汽车库多组分细水雾灭火系统设计范文

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摘要：重点讨论了地下汽车库基于性能化的多组分细水雾灭火系统设计。

关键词：地下汽车库；多组分细水雾灭火系统；性能化；设计

近年来，我国私家车的数量与日俱增，城市用地越来越紧张，地下车库显得越来越重要。而地下车库的火灾隐患也随之增大。

由于地下车库规模大小不一，所用燃料汽油属于易燃易爆物品，地下车库处于封闭状态，出入口少，供气不足，这就导致发生火灾时生成大量烟气，并很快充满整个空间。同时，烟气排不出去，热量不断的累计，烟气层温度很快升高，一般地，可以达到800到900摄氏度。另外，地下车库无自然采光，平时完全靠灯光照明，发生火灾时电源中断，整个建筑空间内漆黑一团，加上烟气浓度大，可见度很低，导致人员疏散和逃生以及救援难度增大。

2004年6月17号晚，哈尔滨市道外区南十四道街东方红小区5栋楼后的地下停车场发生火灾，火灾造成一名13岁女孩和一名9岁男孩被困屋中窒息死亡。

2008年4月16日清晨，哈尔滨市一小区地下车库发生大火，总面积近1600平方米的车库被烧成废墟，多量高档轿车在库中被烧毁，消防战士将楼上近200多户居民紧急疏散，大火没有造成人员伤亡。

目前国外研究者们已经对地下车库火灾发生的原因，发生的危害，火灾的风险性，火灾发生的特点进行了比较系统的研究。并已经建立了几种针对地下车库的自动消防灭火系统，通过对这几种系统的利弊进行综合分析，指出了各个系统的不足，同时表明了发展更加完善的新型清洁高效系统的紧迫性和必然性。

1多组分细水雾灭火技术简介

1987年联合国环境计划署制定《关于破坏臭氧物质的蒙特利尔协定书》之后，高效清洁的灭火原理及方法成为当今火灾科学的重点研究内容和热点之一。其中，细水雾灭火技术因其具有无环境污染、灭火迅速、耗水量低、对防护对象破坏性小等优点，已被看做是卤代烷系列灭火剂的主要替代品，发展至今已经越来越多的应用于实际工程中。

细水雾（WaterMist）是相对于水喷雾（WaterSpray）而产生的概念，所谓的细水雾是使用特殊喷嘴，通过高压、气动、撞击及超声波等方法产生的水微粒。细水雾定义是：在最小设计工作压力下、距喷嘴1米处的平面上，测得水雾中的雾滴粒径Dv0.99小于1000μm。细水雾细分为3级。第1级细水雾与第2级、第3级细水雾相比粒径更小，与火焰相互作用后蒸发速率更快，灭火后火场残余水量更小，单位重量吸收热辐射能力更高，因此更适合用于电气环境的火灾防治。

单纯的细水雾，即纯水细水雾仍属于物理作用灭火，其灭火效果和应用范围都还存在着不足。在国内外，很多机构都在研究多组分细水雾的灭火原理，含添加剂的细水雾灭火技术的研究逐渐升温并受到越来越多的关注。细水雾添加剂主要可以分为两类：水溶性添加剂和非水溶性添加剂。

水成膜添加剂，即多组分水基添加剂，是在有机盐类添加剂和无机盐类添加剂两种添加剂的基础上发展起来的一种新型添加剂，它不仅具有无机盐添加剂灭火高效，价格低廉的优点，而且腐蚀性和有机盐添加剂相比有了近一步的降低，且对灭火现场基本无污染。对上述各种添加剂进行了大量的调研后，最终确定在地下车库多组分细水雾灭火系统中采用多组分水基添加剂。

2基于性能化的多组分细水雾灭火系统设计

基于性能化的细水雾灭火系统优化设计与评价方法，就是根据性能化防火设计的思想，在确定防火目标和设计目标的基础上，设置可能发生的火灾场景，并针对初步设计方案开展计算机模拟，研究不同设计方案下的细水雾灭火有效性，在此基础上指导细水雾灭火系统的优化设计，并进一步通过全尺度实体试验检验此设计方案，从而确定最终设计方案。不难看出此方法是从火灾防治的实际需要出发，因此保证了细水雾灭火系统有效性和经济性的统一。而在火灾场景设置的基础上开展实体试验，能够预先评价火灾发展的可能趋势，从而可更为合理的设计试验工况，降低试验成本，并可以为同一类型场所的火灾防治提供参考。

地下车库总面积非常大，必须分区进行火灾防护。自动多组分细水雾灭火系统的必须具备三个特点：早期探测，快速响应，高效灭火。因此它的系统也有三部分组成：探测—控制部分，细水雾产生装置，喷头。

（1）自动探测控制系统。利用单一火灾参量进行火灾探测无法解决漏报、误报等实际问题，因此，必须在针对地下车库的特殊空间特点的火灾探测模拟研究基础上，发展快速、准确的多参数复合火灾探测技术，研发地下空间火灾多信息融合探测报警系统，火灾多信息融合探测报警系统控制方式有自动控制、手动控制和应急控制三种控制方式，以及紧急停止控制。

a.在自动控制下，接受到两个独立的感烟探测器发出的火灾信号才能启动细水雾灭火系统。b.自动控制探测系统发现火灾，打开电磁阀进行喷雾灭火。c.应急控制是在电器控制失灵的情况下手动启动消防泵和相应分区的选择阀实现灭火。当自动控制系统失效时，在场人员迅速撤离现场，手动启动灭火系统进行及时的灭火，防止火势蔓延。当发现自动控制系统误动作时，应迅速手动关闭系统，以防止或减少不必要的损失。

（2）多组分细水雾发生装置。细水雾产生装置包括电机、中低压水泵及其控制箱、过滤器、控制阀以及比例混合器等。

用于地下车库的多组分细水雾灭火系统要求系统的工作压力一般在1.0MPa到1.5MPa之间，属于中低压系统。

与纯水细水雾灭火系统相比，多组分细水雾灭火系统由于需要往水里添加一定浓度的添加剂，根据泡沫比例混合器的工作原理，我们完全可以把它用作多组分细水雾灭火系统的比例混合器，用来把添加剂的浓溶液与水按照一定的比例混合，再送至喷头喷出。常见的比例混合器有：压力式比例混合器、管线式比例混合器、环泵式比例混合器和平衡压力式比例混合器。

根据地下车库的自动灭火系统的特点和需要，我们选择压力式比例混合器作为该车库多组分细水雾自动灭火系统的比例混合器。根据系统流量的要求，我们选择型号为PHY80×2的压力式比例混合器，混合的比例为3%。

（3）多组分细水雾喷头。在灭火系统中实际应用的细水雾发生方法应该能将水破碎成小于400μm的液滴，质量流率和喷雾速度适合于全尺度的火灾场景、能够防治阻塞并能维持足够长时间的喷雾。储存能量的提供，特殊泵和管道系统的安装等要求也决定了在特定的环境中选择何种雾发生方式。

针对地下车库的火灾防治特点及需要，我们采用离心式喷头。一旦地下车库发生火灾，需要喷头有一定大小的流量满足灭火要求。但同时，由于考虑到尽量减少对轿车及人员的伤害，以及细水雾添加剂的成本，要求喷头的流量在满足灭火要求的前提下尽可能的小，已达到节

水、环保、低成本及高效灭火等多组分细水雾灭火系统的要求。

综合种种因素考虑，我们认为，在地下车库适宜采用中低压的喷头，系统工作压力在1.0MPa到1.2MPa之间。流量系数为3.2，流量为11.1L/min。

在前面，我们对地下车库现有的自动灭火系统进行了分析，提出了综合灭火性能更加优越的新型清洁高效灭火系统——多组分细水雾灭火系统。

在北方的一些城市，由于冬天气温很低，细水雾灭火系统不能够正常工作，从而极大的影响地下车库的火灾防治工作。因此，我们需要往细水雾里添加剂防冻剂，防止水结冰，使得细水雾灭火系统在低温下仍然能够正常动作，保证地下车库的消防安全。

在地下车库的探测系统设置感烟还是感温探测器，还存在着一些争议。感温探测器只有当火焰的高度达到空间高度的三分之一时，感温探测器才能响应。而感烟探测器能对火灾作出早期探测和报警，及时扑灭火灾以免火势扩大造成更大的人员伤亡和财产损失。实际上，不管是感温还是感烟，利用单一的火灾参量进行火灾探测都无法解决漏报误报等实际问题。因此，建议采用基于快速、准确的多参数复合火灾探测技术的火灾多信息融合探测报警系统。

目前，国内外对多组分细水雾的研究基本上处于实验室研究阶段，工程实际上的应用还非常少。因此还需要做进一步的研究。