1.引言
古建筑泛指歷史保留至今具有較高文物價(jià)值和歷史價(jià)值的建筑物,古建筑具有不可再生性。我國(guó)古建筑分布點(diǎn)多面廣,多為木結(jié)構(gòu),存在很大的火災(zāi)危險(xiǎn)性;同時(shí)由于防火間距不足;消防通道不暢,因此火災(zāi)撲救十分困難。但隨著旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,一些地方政府部門已經(jīng)開始意識(shí)到古建筑保護(hù)的重要性,加強(qiáng)了對(duì)古建筑的消防安全投入,增強(qiáng)了自救能力,如加裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)噴水滅火設(shè)施,有些甚至建立了專門的消防站點(diǎn)等。但由于古建筑火災(zāi)保護(hù)的特殊性,消火栓包括消防隊(duì)員使用的消火栓及水噴淋滅火系統(tǒng)等水系消防措施實(shí)際存在許多不足:
?。?)消防滅火后,產(chǎn)生大量水漬,易造成古建筑中文物的破壞。
?。?)消防用水量大,要求消防儲(chǔ)備水量巨大,對(duì)古建筑來講難度比較大。
?。?)消防設(shè)施安裝體積大,管道粗,不易隱藏,破壞文物的整體景觀。
而細(xì)水霧滅火系統(tǒng)可以克服這些不足,細(xì)水霧系統(tǒng)滅火特點(diǎn):
?。?)滅火效能高,反應(yīng)時(shí)間快。它冷卻性能好、抑制性強(qiáng)。細(xì)水霧還有一定的穿透性,可以解決全淹沒和遮擋的問題,還可防止火災(zāi)的復(fù)燃。它僅需噴淋系統(tǒng)的10%或更少的水量,為要考慮供水的體積以及重量的古建筑保護(hù)帶來了一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)。
?。?)其使用安全,應(yīng)用范圍廣。它不會(huì)對(duì)環(huán)境及保護(hù)對(duì)象造成危害,避免了氣體滅火系統(tǒng)滅火中滅火劑與燃燒物發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)而產(chǎn)生對(duì)人員有害的氣體。它可局部應(yīng)用,獨(dú)立的保護(hù)古建筑某一部分,又可作為全淹沒系統(tǒng),保護(hù)整個(gè)空間。尤其可用于水源匱乏的地區(qū)及部分禁止用水的場(chǎng)所。
(3)管道管徑較小、節(jié)省管材,工程造價(jià)低,安裝、維護(hù)簡(jiǎn)便,安裝時(shí)隱蔽性強(qiáng),能很好的維護(hù)文物的整體景觀,符合古建筑保護(hù)要求。
2.細(xì)水霧的滅火機(jī)理
水噴淋及消火栓系統(tǒng)中包含了大量的水滴,這些水滴的直徑足夠大以至于能穿透火焰羽流進(jìn)濕潤(rùn)這個(gè)燃料表面。因而傳統(tǒng)水噴淋滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理主要是通過直接冷卻效應(yīng)來?yè)錅缁馂?zāi)[2]。細(xì)水霧的水滴尺寸很小,具有很大的表面積和很高的密度。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理主要是汽化吸熱降溫作用和隔絕氧氣窒息作用來?yè)錅缁馂?zāi):
?。?)汽化吸熱降溫作用
由于水滴尺寸很小,它的表面積很大,因而水滴的表面換熱系數(shù)增大,在環(huán)境溫度升高時(shí),可以迅速汽化。由熱力學(xué)可知,水的汽化潛熱很大,可達(dá)大約2280kJ/kg,遠(yuǎn)比水的溫升吸熱量大得多,因而可吸收大量熱量,降低空間的溫度。
?。?)隔絕氧氣窒息作用
水滴在汽化過程中不僅吸收大量熱量,同時(shí)體積迅速膨脹,可擴(kuò)大1700多倍。道爾頓定律指出混合氣體全壓力等于各組成氣(汽)體分壓力之和。對(duì)于封閉空間而言,在水滴汽化前,氧氣在空氣中的比例為21%,氮?dú)鉃?9%,相應(yīng)的氧氣和氮?dú)獾姆謮毫Ψ謩e為2.06×104帕和7.75×104帕。隨著水的迅速汽化,水蒸汽分壓力迅速增大。據(jù)計(jì)算,對(duì)于30m3的空間,5升水完全汽化形成的水蒸汽分壓力可達(dá)2.78×104帕,相應(yīng)的氧氣的壓力降低到1.48×104帕,即氧氣的含量將降低到15.05%,從而造成隔絕氧氣的窒息作用來達(dá)到滅火的目的。
另外細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在滅一些特別火災(zāi)中還存在非主要作用:
(1)乳化作用
當(dāng)撲救油類火災(zāi)時(shí),水霧沖擊油品表面,形成乳化層,一方面降低了油品的蒸發(fā)速度,另一方面由于水霧滴的單擊攪拌作用能使可燃液體表層產(chǎn)生不燃燒的乳化層,起到了阻燃的作用。
?。?)浸潤(rùn)作用
當(dāng)用于撲救溶于水的可燃液體火災(zāi)時(shí),可產(chǎn)生稀釋沖淡效果,降低了燃燒速率,起到控制火災(zāi)的作用。
(3)洗滌作用
這是因?yàn)槿紵幕伊?、煙塵顆粒與細(xì)水滴粘合而得到洗刷,減少煙塵。
(4)屏蔽作用
類似于分離效果的作用,減少火源對(duì)周圍物體的熱輻射,同時(shí)阻止火災(zāi)的擴(kuò)散,對(duì)火災(zāi)起遮擋作用。