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自动喷水与高倍数泡沫灭火系统的联合应用

自动喷水灭火系统的应用已有百余年的历史,但只是近30余年,其技术才有显著的变化和发展。大水滴喷头、快速响应喷头、ESFR喷头、超大口径喷头等的出现,使自动喷水灭火系统在保护较高危险性的货品时,具有更大的安装灵活性和可靠性。自动喷水与高倍数泡沫灭火系统的联合应用文/王万钢

仓库火灾蔓延迅速、不易扑救,易造成重大财产损失,是自动喷水灭火系统重要应用对象。扑救高堆垛、高货架仓库火灾,是自动喷水灭火系统的技术难点。

高倍数泡沫灭火系统是将发泡倍数200倍以上的泡沫以全淹没或局部应用的方式,排放到保护区内,见图1。这种灭火方式可将水输送到消防水枪射水无法达到的地方,使被围挡的空间全部淹没。高倍数泡沫可以包围保护空间内所有的物品,以一定的淹没深度和泡沫淹没时间,扑灭火灾,并使蒸气、热和烟气排除。


高倍数泡沫喷放试验.png

1高倍数泡沫喷放试验

1高倍数泡沫灭火系统灭火特点

(1)高倍数泡沫能迅速地充满大面积的火灾区域,以淹没或覆盖的方式扑灭A类和B类火灾。它不受保护面积和空间大小的限制,适用于扑救发生在各种不同高度的火灾,最适宜保护具有3维火灾危险性的火灾场所。同时在高倍数泡沫的保持时间内,还可以消除防护区内任何高度上的固体阴燃火灾。

(2)高倍数泡沫对A类火灾具有良好的“渗透性”,对难于接近或难以找到火源的火灾也非常有效。如:堆置了大量的物资、器材和设备的仓库发生了火灾,库内充满了烟雾,找不到火源,这种情况下,用其它方法灭火是较困难的,即使火灾被扑灭,也会带来较大的经济损失,如使用全淹没式高倍数泡沫灭火系统,则灭火快,损失小,不易复燃。

(3)高倍数泡沫还具有水渍损失小,灭火效率高的特点,灭火后高倍数泡沫容易清除。我国自20世纪60年代应用高倍数泡沫灭火技术以来,随着经济建设的不断发展,其应用范围越来越广泛,不但在煤矿矿井火灾防护中广泛应用,而且在仓库、汽车库、地下油库等场所也有应用实例。高倍数泡沫灭火系统产品的规格也越来越多,已逐渐形成标准化、系列化。

2自动喷水与高倍数泡沫自动灭火系统联合应用

针对自动喷水灭火系统和高倍数泡沫灭火系统的上述特点,对某些保护场所,结合上述二种灭火系统各自的优点,可以设置自动喷水灭火系统与高倍数泡沫自动灭火系统联用系统。如图2所示的货架式储存的橡胶轮胎仓库。该类型仓库在布置时,为便于人员接近和运输操作,均留有通道,这些通道增加了每组轮胎垛可燃烧表面积。火焰可在通道之间迅速向上蔓延,起火侧的表面燃烧释放的热传到对侧,增加了热传导,使火焰迅速扩散。另外,该类型仓库如仅设置自动喷水灭火系统,喷头洒水时,上部货架会对下部货架造成阻挡,使下部轮胎所接受的洒水密度有可能低于灭火所需要的喷水强度。为避免这种情况出现,设计时应在喷头选型、喷头布置、喷水强度设计方面多作考虑,必要时,还要增设货架内喷头,弥补此不足。

对于上述情况,如设置自动喷水灭火系统时,同时设置高倍数自动灭火系统,充分利用高倍数泡沫淹没式灭火和能够到达喷水无法达到的区域的特点,对防护区用高倍数泡沫迅速封闭,隔绝新鲜空气进人火区,使火焰窒息。同时,高倍数泡沫对未起火区域内被保护物也予以淹没、封闭,起到控制火灾蔓延的作用。

试验表明,在某些场所将自动喷水灭火系统与高倍数泡沫自动灭火系统联合使用,比单独使用其中一种灭火系统能够提供更可靠的控火和灭火效果。

货架式储存的橡胶轮胎.png

美国NFPA标准中,对普通仓库、货架仓库、橡胶轮胎仓库的消防设计方案,均有采用自动喷水灭火系统与高倍数泡沫自动灭火系统联用的设计条文。我国国家标准《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》的有关设计条文,对上述二系统的联合应用也有规定。

当采用自动喷水灭火系统与高倍数泡沫自动灭火系统联用系统时,因高倍数泡沫的排放在一定程度上增大了消防防护的强度,所以,自动喷水灭火系统的喷水强度可以比单独设置时的喷水强度降低。对此,美国消防协会有关标准规定,当自动喷水灭火系统与高倍数泡沫自动灭火系统联合应用时,喷水强度可减少至仅设自动喷水灭火系统时喷水强度的一半。

另外,对于自动喷水与高倍数泡沫联用灭火系统,在高倍数泡沫灭火系统的设计计算中,计算高倍数泡沫最小供给速率时,应注意以下两方面的问题:

(1)考虑到喷水会破坏一部分泡沫,因此,在确定高倍数泡沫淹没时间时,应比单独设置高倍数泡沫灭火系统时有所增加。

(2)同样因喷水的影响,计算泡沫最小供给速率时,应对此部分损失进行补偿。

以往,高倍数泡沫灭火系统仅用于特定危险品和限定空间内的火灾防护。随着高倍数泡沫灭火系统逐渐被人们所认知,其在高堆垛仓库、易燃、可燃液体仓库和飞机库的火灾防护中的作用,正被人们所接受。

美国费城国际机场的3个飞机库(2类机库),均采用了闭式自动喷水与高倍数泡沫自动灭火系统的联合应用消防系统,见图3所示。其中,2个飞机库的面积为1737㎡,一个飞机库的面积为2258㎡。对于此类飞机库的消防系统设计,美国NFPA 409标准中,提出了4种设计方案的建议:

(1)泡沫一喷水雨淋系统;

(2)自动喷水灭火系统与低倍数泡沫(较低位置)自动灭火系统联合应用;

(3)自动喷水灭火系统与高倍数泡沫自动灭火系统联合应用;

(4)闭式喷头的泡沫一自动喷水灭火系统。

设计者按NFPA 4094种建议方案对上述机库分别进行了全面的评估。评估结果,采用自动喷水灭火系统与高倍数泡沫自动灭火系统联合应用的方案,因所需的总水量显著少于其他方案,储水设施与水泵的规模也明显低于其他方案,排水系统、燃料/水分离系统的规模降低,以及**的环境因素而被设计者采用。

上述飞机库采用高倍数泡沫灭火系统的发泡倍数为500倍以上,设计时按NFPA标准的要求,考虑对喷水造成的泡沫破裂进行补偿。

自动喷水与高倍数泡沫灭火系统联合应用实例.png

3自动喷水与高倍数泡沫灭火系统联合应用实例


现今,对灭火系统的选择需要考虑诸多因素,例如,灭火系统的初始投资、可靠性、灭火药剂的费用、被保护物对灭火系统误操作的敏感性、灭火系统使用的区域等。设计者可根据防护区的结构特点、防火要求、危险品种类等具体情况,对可选灭火系统进行全面评估,确定最适宜的消防防护方案。


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