民用建筑以水代气灭火的可行性探讨

　　目前，各种新型的灭火剂不断出现，令人目不暇接。然而，随着人类对生存的生态环境的要求越来越高，消防系统中的灭火剂究竟该如何选择?笔者认为，以水作灭火剂是最佳的选择!

1　当前气体灭火系统存在的问题

　　由于我国《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)规定：在大、中型电子计算机房、珍藏库、自备发电机房、贵重设备室等应设气体等自动灭火系统。因此，卤代烷、CO₂等气体灭火设备在高层民用建筑中得到广泛的应用。然而气体灭火的环境效应、有效性、经济性经常受到业内人士的质疑。
　　其一，曾经风靡一时的卤代烷灭火剂对臭氧层的严重破坏已经导致国际上对其的强制性禁用；大量使用CO₂所造成的全球气候的温室效应亦不容忽视，而且CO₂本身也有低度毒性；新推出的各种替代性气体灭火剂还不成熟，它们的环境效应尚待工程实践来检验。
　　其二，气体灭火的可靠性差，灭火效率远低于水，这已为国内外众多试验和工程实践所证实。气体灭火系统灭火时要求失火空间内灭火剂应达到一定的灭火浓度值，如果失火环境的密闭性不好，就会造成气体灭火动作的完全失败，而这一要求在建筑物经长期使用后很难得到保证；另外，在一栋建筑物里任何灭火药剂的预存储量都是有限的，一次性喷洒完毕后，很难做到快速补充，一旦余烬复燃，气体灭火系统将无能为力。因此据统计，各种气体灭火系统灭火的成功率低于50%。
　　其三，替代性气体灭火剂价格昂贵，而气体灭火系统动辄几十万的造价也令人望而却步。
　　出于上述原因，一时间气体灭火系统处于进退两难的尴尬境地。然而，与其大力投入人力、物力、资金来研究和检验新的气体灭火剂，我们何不再回头审视一下自然界中价廉物美、安全高效、无毒无害、最为环保的灭火剂——水呢?另外我们是否可以在自动喷水灭火系统的工作原理和设备工艺方面寻求突破，构造出一种即兼有气体灭火系统平时的安全性，又兼有自动喷水灭火系统灭火时高成功率双重优点的理想灭火系统来呢?

2　用水来代替气体灭火的可行性

　　人们采用气体而不采用水消防的理由一般基于以下两点：(1)带电运行着的电气或电子设备怕水浸；(2)自动喷水灭火系统存在有误动作的可能性，会给正常带电运行的电气或电子设备、珍贵资料和收藏造成不必要的损坏。
　　其实，在现代的技术条件下，对于上述两点已经有了较好的解决方案。在美国国家防火规范(NFPA75)中早已规定了应该在计算机机房和计算机区域内设置固定式自动洒水系统作为主要消防保护手段，该规范中写道：“……喷洒、溅湿或滴落在电子设备上的水迹可以轻易地去除。即使这些设备曾完全淹没在水中也可以修复。然而，在任何水浸损坏的个案中，及时采取补救措施是极其重要的。切断受影响设备的全部电源至关重要，即不可给任何浸水设备加电。”因此针对第一点，我们可以在灭火时，首先切断火灾范围内一切带电设备的供电电源，然后进行喷水灭火。对于不能马上切断电源的设备可以采用水喷雾灭火系统(例如我国“建规”和“高规”于1997年局部修订中规定：低层内多少规模的油浸电力变压器和高层建筑中燃气锅炉房、油浸变压器室和自备发电机房等可以采用水喷雾灭火系统)。另外，根据闭式喷头的操作原理，一般闭式喷水灭火系统的动作具有目标性，即只有在着火点附近的闭式喷头才会受热爆破喷水。而当火灾现场的温度已经足以启爆喷头时，在着火点周围约3m～4m范围内(大约是一个喷头喷水灭火的保护半径)的设备所受高温造成的损坏，已经与水浸损害无法比拟了。所以在火灾时，自动喷水系统对带电设备造成的水浸损害也是可以容忍、可以忽略的。
　　以图1的计算机房可能出现的火灾情况为例：图1(b)的情况最理想，爆破的喷头只是将失火废纸篓附近淋湿，没有影响到正在运行着的两台计算机；图1(c)的情况较严重，失火的1^#计算机引爆了附近的多只喷头，可以肯定1^#计算机这时已被火烧毁，无论它带电与否，都已与水浸损坏无关了。

图1

　　喷水灭火还有一个很宝贵的优点：能有效地冷却火场温度。这种效果正是我们为保护失火范围内贵重电气或电子设备所迫切需要的，因为大多数电器或电子设备在环境温度超过60℃时，就会完全损坏。水的这种特性是卤代烷气体不具备、CO₂气体的干冰效应也无法匹敌的。
　　针对第二点，这种担心是有理由的，因为火灾对受保护设备的火烧损坏可能十年、百年不遇；但由于传统的喷水灭火系统误喷而对受保护设备发生水浸损坏的情况，却随时都有可能发生。对此，我们可以采用干式系统，由温感探头控制电磁阀向管网供水。这样只有喷头爆破且温感探头动作时，系统才会喷水，达到防止误喷的目的。还可以选择与高质量、高灵敏度的火灾探测系统相结合，以达到早期报警的目的。例如，预作用系统中的单联锁、双联锁系统，由于在灭火喷水时间上有一定的延时，并且在火灾后自动关闭消防泵，可能会避免额外的火焚和水浸损失；并且，只有探测机构和自动洒水机构同时损坏时，才会导致意外洒水的情况出现，系统向洒水管误充水的机会也被限制到最低的程度。

3　理想灭火系统实现的可能性

　　整栋建筑物采用统一的灭火剂、根据建筑物不同部分的不同用途而对自喷消防系统稍加改变就能满足要求，是所有工程设计人员一直追求的目标。
　　我们可以以一栋下部有大型停车库的某综合楼为例，说明水消防系统的应用。由普通闭式自动喷水灭火系统稍加变化而得到具有不同功能的子系统的消防供水系统，如图2所示。

图2

　　(1)在地下车库这种油类灭火场所，可以采用在横管上加泡沫缸的办法，把自动喷水系统改变为自动清水泡沫系统，对失火汽车进行扑救；
　　(2)在变压器室和发电机房等高压电气设备场所，采用闭式水雾灭火系统，较之一般的开式水雾系统针对性更强，造成的水浸损失更小；
　　(3)在计算机房、资料室等忌水场所，采用自动循环灭火系统，闭式喷头自身必须爆开及可靠的电气控制为防止误喷上了双保险。
　　总之，以水代气在原理和技术上都是可行的。当务之急是完善有关设计规定和规范设计方法，使水这种高效、廉价、环保的灭火剂发挥更大作用。

作者单位：石　磊　深圳市友谊路芙蓉楼504号　518001　湖南省建筑设计院深圳分院
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参考文献

　1　郑大华. 新型灭火剂与灭火系统. 给水排水，1998，24(11)