地下機械式汽車庫自動噴水滅火系統設計流量的探討

陳毓琳

地下機械式汽車庫自動噴水滅火系統設計流量的探討

陳毓琳

(廈門合立道工程設計集團股份有限公司 福建廈門 361000)

針對機械式汽車庫形式的特殊性，結合國家現行規范及相關要求，以某地下機械式4層汽車庫設計為實例，具體分析其天花板、車架內及巷道自動噴水滅火系統的設計流量。

地下機械式汽車庫；自動噴水滅火系統；設計流量；設計噴水強度

0 引言

隨著我國經濟建設的發展和城市化進程快速推進，停車難的問題日益明顯。地下疊2～3層甚至4層及以上的機械立體復式汽車庫高效地利用有限的土地，為城市的發展創造了新空間，緩解停車壓力，逐漸被各種大型公建及小區采用，但也帶來了新的消防安全控制問題。機械式汽車庫類型有升降橫移、垂直升降、巷道堆垛、垂直循環、水平循環等類型，其中巷道堆垛式機械汽車庫與其他形式的車庫相比，具有特殊構造，其自動噴水滅火系統設計也有相應的特點。現行國家規范對機械式汽車庫自動噴水滅火系統設計依據相對較少，以致設計中存在較大差異。本文就現行規范要求，結合工程實例，對地下機械式汽車庫自動噴水滅火系統設計流量進行分析討論。

1 概況

該項目案例已設計完成并通過施工圖審查及當地消防主管部門審批。

該項目為地下機械式4層汽車庫即巷道堆垛類立體汽車庫，建筑剖面示意圖如圖1所示。該車庫的停車方式，即堆垛機水平或垂直移動到停車位，搬運器將車輛搬運到停車位上，完成車輛存取。該車庫的構造，除巷道內的堆垛機和傳輸設備外，其余為鋼筋混凝土結構。該車庫為獨立的防火分區，總停車數為136輛，地下機械汽車庫一層高度為3.70m，二層高度為3.15m，三層高度為3.57m，四層高度為1.93m，巷道凈高為14.85m，巷道面積為153m2。

圖1 建筑剖面示意圖

2 設計內容

《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》 (GB50067-2014)(以下簡稱“庫規”)7.2.1條規定，機械式汽車庫應設置自動滅火系統。“庫規”7.2.6條規定，汽車庫內的自動噴水滅火系統的噴頭布置，“應設置在汽車庫停車位的上方或側上方，對于機械式汽車庫，尚應按停車的載車板分層布置，且應在噴頭的上方設置集熱板”[1]。由此可知，該地下機械車庫天花板以及車架內每層均應布置噴頭，剖面示意圖如圖2所示。

圖2 天花板及車架內自動噴水滅火布置剖面示意圖

該地下機械車庫巷道凈高為14.85m，面積為153m2。《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001，2005年版)(以下簡稱“噴規”)4.2.5條規定 “室內凈空高度超過本規范6.1.1條的規定，且必須迅速撲救初期火災”“應采用雨淋系統”。由“噴規”[2]6.1.1條可看出民用建筑和工業廠房采用閉式系統場所的最大凈空高度為8m，且采用早期抑制快速響應噴頭的倉庫采用閉式系統場所的最大凈空高度為13.5m，故該巷道首選雨淋系統。《大空間智能型主動噴水滅火系統技術規程》(CECS 263:2009)3.0.3條提到“凡按照國家有關消防設計規范的要求應設置自動噴水滅火系統，火災類別為A類，但由于空間高度較高，采用其他自動噴水滅火系統難以有效探測、撲滅及控制火災的大空間場所應設置大空間智能型主動噴水滅火系統”[3]，故該巷道也可設置大空間智能主動噴水滅火系統。本次設計采用標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置。

3 系統設計流量計算

3.1 天花板系統用水量計算

根據《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001，2005年版)5.0.1及附錄A，地下機械車庫天花板自動噴水滅火系統設計采用中危險Ⅱ級設置，噴水強度為8L/min·m2，作用面積為160m2，系統最不利點處噴頭的工作壓力0.10MPa[2]。該地下機械車庫天花板(標高0.900m)自動噴水滅火系統布置如圖3所示。

圖3 天花板噴頭布置平面圖

地下機械車庫天花板自動噴水滅火系統用水量計算如表1所示。

由表1可知，地下機械車庫天花板自動噴水滅火系統用水量為42.51L/s。

3.2 車架內系統用水量計算

該地下機械車庫車架內自動噴水滅火系統按中危險Ⅱ級設計，噴水強度為8L/min·m2，作用面積為160m2，系統最不利點處噴頭的工作壓力為0.10MPa。該地下機械車庫每層自動噴水滅火系統布置如圖4所示。

表1 天花板系統用水量計算表

注：作用面積:161.2m2,平均噴水強度:15.82L/min·m2

圖4 車架噴頭平面圖

《自動噴水滅火系統設計手冊》4.12.2章節中提到“立體汽車庫相當于高貨架倉庫……根據(《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2001[4]”，以下簡稱“舊噴規”)5.0.7條，高貨架倉庫內置噴頭的動作數量按4個噴頭確定用水量”[5]。該條文是基于“舊噴規”考慮的，但“舊噴規”已于2005年被《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001，2005年版)替代。由“噴規”5.0.7條可知，當貨架為2層以上時，火災時貨架內置噴頭其動作數量可按14個噴頭計算。由此可推，該地下4層機械車庫發生火災時車架內置噴頭其動作數量可按14個噴頭計算。

“噴規”5.0.7條對貨架內置噴頭的流量系數及工作壓力做了規定：“當噴頭流量系數K=80時，工作壓力不應小于0.20MPa；當K=115時，工作壓力不應小于0.10MPa”[2]。

經試算確定圖3中地下機械車庫天花板節點1處噴頭為系統最不利點，故以節點19處壓力為基礎計算貨架內置噴頭自動噴水滅火系統用水量，如表2～表3所示。

表2 車架系統用水量計算表 K=80

注：作用面積:72.3m2,平均噴水強度:27.11 L/min·m2

表3 車架系統用水量計算表 K=115

注：作用面積:72.3m2,平均噴水強度:33.02L/min·m2

由此可知，以天花板節點19處壓力為基礎，當采用流量系數K=80的噴頭，車架內置噴頭自動噴水滅火系統的末端噴頭工作壓力為0.22MPa，大于0.20MPa[2]，其用水量為32.66L/s。當采用流量系數K=115的噴頭，車架內置噴頭自動噴水滅火系統的末端噴頭工作壓力為0.12MPa，大于0.10MPa[2]，其用水量為39.78L/s。

3.3 巷道系統用水量計算

(1)采用雨淋系統用水量計算

《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001 2005年版)5.0.4條中規定“雨淋系統中每個雨淋閥控制的噴水面積不宜大于本規范表5.0.1中的作用面積”[2]，由此可見，該巷道可設置1個雨淋閥保護，且噴頭最大間距為3m。《建筑給水排水設計手冊》6.3.2章節中提到，“為保證系統的噴水均勻性，每根配水支管上所布置的開式噴頭數量不宜超過6個，每根配水干管的單側所負擔的分布支管數量不應多于6根”[6]。該地下機械車庫巷道的雨淋系統噴頭布置如圖5所示。

圖5 巷道雨淋系統平面圖

根據“噴規”5.0.0條可知，該巷道噴水強度為8L/min·m2，作用面積160m2，噴頭選型K=80。計算列表如表4所示。

表4 巷道雨淋系統用水量計算表

注：作用面積:153m2,平均噴水強度:13.51L/min·m2

由表4可知，當地下機械車庫巷道采用雨淋系統的用水量為34.44L/s。

(2)采用大空間智能型主動噴水滅火系統用水量計算

根據《大空間智能型主動噴水滅火系統技術規程》(CECS 263:2009)表5.0.1-3可知，標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置的設計參數為：標準噴水流量5L/s，標準工作壓力0.60MPa，標準圓形保護半徑20m，安裝高度為大于等于6m，小于等于20m[3]。該工程安裝于天花板梁下，安裝高度為14.1m。該地下機械車庫巷道的大空間智能型主動噴水滅火系統平面布置如圖6所示。

圖6 巷道大空間智能型主動噴水滅火系統平面圖

由此可知，該地下機械車庫巷道的大空間智能型主動噴水滅火系統用水量為10L/s。

3.4 各系統組合總設計流量

該地下機械車庫的自動噴水滅火系統的設計流量應按同時啟用的自動噴淋滅火系統的用水量計算，故設計流量應為天花板自動噴水滅火系統用水量、車架內置噴頭的自動噴水滅火系統用水量以及巷道內自動噴水滅火系統用水量，這三者用水量之和。車架內置噴頭采用流量系數K=80或者流量系數K=115，以及巷道內采用雨淋系統或者大空間智能主動噴水滅火系統設計流量的不同組合，如表5所示。

基于以上對地下機械車庫設計流量不同方案的分析可看出，方案三即車架內置噴頭流量系數采用K=80，巷道內采用大空間智能主動噴水滅火系統的設計流量為4種組合中最小者。

表5 各系統組合總設計流量表

4 結語

(1)當機械車庫為3層及以上時，火災時車架內置噴頭其動作數量宜按14個噴頭計算，所以不應忽略地下巷道堆垛類多層立體汽車庫車架內置噴頭的用水量，其用水量占總用水量的比例較大。

(2)地下機械式多層汽車庫車架內置噴頭，在同時滿足最不利噴頭的工作壓力及噴水強度的情況下，當采用流量系數K=80的噴頭，其用水量略小于采用流量系數K=115的噴頭的用水量，市場中K=80的噴頭價格略低于K=115的噴頭，為方便統一采購噴頭及減少工程造價，地下機械式多層汽車庫車架內置噴頭宜采用流量系數K=80的噴頭。

(3)地下巷道堆垛類多層立體汽車庫的巷道可采用大空間智能主動噴水滅火系統，其用水量小于雨淋系統的用水量，與雨淋系統相比，可減小噴淋泵的用電量以及消防水池的容積，減少工程造價。

[1] GB50067-2014 汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[2] GB50084-2001 自動噴水滅火系統設計規范[S]. 北京：中國計劃出版社，2005.

[3] CECS 263:2009 大空間智能型主動噴水滅火系統技術規程[S]. 北京：中國計劃出版社，2009.

[4] 黃曉家，姜文源，張菊良，等.自動噴水滅火系統設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2002.

[5] GB50084-2001 自動噴水滅火系統設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2001.

[6] 中國建筑設計研究院.建筑給水排水設計手冊(第二版上冊)[Z].北京：中國建筑工業出版社，2008.

Discussion on the Design Discharge of Automatic Sprinkler System in Underground Mechanical Garage

CHENYulin

(Xiamen Hordor Architecture and Engineering Design Group Limited Corporation，Xiamen 361000 )

According to the particularity of the mechanical garage，combined with the existing national norms and related requirements, and took a completed underground mechanical four storey garage as an example to analyze the design discharge of automatic sprinkler system in detail, which is relevant ceiling, carframe and laneway.

Underground mechanical garage；Automatic sprinkler system；Design discharge；Design sprinkling intensity

陳毓琳(1984.8- )女，工程師。

E-mail:93755075@qq.com

2017-03-15

TU991.11+4

A

1004-6135(2017)04-0088-05