陈丽荣
广州宝贤华瀚建筑工程设计有限公司 广东广州 510095
摘要：介绍、探讨了充电设施汽车库泡沫—水喷淋系统的灭火剂选择及灭火机理、设计参数的选用、泡沫比例混合装置的布置及控制方式、并对泡沫—水喷淋系统设计提出优化措施。
关键词：充电设施汽车库，泡沫-水喷淋系统，泡沫混合装置，优化措施
前言：随着国民经济快速发展，汽车需求量越来越多，推广新能源电动汽车是国家战略。为解决日益增多的电动汽车保存量，一般地下室预留或建设成带充电设施的汽车库。国家现行规范《电动汽车分散充电设施工程技术标准》GB/T 51313-2018规定新建住宅应100％建设充电设施或预留建设安装条件，消防设施的设置按照《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》GB50067—2014（简称《汽车库规范》）的有关规定。《汽车库规范》第7.2.3条，规定Ⅰ类地下、半地下汽车库宜采用泡沫-水喷淋系统。［2］广东省《电动汽车充电基础设施建设技术规程》DBJ/T 15-150-2018第4.9.16条规定，充电设施汽车库采用泡沫—水喷淋系统。［3］
1.泡沫灭火剂的选择及灭火机理
泡沫—水喷淋系统采用成膜氟蛋白和水成膜泡沫灭火剂，系统采用闭式喷头，非吸气型喷头，泡沫溶液的发泡效果有限，成膜氟蛋白和水成膜泡沫灭火剂可以烃类液体表面析出液能形成薄膜，可以阻隔空气，对于隔绝并且防止受热油类产生易燃气体具有很好的效果。
与自动喷淋系统相比，泡沫喷淋系统不仅可以灭固体火灾，还可以对B类易燃液体火灾扑灭、冷却，减少热辐射，对防止电动汽车锂电池受到外部热冲击而引燃周边汽车有一定作用。充电设施汽车库的泡沫—水喷淋系统多采用水成膜泡沫灭火剂，保存时间长，可达8年，其他泡沫灭火剂保存时间2~3年。泡沫混合比可采用3%。
2.泡沫—喷淋设计
2.1系统设计参数的选用
国家现行规范《泡沫灭火系统设计规范》GB50151—2010（简称《泡沫规范》）规定，泡沫—水喷淋系统供给强度≥6．5L／（min·m2)；系统的作用面积为465m2；泡沫混合液连续供给时间≥10min，再加上后续喷水灭火冷却时间，共计不小于60min。［1］对于泡沫混合液与水的连续供给时间，广东省《电动汽车充电基础设施建设技术规程》规定有所不同，供给时间更长，要求≥90min。
对于泡沫混合液供给强度这个参数的选取，业内有争议，认为充电设施汽车库的泡沫—水喷淋系统按照《泡沫规范》的设计参数实行，供给强度小了，应按照自动喷水灭火系统的中Ⅱ危险级的参数，不小于8L／（min·m2)。笔者认为，2017年版《自动喷水灭火系统设计规范》已取消泡沫—水喷淋系统的相关规定，系统设计应按现行《泡沫规范》的规定，这一点在《汽车库规范》的第7.2.3条有相关规定。且泡沫喷淋系统的作用面积465m2，比自动喷水灭火系统的160m2大很多，系统设计水量远大于自动喷水系统的设计水量，不存在达不到灭火需要的问题。
泡沫—水喷淋系统的设计流量，是按照最有利条件处作用面积内的所有喷头流量之和确定，同时需复核最不利条件处，泡沫混合液、水的平均强度≥6．5L／（min·m2)，跟自动喷水系统的设计流量以最不利作用面积内喷头流量之和计算不一样。
对于泡沫—水喷淋系统，当系统管道充水时，在流量8L/s时，系统启动至喷泡沫的时间不应大于2min。这是非常关键的设计参数，要求泡沫比例混合装置后面的管网容量不能大于8x2x60=960L，是确定泡沫比例混合器位置的依据。实践经验，比例混合器至最不利喷头的总管长约55m~60m。
2.2泡沫混合装置
设计中，泡沫比例混合器的布置常有两种做法。
一种分散布置，在管网中心位置布置泡沫比例混合器和泡沫罐，泡沫比例混合器与泡沫罐出液口的管段长度不超过15m。这种布置安全性高，但是对于一个较大的电动汽车库，可能需要设置较多套泡沫罐，需占用较多可停车面积，建设成本高，比较难应用于工程实践。
另外一种相对集中布置，在报警阀间内设置泡沫罐和报警阀，泡沫比例混合器在各管网中心位置分散布置。泡沫比例混合器与泡沫罐出液口的管段长度超过15m，此部分管段平时需要充满泡沫液。泡沫混合液腐蚀性强，较长距离管网内充满泡沫，系统可靠性降低。建议每个泡沫罐负责的汽车库面积不宜太大，每个报警阀间设置1个泡沫罐和2~3个报警阀为宜。
由于泡沫罐数量较少，对停车位影响小，泡沫比例混合器布置灵活，设计中多采用这种布置方式。广东省内电动汽车库，防火分区面积不大于2000m 2，对于轮廓较为方正的防火分区，一般设一个泡沫比例混合器，狭长的防火分区，可在水流指示后设置2个泡沫比例混合器。
2.3泡沫—水喷淋系统的控制
当发生火灾时，闭式喷头受热爆破灭火，报警阀启动，报警水道的水流推动压力泄放阀，压力泄放阀动作，开启泡沫液控制阀，泡沫罐的泡沫液进入泡沫比例混合器与消防水混合，形成泡沫混合液，喷放灭火。对于泡沫比例混合装置的控制，设计中常有两种做法。
一种做法是在泡沫液控制阀前安装电磁阀。泡沫液控制阀开启前先信号控制电磁阀打开，系统通过电磁阀的启闭，可控制喷泡沫与喷水的转换。泡沫液腐蚀性强，电磁阀经常与泡沫液接触，可能会反应不稳定、不灵敏，发生火灾时无法及时开启灭火。
另外一种做法是在泡沫液控制阀前增加定比减压阀组。平时管网持压状态下，比例混合器处泡沫液压力低于水压，泡沫液不能进入比例混合器与消防水混合。当发生火灾报警阀启动、开启泡沫液控制阀后，定比减压阀作用失效，正常压力的泡沫液与消防水在比例混合器处混合，形成泡沫混合液灭火。比较适用于泡沫比例混合器与泡沫罐不在一处布置，泡沫比例混合器与泡沫罐出液口的管段长度超过15m，此部分管段平时需要充满泡沫液的系统。这种做法要求泡沫罐至比例混合器管段的泡沫液压力损失不能超过湿式报警阀至比例混合器管段的消防水压力损失，设计中应合理选择管径。
3.系统优化措施
与湿式自动喷水灭火系统相比，泡沫—水喷淋系统的一个特点是作用面积大、设计流量大、水损大。设计可采取一些优化措施控制系统的流量、压力，使泡沫—水喷淋系统的设计更为合理，并在规定时间内喷放合格的泡沫混合液。
（1）喷头布置
充电设施汽车库的每个车位上方至少一个喷头，按照与顶板结构梁的规范间距布置喷头，喷头间距尽量大，尽量减少喷头保护面积过多重叠。
（2）合理布管
喷头的连管，尽量均衡天线型或工字型连接，主管尽量在防火分区中间走，设计时泡沫混合器优先考虑放置在管网中心位置，通过多主管多末端连接喷头。配水管两侧支管连接的喷头数不要太多，建议3~4个喷头，避免支管水头损失偏大，如图1
图1 喷头均衡连管
（3）合理放大配水管管径
泡沫—水喷淋系统作用面积内喷头数量多，如果按照自动喷水灭火系统一样确定管径，系统的水头损失严重偏大，喷头出流大，系统设计流量会变得非常大，很不合理。放大管径、减少管网水损，对控制设计流量很有效。但是放大管径会导致管道内容积增大、服务半径减小以致需要设置更多个泡沫比例混合器。例如DN150管道，每米容积式18.87L；DN100管道，每米容积式8.66L，管径如何放大，应该综合确定。笔者在设计中，配水支管的管径按照自动喷水规范中的管径表不做放大处理，仅放大DN50及＞DN50配水管控制的喷头数量。
（4）控制喷头处压力
泡沫—水喷淋系统的泡沫比例混合器的工作压力范围为0.6MPa~1.2MPa，比例混合器处水损为不大于0.2MPa（产品有差异），比例混合器后的压力一般不小于0.4MPa。应根据混合器后管网的实际要求压力设置减压孔板减压，避免喷头压力过高，出流过大，控制系统流量。
结语：
泡沫—水喷淋系统具备灭火、冷却双功效，扑灭火灾更为迅速有效。笔者根据工程实践，针对泡沫—水喷淋系统流量大、及时喷放泡沫混合液的特点，提出一些优化措施，以期泡沫—水喷淋系统在电动汽车充电设施汽车库设计中安全可靠、经济合理。
参考文献：
[1]《泡沫灭火系统设计规范》GB50151—2010
[2]《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》GB50067—2014
[3]广东省《电动汽车充电基础设施建设技术规程》DBJ/T15-150-2018
[4]《建筑给水排水设计手册》（第三版）