细水雾灭火系统在地铁环境中的应用优势

摘 要 ：文章通过对地铁火灾特殊性的分析，探讨了细水雾灭火系统应用于地铁环境的重要意义，并提出在地铁环境内，高压细水雾灭火系统有着无可替代的优势，进一步推广应用具有较大商业价值和实用价值。

关键词 ：地铁火灾 ；细水雾灭火系统 ；地铁环境 ；气体灭火设备

 

      随着城市的经济发展和集中居住人口的增多，地铁以它短时间内运载超大客流的特殊能力，日渐成为大型城市交通出行的重要组成部分。城市轨道系统具有高速高效节能等优点的同时，由于其地下隧道及车站等设施的空间狭小，一旦发生火灾时，难发现、难施救，已经成为21世纪消防界所面临的重要课题。

 

一、地铁火灾的特殊性

      地铁是目前世界上公认的，能够最有效的解决大型城市出行问题的最为便捷、经济、高效的交通工具。目前，地铁最为现代化城市建设的市政基础设施之一和交通系统的骨干，已经成为各大中型城市的市政建设新热点。随着地铁的迅速发展，地铁的各种灾害问题越来越引起大家的关注。在城市轨道交通系统所发生的灾害中，火灾所占的比例最高，能达到30%以上。

      由于城市土地面积的可贵，地下铁道系统的主题结构是通过挖掘获得的地下空间，在隧道的建筑结构外围是土壤和岩石，造成了隧道里只有内部空间，没有外部空间，所有的隧道和车站都仅有与地面连接的通道成为空气交换的窗口。

      一旦在隧道发生火灾时，由于隧道结构的相对封闭性，根本无法补充大量的新鲜空气，大火的燃烧会导致隧道内空气中的含氧量急剧下降，当含氧量下降到一定程度时，会造成火灾现场的乘客四肢无力，迷失方向，失去逃生能力。而当火焰燃烧时，地铁列车内部的车座，地板及车内的装饰性材料，会产生大量有毒的气体和烟雾，不仅降低了隧道内的能见度，同时对逃跑的人群有极大的毒害作用，严重时，能直接造成人员的窒息。

      另一方面，当隧道内一处发生火灾，外部无法直观的观察到着火具体位置，火场的燃烧情况，烟气也会阻碍火情的监控。且地铁站的出入口又是空气烟气的排出通道，火灾发生时大量的烟气充斥出入口，消防人员难以进入，而进入火场后现场人员与地面的指挥人员又难以联络，这些因素都大大给地铁隧道内的火灾扑救工作增加了难度。

 

二、南京地铁内使用的气体灭火设备

      现今地铁环境中最常见的灭火装置大多为采用水喷淋和气体灭火保护。其中，水喷淋主要安装在地下商业区部分，而对于运营保障最为关键的设备区，都采用了气体灭火防护。

      气体灭火系统的控制部分采用了美国爱德华系统技术公司（现为美国通用电气GE集团）EST3系列产品，而气灭药剂方面，一号线及一号线南延线是使用的南京消防器材股份有限公司生产的七氟丙烷HFC-227ea气体，七氟丙烷是一种无色、无味、不导电、无二次污染的气体，在一定的压强(4.2MPa)下呈液态储存——储气钢瓶统一存放在气瓶间内。

      南京地铁二号线的气灭系统使用的是美国安素(ANSUL)的上海公司生产的ig541烟烙尽（由体积百分比为52%的氮气（N₂）、40%的氩气（Ar）、8%的二氧化碳（CO₂）配制而成的混合气体，简称IG-541）

 

三、细水雾灭火系统

      细水雾是指使用特殊的喷嘴，通过高压力喷射，产生的细小水微粒（英文：water mist）。细水雾是近几十年新兴起的灭火方法，在消防方面主要用于对工作环境要去较高的精密设备等，而由于如今对于环保问题的日渐重视，各种卤代烷灭火剂渐渐开始被无毒无污染的细水雾淘汰，而细水雾作为灭火剂对于环境的潜在优势使其应用范围在不断的拓展。

      在NFPA 750环境中，细水雾的定义是：在最小设计工作压力下、距喷嘴1米处的平面上，测得水雾最粗部分的水微粒直径Dv0.99不大于1000μ。

      细水雾灭火的机理包括：降温，窒息，隔断热辐射。由于细水雾是由直径很小的水滴组成，多以相对与同样体积的水，细水雾的表面积很大，具有非常强的热交换能力，可以使火场的温度迅速的下降，破坏火焰燃烧的温度条件。在灭火的同时，细小的水滴吸收了大量的热量迅速汽化，使其体积膨胀可以达到原来体积的1700多倍，从而大大降低了空气中的氧气浓度，阻止了火焰燃烧的氧化反应条件，起到了窒息的作用。

      细水雾在冷却、窒息和隔绝热辐射的三重作用下达到灭火的作用，它在灭火的过程中具有水喷淋和气体灭火的双重作用和优点，既有水喷淋系统的冷却作用，又有气体灭火系统的窒息作用，所以灭火效率高，可靠性好，且无污染，具有很高的推广意义。

      相对于七氟丙烷和烟洛尽药剂灭火， 细水雾灭火系统由于用最为常见的水做为灭火剂，有以下几个主要优点：

      1．灭火用水取用方便、价格低廉，一般情况下，1次灭火用水量大约0.6～1.5m³，而其它气体灭火剂需要专业厂家的生产、采购，价格昂贵。细水雾系统再灭火后，如果发生反复火灾可以马上再次使用，而药剂是储存在钢瓶中，在灭火后需要重新填充，很难立刻再次投入使用。

      2．环境保护方面的影响比较。七氟丙烷为卤代烷替代物，灭火过程中产生的分解物是弱酸性气体，排放到大气中会造成环境影响，产生温室效应。虽然惰性气体由大气中自然存在的气体组成，无毒、无腐蚀性分解物产生，但是火灾时产生的烟气会对环境产生影响。细水雾灭火技术作以水为灭火剂，对人体无毒无害和对环境没有污染物排放，另外还具有清洗烟雾中有毒成分及降尘的功能，有利于人员逃生。

      另外，细水雾系统相对于气体灭火系统，使用的环境要求更低，维护更加方便，对维护人员的要求也比较底，费用低廉，一旦发生误喷等情况，损失的费用也相对较低，可以较快的恢复使用。