复式车库闭式水成膜泡沫喷淋灭火系统设计

　　 摘　要：　从设计的角度详细介绍了闭式水成膜泡沫喷淋灭火系统的组成、工作原理和计算，阐述了该系统的优缺点，呼吁及时制订出相应的规范。
　
　　复式汽车库采用高架存放，具有结构简单、占地面积小、投资少、同时可根据场地大小变化排列形式等特点，广泛用于宾馆、机关事业单位、住宅小区等车辆密集区。在卧龙阁地下复式汽车库设计时，发现传统的自动喷水灭火系统已经不能很好地胜任灭火任务，本着安全可靠、经济合理、技术先进的原则，同时借鉴发达国家的实践经验，采用了水成膜泡沫喷淋灭火系统，即在传统自动喷淋灭火系统中配置可供泡沫混合液的设备，组成既可喷水又可喷泡沫的固定灭火系统。根据保护对象的不同可分为开式系统和闭式系统，本文着重介绍闭式水成膜泡沫喷淋灭火系统。
1　系统设计的理论依据
　　《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(以下简称《汽车库规范》)GB 50067—1997第7.2.3.2条规定：机械式立体汽车库、复式汽车库的喷头，除在屋面板或楼板下按停车位的上方布置外，还应按停车的托板位置分层布置，且应在喷头上方设置集热板，也就是说既要有下喷头又要有侧喷头，才能有效灭火。然而在实际工程设计与施工当中，布置侧喷头和在喷头上方设置集热板非常困难，而且效果不佳。《汽车库规范》第7.3.1条和《自动喷水灭火系统设计规范》(以下简称《喷淋规范》)GBJ 84—85(送审稿)第3.1.10条规定，自动喷水灭火系统能够及时控火，但不宜迅速灭火，以及喷淋泡沫灭火后仍需继续喷水冷却；防止复燃的场所或部位宜采用自动喷水——泡沫联用灭火系统，并可采用水成膜等灭火效能较高的灭火剂。
2　系统的组成与工作原理
　　系统由传统设计的湿式自动喷水灭火系统与大范围比例混合器、泡沫液贮罐组合而成。
　　当火灾发生时，温度升高，位于保护区的闭式喷头破裂喷水，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，水力警铃动作而自动报警，压力开关动作启动加压泵，同时打开泡沫液贮罐进水口上的电磁阀。当水流经泡沫液贮罐时，一部分水会流入泡沫液贮罐内挤压贮存泡沫液的胶囊，并通过大范围比例混合器按比例(3%或6%)形成泡沫混合液送至地下复式车库扑救火灾。停泊普通汽车且采用有铅汽油的宜采用3%比例，停泊使用有铅及无铅汽油的汽车采用6%的比例。
3　系统的设计计算
　　①　先按有关规范进行传统湿式自动喷水灭火系统设计、布置喷头。
　　②　选择泡沫灭火剂。设计选用较成熟的水成膜泡沫灭火剂是美国3M公司特别研制的氟化物泡沫灭火剂AFFF(Aqueous Film Forming Foam)。此种泡沫灭火剂分为轻水型AFFF和轻水酒精型AFFF/ATC，其灭火机理是：轻水型泡沫灭火剂与水(淡水、海水均可)混合而形成均匀且稳定的泡沫层以隔绝空气之外，泡沫中的水分能降低油类的温度，同时在泡沫层以下可形成一层密封且快速扩散的水成层薄膜，而此水成层薄膜可迅速地在燃烧油面扩散及密封(Seal)空气，因此可隔绝及防止受热油类产生的易燃气化物(Vapor)。轻水酒精型除具有轻水型特性外，当扑救水溶性或极性的燃油火灾时，能于燃油表面形成一层凝聚性聚合层(Cohesive Polymeric Layer)，此薄层能防止泡沫和水成膜薄膜被极性溶剂破坏，以全面发挥灭火的功能。此外这种聚合层还具有再生功能，即使聚合层因被搅动而破裂后仍能自动形成另一新的聚合层。
　　美国3M公司推荐存放汽车配用无铅汽油燃料时，可采用6%AFFF/ATC作为闭式水成膜泡沫喷淋灭火系统的泡沫灭火剂。
　　③　选择泡沫液贮罐及大范围比例混合器。我国制订“规范”的原则是：成熟一条制定一条。目前国内尚未开展水成膜泡沫液的喷淋试验，规范中也未给出水成膜泡沫液保护非水溶性液体的供给强度。设计参照美国国家防火协会NFPA11—83规定：使用水成膜泡沫液时，其最小泡沫液供给强度为4.1 L/(min .m2)。而我国现行《喷淋规范》规定：中危险级最不利点保护面积为200 m2，喷水强度为6.0 L/(min .m2)。因此，系统设计参数确定为：泡沫液供给强度为6.0 L/(min .m2)，保护面积为200 m2，持续喷泡沫时间≮10 min。泡沫灭火剂为3M.AFFF/ATC，比例为6%。
　　泡沫混合液量＝200×6.0×10＝12 000 L
　　泡沫浓缩液量＝12 000×6%＝720 L
　　复式汽车库采用双层重列式停车架，考虑到火灾时喷洒的部分泡沫被停车架托板隔离遮挡之损失，实际设计泡沫浓缩液贮量增加一倍，即按V总＝720×2＝1 440 L考虑。选用西安卫士消防设备制造厂生产的1.5 m3压力式泡沫液贮罐，大范围比例混合器型号为ZPHY—100/50。
4　系统的优缺点
　　①　在不改变传统湿式自动喷水灭火系统结构的基础上增加了对建筑物中有易燃、可燃液体场所发生火灾时灭火控火的可靠性。
　　②　能有效扑灭火灾。火灾初期：喷头破裂，喷水降温控火；灭火阶段：喷洒泡沫，降低燃体表面温度、隔绝空气中的氧，防止受热油类产生易燃气化物；结束阶段：维持传统自动喷水灭火系统的功能，继续喷水冷却，防止复燃，直至火灾完全扑灭。
　　③　闭式水成膜泡沫喷淋灭火系统适用于设有自动喷水灭火系统的楼宇内的复式汽车库或大型汽车库，具有投资少、灭火效率高等优点。而对于独立建造的复式汽车库、立体停车库，则推荐采用高倍数泡沫灭火系统。
　　④　3M. AFFF/ATC之泡沫灭火剂为极稳定的氟化物，贮存期可达20年以上，无毒无臭味，不腐蚀消防设备，且不污染环境。目前依赖进口，价格较昂贵。
5　结语
　　闭式水成膜泡沫喷淋灭火系统具有安全可靠、经济实用、灭火效率高等优点，适用于扑救流淌的甲、乙、丙液体火灾，地下停车场火灾，燃油锅炉房以及易燃液体及固体的贮存仓库火灾。但目前泡沫灭火剂还依赖于进口(造价高)，且国内尚未制订出具体的设计、施工、验收规程，给设计和施工带来困难。希望有关部门尽快制订一些产品标准及设计施工规范，使我国的消防灭火技术产品更加实用有效。