汽车库自动喷水及泡沫联用灭火系统设计

简要阐述大型地下车库闭式自动喷水泡沫联用系统的适用范围和系统组成，同时浅述相关系统设计中应注意的问题，并结合某大型地下车库泡沫灭火系统的设计与计算作以下探讨。
     一、泡沫灭火系统的设计与计算
     汽车库的泡沫灭火系统由泡沫储罐、泡沫比例混合器、湿式报警阀、水流指示器、喷头及管网组成。首先根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005) (以下简称《自喷》)第5.0.8条规定：湿式系统自喷水至喷泡沫的转换时间，按4升/秒流量计算，不应大于3分钟； 泡沫比例混合器应在流量等于和大于4升/秒时符合水与泡沫灭火剂的混合比规定； 持续喷泡沫的时间不应小于10分钟。根据规范要求：喷淋管道充满水，使用泡沫灭火时在作用面积内的任意4只喷头在3分钟内由水转换成泡沫，然后在作用面积160平方米内的喷头以3%或6%混合比的泡沫液进行10分钟的初期灭火，此后储存在泡沫储罐内的泡沫液用完又以水进行灭火。
     1.设计计算 泡沫混合液流量(混合比为3%或6%的泡沫液)与泡沫喷头数量确定：
     ① 初算泡沫混合液流量
     QL =IS (升/分钟)
     式中 QL是泡沫混合液初算流量(升/分钟)；I是泡沫混合液供给强度(升/分钟·平方米)，选用水成膜泡沫液，供给强度6.5升/分钟·平方米； S是保护区的面积，按中危Ⅱ级确定：160平方米；则：QL=6.5×160=1040升/分钟。
     ② 泡沫喷头的数量确定
     由于汽车库喷头设置的高度小于10米，每只喷头的最大保护面积为11.5平方米(《自喷》7.1.2条)，则在160平方米作用面积下的喷头数量N：
     N=160/11.5=13.9=14只
     ③ 泡沫混合液设计流量QL设(升/分钟)
     QL设=1.30 QL
     式中 1.3系数参照《上海民用建筑水灭火系统设计规程》6.4.7，当采用《自喷》则系数为1，但需按9.1.4的要求校核系统设计的流量。
     2.泡沫混合液量WL确定：
     WL= QL设TL(升)
     式中 WL是泡沫混合液量(升)；
     TL是连续供给混合液的时间10(分钟)；
     则：WL= 1.3×1040升/ 分钟 ×10 分钟 =13520升。
     3.泡沫液量Wp的确定和泡沫储罐选用：
     Wp=WLb%(L)
     式中 Wp是泡沫液量(升)；b%是泡沫混合比6%(无铅汽油)；Wp=13520升×6%=811.2升；泡沫储罐有效容积W为1.15 Wp；
     则：W=1.15×811.2=932升。
     选用带胶囊的储罐，容量1.0立方米，泡沫混合液的管径DN150。
     4.泡沫比例混合器的保护距离
     ① 湿式系统自喷水到喷泡沫的转换时间，按4升/秒(4只喷头的流量)流量计算不大于3分钟。泡沫比例混合器到所需灭火的160平方米作用面积中任意4只喷头的管段容积V=Q×T=4×3×60=720升。当上述管段管径为DN150则管长 L=0.72/0.018=40米， 泡沫比例混合器的保护距离实际有效长度40×0.9=35米，并由此可估算：
     ② 泡沫比例混合器布置在一个较理想的保护区，如接近园形的中心保护面积为35×35×3.14=3846平方米约为一个防火分区的面积，可布置一个泡沫比例混合器。如接近方形的中心以配水管90°折线布置方式，则(17+17)×(18+18)=1224平方米约为一个1/3的防火分区面积，布置一个泡沫比例混合器见图示：
     泡沫比例混合器布置在一个狭长的防火分区内，则泡沫比例混合器的数量以其的间距确定。
     如一个100米×40米的防火分区则需沿长方向设两个个泡沫比例混合器。由于喷淋系统干管一般都为环状敷设，因此管段管径可适当减小，当管径采用DN100或DN125时，相应泡沫比例混合器的保护距离可适当增长。
     5.泡沫储罐与比例混合器、报警阀的关系
     ① 泡沫储罐与泡沫比例混合器
     最基本是一个泡沫储罐配一个泡沫比例式混合器，但并不是一个泡沫储罐只能配一个泡沫比例式混合器。泡沫比例混合器的设置位置与数量是泡沫灭火系统设计的要点，即其后配水管到任意4只喷头的管段容积不大于720升。
     ②泡沫储罐与报警阀
     按建筑面积4000平方米为一个防火分区，以建筑面积10平方米为一个喷头，则一个报警阀按控制800只喷头计算，则可控制2个防火分区，若每个防火分区有一个泡沫储罐，则一个报警阀可控制两个泡沫储罐，不一定按《自动喷水与水喷雾灭火设施安装》图集的要求一个泡沫储罐由一个报警阀控制。报警阀在泡沫储罐前还是在泡沫储罐后这要视生产厂家产品与系统确定。
     二、设计的注意点
     1.汽车库的泡沫灭火当采用自动喷水-泡沫联用系统：湿式系统自喷水至泡沫的转换时间，按4升/秒流量计算，不应大于3分钟，自泡沫比例混合器距任意4只喷头管道内的容积不大于720升，并按此确定泡沫比例混合器的数量。
     2.喷淋用水量与喷头的布置、间距、配水支管的管径等均按《自喷》GB50084-2001(2005) 中危Ⅱ级配置，并符合该规范的规定。
     3.喷头采用非吸气型喷头如闭式喷头，泡沫液采用水成膜。
     4.由于环境温度的要求车库采用干式报警阀的干式系统，则无水至泡沫转换时间的要求。
     5.泡沫混合液供给强度不小于6.5升/分钟·平方米，供给时间10分钟。
     6.大型地下车库的泡沫灭火系统，由于是数个防火分区组成并限制水流指示器的设置，虽然并未规定泡沫储罐和泡沫比例混合器一定是布置在水流指示器前还是后，但可在一个防火分区内布置一个或数个泡沫比例混合器和相应的泡沫储罐。湿式系统的泡沫比例混合器数量取决于泡沫比例混合器后，配水管到任意4只喷头管段的容积不大于720L。由于泡沫灭火采用闭式系统，故喷头采用闭式喷头，由此采用水成膜泡沫液，混合比为3%或6%(无铅汽油)，泡沫储罐采用带胶囊的储罐。
     三、结语
     由于自动喷水-泡沫联用灭火系统既可灭固体火灾，又可灭液体火灾，当某些水溶性液体火灾在用泡沫灭火以后，为了防止其复燃，还可用水进一步冷却，扩大了普通水灭火系统的扑救范围；因此将自动喷水-泡沫联用灭火系统用于地下停车库，其效果比普通自动喷水灭火系统好，又比固定式泡沫喷淋灭火系统简单、经济。