大跨度廠房火災撲救中水霧滅火技術的應用

廖時平 安國帥

摘要：研究了大跨度廠房火災撲救中的水霧滅火技術的應用。通過對現有滅火技術的分析，發現傳統方法在此環境下存在局限性，因此引入了水霧滅火技術，并深入研究了其原理、特點和應用。研究結果顯示，水霧滅火技術在大跨度廠房火災撲救中具有顯著優勢，包括高效滅火、降低煙霧濃度、減少水損和提高安全性等。此外，還探討了水霧滅火技術的實施要點和注意事項。綜合而言，水霧滅火技術在大跨度廠房火災撲救中有廣泛的應用前景，對提升滅火效果和保障撲救安全具有積極作用。

關鍵詞：大跨度廠房；火災特點；水霧滅火

近年來，隨著工業化的不斷推進，大跨度廠房在工業生產中得到廣泛應用，但同時也面臨著火災撲救難的巨大挑戰。由于大跨度廠房空間廣闊，結構復雜，火災發生后煙霧濃密，通風條件差，傳統的滅火手段難以有效撲滅火源，導致火災蔓延迅速，給人員安全和財產安全造成嚴重威脅[1]。在這一背景下，水霧滅火作為一種新型滅火手段，由于其具有高效、環保、經濟等優勢，在大跨度廠房火災撲救中引起了廣泛關注[2]。水霧滅火技術將水以微細水滴或水霧的形式噴灑到火災現場，能夠迅速吸收燃燒過程中釋放的熱量，降低火源溫度，抑制火勢發展，并產生大量蒸汽，從而實現滅火效果[3]。

盡管水霧滅火技術在大跨度廠房火災撲救中具有廣泛應用前景，但目前尚存在許多技術和應用問題需要研究和解決。例如，水霧滅火技術在大跨度廠房火災撲救中的最佳應用條件、最優噴灑參數、水霧顆粒大小對滅火效果的影響等尚缺乏系統和深入的研究。因此，本文旨在對大跨度廠房火災撲救中水霧滅火技術進行研究，探討其在滅火過程中的機理、優勢和應用問題，并為今后的實際應用提供科學依據和技術支持。

1 水霧滅火技術概述

水霧是指水流在一定工作壓力下通過特定噴嘴后形成的水微粒。國際上普遍接受NFPA750標準定義——在最小工作壓力下，距離噴嘴1m處的平面上，霧滴累積體積分布滿足Dv0.99＜1000μm的水霧。細水霧粒徑通常遠小于1000μm，我國標準將細水霧定義為Dv0.50＜200μm，Dv0.99＜400μm的水霧。

1.1? 水霧的滅火機理

水霧滅火是一種常見的滅火方法，通過將水轉化成細小的水霧顆粒，將火源周圍的熱能吸收并冷卻，削減火源的溫度，從而達到滅火的效果。水霧滅火機理主要包括冷卻作用、隔離作用和滅煙作用3個方面：

冷卻作用是水霧滅火的主要機理之一。水霧中的水顆粒在噴射時能夠吸收大量的熱能，通過蒸發和汽化過程，將火源周圍的熱能吸收并消耗，從而使火源的溫度降低，通常1kg水從0℃開始升溫至100℃汽化需要吸收2675kJ熱量，從而迅速將火源周圍的溫度降低[4]。當水霧顆粒接觸到火源表面時，會吸收熱量將水蒸發成水蒸氣，從而吸收熱能并將其帶走。此過程中，水霧顆粒迅速從液態轉變為氣態，釋放出大量的熱能，有效地降低了火源的溫度，使火勢得以抑制。

隔離作用也是水霧滅火的重要機理之一。水霧在噴射時能夠形成一層水膜，覆蓋在火源表面，形成一個隔離層，阻止了空氣和火源之間的接觸，從而削減了火源與周圍空氣的供氧。這樣一來，火源無法獲取足夠的氧氣，燃燒反應受到限制，火勢減弱甚至熄滅。此外，水霧還可以阻擋火源釋放的有害氣體和煙霧，降低火災現場的煙霧濃度，為滅火和人員疏散提供更好的條件。

水霧滅火還通過滅煙作用來降低火災現場的煙霧濃度。火災中產生的大量煙霧不僅對人體健康造成威脅，還可能導致能見度降低，加劇火災的蔓延。水霧滅火通過將水霧顆粒直接噴射到火災現場，與煙霧顆粒發生碰撞，使其迅速沉降，從而降低煙霧的濃度，改善火災現場的能見度，有助于人員疏散和滅火作業的進行。

1.2? 水霧滅火優點

水霧滅火是一種通過將水霧噴灑到火源或燃燒區域，從而降低火源溫度、抑制火源燃燒并滅火的先進滅火技術。相較于傳統的滅火方式，水霧滅火具有多個優點，包括高效滅火、高度安全性、適用性廣泛、可控性強和無殘留清潔等。

水霧滅火具有高效的特點。水霧顆粒較小，通常在10μm至1000μm之間，相比傳統的水滴滅火方式，水霧顆粒更加細小，能夠迅速蒸發并吸收燃燒過程中產生的熱量。水霧滅火時，水霧顆粒能夠有效地降低火源溫度，從而控制火勢并迅速滅火。此外，水霧滅火還能夠通過窒息效應，阻斷火源與周圍空氣之間的氧氣供應，從而進一步抑制火源燃燒，提高滅火效果。

水霧滅火具有高度安全性。水霧的顆粒較小，不會對人體造成明顯的燙傷風險。相比傳統的水滴滅火方式，水霧滅火對人體的熱輻射和煙霧產生的危害較小，可以有效地保護救援人員和被困人員的安全。此外，水霧滅火不會產生有毒氣體、有害化學物質等，對人體和環境沒有污染風險，符合環保和健康的要求。

水霧滅火具有廣泛的適用性。水霧滅火不僅適用于固體火源，如紙張、木材、布料等，還適用于液體火源，如油類、汽油、酒精等，以及氣體火源，如天然氣、液化氣等。無論是家居、商業還是工業場所，無論是室內還是室外，水霧滅火都具有廣泛的適用性。同時，水霧滅火也適用于電氣設備火災，因為水霧顆粒較小，不會導致電氣設備的短路或損壞，能夠有效地保護貴重的設備。

水霧滅火具有可控性強的特點。水霧滅火系統可以通過調整噴霧角度、噴霧量和噴霧壓力等參數來實現對滅火過程的精確控制。這使得水霧滅火可以根據火源的大小、位置和火勢的變化進行靈活調整，從而提高滅火效果，減少滅火時的水損和二次污染。此外，水霧滅火系統還可以與火災報警系統、自動滅火系統等聯動，實現自動化滅火，降低人員風險，提高滅火效率。

2 水霧滅火系統的設計和應用范圍

2.1? 水霧滅火系統的組成

水霧滅火的主要組成包括水源、水泵、水霧噴頭、控制系統、管道網絡和監控報警系統，如圖1所示。

水霧滅火系統通常需要可靠的水源，如城市自來水、專用水箱或消防水泵。水源應具有足夠的供水能力，以滿足滅火系統的需要，并在火災發生時保持穩定的水壓。

水泵是水霧滅火系統的核心組件之一，負責將水從水源抽送到滅火系統中。水泵通常由電動或柴油發動機驅動，其型號和容量應根據滅火系統的需求和設計參數進行選擇。水泵應具有足夠的抽水能力和壓力，以確保在滅火時能夠提供足夠的水霧噴射。

水霧噴頭或噴嘴是水霧滅火系統的關鍵組件，用于將水從水泵噴灑出來，形成細小的水滴，從而形成水霧。水霧噴頭通常安裝在火災可能發生的區域，例如天花板、墻壁或地面上。水霧噴頭的設計和布置應根據火災風險、空間布局和滅火效果要求等因素進行合理選擇。

控制系統用于監測火災并觸發水霧滅火系統的啟動。控制系統可以采用多種方式，如火災探測器、溫度傳感器、煙霧傳感器等，感知到火災信號后自動啟動水霧滅火系統。控制系統還可以包括手動啟動和停止按鈕，以便操作員能夠手動控制滅火系統的操作。控制系統應具有可靠的性能，能夠迅速識別火災信號并準確啟動滅火系統。

管道網絡是水霧滅火系統中的管道系統，用于傳輸水從水源到噴頭/噴嘴。管道網絡通常由耐火材料制成，以抵抗火災的高溫和壓力。管道的布置和連接應符合設計和安裝標準，以確保水霧噴頭能夠在火災發生時迅速且均勻地噴灑水霧，從而實現滅火效果。

水霧滅火系統可能需要配備監控和報警系統，用于監測系統的運行狀態和火災情況。監控系統可以包括水壓監測、水流監測、溫度監測等傳感器，用于實時監測系統的工作狀態。報警系統可以包括聲光報警器、聯動控制器等，用于在系統故障或火災發生時發出警報，以便及時采取措施處理。

2.2? 水霧滅火系統應用范圍

一是商業和辦公建筑，如辦公樓、商場、酒店等，用于滅火和防火，保護人員和財產安全。

二是工業和制造業，如生產車間、工廠、倉庫等，可以用于控制火災風險，減少生產中的火災事故。

三是船舶和航空航天領域，如船舶、飛機、火箭等，可以用于滅火和防火，保護船舶、飛機或火箭的設備和乘員安全。

四是住宅建筑，如公寓、酒店、別墅等，可以用于滅火和防火，保護居民和財產安全。

五是特殊環境，如博物館、圖書館、文化遺產保護區等，可以用于滅火和防火，保護文物和珍貴文化遺產。

需要注意不適用范圍有：遇水能發生劇烈反應或產生大量有害物質的活潑金屬及其化合物火災，如活潑金屬，鋰、鈉、鉀、鎂、鈦、鋯、鈾、钚等；金屬醇鹽，如甲醇鈉等；可燃氣體火災，包括液化天然氣等低溫液化氣體的火災。

3 大跨度廠房火災概述

3.1? 大跨度廠房基本特點

大跨度廠房是指橫跨較大空間范圍的廠房，如大型工業廠房、倉儲設施、物流中心等。由于其建筑結構和使用特點的復雜性，大跨度廠房的消防安全具有以下特點：

一是跨度大、空間復雜。大跨度廠房通常擁有廣闊的空間和寬大的跨度，這意味著火災蔓延速度快，火勢較大，煙霧生成量較大，煙霧擴散速度快。同時，廠房內部可能存在多層、復雜的建筑結構，如高架貨架、隔斷等，增加了火災撲滅和人員疏散的難度。

二是物資儲存量大。大跨度廠房通常用于儲存大量的物資，如原材料、半成品、成品等，這些物資可能包含易燃、易爆、有毒等危險品，一旦發生火災，可能引發嚴重的爆炸、毒煙等危險情況，增加了火災撲滅和處理的難度。

三是作業活動復雜。大跨度廠房通常涉及多種作業活動，如生產、加工、裝卸、搬運等，涉及多種設備、機械和人員，這增加了火災發生的概率，并且可能給撲滅火災和人員疏散帶來一定的困難。

四是消防設施分布復雜。大跨度廠房通常需要布置復雜的消防設施，如滅火系統、疏散通道、煙霧排煙系統等，這些設施的分布和設置需要充分考慮廠房的特點和使用需求，確保其在火災發生時能夠發揮有效的作用。

3.2? 大跨度廠房發生火災的特點

大跨度廠房火災是指在跨度較大的工業廠房中發生的火災事故。由于這種類型的建筑結構通常具有較大的空間和跨度，因此在發生火災時，具有一些特點：

一是空間廣闊、隔離性差。大跨度廠房通常具有廣闊的內部空間，例如大型工廠、倉庫、物流中心等。這種特點使得火災在廠房內的蔓延速度較快，火勢可能迅速擴大。同時，大跨度廠房通常采用大面積的空間布局，隔離性較差，火災可能很快從一處蔓延到其他區域，導致火勢失控，增加了撲滅火災的難度。

二是設備設施復雜、危險性大。大跨度廠房通常涉及復雜的生產設備和工藝系統，例如大型機械、電氣設備、油氣管道等。這些設備和工藝系統可能涉及高溫、高壓、高能源等特點，一旦發生火災，可能引發爆炸、泄漏等嚴重后果，增加了火災撲滅難度和危險性。同時，大跨度廠房通常存在大量儲存的物資和原材料，如燃油、化學品等，一旦起火可能引發更嚴重的災害。

三是疏散困難。大跨度廠房通常人員密集，大量工作人員在其中工作和生活。一旦發生火災，由于廠房內部空間較大，可能導致火災煙霧濃度較高，能見度降低，疏散通道受阻等情況，使得員工疏散困難，增加了人員傷亡的風險。此外，大跨度廠房可能存在高空作業，如吊裝、堆垛等，高空人員疏散更加復雜和危險。

四是消防資源有限。大跨度廠房通常面積較大，消防資源有限，如滅火器等消防設備數量可能不足，無法迅速控制火勢。同時，大跨度廠房通常位于位置較偏僻、地形較復雜的工業區域，可能存在消防通道較窄、道路擁堵等，影響消防車輛的進入和滅火救援的效果。

4 水霧滅火在大跨度廠房火災撲救中的應用

4.1? 水霧滅火在大跨度廠房火災撲救中的優勢

水霧滅火通過將水以微小水滴或水霧的形式噴灑到火源和火災周圍的空氣中，從而抑制火勢并撲滅火源。在大跨度廠房火災撲救中，水霧滅火具有許多優勢，可以總結為以下幾點：

一是高效撲滅火源。水霧滅火可以快速將水霧噴灑到火源周圍的空氣中，形成大量的水霧顆粒。這些水霧顆粒可以迅速吸收熱能，冷卻火源，降低火源溫度，從而抑制火勢的發展，實現快速撲滅火源的效果。尤其是在大跨度廠房內，火勢通常較大，水霧滅火能夠快速形成覆蓋面積廣、冷卻效果好的水霧，有效撲滅火源，阻止火勢蔓延。

二是安全環保。水霧滅火相比傳統的滅火方法，如干粉滅火劑或二氧化碳滅火劑，具有更高的安全性和環保性。水霧是一種環保的滅火介質，不會對環境和人體產生污染，不會產生有毒氣體，不會對人體呼吸系統造成危害。同時，水霧滅火也不會對物資造成二次損害，干粉滅火劑可能對設備和物品產生腐蝕性或導電性。因此，水霧滅火在大跨度廠房內使用時，既能夠高效撲滅火源，又能夠保護環境和人員的安全。

三是蒸發冷卻效應。水霧滅火在噴灑到火災現場后，由于水滴或水霧顆粒非常小，它們可以迅速蒸發，從而吸收大量的熱能并降低周圍空氣溫度。這種蒸發冷卻效應有助于形成一個濕潤的火災現場環境，從而減少火災蔓延的風險。特別是在大跨度廠房內，通常有大量易燃物質，火勢容易蔓延迅速，水霧滅火通過蒸發冷卻效應，可以迅速控制火勢，防止火災蔓延。

四是節省水資源。水霧滅火相比傳統的噴水滅火使用較少的水量。由于水霧滅火通過將水分散成小水滴，增加了水與空氣接觸的表面積，提高了水的利用效率。這可以減少滅火過程中使用的水量，從而節省水資源。

五是降低滅火后的清理成本。傳統的噴水滅火可能會導致滅火后出現大量的水漬和污泥，需要進行清理，增加了清理成本。而水霧滅火產生的霧狀水滴較小，更易蒸發和揮發，滅火后留下的水漬較少，減少了清理成本。減少滅火造成的損害。傳統的噴水滅火可能會導致水對滅火現場和周圍設備、物品等造成損害，增加了滅火后的修復和維護成本。而水霧滅火由于使用霧狀水滴，對滅火現場和周圍環境的損害較小，從而減少了滅火造成的損害和相應的修復成本。

4.2? 水霧滅火在大跨度廠房火災撲救中存在的挑戰

水霧滅火作為一種滅火技術，具有廣泛的應用場景，尤其在大跨度廠房火災撲救中，其滅火效果顯著[5]。然而，在實際應用中，水霧滅火還面臨一些挑戰，包括水霧在復雜空間中的分布、水霧對電氣設備的影響以及水霧滅火設備的布局等方面。首先，水霧在復雜空間中的分布是一個重要的挑戰。大跨度廠房往往存在復雜的空間結構，例如高架平臺、管道、設備等，這可能導致水霧在空間中的分布不均勻。水霧粒子在空氣中受到空氣流動、溫度和濕度等多種因素的影響，可能導致水霧在空間中無法充分擴散和覆蓋火源區域，從而影響滅火效果。因此，在大跨度廠房中使用水霧滅火技術時，需要充分考慮空間結構，合理選擇水霧噴灑位置和角度，以確保水霧在火災現場中能夠均勻分布，充分接觸火源，發揮最佳滅火作用。其次，水霧對電氣設備的影響也是一個需要注意的問題。大跨度廠房中通常存在大量的電氣設備，例如電纜、電氣控制柜等，這些設備對生產過程至關重要。水霧滅火過程中，水霧顆粒可能會沉積在電氣設備表面，導致電氣設備短路、漏電等故障，甚至可能引發二次事故。因此，滅火時需要特別注意避免水霧直接噴灑到電氣設備上，可以采用遮擋、護罩等方式，保護電氣設備免受水霧影響。最后，水霧滅火設備的布局也是一個關鍵挑戰。大跨度廠房通常面積較大，布局復雜，需要合理安排水霧滅火設備的位置和數量。如果設備布局不當，可能導致火源區域無法及時覆蓋或者存在死角，從而影響滅火效果。因此，在水霧滅火系統的設計和布局中，需要充分考慮廠房的實際情況，合理選擇設備的數量、位置和噴灑參數，以最大限度提高滅火效果。

此外，還需要考慮水霧滅火系統的水源和水壓供應。大跨度廠房通常需要大量的水源來支持滅火操作，因此需要保證足夠的水源供應，如消防水池、水泵等，并保持足夠的水壓，確保水霧滅火系統在滅火過程中能夠持續穩定地供應足夠的水霧。同時，需要合理規劃水源和水壓的布局，確保系統的水霧噴灑能夠覆蓋到火源區域，避免死角。

5 結語

本文對大跨度廠房火災撲救中的水霧滅火技術進行了研究。研究結果表明，水霧滅火技術在大跨度廠房火災撲救中具有顯著的優勢，包括高效滅火、降低煙霧濃度、減少水損、提高安全性等。與傳統滅火方法相比，水霧滅火技術能夠迅速控制火源，減少火勢蔓延的風險，并對人員和設備造成的損失較小。此外，本文還總結了水霧滅火技術的實施要點和注意事項，為實際撲救工作提供參考。水霧滅火技術在大跨度廠房火災撲救中具有廣泛的應用前景，對提升滅火效果和保障撲救安全性具有積極作用。

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Application of water mist fire extinguishing technology in large-span workshop fire fighting

Liao Shiping， An Guoshuai

（Jiaxing Municipal Fire and Rescue Brigade， Zhejiang Jiaxing 314000）

Abstract： The application of water mist fire extinguishing technology in large-span workshop fire fighting is studied. Through the analysis of the existing fire extinguishing technology， it is found that the traditional method has limitations in this environment， so water mist fire extinguishing technology is introduced， and its principle， characteristics and application are deeply studied. The research results show that water mist fire extinguishing technology has significant advantages in large-span workshop fire fighting， including efficient fire extinguishing， reducing smoke concentration， reducing water loss and improving safety. In addition， the implementation points and precautions of water mist fire extinguishing technology are also discussed. In general， water mist fire extinguishing technology has a wide range of application prospects in large-span workshop fire fighting， and it has a positive effect on improving fire extinguishing effects and ensuring fire safety.

Keywords： large-span workshop; fire characteristic; water mist fire extinguishing