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自动喷水-泡沫联用系统设计中应注意的几个问题
【摘 要】介绍了自动喷水-泡沫联用系统的特点，适用范围；阐述了闭式自动喷水-泡沫联用系统的组成及工作原理，总结了设计中应注意的几个问题。
【关键词】自动喷水-泡沫联用系统；泡沫液储罐的选型；泡沫比例混合器；多分区并联系统
近年来随着大型地下车库的出现，自动喷水-泡沫联用系统被广泛应用。自动喷水-泡沫联用系统，即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。
自动喷水-泡沫联用系统具有三种功能，一是灭火功能；二是有预防作用，在有b类易燃液体火灾时，可以预防因易燃液体的沸溢和溢流而把火灾引到邻近区域，以及复燃。三是控制和暴露防护，在不能扑灭火灾时，控制火灾燃烧，减少热量传递，使暴露在火灾中的其它物质不致受损。
在实际工程设计中，汽车库、柴油发电机房等场所常采用闭式自动喷水-泡沫联用系统。
《自动喷水灭火系统设计规范》（gb 50084-2001-2005年版，以下简称“喷规”），4.2.7条规定：存在较多易燃液体的场所，宜按下列方式之一采用自动喷水-泡沫联用系统：
1、采用泡沫灭火剂强化闭式系统性能；
2、雨淋系统前期喷水控火，后期喷泡沫强化灭火效能；
3、雨淋系统前期喷泡沫灭火，后期喷水冷却防止复燃。
系统中泡沫灭火剂的选型、储存及相关设备的配置，应符合现行国家标准《低倍数泡沫灭火系统设计规范》gb 50151-92的规定。
《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（gb 50067-97）7.3.1条规定：i类地下汽车库、i类修车库宜设置泡沫喷淋灭火系统。
下面就常用的闭式自动喷水-泡沫联用系统设计中应注意的几个问题作以阐述。
一.系统的组成及工作原理
1.系统组成
闭式自动喷水-泡沫联用系统是将低倍数泡沫比例混合装置并联接入到闭式自动喷水灭火系统中构成的。它主要由水泵、湿式报警阀、带胶囊的泡沫液储罐、压力式比例混合器、泻压控制阀、压力信号发生器、水流指示器、闭式喷头、手动应急阀、各类控制阀、管道及附件和控制系统组成。
2.工作原理
闭式自动喷水-泡沫联用系统的工作原理：当闭式喷头玻璃球因火灾而破裂喷水，水流指示器动作，湿式报警阀开启，延时后，驱动水力警铃报警，压力开关动作，启动消防泵；水流指示器动作的同时将水流信号传输到灭火控制阀组，延时后，控制器向电磁阀发出开启指令，打开电磁阀，泻压控制阀因隔膜室泻压而开启，释放泡沫液储罐内处于受压状态的泡沫灭火剂，泡沫灭火剂经管道流向比例混合器，形成一定比例的泡沫混合液流向喷头，通过已爆破的喷头实施灭火。
二.工程设计中值得注意的几个问题
1.泡沫液储罐的选型
“喷规”6.1.3条规定，闭式自动喷水-泡沫联用系统应采用洒水喷头。洒水喷头属于非吸气型喷头,按《低倍数泡沫灭火系统设计规范》（gb 50151-92-2000年版）2.1.1a条规定，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。因此，对闭式自动喷水-泡沫联用系统泡沫液一般采用水成膜泡沫液。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，因此闭式自动喷水-泡沫联用系统的管道水力计算可同普通水一样。
泡沫液用量计算：
v=kqbt
式中v——泡沫液的体积，l；
k——安全系数，通常取系数k=1.3～1.6；
q——系统设计流量，l/min；
b——泡沫液百分比浓度，一般易燃油类、碳氢化合物火灾取3%，极性溶剂火灾取6%；
t——泡沫液的供应时间，根据“喷规”5.0.8条规定，持续喷泡沫的时间不应小于10 min。
以车库为例：随着环境保护意识的提高，汽车均要求使用无铅汽油，因此设计中我们采用6%的水成膜泡沫液，系统设计流量q=28l/s，b=6%,t=10min,k=1.3,经计算v=1310l。依此可根据产品样本选择容积相近的泡沫液储罐。
2.合理布置泡沫比例混合器
“喷规”5.0.8条规定，闭式自动喷水-泡沫联用系统的设计基本参数，除执行本规范表5.0.1的规定外，尚应符合下列规定：
2.1.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;
2.2.泡沫比例混合器应在流量等于和大于4l/s时符合水与泡沫灭火剂的混合比规定；
2.3.持续喷泡沫的时间不应小于10min。
因此，闭式自动喷水-泡沫联用系统采用4～32l/s的压力式泡沫比例混合器。为保证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，从泡沫比例混合器的出口至最不利点喷头间，水流经的管道总容积应不大于720l(4×3×60)。以系统主管道为dn100为例计算：v=kc q，dn100的管道kc=0.115,v=0.115×4=0.46m/s,3min流经管道的长度l=0.46×3×60=82.2m.因此设计中考虑支管，应将水流指示器及泡沫比例混合器布置在距最不利点喷头流经管长控制在80～100m内。
3.多分区并联系统
在设计中，一般一个湿式报警阀都服务几个防火分区，为减少泡沫液储罐的使用数量，节约投资，我们一般采用多分区并联系统。
根据产品试验结果，为使泡沫比例混合器中的泡沫液和水达到合理的混合比，泡沫液储罐到泡沫比例混合器的距离不能太远。一般泡沫液储罐到泡沫比例混合器的连接管为dn50时，l≤40m；连接管为dn40时，l≤30m。在安装完毕后，该连接管应预先充满泡沫液。
4.管材
由于泡沫液供给系统长期与泡沫液接触，泡沫液对管道具有一定的腐蚀性，所以泡沫液供给系统的管道和控制阀门应采用铜或不锈钢的材料制成。
闭式自动喷水-泡沫联用系统已经被广泛应用于大型汽车库设计中，有些城市还应用到柴油发电机房的设计中。随着我国经济实力的不断增强，设备性能的不断改进、提高，该系统一定会有更多的用武之地。

参考文献
[1]建设部工程质量安全监督与行业发展司,中国建筑标准设计研究所.全国民用建筑工程设计技术措施 给水排水.北京:中国计划出版社,2009.
[2]黄晓家,姜文源.自动喷水灭火系统设计手册.北京:中国建筑工业出版社,2004.