地下机械式汽车库自动喷水灭火系统设计流量的探讨

陈毓琳

地下机械式汽车库自动喷水灭火系统设计流量的探讨

陈毓琳

(厦门合立道工程设计集团股份有限公司 福建厦门 361000)

针对机械式汽车库形式的特殊性，结合国家现行规范及相关要求，以某地下机械式4层汽车库设计为实例，具体分析其天花板、车架内及巷道自动喷水灭火系统的设计流量。

地下机械式汽车库；自动喷水灭火系统；设计流量；设计喷水强度

0 引言

随着我国经济建设的发展和城市化进程快速推进，停车难的问题日益明显。地下叠2～3层甚至4层及以上的机械立体复式汽车库高效地利用有限的土地，为城市的发展创造了新空间，缓解停车压力，逐渐被各种大型公建及小区采用，但也带来了新的消防安全控制问题。机械式汽车库类型有升降横移、垂直升降、巷道堆垛、垂直循环、水平循环等类型，其中巷道堆垛式机械汽车库与其他形式的车库相比，具有特殊构造，其自动喷水灭火系统设计也有相应的特点。现行国家规范对机械式汽车库自动喷水灭火系统设计依据相对较少，以致设计中存在较大差异。本文就现行规范要求，结合工程实例，对地下机械式汽车库自动喷水灭火系统设计流量进行分析讨论。

1 概况

该项目案例已设计完成并通过施工图审查及当地消防主管部门审批。

该项目为地下机械式4层汽车库即巷道堆垛类立体汽车库，建筑剖面示意图如图1所示。该车库的停车方式，即堆垛机水平或垂直移动到停车位，搬运器将车辆搬运到停车位上，完成车辆存取。该车库的构造，除巷道内的堆垛机和传输设备外，其余为钢筋混凝土结构。该车库为独立的防火分区，总停车数为136辆，地下机械汽车库一层高度为3.70m，二层高度为3.15m，三层高度为3.57m，四层高度为1.93m，巷道净高为14.85m，巷道面积为153m2。

图1 建筑剖面示意图

2 设计内容

《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 (GB50067-2014)(以下简称“库规”)7.2.1条规定，机械式汽车库应设置自动灭火系统。“库规”7.2.6条规定，汽车库内的自动喷水灭火系统的喷头布置，“应设置在汽车库停车位的上方或侧上方，对于机械式汽车库，尚应按停车的载车板分层布置，且应在喷头的上方设置集热板”[1]。由此可知，该地下机械车库天花板以及车架内每层均应布置喷头，剖面示意图如图2所示。

图2 天花板及车架内自动喷水灭火布置剖面示意图

该地下机械车库巷道净高为14.85m，面积为153m2。《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001，2005年版)(以下简称“喷规”)4.2.5条规定 “室内净空高度超过本规范6.1.1条的规定，且必须迅速扑救初期火灾”“应采用雨淋系统”。由“喷规”[2]6.1.1条可看出民用建筑和工业厂房采用闭式系统场所的最大净空高度为8m，且采用早期抑制快速响应喷头的仓库采用闭式系统场所的最大净空高度为13.5m，故该巷道首选雨淋系统。《大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程》(CECS 263:2009)3.0.3条提到“凡按照国家有关消防设计规范的要求应设置自动喷水灭火系统，火灾类别为A类，但由于空间高度较高，采用其他自动喷水灭火系统难以有效探测、扑灭及控制火灾的大空间场所应设置大空间智能型主动喷水灭火系统”[3]，故该巷道也可设置大空间智能主动喷水灭火系统。本次设计采用标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置。

3 系统设计流量计算

3.1 天花板系统用水量计算

根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001，2005年版)5.0.1及附录A，地下机械车库天花板自动喷水灭火系统设计采用中危险Ⅱ级设置，喷水强度为8L/min·m2，作用面积为160m2，系统最不利点处喷头的工作压力0.10MPa[2]。该地下机械车库天花板(标高0.900m)自动喷水灭火系统布置如图3所示。

图3 天花板喷头布置平面图

地下机械车库天花板自动喷水灭火系统用水量计算如表1所示。

由表1可知，地下机械车库天花板自动喷水灭火系统用水量为42.51L/s。

3.2 车架内系统用水量计算

该地下机械车库车架内自动喷水灭火系统按中危险Ⅱ级设计，喷水强度为8L/min·m2，作用面积为160m2，系统最不利点处喷头的工作压力为0.10MPa。该地下机械车库每层自动喷水灭火系统布置如图4所示。

表1 天花板系统用水量计算表

注：作用面积:161.2m2,平均喷水强度:15.82L/min·m2

图4 车架喷头平面图

《自动喷水灭火系统设计手册》4.12.2章节中提到“立体汽车库相当于高货架仓库……根据(《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001[4]”，以下简称“旧喷规”)5.0.7条，高货架仓库内置喷头的动作数量按4个喷头确定用水量”[5]。该条文是基于“旧喷规”考虑的，但“旧喷规”已于2005年被《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001，2005年版)替代。由“喷规”5.0.7条可知，当货架为2层以上时，火灾时货架内置喷头其动作数量可按14个喷头计算。由此可推，该地下4层机械车库发生火灾时车架内置喷头其动作数量可按14个喷头计算。

“喷规”5.0.7条对货架内置喷头的流量系数及工作压力做了规定：“当喷头流量系数K=80时，工作压力不应小于0.20MPa；当K=115时，工作压力不应小于0.10MPa”[2]。

经试算确定图3中地下机械车库天花板节点1处喷头为系统最不利点，故以节点19处压力为基础计算货架内置喷头自动喷水灭火系统用水量，如表2～表3所示。

表2 车架系统用水量计算表 K=80

注：作用面积:72.3m2,平均喷水强度:27.11 L/min·m2

表3 车架系统用水量计算表 K=115

注：作用面积:72.3m2,平均喷水强度:33.02L/min·m2

由此可知，以天花板节点19处压力为基础，当采用流量系数K=80的喷头，车架内置喷头自动喷水灭火系统的末端喷头工作压力为0.22MPa，大于0.20MPa[2]，其用水量为32.66L/s。当采用流量系数K=115的喷头，车架内置喷头自动喷水灭火系统的末端喷头工作压力为0.12MPa，大于0.10MPa[2]，其用水量为39.78L/s。

3.3 巷道系统用水量计算

(1)采用雨淋系统用水量计算

《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001 2005年版)5.0.4条中规定“雨淋系统中每个雨淋阀控制的喷水面积不宜大于本规范表5.0.1中的作用面积”[2]，由此可见，该巷道可设置1个雨淋阀保护，且喷头最大间距为3m。《建筑给水排水设计手册》6.3.2章节中提到，“为保证系统的喷水均匀性，每根配水支管上所布置的开式喷头数量不宜超过6个，每根配水干管的单侧所负担的分布支管数量不应多于6根”[6]。该地下机械车库巷道的雨淋系统喷头布置如图5所示。

图5 巷道雨淋系统平面图

根据“喷规”5.0.0条可知，该巷道喷水强度为8L/min·m2，作用面积160m2，喷头选型K=80。计算列表如表4所示。

表4 巷道雨淋系统用水量计算表

注：作用面积:153m2,平均喷水强度:13.51L/min·m2

由表4可知，当地下机械车库巷道采用雨淋系统的用水量为34.44L/s。

(2)采用大空间智能型主动喷水灭火系统用水量计算

根据《大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程》(CECS 263:2009)表5.0.1-3可知，标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置的设计参数为：标准喷水流量5L/s，标准工作压力0.60MPa，标准圆形保护半径20m，安装高度为大于等于6m，小于等于20m[3]。该工程安装于天花板梁下，安装高度为14.1m。该地下机械车库巷道的大空间智能型主动喷水灭火系统平面布置如图6所示。

图6 巷道大空间智能型主动喷水灭火系统平面图

由此可知，该地下机械车库巷道的大空间智能型主动喷水灭火系统用水量为10L/s。

3.4 各系统组合总设计流量

该地下机械车库的自动喷水灭火系统的设计流量应按同时启用的自动喷淋灭火系统的用水量计算，故设计流量应为天花板自动喷水灭火系统用水量、车架内置喷头的自动喷水灭火系统用水量以及巷道内自动喷水灭火系统用水量，这三者用水量之和。车架内置喷头采用流量系数K=80或者流量系数K=115，以及巷道内采用雨淋系统或者大空间智能主动喷水灭火系统设计流量的不同组合，如表5所示。

基于以上对地下机械车库设计流量不同方案的分析可看出，方案三即车架内置喷头流量系数采用K=80，巷道内采用大空间智能主动喷水灭火系统的设计流量为4种组合中最小者。

表5 各系统组合总设计流量表

4 结语

(1)当机械车库为3层及以上时，火灾时车架内置喷头其动作数量宜按14个喷头计算，所以不应忽略地下巷道堆垛类多层立体汽车库车架内置喷头的用水量，其用水量占总用水量的比例较大。

(2)地下机械式多层汽车库车架内置喷头，在同时满足最不利喷头的工作压力及喷水强度的情况下，当采用流量系数K=80的喷头，其用水量略小于采用流量系数K=115的喷头的用水量，市场中K=80的喷头价格略低于K=115的喷头，为方便统一采购喷头及减少工程造价，地下机械式多层汽车库车架内置喷头宜采用流量系数K=80的喷头。

(3)地下巷道堆垛类多层立体汽车库的巷道可采用大空间智能主动喷水灭火系统，其用水量小于雨淋系统的用水量，与雨淋系统相比，可减小喷淋泵的用电量以及消防水池的容积，减少工程造价。

[1] GB50067-2014 汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2014.

[2] GB50084-2001 自动喷水灭火系统设计规范[S]. 北京：中国计划出版社，2005.

[3] CECS 263:2009 大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程[S]. 北京：中国计划出版社，2009.

[4] 黄晓家，姜文源，张菊良，等.自动喷水灭火系统设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[5] GB50084-2001 自动喷水灭火系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2001.

[6] 中国建筑设计研究院.建筑给水排水设计手册(第二版上册)[Z].北京：中国建筑工业出版社，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

陈毓琳(1984.8- )女，工程师。

E-mail:93755075@qq.com

2017-03-15

TU991.11+4

A

1004-6135(2017)04-0088-05