机械车库给排水及消防系统设计

王 祎

（北京天鸿圆方建筑设计有限责任公司，北京 100062）

1 项目概况

该项目位于河北省保定市十渡风景区，属寒冷地区，项目地处山地片区，地形高差丰富，总用地面积为72023.81m2。共设置8个机械车库，其中1#车库位于155地块下方，2#、3#车库位于150地块下方，4#、5#车库位于145地块下方，6#车库位于140地块下方，7#、8#车库位于135地块下方。

6#～8#车库为地下三层机械车库，由室外敞开汽车坡道连接；1#～5#车库为地上二层机械车库（相对于车库出入口），分散设置，均位于高低地块的交界处，东侧敞开作为车辆出入口。现以1#机械车库东立面为例，表明1#～5#机械车库与台地的标高关系，如图1所示。地形标高及车库分布如图2、图3所示。

图1 1#机械车库东立面示意图

图2 室外地形标高示意图

2 机械车库给水系统设计思路

因现状区域无市政给水管网，所以该项目采用自备水井供水作为生活水箱和消防水池的补水水源，生活用水均采用储水水箱+恒压变频泵组二次加压的供水方式。

考虑地形高差及供水的均匀性，根据建水标[1]经计算确定该项目的给水共分2个区，1#～8#机械车库的平时冲洗用水均由加压1区的给水管网提供。因6#～8#机械车库面积较大、相对集中且靠近给水加压泵房，所以设计考虑6#～8#机械车库共用车库冲洗给水干管，在各车库集水坑附近设冲洗龙头；因1#～5#机械车库互相独立，且面积及进深很小，同时项目室外有绿化用水的需求，所以设计考虑将1#～5#机械车库的冲洗给水管与室外绿化用水的给水管道共用，室外绿化用水的干管路由途径1#～5#机械车库的出入口附近，方便在其出入口附近设置冲洗车库的室外取水井，并于井中设置车库冲洗计量水表。根据节水标准[2]复核车库冲洗管道供水压力，在满足加压1区最不利用水点服务压力的条件下，需要在6#～8#机械车库给水总管入口处设置减压阀组，以满足车库冲洗的节水要求。

3 机械车库排水系统设计思路

6#～8#机械车库的地面标高低于车库室外地坪约8m左右，车库地面积水没有重力自流排出的条件，因此上诉车库的地面水需要由集水坑收集后经潜污泵提升排至室外雨水管网。

6#～8#机械车库在汽车坡道出入口的顶端和底端均设置截水沟及雨水篦子，顶端的截水沟由雨水支管接至室外雨水管网，底端的截水沟接至车库雨水集水坑，雨水积水坑及其内的潜污泵按50年重现期及相应的车库入口敞开部分的投影面积计算设置，以满足坡道雨水的排水要求。

因6#～8#车库为三层机械车库，所以喷淋系统的设计流量远大于普通车库的喷淋水量。考虑项目的经济性，上述车库按排除同一防火分区内火灾时消火栓及喷淋系统设计流量的80%计算确定总的排出水量。集水坑的平面布置需要有水房间的排水需求及车库消防水的排水需求，集水坑内潜污泵按双泵同时排消防水的运行方式选取。考虑该项目的消防排水量大，且雨水排水与消防排水不同时排放，因此6#～8#机械车库的消防排水可借用车库坡道的雨水坑及其潜污泵，此处的雨水潜污泵需配置消防电源，并满足其他消防配置标准。

图3 机械车库分布示意图

1#～5#机械车库由于面积小且相互独立，如果按上述配置标准考虑车库排水，则单位面积的车库投资将大幅增加。因1#～5#机械车库仅在机械车架的下方存在基坑地坪低于室外地坪的情况，且仅低于室外地坪约1.6 m，而每块台地的高差均有5 m之高，所以1#～5#机械车库的排水考虑充分利用台地的地形条件，加大局部室外排水管网的埋设深度，使1#～5#机械车库基坑内的水能重力自流接至室外排水管网。因高地块的排水接至低地块，其排水干管本身也需要做跌水井，因此种接管方式并不会压低室外排水干管总标高。

4 机械车库消防系统设计思路

该项目共用1套消防水池及消防泵房；消防水池设于高层住宅的地下范围，与消防泵房毗邻布置，高位消防水箱设置于高层住宅的屋顶机房层内。消防系统为临时高压消防供水系统，平时压力由屋顶高位消防水箱保持，消防时的压力由各系统的消防加压泵提供。机械车库室内外消防用水量见表1。

表1 机械车库室内外消防用水量一览表

4.1 消防水池

从项目整体的经济性着眼，将消防水池、配电室等不需要大片规则面积的机电房间设置于高层住宅楼座下最能充分利用空间，因此该项目将消防水池设置于高层楼座下方，消防泵房毗邻水池设置。因为8#车库为三层机械车库，其车架附加梁高及室内外机电管线敷设高度后的最小车库底板标高为-8.050 m（绝对标高127.10 m），同时高层住宅地下室紧贴8#车库，所以住宅地下室的净高也很高。

根据消火栓规范[3]，储存室外消防用水的消防水池应设置取水口，且吸水高度不应大于6 m。考虑消防车高度1 m，消防水池的无效水位1 m，初步估算室外取水井处的地面标高到消防水池的底板标高应小于等于6 m；因高层住宅位于标高为135的地块内，根据场地条件，如果将取水口设置于135地块内，则取水口处的地面标高到消防水池的底板标高为135-127.1=7.9m＞6 m，不符合规范要求；如果将取水口设置于130地块内，则取水口处的地面标高到消防水池的底板标高为130-127.1=2.9 m＜6 m，虽然符合规范要求，但是此方案经济性差，因此需要另寻他法。

根据消防规范解读[4]，当吸水高度大于6 m时，可按下列方式处理：①在室外消防水泵出水管处另设一个小环路，引至消防车道边接室外消火栓（作为消防取水口）。②设专用消防提升泵，提升至小于吸水高度6 m。③消防车进入地下室，就近从消防水池取水口取水。考虑到方法①、②都需要借助提升设备，存在故障隐患。方法③不适用于该项目的实际情况，因此均未采用。

根据消防水池设置处层高较高的特点，考虑将消防水池分为上下2层，下层水池储存室内消防用水，上层水池储存室外消防用水，储存室外消防用水的池底绝对标高为131.45 m，将室外取水口设置于135地块的消防车道旁，取水口处的地面标高到室外消防水池底板的标高为135-131.45=3.55 m＜6 m，即可满足规范，又能充分利用层高优势。

4.2 自动喷水灭火系统

根据车库防火规范[5]第7.2.1条，1#～8#机械车库均应设置自动灭火系统。根据第7.2.3条，1#～8#机械车库均不需采用泡沫-水喷淋系统；考虑项目地处寒冷地区，在咨询当地消防部门的前提下，确定1#～8#机械车库均采用预作用自喷系统保护。

该项目机械车库均采用升降横移式机械停车设备，1#～5#车库的机械车架为2层，6#～8#车库的机械车架为3层；3层机械车架喷头布置如图4所示，两层机械车架喷头布置同理。根据喷规[6]车库顶板下喷头按设计喷水强度8 L /（ min·m2）布置，采用直立型快速响应喷头，在每个停车位的上方或侧上方按间距要求设置2个喷头；在顶层停车板下部每个中下层机械停车位的前后两端增设边墙型快速响应洒水喷头，并在其上方设置挡水板，喷头和挡水板的设置位置不能影响载车板的升降及水平移动。

在进行消防验收、试水、试压等检验后，预作用报警阀后的管道存水需要彻底泄空以防冻结，但是中下层机械车位喷淋下翻立管的存水不能通过喷淋干管的泄水阀泄空，所以需要在每个下翻立管末端设泄水丝堵来排空存水。

图4 机械车库喷头布置示意图

关于自动喷水灭火系统用水量的计算，措施[7]与喷规[6]的计算原则统一，车库顶板下的喷头按中危险Ⅱ级设计，保护面积为160 m2。车架内置侧喷喷头水量按火灾时开启喷头的数量计算。措施[7]建议当仅有1层车架内置喷头时，计算车架内置喷头的数量可为8只；当设2层及以上车架内置喷头时，计算车架内置喷头的数量可为14只；而喷规[6]表5.0.8中仓库危险级Ⅰ级，内置喷头层数为1层时开放喷头数为6个，内置喷头层数为2层时开放喷头数为12个；此数值恰为该项目一组机械车架的内置侧喷喷头数，因此以此数值为计算参数。

采用节点法，按喷淋系统最不利点满足设计压力及喷水强度的要求，反算系统的设计水量及入口压力。车库顶板下的直立喷头采用K=80的喷头，车架内置的侧喷喷头采用K=115的喷头，最不利点控制压力为1.0 MPa。计算时需要考虑内置侧喷喷头下翻管段相对于喷淋主干管的高差会增大侧喷喷头流量系数的影响；最终计算得到三层机械车库喷淋系统流量为70 L/s，两层机械车库喷淋系统流量为50 L/s，以流量最大值作为喷淋泵的选泵流量。

4.3 室内消火栓系统

6#～8#机械车库由于其车库面积较大、开口少、分布连续且靠近消防泵房，设计考虑按常规车库设置湿式室内消火栓系统；由于项目地处寒冷地区，需要将车库出入口30 m范围内的消火栓充水管道设置电伴热保温。

根据车库防火规范[5]，1#～5#机械车库也需要设置室内消火栓系统。因为1#～5#机械车库分散设置，且车库东侧整侧开敞，又地处寒冷地区，所以1#～5#车库的室内消火栓采用干式系统最为合理。设计考虑在2#、5#车库的报警阀间内设置消火栓系统的电磁阀及相应附件，进行消火栓系统湿式管道与干式管道的转换。经复核1#～3#车库共用一套干式消火栓管道，4#～5#车库共用一套干式消火栓管道，能满足充水时间不大于5 min的要求。

5 结语

该文总结了不同机械车库给排水及消防系统的设计思路，力求为今后同类项目的设计提供参考。然而机械车库的形式多样，除了该文提到的设计方案外，还应结合地域特征及车库形式综合考量，并咨询当地消防监管部门，以确保设计的安全性及适用性。