地下機(jī)械式汽車庫水滅火系統(tǒng)研究

盧景貴

(福建省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，居民生活水平提高，城市車輛數(shù)量迅速增長，出現(xiàn)了民眾停車需求難以滿足的問題，基于此，機(jī)械式汽車庫在我國各大中城市以每年近30%的速度增長。 機(jī)械式汽車庫的大量建設(shè)，解決了民眾停車需求難以滿足的問題，但同時(shí)也帶來了許多不容忽視的消防安全問題。本文就常見的地下機(jī)械式汽車庫消防設(shè)計(jì)中遇到的若干問題進(jìn)行探討。

1 地下機(jī)械式汽車庫

1.1 機(jī)械式汽車庫分類

機(jī)械式汽車庫，按照停車方式的機(jī)械化程度可分為機(jī)械式立體汽車庫和復(fù)式汽車庫。復(fù)式汽車庫為室內(nèi)有車道、有人員停留，同時(shí)采用機(jī)械設(shè)備傳送，在一個(gè)建筑層里疊放2～3層車輛的汽車庫。例如，升降橫移類汽車庫是利用存車板的升降或(和)橫向平移存取停放車輛的機(jī)械式汽車庫，需要駕駛員將車開到出入口的載車板上，或從載車板上把車開出。機(jī)械式立體汽車庫為室內(nèi)無車道且無人員停留，采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行垂直或水平移動(dòng)等形式停放的汽車庫。例如，巷道堆垛類汽車庫是使用巷道堆垛起重機(jī)或橋式起重機(jī)，將進(jìn)到搬運(yùn)器上的車輛水平且垂直移動(dòng)到存車位，并用存取機(jī)構(gòu)存取車輛的機(jī)械式汽車庫。

1.2 地下機(jī)械式汽車庫火災(zāi)特點(diǎn)

地下機(jī)械式汽車庫火災(zāi)具有以下特點(diǎn)：①起火快且燃燒猛烈，汽車內(nèi)部大量采用以聚氨酯類為主的合成材料裝飾物，其火災(zāi)蔓延速度快，熱值高，燃燒過程中釋放出大量的熱和有毒煙氣，同時(shí)汽車庫內(nèi)車輛停放間距較小，極易造成大面積車輛過火的失控狀態(tài)，并直接威脅建筑物本身安全。②通風(fēng)排煙困難，地下機(jī)械式汽車庫的建筑結(jié)構(gòu)決定了車庫不能僅靠自然風(fēng)力進(jìn)行通風(fēng)排煙，需要設(shè)置防排煙系統(tǒng)，而防排煙系統(tǒng)在煙氣溫度達(dá)280℃時(shí)即停止工作。③滅火救援困難，在機(jī)械汽車庫發(fā)生火災(zāi)時(shí)，產(chǎn)生大量的高溫有毒氣體和濃煙，造成能見度急劇下降，無法快速準(zhǔn)確地確定起火點(diǎn)和判定火災(zāi)規(guī)模。④一些機(jī)械式汽車庫是由鋼結(jié)構(gòu)組合建造，一旦火場溫度升高，得不到及時(shí)冷卻和有效救援時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)在長時(shí)間的高溫環(huán)境下會失去自身強(qiáng)度，特別是當(dāng)一些連接構(gòu)件被嚴(yán)重燃燒時(shí)失去強(qiáng)度，使鋼結(jié)構(gòu)整體坍塌，這對于正在開展滅火救援工作的消防隊(duì)員來說，存在嚴(yán)重的生命威脅。

2 消火栓系統(tǒng)

(1)室內(nèi)設(shè)有車道且有人員進(jìn)出的機(jī)械式汽車庫，室內(nèi)消火栓的設(shè)置除了應(yīng)滿足同一平面有2股消防水槍的充實(shí)水柱，同時(shí)達(dá)到任何部位和設(shè)置于明顯易于取用以及便于火災(zāi)撲救的位置要求外，還應(yīng)滿足不影響汽車的通行和車位的布置，同時(shí)應(yīng)確保消火栓能及時(shí)開啟使用[1]。在工程設(shè)計(jì)中，消火栓的設(shè)置位置除了應(yīng)滿足不影響車輛行駛和停泊外，還應(yīng)滿足消防人員取用消火栓時(shí)，不需要越過泊車位上的汽車就能快速取到并方便操作消火栓。設(shè)計(jì)時(shí)一般是將消火栓設(shè)置于車道兩側(cè)的結(jié)構(gòu)柱，順著停車位擺放。同時(shí)，為了避免消火栓被車輛撞壞影響使用，可考慮設(shè)置護(hù)欄或防撞擋堆，設(shè)置護(hù)欄或防撞擋堆時(shí)要注意不能影響到消火栓和滅火器的正常開啟及滅火操作。

(2)室內(nèi)無車道且無非工作人員進(jìn)出的機(jī)械式汽車庫。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50067-2014[2](以下簡稱“汽火規(guī)”)第5.1.3條及其條文解釋，機(jī)械式立體汽車庫內(nèi)設(shè)置的檢修通道應(yīng)有一定的凈寬，且盡可能到達(dá)每一個(gè)停車位，并在樓梯間以及檢修通道上的適合位置布置消火栓，以便發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防人員可以通過檢修通道進(jìn)行滅火撲救。

3 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

3.1 火災(zāi)危險(xiǎn)等級確定

根據(jù)“汽火規(guī)”第7.2.6條的規(guī)定，汽車庫、修車庫內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50084-2017[3](以下簡稱“噴規(guī)”)的相關(guān)規(guī)定。根據(jù)“噴規(guī)”的規(guī)定，汽車停車場(庫)的火災(zāi)危險(xiǎn)等級按中危Ⅱ級確定。

3.2 噴頭布置及選型

閉式灑水噴頭作為自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)關(guān)鍵組件，是否合理地布置灑水噴頭，決定著噴頭是否能及時(shí)動(dòng)作并按規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)度噴水滅火。“噴規(guī)”規(guī)定了噴頭布置應(yīng)遵循的原則：①把噴頭布置在容易接觸到火場熱氣流位置，以利于噴頭的熱敏元件及時(shí)感應(yīng)受熱，使噴頭及時(shí)動(dòng)作;②噴頭的布置應(yīng)使噴頭的灑水能夠均勻分布，并滿足設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度要求。

根據(jù)汽車庫的火災(zāi)特點(diǎn)，“汽火規(guī)”第7.2.6條規(guī)定了汽車庫內(nèi)噴頭布置的一些特殊要求：噴頭應(yīng)布置在停車位的上方或側(cè)上方，而對于機(jī)械式汽車庫，還應(yīng)當(dāng)按各層停車的載車板分層布置噴頭，并且應(yīng)在每個(gè)噴頭的上方設(shè)置擋水板。同時(shí)《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)手冊——給水排水》(2009年版)[4](以下簡稱“技術(shù)措施”)要求，考慮到機(jī)械式汽車庫的火災(zāi)危險(xiǎn)性要比普通的停車庫大一些，要求每輛汽車的上方均要有2個(gè)噴頭保護(hù)，并且將噴頭設(shè)置在車位的上方或側(cè)上方，將供水支管固定于上層汽車的托架下。同時(shí)，“汽火規(guī)”第5.1.3條第2款規(guī)定，室內(nèi)無車道且無非工作人員進(jìn)出的機(jī)械式汽車庫自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的噴頭，應(yīng)選用快速響應(yīng)噴頭，以便及時(shí)啟動(dòng)滅火。

3.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量

現(xiàn)行規(guī)范對機(jī)械式汽車庫內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水量未作明確規(guī)定，但 “技術(shù)措施”提出了如下計(jì)算要求：

室內(nèi)機(jī)械式汽車庫自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算方式，可參考有設(shè)置貨架內(nèi)置噴頭的倉庫的計(jì)算方法確定。設(shè)置車架內(nèi)置灑水噴頭的機(jī)械式汽車庫，頂板下灑水噴頭和車架內(nèi)置灑水噴頭的設(shè)計(jì)流量應(yīng)當(dāng)分別計(jì)算，并且系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量應(yīng)當(dāng)取二者的設(shè)計(jì)流量之和。對于車架內(nèi)噴頭的計(jì)算個(gè)數(shù)可按以下情況確定：當(dāng)僅設(shè)置一層車架內(nèi)置噴頭時(shí)，噴頭的計(jì)算個(gè)數(shù)可取8個(gè)；當(dāng)設(shè)置兩層及以上層數(shù)的車架內(nèi)置噴頭時(shí)，噴頭的計(jì)算個(gè)數(shù)可取14個(gè)。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量需經(jīng)計(jì)算確定。筆者根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，提出如下設(shè)計(jì)流量計(jì)算思路：當(dāng)機(jī)械式汽車庫內(nèi)設(shè)置一層車架時(shí)，設(shè)計(jì)流量大約為Q=45～50L/s，設(shè)置二層及以上車架時(shí)，設(shè)計(jì)流量大約為Q=60L/s，沒有設(shè)置立體停車時(shí)，設(shè)計(jì)流量大約為Q=35～40L/s。

4 工程應(yīng)用實(shí)例

福州某大型商場，位于商業(yè)核心區(qū)，由于用地緊張，無法建設(shè)大型的停車場，為了滿足顧客的停車要求，在地下三層采用了機(jī)械式停車。結(jié)合地質(zhì)條件以及人防設(shè)計(jì)需要，采用形式多樣不同種類的機(jī)械式停車：兩層升降橫移類、三層升降橫移類、三層地下巷道堆垛類3種形式[5]。其中，巷道堆垛類停車庫獨(dú)立設(shè)置成一個(gè)防火分區(qū)，停車位為99輛。該停車庫消火栓、噴淋平面布置及汽車庫內(nèi)置噴頭安裝示意圖如圖1～圖5所示。

圖1 地下三層局部消火栓布置圖

從圖1中可以看出，對于室內(nèi)設(shè)有車道且有人員進(jìn)出的區(qū)域，消火栓主要布置于車道兩側(cè)的結(jié)構(gòu)柱，順著停車位擺放。對于室內(nèi)無車道且無非工作人員進(jìn)出的區(qū)域，消火栓主要布置在檢修通道入口處以及沿檢修通道布置。

圖2 地下三層局部噴淋平面圖

圖3 地下三層設(shè)備基坑噴淋平面圖

圖4 升降橫移類汽車庫內(nèi)置噴頭安裝示意圖

圖5 巷道堆垛類汽車庫內(nèi)置噴頭安裝示意圖

該工程機(jī)械停車庫按閉式自動(dòng)噴淋系統(tǒng)中危險(xiǎn)級Ⅱ級設(shè)計(jì)，作用面積160m2，噴水強(qiáng)度8L/min·m2，系統(tǒng)最不利點(diǎn)工作壓力0.10MPa，設(shè)計(jì)流量為60L/s(作用面積內(nèi)按39個(gè)噴頭計(jì)，其中14個(gè)車架內(nèi)置噴頭)，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1h。從圖2～圖5中可以看出，每個(gè)停車位上方或側(cè)上方均設(shè)置有2個(gè)噴頭，每個(gè)載車板亦設(shè)置2個(gè)噴頭，并設(shè)置擋水板，車架內(nèi)置噴頭的供水支管固定于上層汽車的托架下。

5 結(jié)語

地下機(jī)械式汽車庫建設(shè)，成本高、停放車輛多、結(jié)構(gòu)較封閉、通風(fēng)排煙困難，火災(zāi)危險(xiǎn)性較大，在進(jìn)行消防設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理布置消火栓，做到既確保消火栓的正常取用，又不影響車輛的行駛和停泊。計(jì)算噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量時(shí)，應(yīng)累加車架內(nèi)動(dòng)作噴頭的流量，噴頭的布置既要滿足噴頭及時(shí)動(dòng)作并按規(guī)定的強(qiáng)度噴水滅火，又要充分顧及車位的布置。本文僅闡述了設(shè)計(jì)過程的一些思路和體會，倘若有所不周，尚乞各位同仁指正。