自动喷水泡沫联用系统在I类地下车库的应用及探讨
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喷淋-泡沫联用系统在I类地下车库的设计及探讨
摘要：结合工程设计实例，分析了I类地下车库喷淋-泡沫联用系统的设计参数及设备选型，探讨了设计中需要注意的问题。
关键词：喷淋-泡沫联用系统泡沫罐
The designing and discussion of water-foam sprinkler systems in type I
underground garage
Abstract: Based on the living examples of engineering, analyzes the design parameters and equipment selection of water-foam sprinkler systems in type I underground garage. Then discusses the problems need to pay attention to in the designing.
Key words: Water-foam sprinkler system Foam tank
引言
大型地下车库的消防问题日益引起人们的关注。
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》7.3.1条规定：Ⅰ类地下汽车库、Ⅰ类修车库宜设置泡沫喷淋灭火系统【1】。
该系统除了具备湿式自动喷水灭火系统的特点外，还具有强化灭火性能、缩短灭火时间、降低火灾损失、减少灭火用水量和防止火种复燃的作用，因此是大型地下车库灭火系统的首选。
1系统组成及原理
图1 喷淋-泡沫联用系统原理示意图
当火灾发生时，温度升高，位于着火区域上方的闭式洒水喷头破裂喷水，区域水流指示
器动作并向消防控制中心报警显示着火区域；湿式报警阀在水压变化下开启，首先，水力警铃动作而自动报警，压力开关动作，与此同时，屋顶消防稳压水箱自喷出水管上的流量开关动作，共同将火灾信号传送至灭火控制器。
灭火控制器发出电信号，首先打开压力贮罐式泡沫比例混合装置进水口上的电磁阀，同时启动消防水泵。
当消防水流经压力贮罐式泡沫比例混合装置时，吸入泡沫液，形成3% 或6% 的泡沫混合液，通过洒水喷头向着火区域喷洒泡沫。
当火灾扑灭，到达泡沫喷洒设定时间时，灭火控制器切断压力贮罐式泡沫比例混合装置进水口上的电磁阀电源，电磁阀关闭，泡沫液停止供应，洒水喷头继续向着火区域喷水，冷却防止复燃和冲洗管道【2】。
2工程概况
本工程位于江苏省南通市，上部为5栋多层住宅楼和3栋商住楼及1栋办公用房，地下室设有自行车库、人防自走车库、机械车库、消防泵房、配电室等设备用房，地下车库建筑面积为28000m2，地下室共设17个防火分区，其中6个防火分区为汽车库，共设有570个机动车位。
本项目前期与政府有关部门协调后，消防部门要求本工程采用自动喷水－泡沫联用系统。
3设计参数及设备选型
3.1喷头及泡沫液的选择
由于系统采用普通洒水喷头，属于非吸气型喷头，必须选用成膜类泡沫液。
水成膜泡沫灭火剂具有流动性好，灭火效率高，毒性低，腐蚀性小，保质期长（可达8年），后期维护费用较低等特点。
这类泡沫液除具有一般泡沫液的作用外, 能够在燃烧物表面上形成一层封闭的液膜, 隔绝空气, 并形成隔热屏障, 对燃烧物表面产生窒息、冷却作用, 是非吸气型泡沫喷洒装置的必选泡沫灭火剂。
考虑目前市场上主要为无铅汽油，属于非极性溶剂，故本工程采用水成膜泡沫灭火剂的泡沫混合比为3%。
3.2比例混合器的选型
《自动喷水灭火系统设计规范》规定：闭式自动喷水-泡沫联用灭火系统应在流量≥4 L/s 时符合水与泡沫灭火剂的混合比规定，因此最小流量选取4 L/s ，本人防工程为自走车库，系统最大流量不会超过32 L/s，选择混合液流量4~32 L/s 、混合比3 %、DN 150 的比
例混合器，其工作压力范围一般为0.6~1.2MPa。
3.3泡沫罐的计算
3.3.1系统泡沫液的理论用量计算
扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量公式：M2=A2·R2·T2。
式中：M2——泡沫混合液设计用量（L）；A2——泡沫喷淋系统的最大保护面积（m2）；R2——混合液供给强度（L/min·m2）；T2——混合液连续供给时间；地下室汽车库按中Ⅱ危险级设计，A2=160 m2，R2=8L/min·m2，T2=10min，则M2=160×8×10=12800L。
3.3.2系统泡沫液的实际用量计算
本地下室喷淋泡沫流量最大的为机械车库部分，其水力计算应参照立体仓库，为天花板自动喷水灭火系统和车架内置喷头两部分计算值之和。
天花板自动喷水灭火系统按中危险级Ⅱ级的作用面积和喷水强度进行计算，当车架内置喷头数为 1 层时，建议货架内置喷头的计算数量为4～8 个喷头，设计总流量为天花板喷头设计流量加内置喷头的设计流量。
按以往的计算结果，天花板的喷水流量约为40L/s，车架内置的个数按 6 个考虑为10L/s，则泡沫混合液设计用量Q=（40+10）×10×60=30000L。
3.3.3泡沫罐的选型
考虑到实际喷头布置不是理论上均匀分布，故泡沫混合液设计用量按实际用量取值，泡沫混合比按3%计，则泡沫液的使用量为900L。
泡沫液贮罐的有效容积为1.15×900=1.035m3。
另外，泡沫液的用量，还应考虑泡沫管的使用量及泡沫罐管道的残留量，根据图集04S206
《自动喷水和水喷雾灭火设施安装》，确定泡沫罐型号为PGNL 1500，1.1mx2.8m，铁栅栏围护。
泡沫液储存装置现在大多采用带胶囊的压力储罐，并配以压力式泡沫比例混合器。
胶囊式储罐可使泡沫液与水不接触，泡沫液一次未用完可下次再用，有利于节约成本和后期维护费用。
3.4喷淋管网的优化
按照《自动喷水灭火系统设计规范》的5.0.8条规定，湿式系统自喷水至喷泡沫的转换时间，按4 L/s 流量计算，不应大于3min【3】。
即泡沫混合液从比例混合器出来至最不利喷头喷出流出时间不大于3min，设计中可以通过控制比例混合器至最不利喷头的管道容积不大于720L=3×4×60来校核。
通常在设计地下汽车库泡沫喷淋系统中，因为防火分区面积较大，如果将泡沫罐及比例混合器设于防火分区的一端，则会造成比例混合器至最不利喷头距离过大，不能满足规范要求，因此可以将比例混合器调整优化至防火分区的中部，减小其与最不利喷头的距离【4】。
另外，合理分配干管与支管的数量以缩短干管长度、合理减小各管段管径，尽可能减少比例混合器后端的管道容积, 以满足规范要求并缩短转换时间。
同时在系统投入使用前应使比例混合器与泡沫液储罐间的连接管道预先充满泡沫液。
4总结
水喷淋-泡沫联用灭火系统，在不改变传统自动喷水灭火系统结构的基础上增加了对易燃、可燃液体火灾的灭火、控火能力，加强了对
固体火灾的灭火效果。
通过以上的分析，可以看出本工程在喷淋-泡沫联用系统的设计中，合理选用及布置泡沫罐及比例混合器，优化喷淋管网，力求做到系统方案合理，运行可靠，达到较好的灭火效果。
相信通过不断地实践与总结, 自动喷水-泡沫联用灭火系统将会更加完善, 应用也将更加普遍。
参考文献：
【1】GB 50067-97. 汽车库、修车库、停车场设计防火规范.中国计划出版社
【2】裴丽萍.泡沫-水喷淋联用灭火系统在汽车库中的应用.Fire Science and Technology.2005
【3】GB 50084-2001. 自动喷水灭火系统设计规范.中国计划出版社【4】建筑给水排水设计手册第二版（上册）.中国建筑工业出版社。
