广东省惠州市公安消防局防火监督处火调技术科 广东 惠州 516008
摘要：随着我国社会经济的发展和生活水平的提高，城市居民汽车保有量显著增长，目前大多数一二线城市的停车场地均承受较大的运作压力。近年来，许多新建的商业楼盘及生活小区为缓解城市停车压力而设置复式汽车库。相对比之下，普通汽车库造价成本低，但空间利用率也相对较低；复式汽车库造价成本较高，但空间利用率也相应提高许多。有些工程项目为了提高汽车库空间利用率，同时又节约建设成本，将上述两种汽车库混合设置。对此，本文结合近年来从汽车火灾原因调查中得到的数据，探讨《汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB50067-2014）》（以下简称《车库规》）第5.1.1条中涉及的地下汽车库以及地下复式汽车库防火分区面积的设置依据，并初步研究上述两种汽车库混合设置时防火分区面积的设置情况。
关键词：消防 机械式地下汽车库 地下汽车库 防火分区
一、案例背景：
2013年6月，惠州市某住宅小区地下汽车库负一层发生火灾，过火面积112平方米，共烧毁汽车3辆，造成经济损失42.7万，无人员伤亡。后经公安机关消防机构火灾原因技术调查了解到，由于该车库内停在088号机械停车位的一家用小汽车电气线路短路引起火灾并蔓延至周边的停放车辆。因该车库为机械式汽车库与普通汽车库混合设置，并按照旧版的《车库规》（GB50067-97）对复式汽车库要求进行防火分隔，未造成重大财产损失和人员伤亡。根据火灾原因调查过程中发现的起火汽车燃烧过程和蔓延的痕迹，了解到火灾从汽车前盖内部线路短路开始，迅速在车头部位和汽车内部集聚热量，随后引燃汽车内部大量可燃物，迅速蔓延成灾。从本次火灾原因技术调查中可得知，机械式地下汽车库火灾具有与普通地下汽车库不尽相同的燃烧特点，对我们今后在汽车库防火分区面积的设置上具有一定的借鉴意义。
二、地下汽车库以及地下复式汽车库火灾暴露出来的问题
（一）汽车火灾燃烧猛烈，产生烟雾多。
汽车火灾一旦燃烧，由于车内可燃物多，空间狭小，再加上内部管道有汽油，极易在短时间内造成猛烈燃烧，波及周边停放的车辆，继而造成更大的危害和产生浓烟。
（二）地下车库热烟积聚、防排烟困难。
地下车库在设计上由于通风不足，烟热排散较其他场所困难，一旦发生火情，烟气积聚后容易造成局部温度急剧升高，酿成灾害。
（三）烟气容易扩散进入楼梯间，造成疏散困难。
部分地下车库为了便于使用，常闭式防火门经常没有关闭；楼梯间及前室防火阀成为排查盲区，经常出现失效或损坏的情况；部分管井施工没有严格封堵；都极易导致烟气进入生活、工作区域和楼梯间，导致火灾蔓延扩大，甚至造成人员疏散逃生过程中的伤亡。
三、地下汽车库、机械式地下汽车库防火分区面积设置分析
（一）地下汽车库火灾荷载
目前我国多数地下汽车库的设置，均以钢筋水泥为主，未涉及其它可燃装修材料。为此，本文探讨的地下汽车库及地下复式汽车库，以汽车作为唯一可燃物，上述两种汽车库的火灾荷载计算，也仅将汽车这一因素考虑到公式内。下面，将利用全尺寸实验结果拟合的地下车库汽车火灾热释放速率曲线，来计算得到本文探讨的两种地下车库火灾荷载。
1、地下车库汽车火灾热释放速率[1]
地下车库中主要可燃物是小型汽车，属于复合可燃物。在对其热释放速率进行分析时，采用根据已有的实测数据，依照可燃物起火的先后顺序确定可燃物组合的热释放速率方法。汽车发生火灾是汽车某一部分可燃物先起火燃烧，进而引燃汽车内其他可燃物，最后导致整个汽车起火燃烧。根据汽车各可燃物燃烧情况通过计算叠加得到汽车火灾过程的热释放速率随时间变化的规律。汽车内可燃物燃烧顺序为：仪表盘首先起火（由于控制线路短路），当其释放速率到达峰值时，引燃最靠近仪表盘的可燃物（前排座椅，前车门内护板等），之后当已燃烧可燃物的累计热释放速率达到峰值时，依次依然最近可燃物，在1700s时邮箱破裂，热释放数率急剧上升，到达峰值。由此得到的小汽车热释放速率曲线如图1所示。
图1 计算得到的地下车库汽车火灾热释放速率曲线[1]
2、地下车库火灾荷载计算：
（1）计算方法确定：由于普通地下车库与机械式地下汽车库在功能上一致，火灾燃烧过程中内容物也基本相同（均为汽车）。为了便于计算，本文将汽车火灾热释放速率曲线进行简化如图2所示。
图2 计算得到的地下车库汽车火灾热释放速率曲线[1]
由上图得出汽车火灾热释放速率（0s到1700s时间段内）近似满足下式：
Qf=αt2 （0＜t≤1700s） （1）
其中，Qf为热释放速率，α为火灾增长因子，t为汽车持续燃烧时间。对于汽车，其火灾增长因子α可考虑可燃物荷载密度的影响 [2]，本文不进行细致探讨。
火灾增长因子与火灾荷载的关系可由下式[3]表示：
α=2.6×106q5/3 （2）
其中q为火灾荷载。
由此可确定火灾荷载与热释放速率的关系为：
Qf=2.6×106q5/3t2 （3）
（2）两种车库火灾荷载计算比：结合目前多数机械式地下汽车库停车模式（两层），本文拟设定地下车库所有车辆发生燃烧，因此发生火灾时，地下复式车库的热释放速率为普通地下车库的2倍。由式1.12计算可得出：
q1:q2=1.516 (4)
其中q1为机械式地下汽车库火灾荷载，q2为普通地下车库火灾荷载。
（二）《车库规》第5.1.1条中两种车库防火分区面积的探讨
根据《车库规》第5.1.1条，机械式地下汽车库的防火分区最大允许建筑面积应按照地下汽车库的防火分区面积减少35%。以平均每辆小汽车的停车面积为30㎡，且相同面积的机械式地下汽车库比普通车库多停放50%的车辆来考虑，（不考虑是否设置自动喷水灭火系统）算得机械式地下汽车库一个防火分区内可停放汽车数量为65.00辆，普通地下汽车库一个防火分区内可停放汽车数量为66.67辆，两者基本持平。由此可得出，《车库规》第5.1.1条对上述两种地下车库防火分区的划分，从火灾荷载的角度来考虑是科学合理的。
四、机械式地下汽车库与普通地下汽车库混合设置时防火分区面积探讨
（一）机械式停车位占总停车位数量比例越大，防火分区面积应适当减少
根据地下汽车库火灾荷载的计算得出，地下车库防火分区面积与火灾荷载呈线性关系，火灾荷载与停车数量也是线性关系，因此，在机械式地下汽车库与普通地下汽车库混合设置时，可以设定一个地下车库防火分区停车数量65辆为满负荷，并以此为界限来设定这种复合型地下停车库的防火分区面积，表1给出此类停车库中机械式地停车位占总停车位数量比例与合理防火分区面积之间的关系。
表1 机械式停车位占总停车位数量比例与合理防火分区面积之间的关系
并由此得出机械式停车位占总停车位数量比例与合理防火分区面积关系如图3所示。
图3 机械式停车位占总停车位数量比例与合理防火分区面积关系函数图
根据上述函数关系，可指导现实中机械式地下汽车库与普通地下汽车库混合设置的工程中，合理设置防火分区面积，从而达到有效利用停车空间的同时，把工程预算控制在合理范围内的目的。
（二）地下汽车库设置机械式停车位的消防安全防范措施。
由于火灾荷载大、烟气聚集等原因，不建议在楼梯间、管道井附近设置机械式停车位，避免烟气进入上层，危及人员安全和疏散。机械式地下汽车库的楼梯间及前室、管道井等部位，应严格按照要求，做好防火分隔和防火封堵措施。由具有资质的第三方消防设施检测机构定期对地下机械汽车库消防系统及所有消防设施进行检测并维护保养。
参考文献
[1] 孙金华等.火灾风险与保险[M].北京：科学出版社，2008.122
[2] 田玉敏.论性能设计中的设计火灾场景[J].火灾科学.2003,12(1)
[3] 徐亮等.性能化防火设计中火灾场景设置初步研究[J].中国工程科学.2004,1
论文作者:戎晓冬
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/3
标签：火灾论文; 汽车库论文; 地下论文; 可燃物论文; 荷载论文; 分区论文; 汽车论文; 《防护工程》2017年第22期论文;