揚(yáng)州凱倫達(dá)科技有限公司
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行業(yè)新聞
高倍數(shù)泡沫發(fā)生器在地下停車場的應(yīng)用
2020-03-20
點(diǎn)擊數(shù)：1677
1．1 高倍數(shù)泡沫滅火機(jī)理
大量的高倍數(shù)泡沫以密集狀態(tài)封閉火災(zāi)區(qū)域，阻止了連續(xù)燃燒所必須的新鮮空氣接近火焰，使火焰窒息；火焰的輻射熱使高倍數(shù)泡沫中的水分蒸發(fā)變成水蒸氣，吸收大量的熱，產(chǎn)生冷卻作用。
1．2 全淹沒式滅火系統(tǒng)
全淹沒式滅火系統(tǒng)是一種用管道輸送高倍數(shù)泡沫滅火劑和水，并連續(xù)地將高倍數(shù)泡沫噴放到被保護(hù)區(qū)域，充滿其空間，并且在所要求的時間內(nèi)保持一定泡沫高度，進(jìn)行控火和滅火的固定式滅火系統(tǒng)?！陡弑稊?shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50196-93）（以下簡稱規(guī)范）中規(guī)定：高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫可用于撲救汽油、煤油、柴油、工業(yè)苯等B類火災(zāi)；木材、紙張、橡膠、紡織品等A類火災(zāi)。規(guī)范中還規(guī)定：大范圍的封閉空間可選擇全淹沒式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。
2 全淹沒式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
2．1 工程概況
星海音樂廳是廣東省文化廳重點(diǎn)工程，位于廣州市二沙島，其主體建筑以東室外地坪為文化廣場，廣場地下一層為停車庫。車庫總建筑面積約4960m2，按建筑防火分區(qū)要求共三個防護(hù)區(qū)，采用全淹沒式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)保護(hù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)不考慮三個防護(hù)區(qū)同時著火。系統(tǒng)組成原理圖詳見圖1。
2．2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）泡沫淹沒深度
規(guī)范規(guī)定：當(dāng)用于撲救B類火災(zāi)時，汽油、煤油、柴油或苯類火災(zāi)的泡沫淹沒深度應(yīng)高于起火部位2m；當(dāng)用于撲救A類火災(zāi)時，泡沫淹沒深度不應(yīng)小于保護(hù)對象高度的1.1倍，且應(yīng)高于保護(hù)對象以上0.6m。
汽車庫發(fā)生火災(zāi)，開始時大多是由汽油著火而引起的，但當(dāng)汽車庫著火后，往往汽油燃燒很快結(jié)束，接著是汽車本身的可燃材料如木材、皮革、塑料、棉布、橡膠等繼續(xù)燃燒，因而其火災(zāi)類型可認(rèn)為是A類及B類并發(fā)的混合類火災(zāi)。綜合規(guī)范要求，本工程計(jì)算泡沫淹沒深度取2m。
（2）淹沒體積
V=S·H-Vg
式中V——淹沒體積（m3）；
S——防護(hù)區(qū)地面面積（m2）；
H——泡沫淹沒深度（m）；
Vg——固定的機(jī)器設(shè)備等不燃燒物體所占的體積（m3）。
本工程按一個外防火分區(qū)計(jì)算得V=4000m3。
（3）淹沒時間
因汽油閃點(diǎn)低于400C，且高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)單獨(dú)使用，根據(jù)規(guī)范要求，本工程計(jì)算淹沒時間取2min。
（4）泡沫最小供給速率
R=（V/T+RS）·CN·CL
式中R——泡沫最小供給速率(m3/min)；
T——淹沒時間（min）；
CN——泡沫破裂補(bǔ)償系數(shù)（1.15）；
CL——泡沫泄漏補(bǔ)償系數(shù)(1.05---1.2)
RS——噴水造成的泡沫破泡率(m3/min)；
本工程計(jì)算得R=2415 m3/min
（5）防護(hù)區(qū)發(fā)生器的設(shè)置數(shù)量
N=R/r
式中N——防護(hù)區(qū)泡沫發(fā)生器設(shè)置的計(jì)算數(shù)量（臺）；
r——每臺泡沫發(fā)生器在設(shè)定的平均進(jìn)口壓力下的發(fā)泡量（m3/min）；
本工程設(shè)計(jì)時，考慮到安裝空間有限，同時為節(jié)省設(shè)備數(shù)量，在單臺發(fā)生器發(fā)泡覆蓋范圍滿足要求的基礎(chǔ)上參考發(fā)生器樣本，選定了PFS4型發(fā)生器，設(shè)定平均進(jìn)口壓力為0.8Mpa，以獲得較高的發(fā)泡量。經(jīng)計(jì)算得防護(hù)區(qū)需12臺PFS4型發(fā)生器，其他防護(hù)區(qū)的發(fā)生器設(shè)置數(shù)量按相同方法計(jì)算。
（6）防護(hù)區(qū)的泡沫混合液流量
Qh=N·qh
式中Qh——防護(hù)區(qū)的泡沫混合液流量（L/min）；
qh——每臺泡沫發(fā)生器在設(shè)定的平均進(jìn)口壓力下的泡沫混合液流量（L/min）；
本工程計(jì)算得Qh=2400L/min。
（7）防護(hù)區(qū)發(fā)泡用泡沫液流量
QP=K·Qh
式中QP——防護(hù)區(qū)發(fā)泡用泡沫液流量（L/min）；
K——混合比
本工程采用3%混合比，計(jì)算得QP=72L/min。
（8）防護(hù)區(qū)發(fā)泡用水流量
QS=（1-K）Qh
式中QS——防護(hù)區(qū)發(fā)泡用水流量（L/min）。
本工程計(jì)算得QS=2328L/min。
（9）泡沫液貯存量
VP=QP·T
根據(jù)規(guī)范：全淹沒式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)用于撲滅B類火災(zāi)時，系統(tǒng)泡沫液和水的連續(xù)供應(yīng)時間應(yīng)超過15min。即VP>72×15=1080L，考慮到系統(tǒng)竣工調(diào)試階段耗用量以及管道殘留量和一定的富余量，本工程取1500L。
2．3 探測、報(bào)警與控制系統(tǒng)介紹
2.3.1 系統(tǒng)組成
每個防護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置兩種感溫探測器（差溫和定溫），分兩路經(jīng)報(bào)警模塊送往音樂廳消防控制中心的報(bào)警控制器（即與音樂廳共用一臺報(bào)警控制器），另外在車庫的管理值班室設(shè)置聯(lián)動控制盤、模塊箱和操作盤。
2.3.2 系統(tǒng)功能
2.3.2.1 火災(zāi)報(bào)警功能
每一個防護(hù)區(qū)內(nèi)任何一路探測器報(bào)警，本區(qū)的火警電鈴鳴響。
2.3.2.2 聯(lián)動控制功能
聯(lián)動控制盤可以選擇自動或手動工作方式：
在自動方式，任意一個防護(hù)區(qū)有兩路探測器同時報(bào)警時，聯(lián)動控制盤接收控制模塊的控制信號控制相應(yīng)的防火卷簾降下，關(guān)閉送排風(fēng)風(fēng)機(jī)，開啟比例混合器前（按水流方向）的電動蝶閥和發(fā)生火警防護(hù)區(qū)的電動蝶閥，啟動噴淋系統(tǒng)水泵和泡沫液泵，將按設(shè)計(jì)比例混合的泡沫混合液輸送至發(fā)生火警防護(hù)區(qū)的若干泡沫發(fā)生器進(jìn)行發(fā)泡噴放。在完成上述聯(lián)動控制動作的同時將反饋信號經(jīng)監(jiān)視模塊送往消防控制中心。在自動方式工作狀態(tài)下仍可手動控制完成上述工作過程。
在手動方式，只能由人控制滅火過程，探測器只能實(shí)現(xiàn)自動報(bào)警功能，不能自動控制系統(tǒng)動作。當(dāng)人工控制滅火系統(tǒng)時，聯(lián)動控制盤可強(qiáng)制啟動水泵和泡沫滅火系統(tǒng)。
3 總結(jié)
3．1供水設(shè)備
本工程三個防護(hù)區(qū)面積不一，各區(qū)計(jì)算泡沫混合液流量也各不相同，而提供發(fā)泡用水的供水設(shè)備是按防護(hù)區(qū)所需流量揚(yáng)程確定并與自動噴水滅火系統(tǒng)合用的，其工作流量及壓力均是恒定的，造成面積較小的防護(hù)區(qū)系統(tǒng)動作時產(chǎn)生過流超壓現(xiàn)象，解決方法可考慮在供水設(shè)備出口設(shè)泄壓閥。
3．2 泡沫液的選擇
由于火場內(nèi)熱煙氣對泡沫有破壞作用，影響發(fā)泡倍數(shù)，因而在封閉空間利用火場熱煙氣發(fā)泡時，應(yīng)使用耐溫耐煙型泡沫液。本工程中的防護(hù)區(qū)屬于相對封閉的地下空間，所以在泡沫液選型時考慮上述因素選用耐溫耐煙型泡沫液。
3．3 設(shè)備管材的選用
高倍數(shù)泡沫液有一定腐蝕性，由于系統(tǒng)安裝驗(yàn)收后，可能幾年甚至更長時間不發(fā)生火災(zāi)，這就要求設(shè)備管材自身的防止銹蝕能力要比較強(qiáng)。
本工程中，比例混合器之前（按水流方向）的泡沫液濕式管道采用不銹鋼管，比例混合器之后（按水流方向）的干式管道，考慮到造價(jià)因素采用熱浸鍍鋅鋼管。泡沫液泵選用耐腐蝕的不銹鋼水泵，泡沫液泵進(jìn)出口管道上的閥門均選用不銹鋼閥。
3．4 泡沫混合液管網(wǎng)布置
本工程在設(shè)計(jì)安裝過程中，為了避開先前已安裝完畢的風(fēng)機(jī)風(fēng)管，管網(wǎng)布置不得已作了調(diào)整，到系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行時發(fā)現(xiàn)，同一防護(hù)區(qū)內(nèi)靠近管網(wǎng)末端的泡沫發(fā)生器的發(fā)泡量明顯不及近端的泡沫發(fā)生器，因此筆者認(rèn)為，在高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)中管網(wǎng)布置應(yīng)盡可能作到均衡，使各泡沫發(fā)生器進(jìn)口的流量壓力一致，確保防護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)泡均勻。
3．5 閥門控制
本系統(tǒng)的流量壓力較大，相應(yīng)水錘的危害也較大，因而在設(shè)計(jì)中把比例混合器前（按水流方向）的電動蝶閥控制在主泵停泵后延時關(guān)閉，以防水錘沖擊。
3．6 其他
（1）各防護(hù)區(qū)支管末端設(shè)泄水閥，局部下彎管段也需設(shè)泄水閥，以便定期沖洗排水。
（2）消防時，為便于操作人員根據(jù)火場情況而隨時控制泡沫滅火系統(tǒng)，本工程設(shè)計(jì)在地下車庫通向室外地坪的出入口處設(shè)置停止按鈕，以便操作人員在泡沫噴放過程中觀察火場滅火情況的同時可以隨時停止泡沫噴放。
大量的高倍數(shù)泡沫以密集狀態(tài)封閉火災(zāi)區(qū)域，阻止了連續(xù)燃燒所必須的新鮮空氣接近火焰，使火焰窒息；火焰的輻射熱使高倍數(shù)泡沫中的水分蒸發(fā)變成水蒸氣，吸收大量的熱，產(chǎn)生冷卻作用。
1．2 全淹沒式滅火系統(tǒng)
全淹沒式滅火系統(tǒng)是一種用管道輸送高倍數(shù)泡沫滅火劑和水，并連續(xù)地將高倍數(shù)泡沫噴放到被保護(hù)區(qū)域，充滿其空間，并且在所要求的時間內(nèi)保持一定泡沫高度，進(jìn)行控火和滅火的固定式滅火系統(tǒng)?！陡弑稊?shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50196-93）（以下簡稱規(guī)范）中規(guī)定：高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫可用于撲救汽油、煤油、柴油、工業(yè)苯等B類火災(zāi)；木材、紙張、橡膠、紡織品等A類火災(zāi)。規(guī)范中還規(guī)定：大范圍的封閉空間可選擇全淹沒式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。
2 全淹沒式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
2．1 工程概況
星海音樂廳是廣東省文化廳重點(diǎn)工程，位于廣州市二沙島，其主體建筑以東室外地坪為文化廣場，廣場地下一層為停車庫。車庫總建筑面積約4960m2，按建筑防火分區(qū)要求共三個防護(hù)區(qū)，采用全淹沒式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)保護(hù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)不考慮三個防護(hù)區(qū)同時著火。系統(tǒng)組成原理圖詳見圖1。
2．2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）泡沫淹沒深度
規(guī)范規(guī)定：當(dāng)用于撲救B類火災(zāi)時，汽油、煤油、柴油或苯類火災(zāi)的泡沫淹沒深度應(yīng)高于起火部位2m；當(dāng)用于撲救A類火災(zāi)時，泡沫淹沒深度不應(yīng)小于保護(hù)對象高度的1.1倍，且應(yīng)高于保護(hù)對象以上0.6m。
汽車庫發(fā)生火災(zāi)，開始時大多是由汽油著火而引起的，但當(dāng)汽車庫著火后，往往汽油燃燒很快結(jié)束，接著是汽車本身的可燃材料如木材、皮革、塑料、棉布、橡膠等繼續(xù)燃燒，因而其火災(zāi)類型可認(rèn)為是A類及B類并發(fā)的混合類火災(zāi)。綜合規(guī)范要求，本工程計(jì)算泡沫淹沒深度取2m。
（2）淹沒體積
V=S·H-Vg
式中V——淹沒體積（m3）；
S——防護(hù)區(qū)地面面積（m2）；
H——泡沫淹沒深度（m）；
Vg——固定的機(jī)器設(shè)備等不燃燒物體所占的體積（m3）。
本工程按一個外防火分區(qū)計(jì)算得V=4000m3。
（3）淹沒時間
因汽油閃點(diǎn)低于400C，且高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)單獨(dú)使用，根據(jù)規(guī)范要求，本工程計(jì)算淹沒時間取2min。
（4）泡沫最小供給速率
R=（V/T+RS）·CN·CL
式中R——泡沫最小供給速率(m3/min)；
T——淹沒時間（min）；
CN——泡沫破裂補(bǔ)償系數(shù)（1.15）；
CL——泡沫泄漏補(bǔ)償系數(shù)(1.05---1.2)
RS——噴水造成的泡沫破泡率(m3/min)；
本工程計(jì)算得R=2415 m3/min
（5）防護(hù)區(qū)發(fā)生器的設(shè)置數(shù)量
N=R/r
式中N——防護(hù)區(qū)泡沫發(fā)生器設(shè)置的計(jì)算數(shù)量（臺）；
r——每臺泡沫發(fā)生器在設(shè)定的平均進(jìn)口壓力下的發(fā)泡量（m3/min）；
本工程設(shè)計(jì)時，考慮到安裝空間有限，同時為節(jié)省設(shè)備數(shù)量，在單臺發(fā)生器發(fā)泡覆蓋范圍滿足要求的基礎(chǔ)上參考發(fā)生器樣本，選定了PFS4型發(fā)生器，設(shè)定平均進(jìn)口壓力為0.8Mpa，以獲得較高的發(fā)泡量。經(jīng)計(jì)算得防護(hù)區(qū)需12臺PFS4型發(fā)生器，其他防護(hù)區(qū)的發(fā)生器設(shè)置數(shù)量按相同方法計(jì)算。
（6）防護(hù)區(qū)的泡沫混合液流量
Qh=N·qh
式中Qh——防護(hù)區(qū)的泡沫混合液流量（L/min）；
qh——每臺泡沫發(fā)生器在設(shè)定的平均進(jìn)口壓力下的泡沫混合液流量（L/min）；
本工程計(jì)算得Qh=2400L/min。
（7）防護(hù)區(qū)發(fā)泡用泡沫液流量
QP=K·Qh
式中QP——防護(hù)區(qū)發(fā)泡用泡沫液流量（L/min）；
K——混合比
本工程采用3%混合比，計(jì)算得QP=72L/min。
（8）防護(hù)區(qū)發(fā)泡用水流量
QS=（1-K）Qh
式中QS——防護(hù)區(qū)發(fā)泡用水流量（L/min）。
本工程計(jì)算得QS=2328L/min。
（9）泡沫液貯存量
VP=QP·T
根據(jù)規(guī)范：全淹沒式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)用于撲滅B類火災(zāi)時，系統(tǒng)泡沫液和水的連續(xù)供應(yīng)時間應(yīng)超過15min。即VP>72×15=1080L，考慮到系統(tǒng)竣工調(diào)試階段耗用量以及管道殘留量和一定的富余量，本工程取1500L。
2．3 探測、報(bào)警與控制系統(tǒng)介紹
2.3.1 系統(tǒng)組成
每個防護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置兩種感溫探測器（差溫和定溫），分兩路經(jīng)報(bào)警模塊送往音樂廳消防控制中心的報(bào)警控制器（即與音樂廳共用一臺報(bào)警控制器），另外在車庫的管理值班室設(shè)置聯(lián)動控制盤、模塊箱和操作盤。
2.3.2 系統(tǒng)功能
2.3.2.1 火災(zāi)報(bào)警功能
每一個防護(hù)區(qū)內(nèi)任何一路探測器報(bào)警，本區(qū)的火警電鈴鳴響。
2.3.2.2 聯(lián)動控制功能
聯(lián)動控制盤可以選擇自動或手動工作方式：
在自動方式，任意一個防護(hù)區(qū)有兩路探測器同時報(bào)警時，聯(lián)動控制盤接收控制模塊的控制信號控制相應(yīng)的防火卷簾降下，關(guān)閉送排風(fēng)風(fēng)機(jī)，開啟比例混合器前（按水流方向）的電動蝶閥和發(fā)生火警防護(hù)區(qū)的電動蝶閥，啟動噴淋系統(tǒng)水泵和泡沫液泵，將按設(shè)計(jì)比例混合的泡沫混合液輸送至發(fā)生火警防護(hù)區(qū)的若干泡沫發(fā)生器進(jìn)行發(fā)泡噴放。在完成上述聯(lián)動控制動作的同時將反饋信號經(jīng)監(jiān)視模塊送往消防控制中心。在自動方式工作狀態(tài)下仍可手動控制完成上述工作過程。
在手動方式，只能由人控制滅火過程，探測器只能實(shí)現(xiàn)自動報(bào)警功能，不能自動控制系統(tǒng)動作。當(dāng)人工控制滅火系統(tǒng)時，聯(lián)動控制盤可強(qiáng)制啟動水泵和泡沫滅火系統(tǒng)。
3 總結(jié)
3．1供水設(shè)備
本工程三個防護(hù)區(qū)面積不一，各區(qū)計(jì)算泡沫混合液流量也各不相同，而提供發(fā)泡用水的供水設(shè)備是按防護(hù)區(qū)所需流量揚(yáng)程確定并與自動噴水滅火系統(tǒng)合用的，其工作流量及壓力均是恒定的，造成面積較小的防護(hù)區(qū)系統(tǒng)動作時產(chǎn)生過流超壓現(xiàn)象，解決方法可考慮在供水設(shè)備出口設(shè)泄壓閥。
3．2 泡沫液的選擇
由于火場內(nèi)熱煙氣對泡沫有破壞作用，影響發(fā)泡倍數(shù)，因而在封閉空間利用火場熱煙氣發(fā)泡時，應(yīng)使用耐溫耐煙型泡沫液。本工程中的防護(hù)區(qū)屬于相對封閉的地下空間，所以在泡沫液選型時考慮上述因素選用耐溫耐煙型泡沫液。
3．3 設(shè)備管材的選用
高倍數(shù)泡沫液有一定腐蝕性，由于系統(tǒng)安裝驗(yàn)收后，可能幾年甚至更長時間不發(fā)生火災(zāi)，這就要求設(shè)備管材自身的防止銹蝕能力要比較強(qiáng)。
本工程中，比例混合器之前（按水流方向）的泡沫液濕式管道采用不銹鋼管，比例混合器之后（按水流方向）的干式管道，考慮到造價(jià)因素采用熱浸鍍鋅鋼管。泡沫液泵選用耐腐蝕的不銹鋼水泵，泡沫液泵進(jìn)出口管道上的閥門均選用不銹鋼閥。
3．4 泡沫混合液管網(wǎng)布置
本工程在設(shè)計(jì)安裝過程中，為了避開先前已安裝完畢的風(fēng)機(jī)風(fēng)管，管網(wǎng)布置不得已作了調(diào)整，到系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行時發(fā)現(xiàn)，同一防護(hù)區(qū)內(nèi)靠近管網(wǎng)末端的泡沫發(fā)生器的發(fā)泡量明顯不及近端的泡沫發(fā)生器，因此筆者認(rèn)為，在高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)中管網(wǎng)布置應(yīng)盡可能作到均衡，使各泡沫發(fā)生器進(jìn)口的流量壓力一致，確保防護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)泡均勻。
3．5 閥門控制
本系統(tǒng)的流量壓力較大，相應(yīng)水錘的危害也較大，因而在設(shè)計(jì)中把比例混合器前（按水流方向）的電動蝶閥控制在主泵停泵后延時關(guān)閉，以防水錘沖擊。
3．6 其他
（1）各防護(hù)區(qū)支管末端設(shè)泄水閥，局部下彎管段也需設(shè)泄水閥，以便定期沖洗排水。
（2）消防時，為便于操作人員根據(jù)火場情況而隨時控制泡沫滅火系統(tǒng)，本工程設(shè)計(jì)在地下車庫通向室外地坪的出入口處設(shè)置停止按鈕，以便操作人員在泡沫噴放過程中觀察火場滅火情況的同時可以隨時停止泡沫噴放。
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