/磁实验、信息处理试验等。

研发中心大楼占地面积为17390 m3，建筑面积2776 m2，建筑总高度为14.1 m。

2 消防系统的选择

2.1 消防设计

2.1.1 消防要求

研发中心大楼投资方是美国企业，依据美国消防规范NFPA、美国工厂联合保险商协会FM标准和业主提出的消防要求，结合我国消防要求及研发中心大楼特殊性，确认在动力实验室消防设施采用高压细水雾消防系统。

2.1.2 消防设施

研发中心大楼内的普通机械测试区，实验过程中不使用易燃危险物质，而仅在工程研发实验室和动力实验、混合动力试验中会使用很少量的易燃、可爆气体和液体。这些易燃、易爆的气体和液体平时均存放在储气站内，各实验室的存放间仅存放供试验使用的少量气体和液体。消防设施采用自动喷水灭火系统。（1）

动力实验室中的发动机动力测试，实验时会持续不间断运行几到几十个小时，本区域引入的易燃物质为汽油、柴油和氢气。针对发动机测试区域的火灾特点和火灾危险性，依据相关要求，消防设施采用高压细水雾灭火系统，对整个房间和局部设备进行防护，这也是该品牌汽车全球消防设施统一要求之一。

2.2 火灾危险源与火灾类型

2.2.1火灾危险源

该研发大楼的动力实验区域内火灾危险有三类，见表1：

表1火灾危险源

2.2.2火灾类型

研发中心大楼内有可燃固体火灾、可燃液体火灾、电气火灾，多种火灾并存且立体交叉，可燃物立体布置；燃烧的可燃液体，极易蔓延至地沟中，引起电缆火灾。

3 高压细水雾消防系统计

3.1 高压细水雾灭火原理

高压细水雾是消防领域的一种新技术，它是利用先进的喷雾雾化技术，缩小并控制雾滴直径、改变其空间分布规律，大大提高其吸热效率和灭火效能，极大的削减系统灭火用水量，从而有效地解决了由于自动喷水灭火系统启动后必然造成的水渍损失；而且对于可燃液体火灾、可燃气体火灾和电气火灾等自动喷水灭火系统不适用的场所也能实施有效灭火，大大拓展了自动喷水灭火系统的应用范围。（5）

实践工程表明，高压细水雾灭火系统能够替代哈龙灭火系统、气体灭火系统，并且为一些传统灭火设施不能应用的场所提供了消防保护。

研发中心大楼高压细水雾灭火系统采用单流体高压细水雾，雾滴直径Dv0.5不大于200μm，雾滴直径Dv0.99不大于400μm。

3.2 系统的工作原理及控制方式

3.2.1 系统工作原理

在准工作状况下，高压细水雾系统从泵组出口至区域阀前的管网内，维持一定压力，当压力低于稳压泵的设定启动压力1.0 Mpa时，稳压泵启动，使系统管网维持稳定压力1.0～1.2 MPa，稳压泵运行超过10秒钟后压力仍达不到1.2 MPa时，主泵启动，稳压泵停止。

3.2.2 系统控制方式

依据消防有关要求，高压细水雾消防系统设有自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。（2）

3.3 消防系统的设计参数

系统保护区设计参数见表2。

表2系统保护区设计参数表

本系统防护区最大流量为72m2动力实验室，经计算系统设计流量157 L/min；系统设计工作压力根据最不利点喷头最低工作压力10 MPa要求，经计算后管道系统压力12.0 MPa。（3）

3.4 消防系统布置

动力实验室的高压细水雾消防系统平面布置图，见图1。

图1 高压细水雾系统平面布置图

3.5 系统组成

高压细水雾消防系统由高压泵组、高压细水雾喷头、区域控制阀组、补水增压泵、储水水箱、不锈钢管道等组成。

3.5.1 高压泵组

高压泵组由主泵、稳压泵、泵控制箱、调节水箱（含液位显示及控制器）、水箱进水过滤器及电磁阀、安全泄压阀、压力传感器、阀件、机架及连接管道等组成。

主泵：单泵的流量为86 L/min，工作压力14 MPa。主泵选用9柱塞高压柱塞泵，每套泵组设置1台备用泵。

稳压泵：稳压泵流量11.8 L/min，工作压力1.4 MPa。

泵组调节水箱及补水电磁阀：补水压力不低于0.2 MPa，且不得大于0.6 MPa。在地下一层泵房内设置一个不锈钢储水水箱，水箱有效容积4.8 m3。

进水过滤器：水箱的进水管上安装了聚丙烯纤维缠绕过滤器。过滤器最大过滤尺寸小于最小喷头流水通径的80％，为10μm，最大工作压力为0.6 MPa。过滤器设置旁通管及旁通应急阀门（平时为常闭状态），以便过滤器出现故障时不影响灭火系统的运行。

3.5.2 高压细水雾喷头

喷头最低工作压力为10 Mpa、K＝0.95、q=9.5 L/min。喷头内设过滤装置，过滤网最大孔径为

喷头最小水道孔径的35%。高压细水雾开式喷头安装间距不大于3.0m，不小2.0m，距离墙不大于1.5m。

3.5.3 区域控制阀组

开式区域控制阀组由电动阀、供水球阀、压力开关、压力表及连接管道等组成。其工作压力为14 MPa，输入电压为AC 220V，能进行手动及机械应急启动。

3.5.4 补水增压泵

水泵流量为167 L/min，扬程为0.32 MPa。

3.6 管材

管道和管件设计均采用不锈钢管。

4 系统的优点

气体灭火系统（如二氧化碳灭火系统和七氟丙烷系统）曾被广泛的用于汽车行业，但与二氧化碳和七氟丙烷灭火系统相比，高压细水雾灭火系统具有如下优点：

5 结束语

高压细水雾灭火系统作为新型水灭火技术，因其先进的灭火性能和广泛的使用范围，得到普遍的关注，并逐步在石化、电力、医院、汽车行业等领域获得广泛应用，愿给出的设计方法和理念能对高压细水雾灭火系统的推广应用提供一定的参考价值。

参考文献:

（1）中华人民共和国国家标准.《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）.中国计划出版社,2006

（2）中华人民共和国国家标准.《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-92.1999年版）.中国计划出版社,2000

（3）中华人民共和国国家标准.《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）.中国计划出版,2002

（4）中华人民共和国国家标准.《细水雾灭火系统技术规范》（GB50898-2013）.中国计划出版,2013

（5）美国消防协会.《细水雾灭火系统规范》（NFPA 750-2006）

作者简介:

汤 然（1981- ），女，浙江金华人，工程师，学士，2003年大学本科毕业，从事给排水及消防设计工作至今。