自动喷水-泡沫联用灭火系统

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摘要：介绍了自动喷水-泡沫联用灭火系统的组成，轻水泡沫灭火特性及泡沫罐容积的计算方法。

关键词：自动喷水 泡沫 灭火系统

combined automatic sprinkling and foam fire system

abstract: the structure and special characteristics of combined automatic sprinkling and foam fire system are presented. also the volumetric calculation of foam reservoir is proposed.

《自动喷水灭火系统设计规范》正进行全面修订，补充了新型灭火系统，其中有“自动喷水-泡沫联用灭火系统”。这是在自动喷水灭火系统中配置可供给泡沫混合液的设备，组成既可喷水又可喷泡沫的固定灭火系统。它可以是开式系统，也可以是闭式系统。这种系统在深圳用得比较早，当时称为“固定式轻水泡沫灭火系统”，用于油墨厂的厂房及仓库，后来扩大用于高层民用建筑的柴油发电机房和燃油锅炉房，也有用于地下停车库。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。新颁布的《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》明确提出“ⅰ类地下汽车库、ⅰ类修车库宜设置泡沫喷淋灭火系统”，从而修改了老规范设置移动式泡沫灭火的条款。如果将自动喷水-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。下面就常用的闭式自动喷水-泡沫联用灭火系统作一介绍。

1　系统组成

在普通湿式自动喷水灭火系统中并联一个钢制带橡胶囊的泡沫罐，橡胶囊内装轻水泡沫浓缩液，在系统中配上控制阀及比例混合器就成了自动喷水-泡沫联用灭火系统，系统简图见图1。其工作原理为：当发生火灾时，闭式喷头出水，报警阀打开，消防水进入管网。一部分水进入泡沫罐的水室，利用水压将泡沫液挤过控制阀及比例混合器，通过消防水的引射作用，将泡沫液掺进消防水中。混合液从喷头喷出，在遇空气后自动生成灭火泡沫。由于该系统不需要特殊的泡沫喷头和泡沫发生器，大大简化了使用条件，且其水力计算可视同湿式自动喷水灭火系统，故一般的湿式自动喷水灭火系统按上述做法很容易就改造成了自动喷水-泡沫联用灭火系统。

图1　系统简图

2　泡沫浓缩液

自动喷水-泡沫联用灭火系统的泡沫浓缩液必须采用轻水泡沫。它不同于普通蛋白泡沫或氟蛋白泡沫，其灭火效能要高得多，不仅能有效地扑灭木材、纸张、棉花、橡胶、塑料及其它聚合物燃烧所引起的火灾，而且对可燃液体火灾的灭火能力强，用量少。因为轻水泡沫除了能起到隔绝燃烧物附近的空气和降低燃烧物表面温度的作用以外，还能在油类的液面上生成具有特殊灭火效果的“水成薄膜”。它可以迅速地在燃烧液体表面扩散，阻隔燃烧液体受热形成的易燃汽化物向外蒸发。虽然泡沫没有覆盖到火灾表面，而流动速度很快的水成膜已经覆盖到了可燃液体，提前把火扑灭了。水成膜还有一种“自愈性”，即使泡沫层遭到破坏，水成膜亦会快速愈合，防止死火复燃。

目前3m公司生产的轻水泡沫有两种泡沫液：一种是afff型，用于油类及碳氢化合物火灾，一种是atc型，用于扑灭极性溶剂、水溶性和非水溶性碳水化合物火灾。轻水泡沫无嗅、无毒、无腐蚀性，其容重约为1.02kg/l，保质期可超过20年。由于泡沫浓缩液与水混合后的液体在流体力学特性上与普通自来水几乎相同，因此自动喷水-泡沫联用灭火系统的管道计算可同普通水一样。

3　泡沫罐和比例混合器

泡沫罐一般为钢制，内有橡胶囊，囊内装泡沫浓缩液，钢罐和囊之间可进水。罐的形式有卧式和立式两种。国内生产的泡沫罐和比例混合器组装在一起为一个整体，国外的泡沫罐和比例混合器是分开的。国产立式罐容积0.4m3～1m3，直径800mm～1 000mm，高1 600mm～1 900mm。卧式罐容积0.4m3～18m3，直径600mm～2 000mm，长2 000mm～6 650mm。比例混合器直径有100mm、150mm、200mm、250mm 4种，混合比3%或6%，混合液流量75l/min～9 600l/min。国外生产的泡沫罐规格较多，立式罐容积136l～9 084l，直径610mm～1 829mm，高1 041mm～4 598mm。卧式罐容积397l～14 761l，直径610mm～1 981mm，长1 803mm～5 613mm。比例混合器直径有75mm、100mm、150mm、200mm 4种，混合比3%或6%，混合液流量284l/min～17 033l/min。具体数据可参阅有关厂家产品样本。

4　泡沫罐容积计算及举例

泡沫罐容积

v=f×q×c×t×k

式中f——作用面积,m2，根据《自动喷水灭火系

统设计规范》火灾危险等级确定；

q——泡沫混合液供给强度,l/(min . m2)，应按试验确定，在无试验资料时，可取6.5l/(min . m2)；

c——泡沫混合液中泡沫浓缩液的百分比浓度，一般碳氢化合物火灾为3%，极性溶剂火灾为6%；

t——泡沫混合液作用时间,min，根据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》连续供给泡沫混合液时间，不应小于10min；

k——系数，考虑增加15%的保险余量，取1.15。

计算举例：某停车场面积4 000m2，设自动喷水-泡沫联用灭火系统，试计算泡沫罐容积。

汽车库属中危险级，最大作用面积200m2(在《自动喷水灭火系统设计规范》修订以后，系统作用面积稍有改变)；q=6.5l/(min . m2)；考虑到目前汽车均要求使用无铅汽油，取c=6%,t=10min，k=1.15。代入上式计算容积为897l，依此可根据生产厂的产品样本选择容积相近的泡沫罐。