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摘要：重點討論了地下汽車庫基于性能化的多組分細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：地下汽車庫；多組分細(xì)水霧滅火系統(tǒng)；性能化；設(shè)計

近年來，我國私家車的數(shù)量與日俱增，城市用地越來越緊張，地下車庫顯得越來越重要。而地下車庫的火災(zāi)隱患也隨之增大。

由于地下車庫規(guī)模大小不一，所用燃料汽油屬于易燃易爆物品，地下車庫處于封閉狀態(tài)，出入口少，供氣不足，這就導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)時生成大量煙氣，并很快充滿整個空間。同時，煙氣排不出去，熱量不斷的累計，煙氣層溫度很快升高，一般地，可以達(dá)到800到900攝氏度。另外，地下車庫無自然采光，平時完全靠燈光照明，發(fā)生火災(zāi)時電源中斷，整個建筑空間內(nèi)漆黑一團(tuán)，加上煙氣濃度大，可見度很低，導(dǎo)致人員疏散和逃生以及救援難度增大。

2004年6月17號晚，哈爾濱市道外區(qū)南十四道街東方紅小區(qū)5棟樓后的地下停車場發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)造成一名13歲女孩和一名9歲男孩被困屋中窒息死亡。

2008年4月16日清晨，哈爾濱市一小區(qū)地下車庫發(fā)生大火，總面積近1600平方米的車庫被燒成廢墟，多量高檔轎車在庫中被燒毀，消防戰(zhàn)士將樓上近200多戶居民緊急疏散，大火沒有造成人員傷亡。

目前國外研究者們已經(jīng)對地下車庫火災(zāi)發(fā)生的原因，發(fā)生的危害，火災(zāi)的風(fēng)險性，火災(zāi)發(fā)生的特點進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。并已經(jīng)建立了幾種針對地下車庫的自動消防滅火系統(tǒng)，通過對這幾種系統(tǒng)的利弊進(jìn)行綜合分析，指出了各個系統(tǒng)的不足，同時表明了發(fā)展更加完善的新型清潔高效系統(tǒng)的緊迫性和必然性。

1多組分細(xì)水霧滅火技術(shù)簡介

1987年聯(lián)合國環(huán)境計劃署制定《關(guān)于破壞臭氧物質(zhì)的蒙特利爾協(xié)定書》之后，高效清潔的滅火原理及方法成為當(dāng)今火災(zāi)科學(xué)的重點研究內(nèi)容和熱點之一。其中，細(xì)水霧滅火技術(shù)因其具有無環(huán)境污染、滅火迅速、耗水量低、對防護(hù)對象破壞性小等優(yōu)點，已被看做是鹵代烷系列滅火劑的主要替代品，發(fā)展至今已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于實際工程中。

細(xì)水霧（WaterMist）是相對于水噴霧（WaterSpray）而產(chǎn)生的概念，所謂的細(xì)水霧是使用特殊噴嘴，通過高壓、氣動、撞擊及超聲波等方法產(chǎn)生的水微粒。細(xì)水霧定義是：在最小設(shè)計工作壓力下、距噴嘴1米處的平面上，測得水霧中的霧滴粒徑Dv0.99小于1000μm。細(xì)水霧細(xì)分為3級。第1級細(xì)水霧與第2級、第3級細(xì)水霧相比粒徑更小，與火焰相互作用后蒸發(fā)速率更快，滅火后火場殘余水量更小，單位重量吸收熱輻射能力更高，因此更適合用于電氣環(huán)境的火災(zāi)防治。

單純的細(xì)水霧，即純水細(xì)水霧仍屬于物理作用滅火，其滅火效果和應(yīng)用范圍都還存在著不足。在國內(nèi)外，很多機構(gòu)都在研究多組分細(xì)水霧的滅火原理，含添加劑的細(xì)水霧滅火技術(shù)的研究逐漸升溫并受到越來越多的關(guān)注。細(xì)水霧添加劑主要可以分為兩類：水溶性添加劑和非水溶性添加劑。

水成膜添加劑，即多組分水基添加劑，是在有機鹽類添加劑和無機鹽類添加劑兩種添加劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型添加劑，它不僅具有無機鹽添加劑滅火高效，價格低廉的優(yōu)點，而且腐蝕性和有機鹽添加劑相比有了近一步的降低，且對滅火現(xiàn)場基本無污染。對上述各種添加劑進(jìn)行了大量的調(diào)研后，最終確定在地下車庫多組分細(xì)水霧滅火系統(tǒng)中采用多組分水基添加劑。

2基于性能化的多組分細(xì)水霧滅火系統(tǒng)設(shè)計

基于性能化的細(xì)水霧滅火系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計與評價方法，就是根據(jù)性能化防火設(shè)計的思想，在確定防火目標(biāo)和設(shè)計目標(biāo)的基礎(chǔ)上，設(shè)置可能發(fā)生的火災(zāi)場景，并針對初步設(shè)計方案開展計算機模擬，研究不同設(shè)計方案下的細(xì)水霧滅火有效性，在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，并進(jìn)一步通過全尺度實體試驗檢驗此設(shè)計方案，從而確定最終設(shè)計方案。不難看出此方法是從火災(zāi)防治的實際需要出發(fā)，因此保證了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)有效性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。而在火災(zāi)場景設(shè)置的基礎(chǔ)上開展實體試驗，能夠預(yù)先評價火災(zāi)發(fā)展的可能趨勢，從而可更為合理的設(shè)計試驗工況，降低試驗成本，并可以為同一類型場所的火災(zāi)防治提供參考。

地下車庫總面積非常大，必須分區(qū)進(jìn)行火災(zāi)防護(hù)。自動多組分細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的必須具備三個特點：早期探測，快速響應(yīng)，高效滅火。因此它的系統(tǒng)也有三部分組成：探測—控制部分，細(xì)水霧產(chǎn)生裝置，噴頭。

（1）自動探測控制系統(tǒng)。利用單一火災(zāi)參量進(jìn)行火災(zāi)探測無法解決漏報、誤報等實際問題，因此，必須在針對地下車庫的特殊空間特點的火災(zāi)探測模擬研究基礎(chǔ)上，發(fā)展快速、準(zhǔn)確的多參數(shù)復(fù)合火災(zāi)探測技術(shù)，研發(fā)地下空間火災(zāi)多信息融合探測報警系統(tǒng)，火災(zāi)多信息融合探測報警系統(tǒng)控制方式有自動控制、手動控制和應(yīng)急控制三種控制方式，以及緊急停止控制。

a.在自動控制下，接受到兩個獨立的感煙探測器發(fā)出的火災(zāi)信號才能啟動細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。b.自動控制探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，打開電磁閥進(jìn)行噴霧滅火。c.應(yīng)急控制是在電器控制失靈的情況下手動啟動消防泵和相應(yīng)分區(qū)的選擇閥實現(xiàn)滅火。當(dāng)自動控制系統(tǒng)失效時，在場人員迅速撤離現(xiàn)場，手動啟動滅火系統(tǒng)進(jìn)行及時的滅火，防止火勢蔓延。當(dāng)發(fā)現(xiàn)自動控制系統(tǒng)誤動作時，應(yīng)迅速手動關(guān)閉系統(tǒng)，以防止或減少不必要的損失。

（2）多組分細(xì)水霧發(fā)生裝置。細(xì)水霧產(chǎn)生裝置包括電機、中低壓水泵及其控制箱、過濾器、控制閥以及比例混合器等。

用于地下車庫的多組分細(xì)水霧滅火系統(tǒng)要求系統(tǒng)的工作壓力一般在1.0MPa到1.5MPa之間，屬于中低壓系統(tǒng)。

與純水細(xì)水霧滅火系統(tǒng)相比，多組分細(xì)水霧滅火系統(tǒng)由于需要往水里添加一定濃度的添加劑，根據(jù)泡沫比例混合器的工作原理，我們完全可以把它用作多組分細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的比例混合器，用來把添加劑的濃溶液與水按照一定的比例混合，再送至噴頭噴出。常見的比例混合器有：壓力式比例混合器、管線式比例混合器、環(huán)泵式比例混合器和平衡壓力式比例混合器。

根據(jù)地下車庫的自動滅火系統(tǒng)的特點和需要，我們選擇壓力式比例混合器作為該車庫多組分細(xì)水霧自動滅火系統(tǒng)的比例混合器。根據(jù)系統(tǒng)流量的要求，我們選擇型號為PHY80×2的壓力式比例混合器，混合的比例為3%。

（3）多組分細(xì)水霧噴頭。在滅火系統(tǒng)中實際應(yīng)用的細(xì)水霧發(fā)生方法應(yīng)該能將水破碎成小于400μm的液滴，質(zhì)量流率和噴霧速度適合于全尺度的火災(zāi)場景、能夠防治阻塞并能維持足夠長時間的噴霧。儲存能量的提供，特殊泵和管道系統(tǒng)的安裝等要求也決定了在特定的環(huán)境中選擇何種霧發(fā)生方式。

針對地下車庫的火災(zāi)防治特點及需要，我們采用離心式噴頭。一旦地下車庫發(fā)生火災(zāi)，需要噴頭有一定大小的流量滿足滅火要求。但同時，由于考慮到盡量減少對轎車及人員的傷害，以及細(xì)水霧添加劑的成本，要求噴頭的流量在滿足滅火要求的前提下盡可能的小，已達(dá)到節(jié)

水、環(huán)保、低成本及高效滅火等多組分細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的要求。

綜合種種因素考慮，我們認(rèn)為，在地下車庫適宜采用中低壓的噴頭，系統(tǒng)工作壓力在1.0MPa到1.2MPa之間。流量系數(shù)為3.2，流量為11.1L/min。

在前面，我們對地下車庫現(xiàn)有的自動滅火系統(tǒng)進(jìn)行了分析，提出了綜合滅火性能更加優(yōu)越的新型清潔高效滅火系統(tǒng)——多組分細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。

在北方的一些城市，由于冬天氣溫很低，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)不能夠正常工作，從而極大的影響地下車庫的火災(zāi)防治工作。因此，我們需要往細(xì)水霧里添加劑防凍劑，防止水結(jié)冰，使得細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在低溫下仍然能夠正常動作，保證地下車庫的消防安全。

在地下車庫的探測系統(tǒng)設(shè)置感煙還是感溫探測器，還存在著一些爭議。感溫探測器只有當(dāng)火焰的高度達(dá)到空間高度的三分之一時，感溫探測器才能響應(yīng)。而感煙探測器能對火災(zāi)作出早期探測和報警，及時撲滅火災(zāi)以免火勢擴大造成更大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。實際上，不管是感溫還是感煙，利用單一的火災(zāi)參量進(jìn)行火災(zāi)探測都無法解決漏報誤報等實際問題。因此，建議采用基于快速、準(zhǔn)確的多參數(shù)復(fù)合火災(zāi)探測技術(shù)的火災(zāi)多信息融合探測報警系統(tǒng)。

目前，國內(nèi)外對多組分細(xì)水霧的研究基本上處于實驗室研究階段，工程實際上的應(yīng)用還非常少。因此還需要做進(jìn)一步的研究。