地下機(jī)械式汽車庫自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計流量的探討

陳毓琳

地下機(jī)械式汽車庫自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計流量的探討

陳毓琳

(廈門合立道工程設(shè)計集團(tuán)股份有限公司 福建廈門 361000)

針對機(jī)械式汽車庫形式的特殊性，結(jié)合國家現(xiàn)行規(guī)范及相關(guān)要求，以某地下機(jī)械式4層汽車庫設(shè)計為實(shí)例，具體分析其天花板、車架內(nèi)及巷道自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計流量。

地下機(jī)械式汽車庫；自動噴水滅火系統(tǒng)；設(shè)計流量；設(shè)計噴水強(qiáng)度

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和城市化進(jìn)程快速推進(jìn)，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(jī)械立體復(fù)式汽車庫高效地利用有限的土地，為城市的發(fā)展創(chuàng)造了新空間，緩解停車壓力，逐漸被各種大型公建及小區(qū)采用，但也帶來了新的消防安全控制問題。機(jī)械式汽車庫類型有升降橫移、垂直升降、巷道堆垛、垂直循環(huán)、水平循環(huán)等類型，其中巷道堆垛式機(jī)械汽車庫與其他形式的車庫相比，具有特殊構(gòu)造，其自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計也有相應(yīng)的特點(diǎn)?，F(xiàn)行國家規(guī)范對機(jī)械式汽車庫自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)相對較少，以致設(shè)計中存在較大差異。本文就現(xiàn)行規(guī)范要求，結(jié)合工程實(shí)例，對地下機(jī)械式汽車庫自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計流量進(jìn)行分析討論。

1 概況

該項(xiàng)目案例已設(shè)計完成并通過施工圖審查及當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T審批。

該項(xiàng)目為地下機(jī)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(jī)水平或垂直移動到停車位，搬運(yùn)器將車輛搬運(yùn)到停車位上，完成車輛存取。該車庫的構(gòu)造，除巷道內(nèi)的堆垛機(jī)和傳輸設(shè)備外，其余為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。該車庫為獨(dú)立的防火分區(qū)，總停車數(shù)為136輛，地下機(jī)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(shè)計內(nèi)容

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

圖2 天花板及車架內(nèi)自動噴水滅火布置剖面示意圖

該地下機(jī)械車庫巷道凈高為14.85m，面積為153m2?！蹲詣訃娝疁缁鹣到y(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50084-2001，2005年版)(以下簡稱“噴規(guī)”)4.2.5條規(guī)定 “室內(nèi)凈空高度超過本規(guī)范6.1.1條的規(guī)定，且必須迅速撲救初期火災(zāi)”“應(yīng)采用雨淋系統(tǒng)”。由“噴規(guī)”[2]6.1.1條可看出民用建筑和工業(yè)廠房采用閉式系統(tǒng)場所的最大凈空高度為8m，且采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭的倉庫采用閉式系統(tǒng)場所的最大凈空高度為13.5m，故該巷道首選雨淋系統(tǒng)。《大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(CECS 263:2009)3.0.3條提到“凡按照國家有關(guān)消防設(shè)計規(guī)范的要求應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)，火災(zāi)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(tǒng)難以有效探測、撲滅及控制火災(zāi)的大空間場所應(yīng)設(shè)置大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)”[3]，故該巷道也可設(shè)置大空間智能主動噴水滅火系統(tǒng)。本次設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)型自動掃描射水高空水炮滅火裝置。

3 系統(tǒng)設(shè)計流量計算

3.1 天花板系統(tǒng)用水量計算

根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50084-2001，2005年版)5.0.1及附錄A，地下機(jī)械車庫天花板自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計采用中危險Ⅱ級設(shè)置，噴水強(qiáng)度為8L/min·m2，作用面積為160m2，系統(tǒng)最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力0.10MPa[2]。該地下機(jī)械車庫天花板(標(biāo)高0.900m)自動噴水滅火系統(tǒng)布置如圖3所示。

圖3 天花板噴頭布置平面圖

地下機(jī)械車庫天花板自動噴水滅火系統(tǒng)用水量計算如表1所示。

由表1可知，地下機(jī)械車庫天花板自動噴水滅火系統(tǒng)用水量為42.51L/s。

3.2 車架內(nèi)系統(tǒng)用水量計算

該地下機(jī)械車庫車架內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)按中危險Ⅱ級設(shè)計，噴水強(qiáng)度為8L/min·m2，作用面積為160m2，系統(tǒng)最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力為0.10MPa。該地下機(jī)械車庫每層自動噴水滅火系統(tǒng)布置如圖4所示。

表1 天花板系統(tǒng)用水量計算表

注：作用面積:161.2m2,平均噴水強(qiáng)度:15.82L/min·m2

圖4 車架噴頭平面圖

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

“噴規(guī)”5.0.7條對貨架內(nèi)置噴頭的流量系數(shù)及工作壓力做了規(guī)定：“當(dāng)噴頭流量系數(shù)K=80時，工作壓力不應(yīng)小于0.20MPa；當(dāng)K=115時，工作壓力不應(yīng)小于0.10MPa”[2]。

經(jīng)試算確定圖3中地下機(jī)械車庫天花板節(jié)點(diǎn)1處噴頭為系統(tǒng)最不利點(diǎn)，故以節(jié)點(diǎn)19處壓力為基礎(chǔ)計算貨架內(nèi)置噴頭自動噴水滅火系統(tǒng)用水量，如表2～表3所示。

表2 車架系統(tǒng)用水量計算表 K=80

注：作用面積:72.3m2,平均噴水強(qiáng)度:27.11 L/min·m2

表3 車架系統(tǒng)用水量計算表 K=115

注：作用面積:72.3m2,平均噴水強(qiáng)度:33.02L/min·m2

由此可知，以天花板節(jié)點(diǎn)19處壓力為基礎(chǔ)，當(dāng)采用流量系數(shù)K=80的噴頭，車架內(nèi)置噴頭自動噴水滅火系統(tǒng)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(dāng)采用流量系數(shù)K=115的噴頭，車架內(nèi)置噴頭自動噴水滅火系統(tǒng)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(tǒng)用水量計算

(1)采用雨淋系統(tǒng)用水量計算

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

圖5 巷道雨淋系統(tǒng)平面圖

根據(jù)“噴規(guī)”5.0.0條可知，該巷道噴水強(qiáng)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(tǒng)用水量計算表

注：作用面積:153m2,平均噴水強(qiáng)度:13.51L/min·m2

由表4可知，當(dāng)?shù)叵聶C(jī)械車庫巷道采用雨淋系統(tǒng)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(tǒng)用水量計算

根據(jù)《大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(CECS 263:2009)表5.0.1-3可知，標(biāo)準(zhǔn)型自動掃描射水高空水炮滅火裝置的設(shè)計參數(shù)為：標(biāo)準(zhǔn)噴水流量5L/s，標(biāo)準(zhǔn)工作壓力0.60MPa，標(biāo)準(zhǔn)圓形保護(hù)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(jī)械車庫巷道的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)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(tǒng)平面圖

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

3.4 各系統(tǒng)組合總設(shè)計流量

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

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

表5 各系統(tǒng)組合總設(shè)計流量表

4 結(jié)語

(1)當(dāng)機(jī)械車庫為3層及以上時，火災(zāi)時車架內(nèi)置噴頭其動作數(shù)量宜按14個噴頭計算，所以不應(yīng)忽略地下巷道堆垛類多層立體汽車庫車架內(nèi)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(jī)械式多層汽車庫車架內(nèi)置噴頭，在同時滿足最不利噴頭的工作壓力及噴水強(qiáng)度的情況下，當(dāng)采用流量系數(shù)K=80的噴頭，其用水量略小于采用流量系數(shù)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(tǒng)一采購噴頭及減少工程造價，地下機(jī)械式多層汽車庫車架內(nèi)置噴頭宜采用流量系數(shù)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(tǒng)，其用水量小于雨淋系統(tǒng)的用水量，與雨淋系統(tǒng)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(shè)計防火規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[2] GB50084-2001 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)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(tǒng)技術(shù)規(guī)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(tǒng)設(shè)計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[5] GB50084-2001 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2001.

[6] 中國建筑設(shè)計研究院.建筑給水排水設(shè)計手冊(第二版上冊)[Z].北京：中國建筑工業(yè)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