吉小牧
南京优佳建筑设计有限公司 (江苏省南京市 210000)
0 引言
大型地下汽车库一旦发生火灾扑救难度大,《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014规定I类地下、半地下汽车库宜采用泡沫-水喷淋系统。泡沫-水喷淋系统对于扑救汽车库火灾灭火效率更高且灭火后难以复燃，具有比自动喷水灭火系统更好的效果。
1 系统介绍
泡沫-水喷淋系统是由喷头、报警阀组、水流报警装置等组件，以及管道、泡沫液与水供给设施组成。它具有三种功能：一是灭火功能；二是预防作用，在有B类易燃液体火灾时，可以预防因易燃液体的沸溢或溢流而把火灾引到邻近区域；三是控制和暴露防护，在不能扑灭火灾时，减少热量的传递，使暴露在火灾中的其它物质不至受损。
闭式泡沫-水喷淋系统是采用闭式洒水喷头的泡沫-水喷淋系统，也是现在大型地下汽车库使用最为广泛的一种泡沫-水喷淋系统，包括泡沫-水预作用系统、泡沫-水干式系统和泡沫-水湿式系统。本文结合工程实例，就最为常见的泡沫-水湿式系统设计中应注意的问题进行探讨。为方便起见，下文将《泡沫灭火系统设计规范》GB50151-2010简称为“泡规”，《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017简称为“喷规”。
1.1 基本要求
泡沫-水湿式系统的设计可以参照“泡规”和“喷规”中有关设置场所、设计原则和系统选型等相关规定。其可以应用于环境温度不低于4℃且不高于70℃的I类即停车数量超过300辆或建筑面积大于10000㎡的地下、半地下汽车库。
1.2 基本组件
泡沫-水湿式系统一般由普通闭式喷头、湿式报警阀组、水流报警装置、泡沫贮存罐、泡沫比例混合器等组件，以及管道、泡沫液与水供给设施组成。其主要工作原理参见图1。
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图1 闭式泡沫-水喷淋系统工作原理图
1.2.1泡沫灭火剂
泡沫-水喷淋系统应采用低倍数泡沫灭火剂（发泡倍数不大于20倍）。当采用非吸气型喷头时应选用水成膜或成膜氟蛋白泡沫液，对于泡沫-水湿式系统因为采用普通闭式喷头，一般选用水成膜泡沫液。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，因此泡沫-水湿式系统的管道水力计算可同普通水一样。
1.2.2喷头
泡沫-水湿式系统考虑前期喷泡沫后期喷水，可以采用普通闭式喷头。地下汽车库配水管一般在梁下布置，常用的为流量系数K不小于80，动作温度为68℃的直立型喷头。
1.2.3比例混合器
闭式系统的流量是随火灾时开放喷头数的变化而变化的，这就要求系统输送的泡沫混合液能在系统最低流量和最大设计流量范围内满足规定的混合比，而比例混合器也只能在一定的流量范围内满足相应的混合比，因此在泡沫喷淋系统中宜采用压力式大范围比例混合器，这种混合器能确保在很大流量范围内的混合比精度。
2 某大型地下汽车库泡沫喷淋系统设计
项目概况：某人防地下自走式汽车库，建筑面积约28600㎡，停车数量约800辆，属于I类地下汽车库，平时车库内最低温度不低于4℃，采用泡沫-水湿式系统。
2.1 设计参数
泡沫-水湿式系统的设计应执行“泡规”，并结合“喷规”相关规定。以下主要探讨泡沫-水湿式系统和普通闭式自动喷水系统的不同之处。
2.1.1喷水强度
“泡规”规定泡沫-水喷淋系统的供给强度不应小于6.5L/（min·㎡)。“喷规”规定汽车库属于中危险级II级，喷水强度不小于8 L/（min·㎡)。本项目采用8 L/（min·㎡)进行设计。设计管道和喷头时还需核算任意四个相邻喷头组成的四边形保护面积内的平均供给强度不应小于设计供给强度，且不宜大于设计供给强度的1.2倍。
2.1.2作用面积和设计流量
“泡规”规定系统的作用面积取465㎡。在此需要注意的是，在计算设计流量时虽然“泡规”和“喷规”中系统流量的计算公式完全相同，但是前者所取喷头位于最有利水力条件处作用面积内而后者所取喷头位于最不利水力条件处作用面积内。前者为系统流量最大范围，后者为系统流量最小范围。
还需核算最不利水力条件下，泡沫混合液或水的平均供给强度不应小于本规范的规定；最有利水力条件下，系统设计流量不应超出泡沫液供给能力。另外系统泡沫混合液与水的设计流量还要加上不小于5％的裕度。
2.1.3泡沫液量和泡沫液贮罐
“泡规”规定泡沫混合液连续供给时间不应小于10min，一般易燃油类火灾泡沫液混合比可取3%，则泡沫液用量（L）=系统设计流量（L/S）×10×60×3%。
本项目系统设计流量为85 L/S，泡沫液用量为1530L，泡沫液贮罐的有效容积为1.15×1530=1759L，选用PGNL2000型泡沫罐，泡沫混合比3%，储罐容量2000L。
2.2 管路设计
“泡规”规定当系统管道充水时，在8L/s的流量下，自系统启动至喷泡沫的时间不应大于2min。由此计算泡沫-水喷淋灭火装置后的管道容积不应大于960L（8L/s×2×60s=960L）。一般采用热镀锌钢管，不考虑支管，配水主管道每米容积参见表1。
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表1 热镀锌钢管每米容积
这种情况下，泡沫-水喷淋灭火装置后的配水干管长度非常有限。本项目面积较大，每个防火分区（面积约4000㎡）分为两个供水分区，每个防火分区分设置一个泡沫罐间，每个供水分区设置一个比例混合器，这种情况下管道容积基本可以满足。
此外配水管道布置时应尽量选择中路进水，以减少进水口至最不利点距离，避免出现最不利点和最有利点作用面积内供给强度差距过大。
3 设计中需要注意的问题
3.1泡沫-水喷淋系统的适应范围，是非水溶性液体泄漏火灾危险和存放量不超过25L/㎡或超过25L/㎡但有缓冲物的水溶性液体的室内场所。因此对于电动汽车库或仅供电动汽车停靠的防火分区，设置泡沫水喷淋系统并不能起到比普通闭式自动喷水系统更好的作用。
3.2 “泡规”中规定当泡沫液管线长度超过15m时，泡沫液应充满其管线，且泡沫液管线及其管件的温度应在泡沫液的储存温度范围内。实际操作中，平时运营维护难度较大。因此设计时需要考虑供水分区要尽量均匀，尽量避免泡沫液管线长度超过15m。但是在实际工程中要做到这一点非常困难，特别是汽车库还要受到建筑车位要求的限制，这也是泡沫-水喷淋系统设计和使用时的一个难点。
参考文献
《泡沫灭火系统设计规范》GB50151-2010
《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017
《建筑给水排水设计手册》中国建筑工业出版社
《消防资源网经典汇编》石峥嵘