含添加劑細水霧滅A類火實驗研究

■ 趙俊青 沈陽航空航天大學安全工程學院

各種滅固體火災的方法中細水霧的應用最為廣泛有效，細水霧系統作為主要替代鹵代烷系列滅火劑的滅火系統，是多年來國際上細水霧研究的熱點之一。本文通過對在受限空間內使用無添加劑的細水霧與添加F-500和十二烷基苯磺酸鈉的細水霧進行滅A類火的對比實驗（其中A類火分別用木垛火與泡沫木垛混合火來模擬），對不同濃度添加劑對細水霧滅火機理和滅火效率的影響，以及含添加劑細水霧滅A類火有效性和細水霧提高滅火效果的最佳濃度進行分析。

一、試驗模型的建立模型建立。

在5 m×5 m×3 m的封閉空間中其頂部安有細水霧噴頭，噴頭距地面高2.8 m，其中細水霧滅火系統由水箱、水泵、壓力表、管道、細水霧噴頭等組成，其中噴頭采用的是上海金盾消防安全設備有限公司生產的X WT-B04細水霧噴頭。細水霧系統的搭建如圖1所示。本次實驗火場空間見圖2，火場空間的門高2 m，實驗時火場空間內的環境溫度為20℃，相對濕度52%。用此封閉空間來模擬火災現場，進行火災的引燃及熄滅實驗用所測得的數據對比來得出我們想要的結論。

圖1 細水霧發生裝置結構示意圖

圖2 火場空間

為了確定一個對于實驗比較合適的壓力，分別選取4 Mp a，7 Mp a，10 Mp a這三個壓力滅木垛火比較滅火的情況，三個壓力下的滅火時間見表1。根據實驗數據能夠看出當壓力為7 MP a時的滅火時間最長，為了使對比無添加劑細水霧和含添加劑細水霧滅火效果在滅火時間的反應上更加明顯，本實驗選取7 MP a的壓力做實驗。

表1 不同作用壓力下木垛火滅火時間

二、結果與討論

1.無添加劑細水霧作用下實驗數據及結論

表2 無添加劑細水霧作用下實驗數據

根據實驗所得的熱電偶數據，應用origin軟件將空燒木垛與木垛泡沫混合火的熱電偶數據繪制成如圖3和圖4所示；

圖3 無添加劑細水霧滅木垛火的溫度-時間變化曲線

圖4 無添加劑細水霧滅木垛泡沫混合火的溫度-時間變化曲線

通過以上分析可知：在細水霧滅A類火的實驗研究中主要的考核參數是火焰的熄滅時間，熄滅時間是指從細水霧開始施加到固體試樣表面至明火消失的時間間隔。根據實驗數據可以得出無添加劑細水霧滅木垛火的滅火時間為120 s，無添加劑細水霧滅木垛泡沫混合火的滅火時間為70 s，根據圖像可以看出細水霧滅木垛火有復燃的現象，而細水霧滅木垛泡沫混合火無復燃的現象。熱電偶5的溫度相對較高即木垛中心溫度較高，熱電偶5處于木垛中間是五個熱電偶的最下面，當火災發生時熱空氣上升，但是滅火時細水霧將熱空氣壓到下方所以熱電偶5的溫度在滅火時溫度依然會保持一段時間甚至有上升趨勢，然后在細水霧的持續滅火下溫度再下降。

根據圖像還可以看出點燃火后溫度逐步升高，當施加細水霧后，由于水滴在火焰區蒸發，水霧的平均滴徑越小，蒸發量越大，蒸發過程中吸收大量的熱量，是火焰溫度下降。并且細水霧霧滴的蒸發會使火焰區域的氧氣濃度降低，抑制了木垛的燃燒，一些較大滴的細水霧液滴會穿過火焰滴落在木垛的表面，因為木材燃燒表面溫度高所以液滴會繼續蒸發，這樣會降低木垛的表面溫度，也會有助于滅火。

2.含F-500細水霧作用下實驗數據及結論

表3 含F-500細水霧作用下滅木垛火實驗數據

根據實驗所得的熱電偶數據，應用origin軟件將所保存的含F-500的細水霧滅木垛火的熱電偶數據，繪制成圖（如圖5、圖6所示）。

圖5 含1.5%F-500濃度下的細水霧滅木垛火的溫度-時間變化曲線

圖6 含1.2%F-500濃度下的細水霧滅木垛火的溫度-時間

通過以上分析可知：根據實驗所得滅木垛火時含F-500細水霧的滅火時間對比無添加劑細水霧的滅火時間可見對于滅木垛火含添加劑細水霧的滅火效果要好于無添加劑細水霧的滅火效果，對于滅木垛火F-500最好的濃度為1.5%，但是木垛火會產生復燃……

含添加劑細水霧作為新的實驗研究對于建筑防火有很大幫助，建筑防火設計中可以采用含添加劑細水霧來滅火提高滅火有效性來減少損失，提高滅火效率所以對細水霧的研究是有研究價值的，本文用F-500與十二烷基苯磺酸鈉兩種添加劑細水霧滅A類火的有效性，得出以下結論：（1）細水霧對木垛火的明火滅火性能較好，不能夠有效抑制木垛陰燃現象，會復燃。（2）對比無添加劑細

三、結語

水霧的滅火時間和含添加劑細水霧的滅火時間得出F-500與十二烷基苯磺酸鈉兩種添加劑都能提高細水霧滅A類火的有效性。（3）本文通過改變添加劑濃度，證實了不同濃度添加劑滅不同可燃物的滅火效果不同，其中F-500滅木垛火的最佳濃度是1.5%，滅木垛泡沫混合火最佳濃度是1.2%。十二烷基苯磺酸鈉滅木垛火的最佳濃度是1%，滅木垛泡沫混合火最佳濃度是0.7%。（4）根據實際應用的成本和添加劑的濃度及其滅火時間所反映的滅火效果，十二烷基苯磺酸鈉的最佳濃度低于F-500的最佳濃度，效果好且價格低，所以實際應用十二烷基苯磺酸鈉更適合做添加劑。（5）木垛泡沫混合火比木垛火的煙氣更濃且毒性更大。

參考文獻：

劉秀云，吳超等.細水霧滅火影響因素研究進展[J].消防科學與技術，2010，（04）.

王喜世，廖光煊等.木材表面火蔓延特性的動態測量研究[J].火災科學，2011，（09）.

鄧小波，于廣和.絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料燃燒特點分析[J].化工新型材料，2013，（10）.

劉江虹，廖光煊等.細水霧與固體木垛火相互作用的實驗研究[J].消防科學與技術，2014，（23）.