立体汽车库自动喷水

立体汽车库自动喷水
摘要：本文介绍了自动喷水—泡沫联用灭火系统的组成及工作原理，以机械式立体车库为例进行了系统的设计及计算，以指导类似车库的消防设计。

关键词：机械式立体汽车库；自动喷水—泡沫联用灭火系统；泡沫液储罐
中图分类号：tu998.13+2文献标识码：a
引言
自动喷水—泡沫联用灭火系统是一种对汽车库灭火十分有效的系统，该系统在性能上弥补了了普通自动喷水灭火系统对扑灭b类火灾的不足之处。

本文以地下室机械立体汽车库为例，介绍i类地下室立体汽车库闭式自动喷水—泡沫联用灭火系统的设计。

一、系统的组成及工作原理
在普通的自动喷淋灭火系统中并联一个泡沫液贮罐，在泡沫液贮罐出口处配上控制阀，通过泡沫比例混合器与喷淋管道相连接，系统简图见图2。

其工作原理为: 当发生火灾时，闭式喷头出水，报警阀打开，水压使泡沫液控制阀打开，水流指示器动作联动泡沫液罐进水管上的电磁阀打开，水压使泡沫液罐的泡沫液进入泡沫比例混合器，然后输入管道，混合液从喷头喷出，遇空气后自动生成灭火泡沫。

二、系统的设计及计算
（一）设计注意事项
根据《自动喷水灭火系统设计规范》第5.0.8条规定：①湿式系统自动喷水至喷泡沫的转换时间，按4l/s流量计算，不应>3min；
②泡沫比例混合混合器应在流量≥4l/s 时，符合水与泡沫灭火剂的混合比规定；③持续喷泡沫的时间不应<10min。

1、本规定第①条实际上规定了每个水流指示器后，至最不利喷头的管道容积为720l，以配水主管采用dn125为例，进行计算：管道过流断面积为0.0123m2，流经管道长度=58.5m（本次计算仅为主管计算，在实际中应考虑支管）。

同理,以配水主管用dn150，经计算可得，流经管道长度为40.8m。

因此地下室防火分区大时，为满足转换时间的要求，应根据实际需要布置水流指示器，且尽量布置在管道中间位置。

2、本规定第②条是对泡沫比例混合器在系统中动作时，达到设计混合比的工作条件而提出要求：一方面比例混合器系统主管道的压力范围要求为0.6～1.2mpa；另一方面要求水入口处及泡沫入口处，压力基本平衡。

3、本规定第③条用于计算泡沫混合液设计用量。

（二）系统计算
泡沫液与水混合后的液体在流体力学性质上与一般的自来水相差不大，因此其水力计算方法可视同普通的自动喷水灭火系统。

根据gb 50084-2005 自动喷水灭火系统设计规范汽车库按中危险等级
ⅱ级设计，喷淋系统设计参数: 8 l/( min·m2)，作用面积160m2。

1、系统泡沫液的理论用量计算。

《低倍数泡沫灭火系统设计规范》中规定，闭式喷头应选用水成膜或成膜氟蛋白泡沫液。

泡沫混合液混合比可采用3%或6%，停泊普通汽车且采用有铅汽油的宜采用3%，停泊使用无铅汽油的汽车采用6%。

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—泡沫喷淋系统混合液供给强度（l/min·m2）；t2—泡沫喷淋系统泡沫混合液连续供给时间10min；地下室汽车库按中ⅱ危险级设计，a2=160m，r2=8l/min·m2；则m2=160×8×10=12800l。

按泡沫混合液混合比6%计（目前汽车均要求使用无铅汽油），则泡沫液的使用量为768l，考虑到立体车库采用双层重列式停车架，灭火时是按上下二层同时喷洒为准。

因此面积只算顶板欠妥，下层面积的需用量，《自动喷水灭火系统设计手册》有建议内置喷头的计算数量为4～8个喷头，而4～8个喷头的面积大约为32～70m，若按面积50m2计实际需要泡沫混合液的用量为m2=(150+50)×8×10=16800l，泡沫液的使用量为16800×6%=1008l。

2、系统泡沫液的实际用量计算。

根据《自动喷水灭火系统设计手册》，立体汽车库自动喷水灭火系统的水力计算，应按照立体仓库水力计算方法进行，系统分为天花板自动喷水灭火系统和车架内置喷头两部分进行计算。

天花板自动喷水灭火系统的作用面积，按
中危险级ⅱ级的作用面积和喷水强度进行水量和压力计算，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。

内置喷头每个喷头的出流量，不宜<115l/min。

按以往的计算结果，天花板的喷水流量约为35l/s，车架内置的个数按4个考虑为
10l/s，则泡沫混合液计用量q=(35+10)×10×60=27000l，按泡沫混合比6%计，则泡沫液的使用量为1620l。

由上述计算可见，两种计算结果是不一致，究其原因，前者是按理论混合液设计用量来计算，他的前提是喷头均匀布置各地方，喷水强度均为8l/min·m2，而后者的喷水流量是按实际使用时的设计流量，每个喷头的压力不一致，流量也不一致，作用面积内的喷水强度也大于规范规定
8l/min·m2，因此设计时应取第二种方案的计算值。

另外泡沫液的用量，还应考虑泡沫管的使用量及罐管道的残留量。

3、管路系统设计要点
自动喷水灭火系统设计规范规定湿式系统自喷水至喷泡沫的转换时间,按4l/s流量计算,不应大于3min。

按此规定,我们可以估算及预测到,从泡沫比例混合器到管路最不利点的距离,应尽量控制
在100m范围内,且主管道的管径应尽量小,并须在每段管路布置后,对泡沫比例混合器到末端喷头的距离,根据相应的管径及流速进行核算, 以保证其转换时间不大于3min。

在工程设计中，建议在每个防火分区布置一个泡沫喷淋设备间,
内设泡沫罐及湿式报警阀组, 并且将泡沫比例混合器布置在每个
防火分区的中间位置，使得每个泡沫比例混合器后的管径最大为dn125,且该管段的长度控制在15m内。

经核算, 每个动作喷头到比例混合器之间的时间都在3min之内。

比例混合器通过泡沫液管道与水泵房内泡沫液储罐相连，在系统交付使用前让比例混合器和泡沫液储罐间的连接管道预先充满泡沫液，这样设计的好处是可以节省泡沫液在管道中的传输时间。

三、结语
机械式立体汽车库，采用闭式自动喷水—泡沫联用灭火系统，目前尚无系统的理论及规范支持。

本文通过工程实践总结，对该系统系统的组成及工作原理进行了阐述，对泡沫液的用量、系统管道布置进行了计算分析。

参考文献：
[1] gb50067-97，汽车库、修车库、停车场设计防火规范[s].
[2] gb50084-2001(2005版)，自动喷水灭火系统设计规范[s].
[3] 自动喷水灭火系统设计手册.中国建筑工业出版社[s].。