细水雾灭火系统

一、系统灭火机理

（一）细水雾的成雾原理

1.细水雾的定义及分级

1）细水雾的定义

细水雾是指在最小设计工作压力下，经喷头喷出并在喷头轴线1m处的平面上形成的雾滴粒径Dv0.5小于200um，Dv0.9小于400um的水雾滴。

2）细水雾的分级

①一级为Dv0.1≦100um与Dv0.9≦200um连线左侧部分。

②二级为Dv0.1≦200um与Dv0.9≦400um连线之间部分且不属于一级的水雾。

③三级为Dv0.1＞400um与Dv0.0≦1000um之间的部分。

2.细水雾的成雾原理分析

1）单流体系统射流成雾原理

液体乙很高的速度被释放出来，由于液体与周围空气的速度差而被撕碎成为细水雾；液体射流被冲击到一个固定的表面，由于冲击力将液体打散成细水雾；两股成分类似的液体射流相互碰撞，将液体射流打散成细水雾；超声波和静电雾化器将射流振动或电子粉碎成细水雾；液体在压力容器总被加热到高于沸点，突然被释放到大气压力状态下形成细水雾。

2）双流体异管系统射流成雾原理

由一套管道向喷头提供灭火介质，另外一套管道提供雾化介质，两种在分离管道系统中传输的物质在喷头处混合，相互碰撞，从而产生细水雾。

3）双流体同管系统射流成雾原理

雾化介质与灭火介质在一套管道内混合，其成雾原理同单流体系统。

（二）细水雾的灭火机理

1.吸热冷却。

2.隔氧窒息。

3.辐射热阻隔。

4.浸湿作用。

二、系统分类

（一）按工作压力分类

1.低压系统

是指系统分布管网工作压力小于或等于1.21MPa的细水雾灭火系统。

2.中压系统

是指系统分布管网工作压力大于1.21MPa且小于3.45MPa的细水雾灭火系统。

3.高压系统

是指系统分布管网工作压力大于或等于3.45MPa的细水雾灭火系统。

（二）按应用方式分类

1.全淹没式系统。

2.局部应用式系统。

（三）按动作方式分类

1.开式系统

2.闭式系统。

（四）按雾化介质分类

1.单流体系统

是指使用单个管道向每个喷头供给灭火介质的细水雾灭火系统。

2.双流体系统

是指水和雾化介质分管供给并在喷头处混合的细水雾灭火系统。

（五）按供水方式分类

1.泵组式系统：适用于高、中和低压系统

2.瓶组式系统：适用于中、高压系统。

3.瓶组与泵组结合式系统：适用于高、中和低压系统。

三、系统组成与工作原理

细水雾灭火系统由水源（储水池、储水箱、储水瓶）、供水装置（泵组推动或瓶组推动）、系统管网、控水阀组、细水雾喷头以及火灾自动报警及联动控制系统组成。

（一）开式细水雾灭火系统

1.系统组成

1）泵组式系统：由细水雾喷头、控制阀组、系统管网、泵组（消防水泵和稳压装置）、水源（储水池或储水箱）以及火灾自动报警及联动控制系统组成。

2）瓶组式系统：由细水雾喷头、控制阀、启动瓶、储水瓶组、瓶架、系统管网以及火灾自动报警及联动控制系统组成。

2.工作原理

自动控制方式时，火灾发生后报警控制器收到两个独立的火灾报警信号后，自动启动系统控制阀和消防水泵，向系统管网供水，水雾喷头喷出细水雾。

（二）闭式细水雾灭火系统

1.系统组成

根据使用场所的不同，可分为湿式系统、干式系统和预作用系统三种形式。闭式细水雾系统宜于采用非密集柜存储的图书库、资料库和档案库等保护对象。

2.工作原理

除喷头不同外，其工作原理与闭式自动喷水灭火系统相同。

四、系统适用范围

（一）系统的特性

1.节能环保

1）对人体无害，对环境无影响，不会在高温下产生有害的分解物质。

2）用水量大幅减少，常规水喷雾灭火系统用水量是自动喷水灭火系统的70%～90%，而细水雾灭火系统的用水量又是常规水喷雾灭火系统的20%以下。

2.电气绝缘性

细水雾的雾滴粒径小，喷雾时水呈不连续性，所以电气绝缘性能比较好。

3.烟雾消除作用

雾滴在受热汽化后形成原体积1680倍的水蒸气，细小的水蒸气颗粒极易与燃烧形成的游离碳结合，从而对火场环境起到很强的洗涤、降尘、净化效果，可以有效消除烟雾中的腐蚀性及有毒物质。

（二）适用范围

1.可燃固体火灾（A类）。

2.可燃液体火灾（B类）。

3.电气火灾（E类）。

（三）不适用范围

1.与水发生剧烈反应或产生大量有害物质的活泼金属及其化合物

①活泼金属，如锂、钠、钾、镁、钛、锆、铀、钚等。

②金属醇盐，如甲醇钠等。

③金属氨基化合物，如氨基钠等。

④碳化物，如碳化钙等。

⑤卤化物，如氯化钾酰、氯化铝等。

⑥氢化物，如氢化铝锂等。

⑦卤氧化物，如三溴氧化磷等。

⑧硅烷，如三氯-氟化甲烷等。

⑨硫化物，如五硫化二磷等。

⑩氰酸盐，如甲基氢酸盐等。

2.可燃气体火灾，包括液化天然气等低温液化气体的场合。

3.可燃固体的深位火灾。

五、系统设计参数

（一）系统选型

1.宜选择全淹没应用方式的开式系统：液压站、配电室、电缆隧道、电缆夹层、电子信息系统机房、文物库以及密集柜存储的图书库、资料库和档案库。

2.宜选择局部应用方式的开式系统：油浸变压器室、涡轮机房、柴油发电机房、润滑油站和燃油锅炉房、厨房内烹饪设备及其排烟罩和排烟管道部位。

3.可选择闭式系统：采用非密集柜存储的图书库、资料库和档案库。

4.宜采用泵组式系统， 难以设置泵房或消防供电不能满足系统工作要求的场所，可选择瓶组系统，但闭式系统不应采用瓶组系统。

（二）系统设计参数

细水雾灭火系统喷头的最低设计工作压力不应小于1.2MPa。

1.闭式系统的设计参数

1）作用面积不宜小于140㎡。

2）每套泵组所带喷头数量不应超过100只。

3）喷头设计工作压力不小于10MPa时：

①喷头安装高度＞3且≦5m，最小喷雾强度3L/min·㎡，喷头布置间距＞2且≦3m。

②喷头安装高度≦3m，最小喷雾强度2L/min·㎡，喷头布置艰巨＞2且≦3m。

2.全淹没应用方式的开式系统的防护区容积

单个防护区的容积，泵组系统不宜大于3000m³ ；瓶组系统不宜超过260m³ ，且瓶组系统所保护的防护不宜超过4个，大于该容积时，宜分成多个更小的防护区，并符合：

1）各分区的火灾危险性相同或相近时，系统设计参数可根据其中容积最大分区的参数确定。

2）各分区的火灾危险性存在较大差异时，系统设计参数应分别按各自分区的参数确定。

3.局部应用方式的开始系统的保护面积

1）对于外形规则的保护对象，应为该保护对象的外表面面积。

2）对于外形不规则的保护对象，应为包容该保护对象的最小规则形体的外表面面积。

3）对于可能发生可燃液体流淌或喷射火灾的保护对象，除应符合上述要求外，还应包括可燃液体流淌或喷射火灾可能影响到的区域的水平投影面积。

4.系统设计响应时间

1）开式系统的响应时间不应大于30s。

2）全淹没应用方式的瓶组系统，同一防护区内有多组瓶组时，各瓶组必须能同时启动，响应时差不应大于2s。

5.系统持续喷雾时间

1）油浸变压器室、柴油发电机房、液压站、润滑油站、燃油锅炉房、涡轮机房，设计持续喷雾时间不应小于20min。

2）配电室、电气设备间、电缆夹层、电缆隧道、电子信息机房、通信机房等电子机房、图书库、资料库、档案库、文物库，设计持续喷雾时间不应小于30min。

3）瓶组式系统，设计持续喷雾时间按实体火灾模拟试验灭火时间的2倍确定，且不宜小于10min。

6.实体模拟试验结果的应用

1）系统设计喷雾强度不应小于试验所用喷雾强度。

2）喷头最低工作压力不应小于试验测得最不利点喷头的工作压力。

3）喷头布置间距和安装高度分别不应大于试验时的喷头间距和安装高度。

4）喷头的安装角度应与试验安装角度一致。

六、系统组件及设置要求

（一）供水装置

1.泵组供水装置

1）储水箱：密闭结构，不锈钢或其他能保证水质的材料制作，防尘避光。

2）水泵：自动和手动启动功能以及巡检功能，应设置备用泵，采用自灌时引水或其他可靠的引水方式，泵的出水总管应设置压力显示装置、安全阀和泄放试验阀。泵的出水口应设置止回阀。采用柴油机作为动力时，应保证能正常运行60min。闭式系统的泵组应设置稳压泵，流量不应大于系统中水力最不利点一只喷头的流量。

3）水泵控制柜：设置在干燥、通风部位，便于操作和检修，防护等级不应低于IP54。

4）安全阀：设置在水泵出水总管上，动作压力为系统最大工作压力的1.15倍。

2.瓶组供水装置

1）由储水容器、储气容器和压力显示装置等部件组成。

2）储水容器、储气容器均应设置安全阀。

3）恢复时间超过48h的瓶组系统，应按主用量的100%设置备用量。

4）操作面距墙或操作面之间的距离不宜小于0.8m。

（二）细水雾喷头

1.喷头的分类

1）按动作方式分类：分为开式和闭式细水雾喷头。

2）按细水雾产生原理分类：分为撞击式和离心式细水雾喷头。

3）按开孔数量分类：分为单孔和多孔细水雾喷头。

4）按材质分类：分为不锈钢和黄铜细水雾喷头。

5）按适用性分类：分为通用和专用喷头。

6）按作用分类：分为灭火专用、冷却防护和水雾封堵喷头。

2.喷头的选择

1）对于喷头的喷孔易被外部异物堵塞的场所，应选用居一偶相应防护措施且不影响细水雾喷放效果的喷头。

2）对于电子数据处理机房、通信机房的地板夹层，宜选择适用于低矮空间的喷头。

3）对于闭式系统，应选用响应时间指数不大于50（m·s）0.5的喷头。

4）对于腐蚀性环境应选用采用防腐材料或具有防腐镀层的喷头。

5）对于电气火灾危险场所的细水雾系统不宜采用撞击雾化型细水雾喷头。

3.喷头的布置要求

1）闭式系统喷头布置要求

①喷头的布置应能保证细水雾均匀并完全覆盖保护区域。

②喷头与墙壁的距离不应大于喷头最大布置间距的1/2。

③喷头的感温组件与顶棚或梁底的距离不宜小于75mm，并不宜大于150mm。

④喷头与其他遮挡物的距离应保证遮挡物不影响喷头正常喷放细水雾，当无法避免时，应采取补偿措施；场所内设置吊顶时，喷头可贴邻吊顶布置。

2）开式系统喷头布置要求

开式系统的喷头布置与闭式系统喷头的布置要求相同，但对于电缆隧道或夹层，喷头宜布置在电缆隧道或夹层的上部，并应能使细水雾完全覆盖整个电缆或点看桥架。

3）局部应用方式的开式系统喷头布置要求

①喷头布置应能保证细水雾完全包容或覆盖保护对象或部位，与保护对象的距离不宜小于0.5m。

②用于保护室内油浸变压器时，变压器安装高度超过4m的，喷头宜分层布置。

③冷却器距变压器本体超过0.7m的，应在其间隙内增设喷头。

④喷头不应直接对准高压进线套管。

⑤变压器下方设置集油坑的，喷头布置应能使细水雾完全覆盖集油坑。

4.喷头与无绝缘带带电设备的间距

1）额定电压等级110＜V≦220kV，最小距离2.2m。

2）额定电压等级35＜V≦110kV，最小距离1.1m。

3）额定电压等级V≦35kV，最小距离0.5m。

5.喷头备品

数量不应小于相同型号规格喷头实际设计使用总数的1%，且分别不应少于5只。

（三）控制阀组

1.控制阀的选择

1）雨淋阀

中、低压细水雾灭火系统的控制阀可采用雨淋阀。

2）分配阀

高压细水雾弥多系统的控制阀组通常采用分配阀，它类似于气体灭火系统的中的选择阀，但它不仅具备选择阀的功能，而且具有启动系统和关闭系统的双重功能。

2.控制阀的设置

1）开式系统应按防护区设置分区控制阀，且宜在分区控制阀上或阀后邻近位置设置泄放试验阀。

2）闭式系统应按楼层或防火分区设置分区控制阀，且应为带开关锁定或开关指示的阀组。

3.动作信号反馈装置

1）分区控制阀上宜设置系统动作信号反馈装置。

2）分区控制阀上无系统动作信号反馈装置时，应在分区控制阀后的配水干管上设置系统动作信号反馈装置。

（四）过滤装置

1.在储水箱进水口以及出水口活控制阀前应设置过滤器。

2.系统控制阀组前的管道应就近设过滤器。

3.当细水雾喷头无滤网时，雨淋控制阀组后应设过滤器。

4.最大的过滤器过滤等级或目数应保证不大于喷头最小过流尺寸的80%。

5.每一个细水雾喷头的供水侧应设一个喷头过滤网（喷口最小过流尺寸大于1.2mm的多喷嘴喷头或最小过流尺寸大于2mm的单喷嘴喷头可不设喷头过滤网）。

6.管道过滤器尺寸应根据系统的最大过流流量和工作压力确定。

7.管道过滤器应具有防锈功能。

（五）试水阀、泄水阀和排气阀

1.试水阀

细水雾灭火系统的闭式系统应在每个分区阀后管网的最不利点处设置试水阀，设置要求与自动喷水灭火系统相同，并应符合：

1）试水阀前应设置压力表。

2）试水阀出口的流量系数应与一只喷头的流量系数等效。

3）试水阀的接口大小应与管网末端的管道一致。

细水雾灭火系统的开式系统应在分区控制阀上或阀后邻居位置设置泄放试验阀。

2.泄水阀

应在管网最低点处设置泄水阀，有多个最低点处，根据管网情况设置多个泄水阀。

3.排气阀

闭式系统的最高点处宜设置手动排气阀，在系统管网充满水形成准工作状态时使用。

（六）系统管网

1.管道应采用冷拔法制造的奥氏体不锈钢钢管或其他耐腐蚀和耐压性相当的金属管道。

2.系统管道连接件的材质应与管道相同。

3.系统管道宜采用专用接头或法兰连接，也可采用氩弧焊焊接。

4.系统管道和管道附件的公称压力不应小于系统的最大工作压力。

5.泵组式系统，水泵吸水口至储水箱之间的管道、管道附件、阀门的公称压力不应小于1MPa。

6.全淹没应用方式的开式系统，管网宜均衡布置。

7.对于油浸变压器保护对象，系统管道不宜横跨变压器的顶部，且不应影响设备的正常操作。

8.设置在右爆炸危险环境中的细水雾灭火系统，其管网和组件应采取可靠的静电导除措施。

9.系统管道应采用防晃金属支、吊架固定在建筑构件上，间距应符合：

①管道外径≦16mm，最大间距1.5m。

②管道外径为20mm，最大间距1.8m。

③管道外径为24mm，最大间距2m。

④管道外径为28mm，最大间距2.2m。

⑤管道外径为32mm，最大间距2.5m。

⑥管道外径为40mm，最大间距2.8m。

⑦管道外径为48mm，最大间距2.8m。

⑧管道外径为60mm，最大间距3.2m。

⑨管道外径≧76面膜，最大间距3.8m。