机械式立体汽车库设计要点初探

张 鹤

随着人们生活水平的提高,汽车进入家庭的步伐正在加快,与此相对应的停车难问题日益突出。停车问题其实是城市静态交通问题。

解决城市静态交通问题,大体上分为软、硬两种措施。所谓软措施就是通过政策法规使部分车主更愿意改乘公共交通工具,从而减少机动车对停车设施的需求。而硬措施主要是指不断增加停车空间来满足车辆停放的需求。面对突出的停车难问题,在硬件措施上,国际上已由单一的以地面为主的停车方式向地上、地下多种方式相结合的“立体主义”发展。相对于传统坡道式汽车库,机械式立体汽车库在节地、空间利用、安全、节能等方面具有更大的优势。在欧美国家已经较为普及的背景下,目前北京、上海、深圳等地机械式立体汽车库的建设数量和规模也有逐步发展的趋势。但是我国机械式立体汽车库的建设仍处在摸索阶段,还有许多问题亟待解决。

所谓机械式立体汽车库,是指室内无车道且无人员停留的,采用机械设备进行垂直或水平移动等形式停放汽车的汽车库。本文试图通过工程实践中的经验总结,对机械式立体汽车库的设计要点展开初步的探讨。

1 建设前期与设备选型

机械式立体汽车库建设前期的调研与分析工作至关重要,需要根据所建车库的区域位置、投资经济性、存取车高峰情况、停车数量、停车规格、管理方式等条件进行合理的选型,确定停车设备的类型、布置方式、运行参数等等。这部分工作往往由投资方在土建设计开始之前作出决策。一旦选型确定后,生产机械设备的厂家会提供土建设计条件,包括结构荷载要求、平整度、排水防水,预埋件位置、大小、数量,各预埋件受力性质、载荷大小,动力电源线、信号线位置、尺寸、动力电源电容量要求等等。

2 停车系统与土建设计

为了能提高机械式立体汽车库的经济性,柱网的选择尤为关键。一般说来,衡量柱网是否合理,是以停放1辆车平均需要的建筑面积作为评价指标的,并需要同时满足以下要求:1)能适应该种机械停车设备的停车方式及各种技术参数要求,同时具有一定的灵活性;2)尽可能的缩小停车位所需面积以外的不能充分利用的建筑面积;3)结构合理、经济,施工简便;4)尽可能减少柱网的种类,统一柱网尺寸,并保持与其他部分柱网的协调一致。

在土建的实际设计过程中决定柱网尺寸的因素很多,主要是根据选定停车系统的设备参数,两柱间停车数量,车辆尺寸及停车方式,柱子截面尺寸等条件确定。当为小型车和中型车时,以停放3辆车左右,柱网尺寸6 m～8 m为宜。从国外的情况看,单建式机械立体车库多采用较大柱网,尺寸在8 m～9 m的较多,甚至做到13 m(两柱间可停4辆小型车)。这种大尺寸柱网可使车库内柱子的数量减少,对不同车型的适应性强,但结构构件的尺寸增大,用钢量增加。不但在结构上不经济,而且在空间的使用上都有可能造成浪费。

3 消防设计

机械式立体汽车库的火灾危险性不同于一般汽车库。机械式立体汽车库停放的车辆为熄火状态,发生火灾的几率较小。但是由于汽车的价值较高,一旦发生火灾造成的直接经济损失比较大,因此对汽车库进行适当的防火分隔和采取一定的灭火措施是必要的。笔者认为机械式立体汽车库的消防设计可从以下几方面予以考虑。

3.1 关于一个防火分区或隔间的停车数量问题

按照《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》第5.1.3条规定:机械式立体汽车库的停车数超过50辆时应设防火墙或防火隔墙进行分隔。规范还规定防火墙应直接砌在汽车库的基础或钢筋混凝土的框架上,且防火墙上不宜开设门窗洞口。当必须开设时应设置甲级防火门、窗或耐火极限不低于3 h的防火卷帘。若按此要求进行防火分区或分隔,既没有改变立体车库火灾竖向蔓延的趋势,而且影响了立体车库的使用功能,需要增加设备的投入。根据机械停车设备的特点,在停车总数不变的情况下,每个防火分区或者防火隔间均需设置一套车辆传送系统,无形中提高了工程造价。而车辆传送设备的增加,相应的电气系统也随之增加,系统的复杂性增大,发生火灾的几率也就越大。

机械式立体汽车库的火灾危险性还是不容低估的,这就需要采取切实可行的技术措施来提高车库整体的安全性。就目前而言,在汽车停车位出入口处设置防火分隔水幕进行适当的防火分隔,从技术和实际可行性以及投资比例等角度都是可行的。一旦发生火灾,防火冷却水幕启动,水幕喷头喷出的水形成水帘可以对着火车辆等可燃物进行冷却,阻止高温烟气的热量向上层蔓延及引燃相邻层的车辆。这种措施虽然不是严格意义上的防火分隔,但从安全性角度考虑能有效地起到分隔作用,控制了火灾的蔓延。在采取设置水幕作为防火分隔后,建议适度放宽停车数量,甚至可以考虑以一组设备为一个防火分隔区域进行设计。

3.2 关于设置供消防队员进入火场扑救的问题

机械式立体停车库同样应考虑人员疏散和汽车疏散两个问题。根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》的规定,汽车库的每个防火分区,其人员安全出口除了Ⅳ类汽车库和同一时间内人数不超过25人时可设一个出口外,均应设置两个人员安全出口。但从现有建成的实例来看,考虑到机械式立体汽车库内无人员停留,平时对设备进行检修也可以通过汽车传送装置到达各层,况且库内一旦发生火灾,在自动喷水和水幕系统作用下,火势在短时间内很难扩大蔓延,因此在条件受限制的情况下往往不考虑设计人员的安全出口。笔者认为这对消防扑救是不利的,至少仍应在适当位置设置供消防队员进入各层的安全通道。一旦发生火灾,消防队员可以方便快捷地进入库内对着火车辆实施灭火,以弥补固定灭火系统的不足。

3.3 关于设置机械排烟系统和补风系统的问题

机械式立体汽车库的车辆传送通道类似于公共建筑中的“中庭”,如果下层车辆发生火灾,高温烟气会通过传送通道蔓延到上层,对上层车辆构成威胁,成为火灾传播的通路。如果设置机械排烟系统可以使火灾时车辆传送通道内形成负压,着火车位上层的停车区域为相对封闭的空间,其压强大于通道压强,停车楼层边缘距车辆前端的楼板正好起到防火挑檐的作用,高温烟气可以及时通过传送通道排出室外。既有利于降低整个空间的温度,还可以为消防队员进入现场扑救创造相对安全的环境条件。

从以上分析可以看出,机械式立体汽车库建设规模和数量的增加在解决了现实矛盾的同时也对建筑设计、消防安全等问题提出了新的挑战。目前,我国还没有专门针对机械式立体汽车库的设计和防火规范,现行规范对此类建筑的限制要求与实际建设、使用中的矛盾日趋突出。这就要求我们本着“确保安全、方便使用、技术先进、经济合理”的原则对机械式立体汽车库的设计进行广泛的探讨,修订规范,以尽快适应现实的需求。

[1]任伯淼.机械式立体停车库[M].北京:海洋出版社,2001.

[2]童林旭.地下汽车库建筑设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1996.

[3]GB 50067-97,汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].

[4]JGJ 100-98,汽车库建筑设计规范[S].