引用本文：董海斌,张德华,马建琴,等.电动自行车充电车棚火灾防控技术研究[J].消防科学与技术,2024,43(11):1488-1494.

电动自行车充电车棚火灾防控技术研究

董海斌1,2,3, 张德华1,2,3, 马建琴1,2,3, 盛彦锋1,2,3, 羡学磊1,2,3,洪清泉4, 沈旭钊4

　　1.应急管理部天津消防研究所，天津300381；2.工业与公共建筑火灾防控技术应急管理部重点实验室，天津300381；3.天津市消防安全技术重点实验室，天津300381；4.国安达股份有限公司，福建厦门361023）

　　基金项目：应急管理部消防救援局科技计划项目（2022XFCX26）

　　关键词：电动自行车，充电车棚，锂离子电池，喷淋系统，火灾防控

研究目的及意义

　　针对电动自行车充电车棚车辆起火蔓延问题，通过试验研究不同工况下专用型水系泡沫喷淋灭火系统动作过程中关键灭火技术参数、工程布置方法和灭火可靠准则，为电动自行车集中充电车棚防火设计和标准制定提供技术支撑。

研究内容及方法

　　基于实体火灾试验模型，分别开展了电动自行车在正常停放中、在防火分区交界域处起火以及在强风和喷头堵塞工况下叠加耦合起火等不同工况下的灭火试验，对比分析了喷头工作压力范围、车棚顶部最高温度、灭火剂有效供给时间、车辆周围热流密度、火灾防控判定准则等关键参数，验证了水系泡沫喷淋灭火系统在不同工况下扑救电动自行车火灾的可靠性。

表1 实验工况

Table 2 Experimental conditions

图1 电动自行车棚

Fig.1 Electric bike shed

图2 灭火系统管道、喷头布置图

Fig.2  Pipeline and nozzle layout diagram

图3 工况1试验布置及顶棚温度

Fig.3 Experimental layout diagram and ceiling temperature

图4 工况2试验布置及顶棚温度

Fig.4 Experimental layout diagram and ceiling temperature

图5 工况3试验设置及风机布置位置及顶棚温度

Fig.5 Experimental setup and fan layout position and ceiling temperature

研究结论

　　在三种工况下，试验模型不同位置设置了温度、喷头压力、热流密度传感器，试验过程中可实时采集这些参数。得出的主要结论如下：

　　（1）正常工况下车辆起火燃烧时，若灭火系统能有效抑制火灾，喷头的工作压力不小于0.36 MPa，灭火剂持续供给时间不小于10 min，火灾燃烧过程中最大热流密度5.1 kW/m2，会产生较大的辐射热，因此不宜在车辆周围放置易燃物质，否则辐射热会引发易燃物质燃烧。通过试验确定灭火系统抑制火灾成功的判定依据为：车辆燃烧2 min后，启动灭火系统喷洒灭火剂，火灾不能蔓延扩散至与目标车辆相邻的第2辆车。

　　（2）正常使用工况下喷淋系统喷射灭火剂时喷头压力为0.36 MPa，两个区域喷头同时喷射灭火剂时，喷头压力为0.13 MPa，单个防护区内一个喷头被堵塞，喷头压力为0.5 MPa。因此，要保证灭火系统能可靠抑制车辆火灾，喷头压力控制在0.13~0.50 MPa范围内。灭火系统设计的关键是在不同压力下，喷头喷射的灭火剂能全部覆盖被保护电动自行车，不能留有空隙。

　　（3）车棚下电动自行车起火后，采集到车棚顶棚处的最高温度280℃，温度高于250℃的持续时间不小于50 s，因此顶棚设计时采用阻燃或难燃材料制造，若顶棚一旦起火燃烧，增大火灾蔓延的不确定性，给火灾防控带来更大的难度。

　　作者简介：董海斌，男，应急管理部天津消防研究所研究员，主要从事固定灭火和新能源锂离子电池火灾防控技术研究，天津市西青区富兴路2号，300380，donghaibin@tfri.com.cn。

　　版权归原作者/《消防科学与技术》所有

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