城市綜合體大型地下室消防系統設計

陸佳晉

【摘要】結合實例探討了大型地下室區域消火栓設計要點;泡沫-水噴淋系統的設計應用及其管網參數和管徑計算;濕式系統由噴水至泡沫的轉換時間核算。

【關鍵詞】消火栓系統;泡沫-水噴淋系統;轉換時間

隨著《建筑設計防火規范》、《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》、《自動噴水滅火系統設計規范》、《消防給水及消火栓系統技術規范》等消防類規范一次次的修訂，給排水消防的審查越來越嚴格，全國各地區的審圖單位也有自己的特色強制性要求等，筆者結合所參與的大型項目及工作中的感悟，在下文中探討一下大型地下室區域消火栓系統及噴淋系統設置。

平潭高鐵中心站綜合交通樞紐及高鐵中心站站前城市綜合體，本項目為多層公建，地下2層，地上3～4層，建筑高度23.50m。總用地面積為210679.96平方米，總建筑面積為329529.02平方米，其中地下建筑面積111447.01平方米。建筑功能主要為高鐵配套交通樞紐、旅游配套、商業、辦公、會展、停車庫等。

本項目整個地下室區域，分為地下一層夾層、地下一層、地下二層（人防）三個層面，并按南北區及一期二期劃分，共計64個防火分區。

地下室區域設置室內消火栓。室內消火栓采用臨時高壓給水系統，用水量10L/S，火災延續時間2h。火災時泵房內消火栓加壓泵直接從消防水池內抽水，提升后供給室內消防管網滅火。在布置消火栓時，需要注意的點有：

（1）在樓梯間及其休息平臺和前室、走道等處設置消火栓，以方便在火災現場，消防隊員從樓梯間到達地下室時，能迅速方便的找到并用其滅火。

（2）車道頂蓋邊緣線應標注，避免部分車道無法滿足兩股消火栓充實水柱同時到達任何部位。

（3）類似長條形的停車庫防火分區，消火栓的布置間距注意不要大于30米，設置在防火卷簾兩邊的消火栓各自不要借用，情愿多放一個。

（4）人防區域消火栓管道在穿越防護墻時不要漏設防護閥，穿越防護墻后管道有轉折的，防護閥應設置在貫穿墻體的垂直管道上。

（5）建筑專業要求美觀，消火栓暗裝時，消火栓箱后應增設隔墻，滿足建筑專業耐火極限的要求。

（6）統籌考慮整個地下室的大系統，按照南北區分別設置消防泵房及消火栓環網，并根據甲方要求將其中二期部分單獨引出一個小環網，并設置閥門，既不影響一期的正常使用，又為二期的建設預留提供方便。

地下室區域除電氣用房、電梯機房等不宜用水撲救的部位外，均設自動噴水滅火系統。其中，地下停車庫區域設閉式泡沫-水噴淋系統（按照福州當地審圖要求），柴油發電機房設水噴霧系統，其余為閉式自動噴水滅火系統。

地下車庫為I類車庫，設閉式泡沫-水噴淋系統，噴水強度為8L/min.m2，作用面積為465m2，用水量按85L/s設計，火災延續時間1h;地下一層夾層非機動車庫按倉庫危險級I級設計，噴水強度為8L/min.m2，作用面積為160m2，用水量30L/s，火災延續時間為1h。噴淋給水系統采用臨時高壓給水系統，火災時泵房內噴淋加壓泵直接從消防水池內抽水，提升后供給噴淋管網滅火。

泡沫-水噴淋系統，噴頭均采用流量系數K=80的快速響應噴頭。泡沫采用AFFF水成膜泡沫液。根據車庫布置，設置若干個泡沫儲罐于報警閥間內，每個防火分區設1～4個比例混合器，保證流量為8L/S時，自系統啟動至噴泡沫的轉換時間不超過2分鐘（此處要注意，應按《泡沫滅火系統設計規范》GB50151-2010相關條文取值，原老噴規5.0.8條，在《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2017中已刪除）。持續噴泡沫的時間不小于10分鐘。泡沫-水噴淋系統應符合下列要求：

a）泡沫液、泡沫消防水泵、泡沫混合液泵、泡沫比例混合器（裝置）、壓力容器、泡沫生產裝置、火災探測與啟動控制裝置、控制閥門及管道等，必須采用經國家產品質量監督檢驗機構檢驗合格的產品，且必須符合系統設計要求.

b）當選用水成膜泡沫液時，其抗燒水平不應低于現行國家標準《泡沫滅火劑》GB 15308規定的C級。

c）泡沫滅火系統中所用的控制閥門應有明顯的啟閉標志。

d）閉式泡沫-水噴淋系統輸送的泡沫混合液應在8L/S至最大設計流量范圍內達到額定的混合比。

以下為筆者在設計泡沫-水噴淋系統中所做的一些計算參考：

（1）泡沫罐容積計算

泡沫液最低噴射強度 B=8L/min*M2

噴射時間T>=10min

作用面積A=465m2

所需泡沫量=465X8X10=37200L

對于汽車庫，選用6%水成膜泡沫液

泡沫液設計用量=1.3X37200X6%=2902L

選用PHYM80-30L立式壓力式泡沫比例混合裝置，貯罐容積3000L，混合器流量為：80L/S

（2）泡沫系統總流量增大，干管水頭損失增大，各噴淋管道配水管所需管徑相應增大。以防火分區B2-S3北側區域為例，截取管網布置，見下圖1。

按傳統的噴淋支管管徑配置（見表1），其計算結果為：總流量96L/s，入口壓力0.41MPa，平均噴水強度13.0L/min.平方米。可見，在465m2的作用面積下，傳統的支管管徑配置已經不夠用了。經過計算配比，調整并放大管徑配置，截取最終出圖時管網布置，見下圖2。

按調整后的噴淋支管管徑配置（見表2），控制流速不大于5m/s，其計算結果為：總流量71L/s，入口壓力0.16MPa，平均噴水強度9.7L/min.平方米。這樣可以把總流量控制在理想范圍內。

（3）濕式系統由噴水至泡沫的轉換時間核算

以防火分區B2-S3為例（參見圖2），接自S3泡沫儲罐，設置于報警閥間內。

混合器控制區域：DN200管長23.0米，DN150管長6.0米，DN100管長2.8米，DN80及以下管長16.1米，V=（3.14X0.22X23.0/4+3.14X0.152X6.0/4+

3.14X0.12X2.8/4+3.14X0.082X16.1/4）X1000=931L按8L/S流量計算，轉換時間T=931/8=117秒 <2分鐘，符合要求。

注意，在布置噴淋管網時，盡量設置噴頭在干管兩側布置，不要單側布置。泡沫干管上接出的混合器，有條件的話盡量靠近所控制的噴頭入口區域，這樣可以減少大管徑管線的長度，減少轉換時間。泡沫支管接入混合器前設置止回閥。

總結：

對于大型地下室區域的消火栓系統及噴淋系統，在設計時應綜合考慮地下室的形狀，功能區域，確定大概總管走向后再細化各個防火分區的布置。我們設計師需要的是耐心和責任心，多做計算認證，不過度設計。

參考文獻：

[1]中華人民共和國公安部.《建筑設計防火規范》GB50016-2014（2018年版）.北京：中國計劃出版社.

[2]中華人民共和國公安部.《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2017.北京：中國計劃出版社.

[3]中華人民共和國公安部.《泡沫滅火系統設計規范》GB50151-2010.北京：中國計劃出版社.

[4]中華人民共和國公安部.《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974-2014.北京：中國計劃出版社.