一位极专业人士对地下综合管廊消防独到而经典的见解！

地下管廊电力舱消防灭火方式选择分析----浅谈超细干粉、超细水雾、气溶胶三种灭火方式在地下管廊电力舱使用的利弊

前        言

         综合管廊，即地下城市管道综合走廊。是在建造在城市地下将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体一个隧道空间，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

由于城市地下综合管廊内系统众多，敷设电信电缆管线、电力电缆管线、给水管线、热力管线、污雨水排水管线等。各工种管线组合在一起，容易发生干扰事故，特别是电力电缆管线，容易发生火灾。且如果发生火灾，外部干涉法灭火较为困难，如果不能及时灭火，将会造成很大的经济损失和社会影响。因此地下管廊消防灭火是管廊建设相关方高度重视的问题。

2015年5月22日，中华人民共和国住房和城乡建设部、国家质量监督检验检疫总局联合发布的《城市综合管廊工程技术规范》第7.1.9条规定：“干线综合管廊中容纳电力电缆的舱室，支线综合管廊中容纳6根以上电力电缆的舱室应设置自动灭火系统；其他容纳电力电缆的舱室宜设置自动灭火系统”。

超细水雾、超细干粉、气溶胶灭火方式对比分析

目前市场上的自动灭火装置有三种应用在综合管廊、电缆隧道里的灭火产品主要有：超细水喷雾、气溶胶、超细干粉等，下面就针对这三种灭火方式进行进行综合对比，希望能为大家决策提供帮助，也希望有相关人员共同对此问题与我们进行进一步沟通和讨论。

一、灭火性能对比

         考量灭火性能有两个重要指标：第一是灭火速度，第二是灭火浓度；这两个指标都取决于灭火方式。

灭火方式取决于灭火介质（灭火剂），灭火介质有固态、液态、气态及他们的混合物，也就是复合型灭火剂。不同类型的灭火剂其灭火方式（机理）也不同。

根据燃烧理论，灭火方式分为窒息、冷却、化学抑制和复合灭火方式。

窒息灭火又称隔离灭火，是阻止空气进入燃烧区域或用不燃烧物降低燃烧区域空气中的含氧量，使燃烧物得不到足够的氧气而熄灭火焰的灭火方法。常用的方法有：

常用的不燃物固体的干粉、泡沫，液体的有有雾状水，气体类的有氮气、水蒸汽、二氧化碳、等惰性气体等。由于气体的弥散性最好，能够最快速的起到隔绝空气窒息灭火的作用，所以在窒息灭火方面，气体的灭火速度是最快的，液体次之，固体最慢。当然实际应用中灭火速度还受制于灭火剂释放速度的影响。

冷却灭火就是将灭火剂直接喷射或弥散到燃烧物上，降低燃烧物的温度于燃点以下，使燃烧反应停止以达到灭火的目的。常用水和二氧化碳作灭火剂冷却降温灭火，灭火剂在灭火过程中不参与燃烧过程中的化学反应，这种方法属于物理灭火方法。

抑制灭火也称化学中断灭火，就是使灭火剂参与到燃烧反应历程中，使燃烧过程中产生的游离基与灭火剂先发生结合反应，消耗掉燃烧区域的燃烧游离基，而形成稳定分子或低活性游离基，使燃烧反应停止。

现在常用的灭火方式很多是两种或者三种灭火机理共同作用的组合，三种机理中以冷却灭火和抑制灭火作用最直接、贡献较大，以窒息灭火贡献最小。通俗些可以说，在同等条件下冷却灭火和抑制灭火速度快，达到窒息灭火的条件慢所以速度也慢。

众所周知且绝对不可忽视的是，火灾发生时，时间就是生命、时间就是安全、时间就是财富。早一秒灭火挽回的损失有时无法用金钱来衡量，晚一秒灭火有时也可能造成不可挽回的损失。因此要求选择灭火方式必须首先考量灭火速度，灭火越早越好、速度越快越好。正因如此，气体灭火被越来越广泛的得到应用。

考量灭火效能的第二个要素是灭火浓度。

灭火浓度是指消灭一立方明火或者保护一立方空间，需要的灭火剂的数量，通常以克为单位。灭火效能高，意味着使用灭火剂数量越少，对环境影响越少、灭火后清理工作越简单、恢复工作时间越短。

接下来对三种灭火方式的灭火效能进行分别说明：

1、超细水喷雾为物理灭火，水汽可随排风排除，灭火后基本无残留，但其灭火速度最慢。因此不适应在管廊电力舱中使用。超细水雾灭火功效依赖电力、水的供应、在环境温度事宜等条件下才能保证，在断电、断水、低温的情况下灭火效能彻底消失。

2、超细干粉的灭火装置类型较多，其中脉冲超细干粉自动灭火装置为爆破启动（灭火装置中装有发射火药，一旦导火索被火引燃，快速反应到火药装置瞬间产生爆炸，爆出灭火剂进行散布灭火）这种灭火装置能实现快速反应、迅速扑灭有效灭火范围内的火情。一般的超细干粉灭火器是点对点喷射式灭火，灭火剂被直接喷射到灭火器有效灭火范围内，灭火剂弥散性不好，无法到达喷射不到的位置，如果火灾发生点不在灭火范围内，干粉灭火器也是无能为力的。地下管廊电力舱，由于其构造较复杂，层层密布的电缆桥架上铺设着各种电缆线，电缆线下方和桥架拐角处都是干粉灭火器无法喷射到的死角，如果火情出现在这些死角处，干粉灭火器将无法起到灭火作用。因此可以说点对点喷射式超细干粉灭火器在电缆廊道中使用存在较大的安全隐患，应引起有关部门的高度重视。另外超细干粉灭火器灭火剂释放后残留物明显，影响二次清扫维护，尤其是针对电气设备存在残留物腐蚀问题。因此不建议在电缆廊道中采用超细干粉灭火装置。

3、气溶胶灭火是以化学反应、物理降温等多重原理的复合灭火方式，固态微粒的复合灭火剂与惰性气体混合成悬浮介质气溶胶，迅速弥散淹没整个火场，切断燃烧反应链达到快速灭火的目的。气溶胶灭火属于气体灭火范畴，灭火后基本无残留物。具体的灭火性能设计者一定要仔细研读对比国家检测机构出具的检测报告上标明的数据。中船重工710研究所研发的高端火敌气溶胶自动灭火装置，因其灭火剂是军工专利配方，是集合冷却、化学抑制、窒息三重灭火机理于一体的复合灭火方式，灭火性能可达28克/立方米，沉降物不超过3克/立方米，不需特别清理，释放七十立方米气体灭火剂只需要19秒时间，灭火性能应为业内最佳水平。

二、环保性能、安全性能对比

　　对综合管廊、电缆隧道灭火系统来说，能否确保被保护对象的安全可靠而不被损坏，能否确保现场人员的生命安全而不被伤害是至关重要的；而衡量环保可靠性的主要指标是对大气臭氧耗损潜能值和温室效应值，首先要求所使用的灭火剂ODP值越小越好，以至为0；综合管廊、电缆隧道一般属无人场所，故我们主要考虑对保护对象的安全。

1、超细水雾灭火剂对人体和环境没有任何影响。

2、超细干粉由于灭火装置的启动方式不同，其环保、安全性有很大差异：脉冲超细干粉自动灭火装置的爆炸启动，由于是火药爆炸方式推动灭火剂，具大的冲击波（特别是在电缆隧道里多具同时启动）可能会对保护物有毁灭性的破坏和二次灾害发生，后果不堪设想。储压式超细干粉悬挂式自动灭火装置采用氮气驱动，压力储存方式存在自身安全隐患。干粉灭火剂成分是磷酸氨盐，吸入过量后极容易导致吸入性肺炎和化学性肺炎。

3、气溶胶在释放时主要产生金属氧化物固态微粒、其它微粒和少量的惰性气体，不破坏大气层，仅有微量残留物质，对保护空间不会造成污染；在安全性方面，气溶胶无生物毒害性，对人和动物无伤害。火敌牌高端气溶胶装置无压力储存，装置自身更加安全可靠。

三、综合成本对比

         综合管廊、电缆隧道灭火系统工程中，灭火药剂本身而言，水喷雾的水是最便宜的，干粉次之，再就是气溶胶；但按保护容积来计算灭火剂用量和灭火剂价格、或者综合考虑整个消防工程造价，气溶胶就体现出性价比优势了。

1、超细水喷雾灭火系统要求挖水池，敷设管道，再加上电控装置、高压水泵等设备，其造价最高；而且维护费用也是最高的。

2、脉冲超细干粉药剂便宜，装置简单，但由于只能做局部保护，装置用量较多，前期工程造价虽低，但ABC干粉的药效时间更短，其爆炸启动装置属一次性设备（不能反复充装），后期需整体更换，而储压式超细干粉设备需每年付费检验，定期充气加压，且灭火效能相对较低。从经济角度考虑不合算。

3、常用于地下管廊的QRR2.8G/K710型火敌气溶胶灭火装置的灭火浓度为56g/m3，药剂用量最少，再结合火敌气溶胶灭火装置的10年有效期且免检，设备简单，灭火装置体积小重量轻，悬挂式结构易于安装维护，其综合成本相对更加经济。

四、适用性对比

        1、超细水喷雾对一般固体表面火灾有效，灭火速度慢、对外界条件依赖性强，必须在供水正常、供电正常、温度适宜的条件下才能发挥作用，一旦水或电供应不能满足超细水雾灭火的技术要求，或者温度低于要求，超细水雾灭火系统将彻底丧失其功能，这是超细水雾灭火系统在管廊中应用的最大风险。无论采取多少种备用供水供电方案都有可能出现意外情况发生。超细水雾灭火系统需要铺设管路、沿途配备各种配件导致工程造价太高。不适用于电缆隧道火灾。

2、脉冲超细干粉灭火装置，单具启动点对点式扑灭式灭火，但对大容积的管廊及尤其是构造复杂、有各种桥架在内的电缆隧道不仅达不到灭火效果，因灭火不彻底可能导致引发二次灾害。更有甚者储压式超细干粉灭火系统灭火有效性较低，灭火剂非清洁型，自身存在储压安全风险，应用于综合管廊电缆隧道是不适合的。

3、气溶胶灭火系统灭火效率高，属于气体灭火范畴，全淹没灭火无死角，灭火剂清洁环保，安装使用简单可靠，有效期长，安全性好，适合综合管廊电缆隧道等场所使用。火敌气溶胶灭火装置自备机械温感启动元件，无论有无外来电源支持都丝毫不减弱其灭火功能。

         因此根据综合管廊电缆廊道的特点，其灭火设备首选灭火效率高且可靠性强、自身安全、灭火剂清洁环保、总体造价经济合理的灭火装置，以气体全淹没式灭火方式的气溶胶灭火系统为最佳。

其他自动气体灭火系统在管廊中应用的可行性分析自动气体灭火还有其他几种方式，它们用在地下管廊中是否合适呢？我们也做一些分析吧：

一、二氧化碳灭火系统

        二氧化碳灭火剂价格低廉，获取、制备容易，其主要依靠窒息作用和部分冷却作用灭火。灭火时，二氧化碳气体可以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，产生窒息作用而灭火。另外，二氧化碳从储存容器中喷出时，会由液体迅速汽化成气体，而从周围吸收部分热量，起到冷却的作用。

存在的问题是灭火效能低，速度慢，且需要压力存储自身存在安全隐患，所以一般不用于对灭火效能要求高的场合。

二、七氟丙烷灭火系统

         七氟丙烷(HFC-227ea/FM200)是一种以化学灭火为主，兼有物理灭火作用的洁净气体灭火剂。七氟丙烷灭火装置分为有管网和无管网(柜式)两种。

有管网七氟丙烷灭火系统的体灭火剂储存瓶平时放置在专用钢瓶间内，通过管网连接，在火灾发生时，将灭火剂由钢瓶间，输送到需要灭火的防护区内，通过喷头进行喷放灭火。七氟丙烷气体灭火系统包括:灭火瓶组、高压软管、灭火剂单向阀、启动瓶组、安全泄压阀、选择阀、压力信号器、喷头、高压管道、高压管件等组成。有管网系统钢瓶在钢瓶间。因为距离远，所以要求压力高，一般4.2MPa。有的是5.6MPa。对于地下管廊一个防火分区一般在100米到200米之间，较长的输送距离要求更高的存储压力，这给系统造价和安全都带来不利因素。

系统的复杂性、高压特征都带来七氟丙烷灭火系统的造价高、维护复杂、安全性差等问题。

无管网(柜式)七氟丙烷灭火系统，气体灭火剂储存瓶经过包装成灭火柜，平时放在需要保护的防护区内，在发生火灾时，不需要经过管路，直接就在防护区内喷放灭火剂，所以压力稍低于有管网系统。致命缺点是体积庞大，无法在地下管廊中放置。

不仅如此，限制七氟丙烷应用的还有以下两个重要原因：

        1、七氟丙烷本身的毒性。当空气中七氟丙烷浓度达到10%以上时，不适的感觉就会出现，时间长了，还会有生命危险。接触液态七氟丙烷可以导致冻伤。

        2、七氟丙烷在高温下进行分解所产生的分解物可能具有的危害性，这种分解物主要是灭火剂中的氟，在有氢元素存在的情况下会产生具有辛辣气味的氟化氢(HF)。即使其浓度很小，也会给人造成很大程度的不适和伤害。这种分解产物的多少取决于火势的大小和七氟丙烷接触到火或受热面的时间长短，若灭火剂浓度积累很快达到灭火浓度，那么火很快被扑灭，分解物也就很少。

鉴于此，七氟丙烷在地下管廊中应用不具备条件。

三、IG541灭火系统

IG541是一种混合气体IG541灭火剂由52%氮、40%氩、8%二氧化碳三种气体组成，是一种无色、无味、无毒、不导电的气体，是一种绿色环保型灭火剂。

IG541是管网输送气体灭火剂，系统由储气钢瓶、容器阀、单向阀、选择阀、驱动装置、集流管、金属软管、减压装置、喷嘴、压力反馈装置、控制盘、系统的管路附件、灭火剂输送管路附件、压力表和储气瓶支架等等组成，系统复杂。  

IG541气体在气瓶中高压存储，本身就是安全隐患，依靠官网输送，不适应在狭长空间布局使用，而且造价极高。

同样的，IG541系统启动要依赖外来启动电源，在断电情况下无法发挥作。因此也不适合在管廊中使用。

结论和建议

综上所述，在综合管廊电缆廊道中，应使用灭火效能高、不受外界（供水、供电、温度等）条件影响、能够独立发挥灭火功效的气溶胶灭火装置。体积小巧、安装方便、无压力储存、长效可达十年的军工科技产品火敌牌气溶胶灭灭火装置在地下管廊电力舱消防灭火就更值得大家重点关注。

希望更多的有识之士关注地下管廊消防安全，仁者见仁智者见智，共同为创建和谐社会献计献策。