介绍地铁消防系统现有的应用技术，讨论细水雾灭火系统的分类、组成及特点。阐述高压细水雾灭火系统在地铁建设及运营上的应用———该系统通过极短时间内降低火场氧气浓度而使火焰缺氧熄灭，并且保证人体生命供氧的最低需求，在降低火场温度和烟气密度的同时，有效提高火场人员的生存几率。对细水雾系统与气体灭火系统进行经济比较，并分析其应用中存在的问题。实践表明，细水雾系统对于保证人员生命安全及降低物质损失具有重要的现实意义，特别适合应用于地铁这类地下大空间及对于人员疏散及时性要求较高的场所。
    关键词：高压细水雾系统；地铁；消防；灭火；大空间

    1地铁消防系统现状

    地铁车站设计气体灭火系统的范围主要包括地铁车站设备管理用房中的跟随式降压变电所、屏蔽门控制室(如有)、通信电源设备室、通信设备室、信号设备室、信号电池室、综合监控设备室、0．4kV开关柜室、35kV开关柜室、整流变压器室、直流开关柜室、控制室及区间跟随所等，以采用对人体无毒副作用的IG541气体灭火系统为主。因各地的审核意见不同，对于车控室有设或不设气体灭火系统的区别。在车站站台站厅，主要设计消防栓灭火系统加标准ABC干粉灭火器进行消防保护。在控制中心大面积区域和部分上盖物业，主要采用消防喷淋灭火系统和消火栓灭火系统，部分控制房间采用IG541气体灭火系统。

    2细水雾灭火系统

    细水雾灭火系统是一种固定式灭火系统，它利用纯水作为灭火介质，采用特殊构件构造，通过特定工作压力下的螺旋碰击，产生极细雾滴微粒，并喷放到灭火场所。

    2．1细水雾灭火机理

    1)通过极细雾滴，在火场中受热气化完成1700倍体积膨胀，排挤空气中的氧气，达到燃烧所需要的最低氧气浓度，但不低于12%，因而不会影响人体的最低供氧需要。

    2)通过极细雾滴喷放到火场气化，大量吸收热量，从而降低火场温度，减少火场热辐射，便于扑救灭火。

    3)通过持续喷放到火场中的雾滴，吸附火场烟雾颗粒，降低烟气浓度，降低烟气对人员和设备的损害。

    2．2细水雾定义范围

    在喷头最小工作压力下进行喷放，在距喷头1m的垂直距离范围内，雾滴微粒粒径Dv0．99(指99%)小于400μm，且Dv0.50小于200μm的水雾。

    2．3细水雾系统分类

    细水雾系统分低压、中压、高压细水雾灭火系统:低压系统工作压力为1．2～3．4MPa，中压系统工作压力为3．4～10MPa，高压系统工作压力为10MPa以上。

    2．4细水雾系统组成

    细水雾灭火系统主要由一个或多个细水雾喷头、供水管网、加压供水设备及相关的控制装置组成(见图1)。因系统设计的不同要求和对喷头的不同选择，又分为开式和闭式系统，分别采用开式和闭式喷头应用于具体的灭火区域。开式系统在备用状态下无压，管路及喷头与大气连通，在启用状态下加压送水灭火；闭式系统在备用状态下管路及喷头充压进水，在启用状态下喷头玻璃泡破裂加压洒水灭火。在闭式系统中，还需要设置稳压装置，保证管道维持一定的压力，以保证灭火的及时性。

细水雾系统组成

    3在地铁项目中的应用价值

    在地铁消防系统中，主要应用高压细水雾系统，因为其灭火介质为水，在电气类火灾正常高压灭火的情况下，选用开式喷头的流量通常为4．5L/min，单个保护范围为15m2。假设试验验证过程从开始喷放到灭火完毕持续时间为7min，其中2min之内油盘火焰绝对熄灭，若10min持续供给喷放则保证不复燃。如果正常保护面积为200m2，则一次系统灭火用水量(在完全不补水的情况下)不超过0．81t，而且还可以通过进水管道随时供给，灭火介质的成本非常低廉。用水量相对喷淋及消火栓系统来说非常少，所以通常采用1．5t的固定水箱存水就可以满足灭火的要求，不需要大容积水池，供水条件满足单路供水即可。在地铁车站要求两路供水条件的情况下，不存在供水不足的问题。

    水箱和泵组采用集成壳块形式，壳块占地面积通常控制在4m2的范围内，加上维护检修空间不超过8m2，相对于地铁车站采用气体灭火系统动辄就是30m2而言，大大节约了设备用房空间，极大降低了工程成本造价。细水雾系统采用管道因用水量关系，主管不超过DN32，支管不超过DN20。对于地铁车站空间管线布设及综合管线来说，类同于综合监控管线的布设特点，灵活而不存在管线冲突，这对降低施工管线的布设难度有直接显著的效果。

    细水雾系统的一套机组可以满足多个防火分区同时灭火的要求，主要表现在:通过泵组加压，使水流到喷头喷放，一个区着火正在喷放，另一区继续着火时可以加区喷放，具有相同的灭火效果，极大提高了实际灭火的有效性。同时，对于地铁车站这样超过十几个分区的项目来说，可以采用一套高压细水雾灭火系统进行保护，而不必像气体灭火系统那样超过8个区就必须增加系统，不需要大量的钢瓶和相应的钢瓶间，降低土建工程成本。

    由于地铁站厅站台的构造原因，对设备区工作人员在火灾状况下的疏散提出很高要求。因设备区空间有限，走廊区为满足设备管理用房需要而进行压缩，使总体设备区疏散能力有限。虽然现在采用对人体正常合理设计的无害IG541气体灭火系统，但如果设备选型没有确定而无法考虑设备的占用空间，就只好用完全净空间来计算气体灭火剂用量，会造成设备安放后在火灾状况下烟气浓度超标对人体产生毒害，不能达到着火区域对人员的安全要求。但是，细水雾系统不存在烟气浓度过高而对人体有害的问题。经过大量实验，证明在复杂空间内极细雾滴具有强扩散性和穿透性，对于设备空间内的火灾有较好的扑灭效果。

    系统设备为成壳供应，设备及管道比较简单，除壳块内存在少数设备阀门外，沿线管路不设置任何阀门，这对运营维护简单方便。由于水质要求，在设计阶段考虑设置合适的过滤器，除此之外不需要更换任何设备。当系统动作后，复位简便，不需要更换任何元件，不存在固定的维护成本。通常所采用的泵组、阀门及管道接触水部件全部为不锈钢管材，使用年限达50年而不需要更换，符合地铁百年工程的设计要求。

    控制中心的控制大厅为地铁全线的指挥调度中心，有大量的电气设备，消防系统(如设置喷淋系统)的设计存在实际应用上的问题。如果采用喷淋系统，一旦发生火灾，在消防的同时，会造成全部电气元件损坏，也造成全线列车停运；如果不设置喷淋系统，就无法进行有效的自动保护，只能人员用灭火器来进行灭火，灭火效果和人员安全都无法保证。实际上，在此区域应用高压细水雾灭火系统比较好，不仅可形成自动的灭火系统，有效地保护人员和设备，而且在灭火过程中不会影响整个地铁的调度控制，不会造成一处着火、全线停运的情况，这对于保证地铁的安全具有重要意义。

    细水雾灭火系统与气体灭火系统的经济比较见表1。

两种灭火系统经济比较

    从以上对比可以看出，尽管在建设初期高压细水雾系统造价略高于IG541系统，但不论是初期的土建规模，还是后期的维护、更换瓶组，高压细水雾系统的整体运行成本都非常低，50年内只达到气体灭火系统运行成本的3%，经济效益明显。

    4应用存在问题分析

    国内细水雾系统目前只有十几个省市有地方设计规范，国家设计及验收规范正在修订，在系统设计及验收上存在执行标准不统一及验收无统一依据的问题。虽然可以参照美国NPFA750规范进行设计，但对于我国西部及西南部这些没有形成地方规范的地区来说，应用起来还存在一定困难。

    细水雾系统采用的灭火介质为水，这就存在整个系统的防锈要求。因消防系统的备用属性，如采用普通的碳钢镀锌钢管就不符合长期储水的要求，可考虑采用ss306不锈钢作为设备及管道的材质，但系统造价会提高。在系统设计时，需要考虑对泵组设备及管道管径设计的合理性，寻找在系统功能与造价的平衡。因此，这在一定方面限制了该系统的大范围应用。

    细水雾系统作为气体灭火系统的替代系统，在国外已大量使用，并形成了完备的设计验收标准和规范。但在国内，因系统生产厂家较少，应用工程范例较少，缺乏国家级的设计验收规范，所以对此系统的认识还停留在初级阶段，许多项目业主、管理者甚至设计人员对其应用于电气火灾的可行性还存在质疑。虽然已有大量的实际灭火试验验证了细水雾系统对于电气类火灾的有效性及对设备的无损害性，但实际采用还存在不确定性，这也制约了此系统在多个领域的应用。

    细水雾系统作为气体灭火系统的替代系统，在系统控制上完全一致，系统误喷也完全参照气体灭火系统设计，理论上能保证系统运行的可靠性。需要注意的是:在气体灭火系统中，采用气动开启钢瓶的可靠性要好于电动气动方式；而在细水雾系统中，则完全依靠开启电动泵来加压送水灭火。这就对细水雾系统的控制可靠性提出了更高的设计要求，包括对控制柜IP等级、对电机防潮防锈都需要特别注意。

    细水雾系统启动后的恢复相对比较简单，主要进行管路排水和系统状态恢复，包括电器控制状态恢复。还需要进行设备完好性检查，使保护区在消防过后的正常通风情况下，能很快恢复正常工作状态，不存在泄压和警示问题。要注意控制元件的外表面水渍处理，防止二次损坏。

    5结语

    细水雾灭火系统作为取代气体灭火系统的新兴消防系统，有着明显的应用前景和良好的技术经济优势，可以广泛应用于交通、电力、通信等多个领域，并能取得良好的经济和使用效益。在地铁应用中，对改善地铁整个消防体系，降低地铁建设和实际运营阶段的成本，满足施工技术要求和后期系统维护，保证整个地铁运行环境，都具有重要的实际意义。同样，在地铁地上建筑的使用中，也体现了保证地铁正常运营的极高价值。相信细水雾灭火系统会成为未来构建地铁消防系统的趋势，更好地保证地铁运营的安全。