立体停车库的建筑物喷淋设计水量确定.doc

再议含有立体停车库的建筑物喷淋设计水量确定13 摘 要：针对笔者设计的含有机械式停车库的项目，在确定喷淋水量的过程中遇到的各种不同的数据，结合实际项目的情况，按照不同理解分别进行喷淋布置，按作用面积法进行计算，给出喷淋系统设计流量计算中叠加喷头可以不计水量的建议。关键词：机械停车库 喷淋设计水量 喷水强度 增补喷头0 引言伴随着我国经济的快速发展，人民生活水平的提高，从2002年以来，我国的的轿车呈不低于40%的高速增长态势，需要大量的停车位。各地方的停车位发展速度滞后于汽车发展速度，停车难已成为大中城市发展的社会问题.在此形势下，建筑规划等主管部门对在审批项目时对停车位的数量要求日趋严格。机械式立体停车库作为近年来发展起来的一种利用机械设备提高单位面积停车数量的有效手段，在寸土寸金房产大潮中的经济效益明显，日益受到业主的青睐。住宅小区、综合楼等所属的地下车库配置机械式停车位已经在设计中成为常态，由于地下车库的危险等级较高，往往是确定整个系统的喷淋设计流量的决定性因素（在本文的讨论中，高大空间、超市、库房等会引发喷淋流量增加的因素统一暂不考虑），但令笔者困惑的是，不同地区、不同审图公司及设计单位，对类似项目所要求采用的设计流量差异很大，笔者根据审图公司的建议及不同地域的习惯，就采用过喷淋设计流量分别为30L/S；45L/S；50L/S；60L/S等参数。1 产生乱象的原因分析1.1 各种相关规范没有明确要求涉及到立体停车库的消防规范包括：汽车库、修车库、停车场设计防火规范（以后简称“汽车库规范”）；建筑设计防火规范（以后简称“低规“；高层民用建筑设计防火规范（以后简称“高规”）；自动喷水灭火系统设计规范（以后简称“喷规”）。但翻阅以上规范，仅“汽车库规范”规定：“机械立体汽车库的喷头除在屋面板或楼板下按停车位的上方布置外，还应按停车的托板位置分层布置。” “喷规”规定：“汽车停车场为中II危险级。”这些相关规范均没有对立体式停车库所应该采用的设计水量如何确定进行明确。1.2 有参考作用的出版物要求不一规范没有明确规定，那相关的参考书的情况如何呢？笔者查阅后发现：在全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水（以后简称“技术措施”）和自动喷水灭火系统设计手册这二本比较权威的著作中都有相关描述，但要求又不尽统一。 “技术措施”中要求如下：“室内机械停车库的自动喷水灭火系统可参照有货架内置喷头车库的设计计算方法确定设计流量。当仅有一层车架内置喷头时，计算车架内置喷头的数量可为8只；当为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；机械多层立体停车库天花板设计参数按照中II危险级确定。 “手册”中规定如下：考虑到立体汽车库的危险性，建议当为两层立体汽车库时，车架内置喷头的计算数量宜按4-8个喷头计算；当为三层及以上时，立体汽车库车架内置喷头的数量宜按8-14个喷头计算；立体汽车库宜采用泡沫-自动喷水联合系统，此时喷水强度不应小于6L/min.m2)。 “手册”中还规定：附加喷头不计增加的流量。1.3 对规范的理解百花齐放由于规范中没有明确规定，参考文献给出的理由也并不令人信服，比如其所参考的货架内喷头属于“仓库危险级”，其货架高度一般不小于3m；而立体汽车库属于“中危险级”，车架高度一般不超过1.55m。二者参考的的理论依据何在呢？笔者在设计不同项目时为能顺利通过扩初及施工图审查，一般会提前与有关专家沟通，沟通的结果令人大开眼界，真可谓百花齐放。 理解一：按“喷规”要求，汽车停车场为中II危险级，喷水强度8L/（min.m2)，作用面积160m2，不需要额外叠加其它喷头流量，附加喷头不计流量，设计流量QS取30L/S； 理解二：按“喷规”要求，汽车停车场为中II危险级，喷水强度8L/（min.m2)，作用面积160m2，需要考虑车架内喷头，但总作用面积应不变，车架内喷头所覆盖的面积在天花板面积中应予以扣除，设计流量QS取30L/S； 理解三：按“技术措施”要求，系统设计流量应为天花板自动喷水灭火系统设计用水量加上车架内置喷头用水量，喷头应按K=80（标准流量1.33L/S）选取。一层车架取8只喷头，QS=30+1.33x8=40.6，取QS=45L/S；二层车架取14只喷头，QS=30+1.33x14=48.6，取QS=50L/S； 理解四：按“技术措施”要求，系统设计流量应为天花板自动喷水灭火系统设计用水量加上车架内置喷头用水量，喷头应按K=115（标准流量1.92L/S）选取。一层车架取8只喷头，QS=30+1.92x8=45.4，取QS=50L/S；二层车架取14只喷头，QS=30+1.92x14=56.9，取QS=60L/S； 理解五：按“手册”要求，系统设计流量应为天花板自动喷水灭火系统设计用水量加上车架内置喷头用水量，喷头应按K=80（标准流量1.33L/S）选取。一层车架取喷头下限的4只喷头，QS=30+1.33x4=35.3，取QS=40L/S；二层车架取喷头下限的8只喷头,QS=30+1.33x8=40.6，取QS=45L/S； 理解六：按“手册”要求，系统设计流量应为天花板自动喷水灭火系统设计用水量加上车架内置喷头用水量，喷头应按K=115（标准流量1.92L/S）选取。一层车架取喷头下限的4只喷头，QS=30+1.92x4=37.7，取QS=40L/S；二层车架取喷头下限的8只喷头,QS=30+1.92x8=45.4，取QS=50L/S； 理解七：按“技术措施”要求，当采用泡沫-自动喷水联合系统时，按中II危险级，喷水强度8L/（min.m2)，作用面积160m2，不需要叠加车架内置喷头用水量。原因有三：目前常用的泡沫比例混合器混合液流量参数为432L/S（见国家标准图集04S206）; 如果叠加水量，设计流量增加会造成干管管径放大至DN200，一般分区系统难以满足“喷规”中关于：“湿式系统自喷水至泡沫的转换时间，按4L/S流量计算，不应大于3min。” 在泡沫液设计用量公式（见式）中只和系统系统保护面积有关，若只增大水量而不增加泡沫量，则浓度达不到灭火要求。这也是持“理解二”观点者认为的关键支持依据。M2=A2R2T2 式中M2-扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量，L；A2-系统的保护面积，m2；R2-泡沫混合液供给强度，L/(min.m2)；T2-泡沫混合液连续供给时间， min。 理解八：按“手册”要求，当采用泡沫-自动喷水联合系统时，按中I危险级，喷水强度6L/（min.m2)，作用面积160m2。综合下来，目前比较主流的做法一般是：采用自动喷水灭火系统时一层车架取QS=4550L/S，二层车架取QS=60L/S，没有立体停车取QS=30L/S；采用泡沫-自动喷水联合系统时一律取QS=30L/S。2 含有立体式停车库的地下室喷淋系统水量取值分析针对含有立体停车库的地下室喷淋系统各种水量的理解，大部分是基于一个估算的概念，叠加的喷头都按规定压力下的标准流量取值，这与火灾发生时喷头开始动作下各点压力均不相同的实际情况不符。笔者下面将根据某实际项目，按以上各种不同“理解”进行平面布置，结合“喷规”要求进行理论计算，以求能从其中发现一些规律。2.1 立体式停车库的一些基本数据本文主要探讨附设在建筑物地下室内的立体式停车库，一般仅用于停放小型车，尺寸一般为：车长x车宽x车高4400x1750x1450mm,由于地下室高度对项目建造成本影响极大，常见的的停车空间尺寸见表1。表1 常用停车空间尺寸车位宽度W(mm）23502500车位长度L(mm）55006000所需净高度无车架(mm）2200一层车架(mm）3600二层车架(mm）5300备注：专用3层及以上立体车架暂不考虑2.2 立体式停车库典型喷淋布置下面根据“理解一理解五”的要求，对某车库进行喷淋平面布置，见图17所示。水力计算选择最不利点处作用面积为矩形，其长边平行于配水支管，其长度按不小于作用面积平方根1.2倍的规则选取，图中虚线所示范围为作用面积线。图1 “理解一”计算示意图图1中阴影部分为最不利作用面积，叠加喷头不计，计算示意图中未显示，管段Q1822流量为系统设计流量。图2 “理解二”计算示意图（1）图2中为一层车架，车架下采用K=80边墙型喷头，沿车架循环旋转方向设置，叠加喷头计算水量，车架内喷头所覆盖的面积在天花板面积中应予以扣除，汇总的最不利作用面积不变。管段Q3132流量为系统设计流量。图3 “理解二”计算示意图（2）图3中为二层车架，车架下采用K=80边墙型喷头，沿车架循环旋转方向设置，叠加喷头计算水量，车架内喷头所覆盖的面积在天花板面积中应予以扣除，汇总的最不利作用面积不变。管段Q2930流量为系统设计流量。图4 “理解二”计算示意图（3）图4中为一层车架，车架下采用K=115边墙型喷头，在车架两侧对称设置，叠加喷头计算水量，车架内喷头所覆盖的面积在天花板面积中应予以扣除，汇总的最不利作用面积不变。管段Q3034流量为系统设计流量。图5 “理解二”计算示意图（4）图5中为二层车架，车架下采用K=115边墙型喷头，在车架两侧对称设置，叠加喷头计算水量，车架内喷头所覆盖的面积在天花板面积中应予以扣除，汇总的最不利作用面积不变。管段Q2730流量为系统设计流量。图6 “理解三”计算示意图图6中为一或二层车架，车架下采用K=80边墙型喷头，沿车架循环旋转方向设置，作用面积内的天花板自动喷水灭火系统设计用水量叠加车架内置喷头用水量。虽然“手册”中注明叠加8或14只喷头，但因未指出选取位置及压力，实际计算中设计人员难以确定选取那几个。管段Q3233流量为系统设计流量。图7 “理解四”计算示意图图7中为一或二层车架，车架下采用K=115边墙型喷头，在车架两侧对称设置，作用面积内的天花板自动喷水灭火系统设计用水量叠加车架内置喷头用水量。管段Q3435流量为系统设计流量。2.3 系统设计流量计算根据“喷规”要求，系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定，见式2： 式中QS-系统设计流量，L/S；qi-最不利点处作用面积内各喷头节点的流量，L/min；n-最不利点处作用面积内的喷头数。具体计算过程略，计算结果见表2。2.4计算结果分析从计算结果可以明显看出，在实际作用面积不变的情况，计算结果非常接近，如果叠加喷头，其实际作用面积增加，设计水量会增加较多。表2 设计水量统计简表（表中小括号内数字为叠加喷头数量）序号对应计算示意图平面作用面积（m2）包含叠加喷头后实际作用面积（m2）同时动作喷头数涉及喷头范围系统设计流量（L/S)平均喷水强度L/（min.m2)备注1图116016018天花板28.9110.8 叠加不计2图210016018天花板与车架下29.0610.9 3图37016018天花板与车架下28.3410.6 4图410016016天花板与车架下30.0511.3 5图57016014天花板与车架下28.9810.9 6图6160242.530（12）天花板与车架下49.3412.2 一层车架7图616032542（24）天花板与车架下70.6813.0 二层车架8图7160242.526（8）天花板与车架下53.713.3 一层车架9图716032534（16）天花板与车架下69.2212.8 二层车架3 结论及建议基于对以上情况的分析，笔者认为对于含有机械式停车库的建筑物，“理解一”更具有实际意义。即喷淋布置时考虑按车架布置侧墙式喷头进行全保护，但系统计算时仅考虑天花板自动喷水灭火系统设计用水量。原因有：根据“喷规”要求：“设置自动喷水灭火系统的建筑，当吊顶上闷顶、技术夹层内净空高度大于800mm，且内部有可燃物时，应在闷顶或技术夹层内设置喷头”；对于同时还规定：“当配水支管同时安装保护吊顶下方和上方空间的喷头时，应只将数量较多一侧的喷头计入报警阀组控制的喷头总数。因此当最不利作用区域设置上下喷头时，在系统计算时也只计一只喷头的流量，不会重复计算吊顶内外喷头的总喷水量，宽度大于1.2m的障碍物下的增设喷头也不计流量，而这些喷头在火灾发生时是有可能同时玻璃泡破裂喷水的。比照这种情况，附加出的车架侧墙式喷头也可不计流量。作用面积的定义是指一次火灾中系统按喷水强度保护的最大面积，最不利作用面积喷淋是扑救、控制初期火灾的，这个范围内开启的喷头为有效喷头，超过这个面积，一般会发生轰燃，火灾将变为不可控制火灾，喷淋的灭火效能就散失了。而如果把叠加喷头计算水量，其实质就是变相扩大作用面积，与“喷规”设置作用面积的初衷想违背。可以更好的与泡沫-自动喷水联合系统相一致。4 后记新规范的实施，设计者身上的责任更加重大。面对该类项目“稀里糊涂”的设计水量，全比例火灾模拟实验应该是解答大家疑问，给出权威数据的有效手段，期待减少美国NFPA影响，符合我国国情的消防技术规范尽快面世，让设计人员都成为“明白”人。参考文献1 GB50067-97 汽车库、修车库、停车