四川省建筑设计研究院
摘要：针对某油源间灭火系统设计，分别对低倍数泡沫灭火系统，水喷雾灭火系统和细水雾灭火系统进行设计计算，提出系统布置形式和基本设备要求。将得出的三个灭火方案进行对比分析，从灭火效果和经济性方面，细水雾灭火系统更适合应用于本工程。
关键词：油源间；低倍数泡沫灭火系统；水喷雾灭火系统；细水雾灭火系统；对比分析
1.项目基本情况介绍
本项目为成都理工大学振动台试验室，该建筑地下一层的油源间用于存储试验设备用油。油源间面积为153.5m2，层高4.3m。存储油源为工业用46#抗磨耐压液压油，闪点温度200℃左右，自燃温度260℃以上。油箱尺寸为长×宽×高=3.5m×1.8m×1.2m。
2.灭火系统的选择
针对本项目油源间的灭火系统设计，根据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）表2.0.2液化烃、可燃液体的火灾危险性分类，此液压油属丙类液体。可选择的灭火系统有低倍数泡沫灭火系统，水喷雾灭火系统，细水雾灭火系统，气体灭火系统。
当采用气体灭火时，卤代烷等气体与燃烧物发生链式反应而产生对人体有害的气体，不利于火灾现场人员的逃离，气体扩散造成环境污染。并且，气体灭火系统高压钢瓶易发生泄漏，增加了日常维护工作难度。公安部天津消防研究所雷军汇等人，从经济造价的角度，探讨了细水雾灭火系统在实际工程应用中替代气体灭火系统的可能。本项目灭火系统设计方案选择中，暂不考虑气体灭火系统。现分别考虑低倍数泡沫灭火系统，水喷雾灭火系统，细水雾灭火系统设计方案如下：
2.1.低倍数泡沫灭火系统设计
低倍数泡沫灭火系统，发泡倍数低于20倍，泡沫液与水在比例混合器中混合形成一定比例的泡沫混合液，经泡沫产生器生成空气泡沫，覆盖在燃烧的液压油表面，从而窒息灭火。
根据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）7.4.3规定，本工程“可”采用移动式泡沫灭火系统，但就目前市场上的低倍数泡沫灭火产品，移动式和半固定式系统基本没有差别，为同类型产品。
根据《泡沫灭火系统设计规范》（GB50151-2010）表4.2.2-1选取计算参数：泡沫混合液供给强度5L/min?m2，持续时间30min，则
泡沫混合液流量：Q=5*153.5=767.5L/min=12.8L/s
泡沫剂体积：V=767.5*30*0.03=0.69m3
拟设计选择形式一：泡沫枪PQ8两支（仅考虑一股水柱，压力使用范围0.6-0.8MPa），泡沫罐一台，体积1m3。
拟设计选择形式二：移动推车式泡沫灭火装置PY8/500（PY8/1000）两台。各厂家此类产品的射程和持续时间不尽相同，但是为保证本项目流量要求，均需要两台设备。
2.2.水喷雾灭火系统设计
水喷雾灭火系统是一种局部灭火系统，水雾直接撞击到被保护对象的表面，对保护对象进行冷却、窒息。水喷雾喷头以进口最低水压为标准分为中速水雾喷头和高速水喷雾喷头。本项目油源间灭火采用高速喷头，压力不小于0.35MPa，水滴粒径为0.3～0.4mm。
根据《水喷雾灭火系统设计规范》（GB50219-95）（以下简称“雾规”）表3.1.2选取计算参数：设计喷雾强度D=13L/min?m2，响应时间45s，持续时间0.5h。
“雾规”中3.1.5规定：采用水喷雾灭火系统的保护对象，其保护面积应按其外表面面积确定，由于本项目油箱尺寸为长×宽×高=3.5m×1.8m×1.2m，为实际取油方便，油箱不可能集中布置，油箱之间应留有通道，为了使设计最大程度符合实际应用情况，设油源间内油箱平面布置如图1所示，只考虑其上表面灭火，如图1所示阴影部分，经计算得保护面积约为100m2。
选用喷头型号为ZSTWB-63-90，K=33.67，水雾喷头按矩形进行平面布置。“雾规”中3.2.4规定：当按矩形布置时，水雾喷头之间的距离不应大于1.4倍水雾喷头的水雾锥底圆半径。
喷头的水雾锥底圆半径为：R=B?tg=1.9×1=1.9m
则喷头布置最大间距为：1.9×1.4=2.7m
图2
系统设计流量应在计算流量的基础上适当增加一定的富余量，即乘以1.05～1.10的安全系数，本文按1.10计算，则本水喷雾系统设计流量为29.2L/s，总用水体积为52.5m3。
系统组成需要设备：水池（55m3）、变频消防泵两台（一用一备）、气压水罐（满足消防水泵启动时间内系统供水量），过滤器、雨淋阀组（DN100）、管网、水雾喷头（K=33.67，24个），报警装置。
2.3.细水雾灭火系统
细水雾灭火系统的灭火机理是对液压油燃烧表面进行冷却灭火，并稀释其氧浓度，达到窒息灭火，以及把液压油、火焰和氧隔离开来的隔离灭火。
目前，国标《细水雾灭火系统规范》已编制完成，并没有正式公布，四川省地方标准只有针对厨房的细水雾设计，本文细水雾细统设计的参数选取参照《全国民用建筑工程设计技术措施：给水排水(2009年版)》，具体计算参数如下：
采用中压系统，最不利喷头处的工作压力不低于2.0MPa，面积喷水强度2L/min?m2，响应时间45s，持续时间20min，选用喷头流量系数K=1.5，细水雾喷头按矩形进行平面布置，喷头间距1.6～2m，具体位置如图3所示，所需喷头数为35个。
图3
具体计算方法同水喷雾灭火系统，结果如下：
最不利处水雾喷头的流量为：
q=6.7L/min
相应的喷头保护面积为A=q/D=3.9/2=1.95m2
如图2可知，每个喷头的实际保护面积A'=1×0.9=0.9m2
满足喷雾强度要求。
保护对象的水雾喷头的计算数量：N=29.8≈30个
系统流量为：Q≈3.6L/s=216L/min
总用水体积：V=4.3m3
水头损失为：Hf=22.0m
所需入口压力：P=2.0+0.22=2.22MPa
安全系数取1.10，则本细水雾系统设计流量为4.0L/s，总用水体积为4.7m3。
系统组成需要设备：水池（5m3）、变频消防泵两台（一用一备）、气压水罐（满足消防水泵启动时间内系统供水量），过滤器、管网、细水雾喷头（K=1.5，35个），报警装置。
3.灭火系统对比分析
对本项目的以上三个设计方案，即低倍数泡沫灭火系统，水喷雾灭火系统和细水雾灭火系统进行技术参数对比分析，结果如表1所示。
由表1可以看出，低倍数泡沫灭火系统较水喷雾和细水雾灭火系统，系统组成简单，工程造价低，占地面积小，但该系统需手动操作，扑救火灾的及时性较差。细水雾系统较水喷雾系统成本低、占地省、效率高，在本工程中更具优势。
水喷雾和细水雾系统都是在自动喷淋系统基础上发展起来的，其系统组成有相似之处。细水雾灭火系统近几年引起了国内消防科研机构、设计院所的重视，在某些条件下比水喷雾系统更具优势。该系统用水量少，在高压下可以防止辐射热引燃周围物品，能有效防止火灾蔓延，但对保护对象的表面火灾冲击力和覆盖力有限，并不能完全的取代水喷雾系统。
4.结论
低倍数泡沫灭火系统，水喷雾灭火系统和细水雾灭火系统应用于本工程均满足国家规范、标准对火灾灭火的要求。通过以上设计方案的对比分析，可以看出从灭火效果和经济性方面，细水雾灭火系统更适合应用于本工程。
参考文献
[1]《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）.
[2]《泡沫灭火系统设计规范》（GB50151-2010）.
[3]《水喷雾灭火系统设计规范》（GB50219-95）.
[4]《全国民用建筑工程设计技术措施：给水排水(2009年版)》.
论文作者:岳莹,詹芹
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/2
标签：水雾论文; 灭火系统论文; 喷头论文; 泡沫论文; 系统论文; 倍数论文; 液压油论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;