孙冬雨 北京凯帝克建筑设计有限公司
北京市 100000
随着我国经济发展，私家车的拥有量已达到相当高的水平。为保证小区居住环境，有限的地面面积多用于绿化，住宅小区多设有地下停车库以解决停车问题。大型地下汽车库解决了不少停车难问题，但它的消防安全不能忽视。现就高层民用建筑地下车库喷淋系统设计中遇到的一些问题进行探讨。
1．系统选择
1.1自动喷水灭火系统的选型
1．1．1 环境温度不低于4℃，且不高于70℃的场所应采用湿式系统。
1．1．2 环境温度低4℃，或高于70℃的场所应采用干式系统。
1．1．3 具有下列要求之一的场所应采用预作用系统：
1）系统处于准工作状态时，严禁管道漏水；
2） 严禁系统误喷；
3）替代干式系统。
1.2自动喷水灭火系统的系统选择，应根据设置场所的火灾特点和环境条件来确定。很多房地产开发商在地下车库不设集中采暖系统用以节约成本，造成了地下车库的环境温度有可能低于4摄氏度。为了防止管道有冻结的危险，湿式系统必须采取电伴热用以防冻，增加了初投资和后期运行管理费用，也降低了系统的安全性。干式系统配水管道中需保持一定的气压，在闭式喷头开放后，配水管道存在一个排气充水的过程，系统喷水时间会滞后，降低了系统的灭火能力，而且要配套设置补气设备。预作用系统采用火灾自动报警系统来打开报警阀组，使系统充水变成湿式自喷系统。试验证明火灾探测系统动作早于喷头动作的时间，即充水过程早于喷头开启时间，能够实现喷头开启后立即喷水。同时由于不需使用有压气体检测管道的严密性，不需配套设置补气设备，预作用系统更加适用于不采暖且水渍损失危险不大的地下车库。我国常用的预作用自动喷水灭火系统是指电气单连锁系统，即采用的烟温感探测器或红外对射等早于喷头动作数分钟前动作的火灾探测系统，在火灾探测系统动作后即系统自动启动，向管道系统内充水，使系统变为湿式系统，当喷头动作时，立即喷水灭火，以保证系统的灭火效率。实验证明，烟感探测器早于喷头动作的时间平均为2min，所以规范确定预作用自动喷水灭火系统充水时间不宜大于2min。根据配水管道充水时间为2min，可计算出自喷系统管道容积。一般地下车库为中危险级II级，经计算系统管道容积为2560L，这样就限制了每个预作用阀所保护的系统体积不能太大。“喷规”虽然规定了每个预作用阀可控制的喷头数同湿式系统一样不宜超过800个，但为满足充水时间的要求，阀后管网不能太长，实际应用中，每个预作用阀可控制的喷头数最好控制在500个左右。另外，设置快速排气阀也是保证预作用系统能够安全运行的一个重要一点。探测器感应到火情，同时打开预作用阀上电磁阀和排气阀前的电磁阀，充水和排气是同时进行的。为保证管网能够迅速充水，避免着火区的喷头未打开之前，气体排不走，管内的低压气体在高压水作用下受压缩，着火区管网内充不进水或充水缓慢，以致火情扩大，应在每个支干管的末端设一个排气阀。对于超大型的地下车库，自喷系统的选择可根据建筑分区的功能分别采取不同的系统。考虑到环境温度问题，超大型车库可分为环境温度确保不低于4度的内区和有防冻要求的外区。可根据内区外区分别设置湿式自喷系统和预作用自喷系统，这样可避免全部采用预作用系统造成的系统投资过大的问题。
2 喷头的布置
闭式喷头是自动喷水灭火系统的关键组成。能否合理地布置喷头,将决定喷头能否及时动作和按规定强度喷水。喷头应布置在顶板或吊顶易于接触到火灾 热气流并有利于均匀布水的位置。当喷头附近有不可避免的障碍物时,应按“喷规”7.2 节喷头与障碍物的距离的要求布置喷头,或增设喷头,补偿因喷头的洒水受阻而不能到位灭火的水量。对于地下汽车库,喷头的布置取决于结构梁的布置形式及车位的布置方式。图1 为地下汽车库经常采用的一种柱网布置形式及喷头布置方式。作用面积为160m2 ,选定作用面积为矩型,长边为16.8m（跨距8.4m） ,短边为9.5 m。作用面积内的喷头数为24 个。
每个喷头的计算流量 q=k =80 L/ min = 1.33 L/ s ( k 为喷头的流量系数,按80计; p 为最不利喷头工作压力,按0.1 MPa 计) 。作用面积内的设计秒流量为Q = 24 ×1.33 L/ s =31.92 L/ s ;作用面积内的平均喷水强度为W = 80×24/ 160 = 12 L/ (min·m2) > 8 L/ (min·m2) ;作用面积内任意1个喷头所保护的面积为8.41m2 ,其图中地下汽车库喷头布置方式示意喷水强度为80/ 8.41 = 9.5 L/ (min·m2) > 8 L/ (min·m2) 。
图1
满足“喷规”9.1.4 条的要求。此种布置方式就是考虑到不仅要满足喷头间距的要求，同时避免喷头与结构梁发生冲突。在设计中,为使车库喷头布置合理,将结构梁插入建筑图中并以灰示,可提高喷头布置的准确性,从而解决施工中经常发生的喷头与梁相碰的矛盾。
3．机械立体车库
随着我国城市化的进程不断加快，城市中人口密度越来越大，建造机械立体车库恐怕是今后解决停车难问题的发展方向。机械立体车库与单层车库相比停放量大，火灾危险性更大，因此如何设置合理有效的喷头也是成为自喷设计的重点。引起火灾的原因多是汽车漏油或吸烟引起的火灾，对于机械立体车库起火，应为A类和B类混合火灾，阴燃和爆燃的可能性均有。性能化防火设计可以为现有消防规范无法涵盖的某类建筑的特殊部位提供设计依据。对机械立体车库可以进行模拟实验，进行性能化防火设计。建立火灾物理模型，模拟几种火灾场景，研究烟气蔓延的控制效果，采用火灾动态模拟软件进行火灾烟气运动数值模拟，给出定量的分析和评估，并将计算结果图形化显示出来，这种实验对更好地指导自喷系统的设计具有特殊的意义。根据现有的设计手册和设计技术措施，机械立体车库的下层喷头通常设在距地1．8m的高度，位于车库前后两端，支管固定于上层汽车托架处。笔者参观过多家已建成的机械立体车库，发现喷头设置方式五花八门。由于机械式立体停车库的火灾危险性要比普通停车库大，因此要求每个车位应有两只喷头保护。喷头应按停车的托板位置分层布置，下层喷头设置集热板在《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》7．2．3．2条有明确规定，但在实际通过验收的工程中少有见到。普通喷头用集热板集热能否及时控制喷头动作保证灭火效果也未可知，建议采用快速响应喷头，以提高喷头动作速度。室内机械汽车库的自动喷水灭火系统可参照有货架内喷头仓库的设计计算方法确定设计流量。当仅有一层车架内喷头时，计算车架内喷头的数量可为4—8只；当为2层车架内喷头时，计算车架内喷头的数量可为8～14只。
综上所述，在大型地下车库的喷淋设计中注意这些设计要点，就能更合理、高效地完成施工图设计。
论文作者:孙冬雨
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年2月下
论文发表时间:2018/11/1
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