前言
在各种灾害中,火灾是最常见和最普遍的威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。火灾不但会对人们的生命、财产造成重大威胁,而且会对自然环境造成严重的破坏。因此,如何灭火成为伴随人类用火历史不断发展的一个重要课题。
细水雾灭火技术因具有无环境污染、耗水量低、灭火迅速、适用多种类型火灾、对受灾物品破坏小等特点,被视为哈龙灭火技术的主要替代品。在高技术领域与重大工业危险源的特殊火灾领域获得了广泛的应用,并展现出了良好的发展潜力。然而,水灭火仍属于物理作用范畴,效能低于哈龙灭火剂和其他化学灭火剂。含添加剂细水雾除了通过水对燃料表面冷却、火焰气相冷却和稀释氧气浓度等作用机制来抑制熄灭火灾外,还可以通过捕捉燃料燃烧过程中产生的自由基、中断燃烧过程中的链式反应,或是在火焰温度下分解产生惰性物质通过冷却和窒息作用达到灭火目的。含添加剂细水雾的物理和化学机理在灭火过程中发挥的协同作用使水的整体灭火效能得到显著提高。
我国于2013年颁布了《细水雾灭火系统技术规范》(GB 50898—2013)作为细水雾灭火系统设计的一般性原则和统一标准,标志着细水雾灭火技术已经有成熟的实施标准。然而,含添加剂细水雾由于其对存储设备的腐蚀性、溶质的溶解性及保质期等问题,并没有进入大规模的实际应用阶段,虽然添加剂能够明显地提高细水雾灭火性能,但是由于添加剂的灭火机理和一些应用方面的问题还没有得到解决,并且细水雾及含添加剂细水雾的最小灭火浓度对消防设计和科学研究都是非常重要的参数,但实际规范中均未涉及,使得在实际应用中对细水雾或含添加剂细水雾灭火系统的评价还没有统一的标准,这些都限制了含添加剂细水雾系统的推广应用。
本书的撰写可适应现代社会的实际需要,解决含添加剂细水雾在灭火有效性评价、灭火原理及工程设计中的有关问题,满足综合性消防救援队伍更新知识、运用新技术的需要,满足高等院校教学、科研发展的需要,有助于提高从业人员运用科学技术手段提高抗御火灾的基本能力,同时可填补我国在含添加剂细水雾灭火技术专业丛书出版方面存在的空白。
本书主要介绍了含钾盐添加剂细水雾的定义、添加剂的种类和作用、灭火有效性评价实验及建模方法、添加剂化学灭火的热力学和动力学原理等内容,设计更加贴近实际工程的全尺寸灭火实验方案,探讨含添加剂细水雾实际应用的可行性。本书在编写过程中注意吸收国内外灭火剂方面的先进技术和有益经验,突出实用性和可操作性,力求系统地介绍内容,深入浅出,循序渐进。
本书在撰写过程中得到了中国人民警察大学、北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室、北京市天安门地区消防支队和湖南安全技术职业学院等单位专家的大力支持。在此,谨向帮助和支持本书撰写工作的领导、专家及所有同志深表谢意。由于笔者水平有限,书中难免存在不足之处,恳请读者和同行批评指正。
本书共分7章,第1章由杜志明完成,其余章节由张天巍完成。本书第2~7章的内容得到了中国人民警察大学刘皓博士和梁强博士、北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室韩志跃博士、北京市天安门地区消防支队防火监督处监督指导科马冀昆及湖南安全技术职业学院刘玲博士等单位专家的大力支持。在此,谨向帮助和支持本书撰写工作的领导、专家及所有同志深表谢意。由于笔者水平有限,书中难免存在不足之处,恳请读者和同行批评指正。
本书可供从事灭火剂研究的工程技术人员,国家综合性消防救援队伍指挥员、消防员,企、事业单位消防管理干部使用,也可作为高等院校消防工程、安全科学与工程、化学工程等专业的教学参考书。
最后,感谢北京理工大学研究生院为本书出版创造了一个宝贵的机会。感谢北京理工大学优秀博士学位论文出版项目基金资助。感谢中国人民警察大学的成员在作者从事研究和撰写本书过程中给予的关心和支持。感谢国家自然科学基金委员会和河北省自然科学基金委员会,本书的相关研究得到国家自然科学基金项目(No.51804314)和河北省自然科学基金项目(No.E2018507020)等项目的资助,在此表示衷心感谢。
张天巍 杜志明
E-mail:zhangtianwei119@outlook.com
中国人民警察大学
北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室