摘要：介紹了高壓細(xì)水霧的工作原理及特點(diǎn)，針對機(jī)房火災(zāi)的特點(diǎn)并與傳統(tǒng)機(jī)房滅火技術(shù)進(jìn)行對比，從安全性、有效性、經(jīng)濟(jì)性上分析了高壓細(xì)水霧適用于通信機(jī)房的可行性，最后簡單闡述了高壓細(xì)水霧在設(shè)計(jì)中需要注意的一些問題。高壓細(xì)水霧電絕緣性好、滅火效果突出、使用維護(hù)成本低，可適用于通信機(jī)房中，應(yīng)用前景較廣闊。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心機(jī)房 高壓細(xì)水霧 消防

機(jī)房是實(shí)現(xiàn)通信傳輸?shù)闹饕獦屑~，機(jī)房內(nèi)消防系統(tǒng)的合理選擇是保證機(jī)房設(shè)備安全和穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。

從上世紀(jì)后期開始，氣體滅火系統(tǒng)在電信行業(yè)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。其中鹵代烷1301由于對環(huán)境造成影響而被淘汰，氣溶膠誤噴后產(chǎn)生的高溫會導(dǎo)致機(jī)房內(nèi)環(huán)境溫度過高，對交換機(jī)、電子元件等會造成影響。現(xiàn)在常用的潔凈氣體滅火系統(tǒng)主要有IG-541混合氣體和七氟丙烷等。

IG-541混合氣體噴放過程中不會對人造成傷害，由于是高壓儲存及氣態(tài)輸送，所以具有較大的保護(hù)半徑，適合機(jī)房距離鋼瓶間較遠(yuǎn)的機(jī)房使用。七氟丙烷系統(tǒng)滅火劑儲存壓力低，安全性較好，且儲存容器少，占地面積也較小，因此在通信機(jī)房中較為常用。

但是氣體滅火也存在一些不足之處。從藥劑本身來說，IG-541系統(tǒng)儲存壓力高，增加了使用的危險(xiǎn)性，鋼瓶間占地面積較大；七氟丙烷滅火系統(tǒng)輸送距離短，不適用于大型防護(hù)區(qū)和輸送距離遠(yuǎn)的場合，且藥劑的價(jià)格也較貴，滅火過程中遇高溫分解產(chǎn)生的HF會對人體和電子設(shè)備造成危害。從設(shè)計(jì)要求上來說，氣體滅火的設(shè)計(jì)對保護(hù)區(qū)劃分較為嚴(yán)格，規(guī)范規(guī)定若采用管網(wǎng)系統(tǒng)，一個(gè)防護(hù)區(qū)面積不宜大于800㎡，容積不宜大于3600m3。目前的很多大型及特大型機(jī)房面積都較大，在設(shè)計(jì)氣體滅火時(shí)都需要將機(jī)房劃分若干個(gè)小區(qū)域，這不僅限制了機(jī)房的使用，同時(shí)眾多的防護(hù)區(qū)也造成管線長而復(fù)雜、設(shè)計(jì)及管理量增加。因此，行業(yè)內(nèi)一直在積極研究開發(fā)在技術(shù)上適用、經(jīng)濟(jì)上合理的其他類機(jī)房滅火方式。

機(jī)房消防系統(tǒng)比較

基于機(jī)房滅火需求，從下列幾個(gè)方面對高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與氣體滅火系統(tǒng)進(jìn)行分析比選：

（1）系統(tǒng)滅火效果比較。高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)通過高壓噴放細(xì)水霧實(shí)施滅火。滅火劑為水，取材方便低廉；滅火機(jī)理是冷卻和窒息，滅火效果較好，滅火后不易復(fù)燃，在水源保證的情況下，可重復(fù)使用。但對于珍貴物品和特別重要的電氣設(shè)備，使用該系統(tǒng)存在水漬損失風(fēng)險(xiǎn)。

氣體滅火系統(tǒng)主要利用滅火劑儲瓶釋放壓力，通過管網(wǎng)和噴嘴噴放滅火氣體。七氟丙烷滅火系統(tǒng)主要滅火機(jī)理為化學(xué)抑制；惰性氣體氣體滅火系統(tǒng)主要滅火機(jī)理為物理窒息。氣體滅火的優(yōu)勢在于沒有水漬損失風(fēng)險(xiǎn)。但滅火劑只能單次釋放，無法解決復(fù)燃問題。

（2）對環(huán)境影響的比較。高壓細(xì)水霧以水為滅火劑，綠色環(huán)保，對人體和環(huán)境沒有危害，兼具清洗有毒煙霧和消減煙塵的功能，利于人員的逃生。高壓細(xì)水霧霧滴水漬損失非常小，對保護(hù)對象影響很小。

七氟丙烷系溫室效應(yīng)氣體，其全球變暖潛能值GWP100=3 350。惰性混合氣體(N2、Ar、CO2)或氮?dú)?#xff08;N2）均來源于空氣，對大氣環(huán)境無不良影響，但對火災(zāi)煙塵沒有消減作用。

（3）對建筑平面布置及相關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)的影響比較。高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)滅火后不會產(chǎn)生有害氣體，僅需在滅火后加強(qiáng)通風(fēng)；由于耗水量少，可充分利用現(xiàn)有排水系統(tǒng)。

氣體滅火系統(tǒng)在滅火后，防護(hù)區(qū)內(nèi)會有滅火氣體滯留，須打開排煙風(fēng)機(jī)排放。且滅火氣體質(zhì)量密度比空氣大，集中于防護(hù)區(qū)底部，因此，排風(fēng)口需設(shè)置在防護(hù)區(qū)低位，會影響防護(hù)區(qū)的使用。另一方面，由于氣體滅火組合分配系統(tǒng)對防護(hù)區(qū)數(shù)量和輸送距離的限制，如果大型檔案庫房采用氣體滅火將不可避免設(shè)置相當(dāng)多數(shù)量（或面積）的鋼瓶間，不利于檔案庫區(qū)的布置。

（4）經(jīng)濟(jì)性分析比較。結(jié)合某檔案庫房案例（該檔案館設(shè)置18個(gè)防護(hù)分區(qū)），對運(yùn)用IG541氣體滅火系統(tǒng)和高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)進(jìn)行造價(jià)比較，分別按采用國產(chǎn)設(shè)備和進(jìn)口設(shè)備列表比較，見表1和表2（按20年使用期測算運(yùn)維費(fèi)用，包含滅火劑更換）。

表1 國產(chǎn)設(shè)備造價(jià)估算對比

注：以國產(chǎn)IG541的設(shè)備及管網(wǎng)投資費(fèi)用為基準(zhǔn)價(jià)格，設(shè)為A。

表2 進(jìn)口設(shè)備造價(jià)估算對比

注：以進(jìn)口IG541的設(shè)備及管網(wǎng)投資費(fèi)用為基準(zhǔn)價(jià)格，設(shè)為B。

從造價(jià)估算對比表1和表2可以得出，無論是進(jìn)口還是國產(chǎn)設(shè)備，高壓細(xì)水霧系統(tǒng)在工程投資和運(yùn)維費(fèi)用上都低于對應(yīng)的IG541氣體滅火系統(tǒng)，特別是由于高壓細(xì)水霧的滅火劑為水，沒有額外的滅火劑更換費(fèi)用，運(yùn)維費(fèi)用有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。進(jìn)口和國產(chǎn)高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的總投資均是對應(yīng)IG541氣體滅火系統(tǒng)總投資的45%以下。

因此，對于機(jī)房，采用高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性較高，特別是后期維護(hù)費(fèi)用優(yōu)勢明顯。

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是水滅火系統(tǒng)的一種新型技術(shù)，它是一種由高壓水通過特殊噴嘴產(chǎn)生的細(xì)水霧來滅火的自動(dòng)消防給水系統(tǒng)。高壓細(xì)水霧的給水壓力不小于10MPa，DV0.99<200μm。其滅火機(jī)理主要包括：

1）汽化吸熱、阻隔輻射

高壓細(xì)水霧水滴體積較小，較大的比表面積能增加其熱交換面積，提高吸熱效能和滅火效率。細(xì)水霧遇熱汽化后，體積急劇膨脹可達(dá)1700多倍，水蒸氣緊密籠罩在燃燒物周圍，形成一道屏障阻擋新鮮空氣的進(jìn)入，使燃燒物因缺氧而中斷燃燒。對火焰的輻射熱具有很強(qiáng)的阻隔能力，防止火焰蔓延。

2）降煙洗塵、表層浸潤

電氣類火災(zāi)中有毒有害煙氣較多，細(xì)水滴可與燃燒的灰燼、炭粒和有害氣體等粘合而得到洗消，大大減少火場中煙氣和毒氣的危害性。高壓細(xì)水霧霧粒速度大，能深入到油類燃燒物表層，使燃燒物得到浸濕，阻止可燃?xì)怏w燃燒物的進(jìn)一步產(chǎn)生，同時(shí)，由于細(xì)水霧顆粒極小，不會擾動(dòng)液面，造成飛濺，到達(dá)滅火和防止火災(zāi)蔓延的目的。

3）三維移動(dòng)、橫向滅火

在噴霧時(shí)，部分直徑小的霧滴，由于受到空氣的阻力，并不全部沿噴射方向前進(jìn)，霧滴在射流方向產(chǎn)生橫向和向上翻騰運(yùn)動(dòng)進(jìn)入噴頭上部空間，使得細(xì)水霧能夠充滿保護(hù)區(qū)域的整個(gè)空間，對火災(zāi)的撲滅深度較高。

機(jī)房消防系統(tǒng)的選擇遵循安全性、有效性和經(jīng)濟(jì)型的原則。安全性在于消防系統(tǒng)應(yīng)最大限度的減少室內(nèi)人員及機(jī)房內(nèi)的設(shè)備的損害，首先必須具有較高的絕緣性，不能造成設(shè)備短路損壞；有效性在于能及時(shí)將火災(zāi)撲滅而非暫時(shí)控制火災(zāi)；經(jīng)濟(jì)型在于消防系統(tǒng)的投入價(jià)值

與其服務(wù)對象的價(jià)值之間要達(dá)到平衡關(guān)系。高壓細(xì)水霧自身的特點(diǎn)使得其適用于機(jī)房消防系統(tǒng)。

傳統(tǒng)水消防系統(tǒng)是嚴(yán)禁應(yīng)用在電氣類區(qū)域的。對于高壓細(xì)水霧來說，霧滴長時(shí)間地懸浮在空中，水霧的匯聚、凝結(jié)需要極長的時(shí)間才能完成，因此很難在電極表面形成導(dǎo)電的連續(xù)水流或表面水域。國內(nèi)外學(xué)者也做了較多的相關(guān)研究，比如美國國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)局（NIST）和加拿大國家研究局（NRC）的許多實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了水霧抑制、撲滅電子設(shè)備火災(zāi)的研究，結(jié)果表明高壓細(xì)水霧對電氣設(shè)備的損害很小。國際火災(zāi)安全機(jī)構(gòu)對配電轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行了細(xì)水霧滅火的有效性和安全性試驗(yàn)，當(dāng)水霧系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，立即關(guān)閉電源，試驗(yàn)結(jié)束后將電氣設(shè)備干燥處理，試驗(yàn)結(jié)果表明，在高壓細(xì)水霧能有效地抑制、撲滅火災(zāi)，不會造成電器短路和電子元件的其它損壞。楊琦對某銀行數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目進(jìn)行高壓細(xì)水霧實(shí)體滅火試驗(yàn)，幾種不同復(fù)雜火源均在1 min內(nèi)成功撲滅，并有效防止了火災(zāi)復(fù)燃。滅火期間，帶電工作的計(jì)算機(jī)一直處于正常工作狀態(tài)下，噴放結(jié)束后重新啟動(dòng)工作正常。這些都充分說明，在安全性上高壓細(xì)水霧適用于通信機(jī)房滅火。

機(jī)房內(nèi)強(qiáng)弱電線路的絕緣材料多為熱塑性塑料等，其燃燒火焰溫度高、火勢蔓延速度快、發(fā)煙量大。火災(zāi)煙氣含有大量CO、HCl、HF等有毒腐蝕性氣體，極易在電氣柜中蔓延，腐蝕電氣開關(guān)、電路板等，易造成二次災(zāi)害。且有研究表明火災(zāi)造成的損失中，95%是由煙霧造成的，而僅有5% 是由火場溫度造成的。因此對機(jī)房滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要求快速滅火，又能夠有效降低煙塵量，從滅火原理可以看出，高壓細(xì)水霧均可以滿足這些條件。

高壓細(xì)水霧可即時(shí)噴放，在噴放時(shí)對人員無影響，無需人員疏散。設(shè)計(jì)時(shí)對防護(hù)分區(qū)的面積、容積以及空間的密封性相對氣體滅火系統(tǒng)要求要小很多，可以通過技術(shù)手段對大型機(jī)房進(jìn)行物理意義上的分區(qū)，避免了分割成較多防護(hù)區(qū)的繁冗。

高壓細(xì)水霧以水為滅火劑，且用水量僅為水噴淋的3%至5%，避免了大量的排水造成的次生損害。相對于傳統(tǒng)的滅火系統(tǒng)而言，其管道管徑小（≤DN40），使安裝費(fèi)用也相應(yīng)降，其使用成本和日常維護(hù)工作量相對其他滅火方式大大減少。

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)由高壓細(xì)水霧泵組、區(qū)域控制閥組、細(xì)水霧噴頭、不銹鋼管道等組成。其在設(shè)計(jì)時(shí)區(qū)別與傳統(tǒng)的水噴淋系統(tǒng)。

1）水質(zhì)

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)采用特殊噴頭，為避免噴頭堵塞，對滅火介質(zhì)的水質(zhì)有著極高要求。系統(tǒng)用水的最低標(biāo)準(zhǔn)為國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，用水需進(jìn)行預(yù)處理。水質(zhì)過濾主要通過過濾器。對于泵組式系統(tǒng)，儲水箱前的進(jìn)水管、高壓吸水管、水泵進(jìn)水口均應(yīng)考慮過濾措施，系統(tǒng)貯配水容器、管道、加壓設(shè)備等應(yīng)選擇不會造成系統(tǒng)二次污染的設(shè)備或裝置，并定期清理水箱進(jìn)行換水，以免影響噴頭噴霧效果或堵塞噴頭。

2）管材

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力達(dá) 12MPa 以上，測試壓力達(dá) 18 MPa 以上。系統(tǒng)要求的抗高壓性高于其他水消防系統(tǒng)。其設(shè)備、組件、管材的選材要求，首要原則是耐高壓；其次考慮水質(zhì)要求，要耐腐蝕，保證不淤積，不堵塞；最后平衡考慮性價(jià)比和使用壽命。

3）通風(fēng)問題

高壓細(xì)水霧霧滴的質(zhì)量較輕，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，排煙增加了火羽流的浮升力，造成高壓細(xì)水霧很難到達(dá)火焰根部，降低了滅火效果。有研究表明，在風(fēng)速小于 3m / s 的場所，高壓細(xì)水霧系統(tǒng)可以保持較好的控火滅火效果。所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要和暖通等專業(yè)等共同協(xié)商相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。

4）系統(tǒng)形式

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)可分為開式和閉式2種選型，閉式系統(tǒng)必須待火情發(fā)展到一定程度，噴頭處的溫度達(dá)到57 ℃，閉式噴頭爆破才能實(shí)現(xiàn)滅火，快速滅火效果略低于開式系統(tǒng)，且無法實(shí)現(xiàn)人員就地手動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行滅火，存在延誤滅火的風(fēng)險(xiǎn)。開式系統(tǒng)滅火時(shí)整個(gè)防護(hù)（分）區(qū)的噴頭均同時(shí)打開噴放細(xì)水霧，相比于閉式系統(tǒng)更能控制火災(zāi)蔓延及迅速撲滅火災(zāi)，并可以實(shí)現(xiàn)人員就地緊急啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行滅火。本項(xiàng)目普通紙質(zhì)檔案庫房主要采用密集柜儲存檔案，火災(zāi)危險(xiǎn)性高，蔓延速度較快。另外，密集柜相對封閉的結(jié)構(gòu)也會影響噴頭感溫元件的及時(shí)響應(yīng)，導(dǎo)致閉式系統(tǒng)滅火動(dòng)作遲緩，相對而言，開式系統(tǒng)可利用外部獨(dú)立的火災(zāi)探測系統(tǒng)來及時(shí)響應(yīng)。綜上所述，本項(xiàng)目普通紙質(zhì)檔案庫房采用開式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)更為合適。《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》3.1.3條對密集柜檔案庫使用開式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)也是支持的。

《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》對全淹沒開式細(xì)水霧系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)的數(shù)量和容積提出了要求：防護(hù)區(qū)不能超過3個(gè)，泵組系統(tǒng)的每個(gè)防護(hù)區(qū)容積上限定為3 000 m3。

機(jī)房內(nèi)設(shè)備較為重要，為降低高壓細(xì)水霧產(chǎn)生誤噴的可能性，不建議采用閉式（濕式）系統(tǒng)，設(shè)備房間根據(jù)火災(zāi)的陰燃、低溫明火等特點(diǎn)，推薦采用開式系統(tǒng)保護(hù)。

合理有效地選擇機(jī)房消防系統(tǒng)對于設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)、快速處理設(shè)備故障、降低建設(shè)成本具有十分重要的意義。高壓細(xì)水霧作為一種新生的消防技術(shù)，其良好的電絕緣性可以有效地解決電子信息設(shè)備的水漬和導(dǎo)電性敏感問題，突破了水系統(tǒng)不能滅電氣類火災(zāi)的禁區(qū)，應(yīng)用在通信機(jī)房中安全、高效，同時(shí)能有效降低火場中的毒氣、毒煙，對保障通信機(jī)房的穩(wěn)定運(yùn)行、減少火災(zāi)的二次損失具有顯著作用，在通信機(jī)房消防領(lǐng)域中具有較大的應(yīng)用潛力。目前國家及地方規(guī)范缺少高壓細(xì)水霧應(yīng)用于通信機(jī)房的詳細(xì)指導(dǎo)條文，在設(shè)計(jì)時(shí)沒有針對性的可參考的規(guī)范，因此高壓細(xì)水霧在后期設(shè)計(jì)及推廣方面有待新規(guī)范及相關(guān)指導(dǎo)規(guī)程的出臺.

標(biāo)準(zhǔn)層高壓細(xì)水霧系統(tǒng)原理

每套高壓細(xì)水霧系統(tǒng)包括高壓細(xì)水霧泵組［含高壓柱塞泵（5臺，4用1備）、穩(wěn)壓泵（2臺，1用1備）］、補(bǔ)水增壓泵（2臺，1用1備）、水箱、分區(qū)閥（分區(qū)控制閥、開式區(qū)域閥）、細(xì)水霧噴頭及管路、報(bào)警控制系統(tǒng)等（見上圖）。

泵組中，穩(wěn)壓泵的作用是維持分區(qū)控制閥前的管網(wǎng)壓力，并確保第一點(diǎn)火災(zāi)探測器報(bào)警時(shí)，分區(qū)控制閥至開式區(qū)域閥組間管網(wǎng)的預(yù)充水。

補(bǔ)水增壓泵的作用是保持高壓泵（柱塞泵）入口的正壓壓力，確保其高效率工作。

開式區(qū)域閥組設(shè)于對應(yīng)的防護(hù)分區(qū)（單間檔案庫房）的外部便于操作的位置。開式區(qū)域閥組在確認(rèn)火災(zāi)信號（第二點(diǎn)火災(zāi)探測器報(bào)警）后打開，系統(tǒng)正式進(jìn)入滅火狀態(tài)。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的高压细水雾灭火技术在数据中心机房中的消防应用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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