對Ⅰ類車庫泡沫-水噴淋系統管徑的計算探討On Pipe Diameter Calculation of Foam-water Spraying System in I-classGarage

張　怡，王家良（四川省建筑設計研究院，四川成都610017）

對Ⅰ類車庫泡沫-水噴淋系統管徑的計算探討
On Pipe Diameter Calculation of Foam-water Spraying System in I-classGarage

張怡，王家良
（四川省建筑設計研究院，四川成都610017）

該文探討了泡沫-水噴淋系統中噴淋管徑的合理設置方式；提出了一種泡沫-水噴淋系統中噴淋管徑的配比方式及對應噴淋水泵的選型方法；提出了噴淋系統流量較大的情況下泡沫比例混合器的一種設置方法；并列舉了一個實際工程應用案例。

泡沫-水噴淋系統；噴淋管徑；泡沫比例混合器；噴淋泵

最新出臺的《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB50067-2014［1］（下文簡稱“車庫規范”）第7.2.3條規定，Ⅰ類地下、半地下汽車庫，Ⅰ類修車庫，停車數大于100輛的室內無車道且無人員停留的機械式汽車庫宜采用泡沫-水噴淋系統。根據《泡沫滅火系統設計規范》GB50151-2010［2］（下文簡稱“泡沫規范”）第7.3.4條的規定，閉式泡沫-水噴淋系統的作用面積應為465m2。對于汽車庫而言，作用面積較《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2001［3］（下文簡稱“噴規”）規定的160m2增大許多。增大作用面積帶來的最大影響就是噴淋設計流量的調整，有實際工程采用119.29L/s［4］的，也有計算結果為50.4L/s［5］。為使計算出的設計流量更具參考價值，本文對此進行探討。

1　計算分析

根據筆者近期設計的項目，地下室柱跨多為8400mm，根據主次梁的布置，噴頭間距多為2800mm。因此以2800mm為間距，布置作用面積為465m2的標準噴淋平面如圖1和圖2。其中圖1為兩側布置噴頭，每側噴頭數8個；圖2為單側布置噴頭，每側噴頭數8個。兩種情況均為水力條件最不利的情況，可作為系統計算和設備選型的依據。噴頭特性系數K取80，最不利點噴頭壓力取0.05MPa。

以上述兩種平面為依托，對噴淋支管管徑進行計算。首先根據《自動噴水滅火系統設計規范》第8.0.7條最小管徑布置支管管徑。如表1。

噴頭兩側布置的計算結果為：總流量135L/s，入口壓力0.91MPa，平均噴水強度17.5L/ min·m2；噴頭單側布置的計算結果為：總流量150L/s，入口壓力2.35MPa，平均噴水強度19.44L/ min·m2。可見，在465m2的作用面積下，表1的支管管徑配置無論在總流量或是在入口壓力上，已經遠遠不符合實際工程的需要。

由于總流量的成倍增長，傳統的DN150的干管管徑水頭損失過大，同時考慮到大于DN200的干管管徑會增大泡沫系統響應時間［3］，導致不易滿足規范要求，因此這里將干管管徑定為DN200。管徑配比分為DN25、DN32、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN150、DN200幾個等級。在窮舉試算后，選取幾種流量和入口壓力相對較小的支管配置情況，以供后續設計參考。

表1　噴淋支管管徑配置一

圖1　噴頭兩側布置

圖2　噴頭單側布置

圖3　噴頭兩側布置

圖4　噴頭單側布置

表2　噴淋支管管徑配置二

表3　噴淋支管管徑配置三

表4　噴淋支管管徑配置四

表5　噴淋支管管徑配置五

表2雖然在“噴規”基礎上適當放大了一些管徑，但由于第一個噴頭管徑為DN25，且DN150的噴頭數較多，使總流量在110L/s以內；把第一個噴頭管徑改為DN32，同時適當放大各級支管管徑，如表3-表5，總流量均可控制在90L/s以內，入口壓力也在實際工程可接受范圍。表5的DN150噴頭數12個較表4的32個少，在末端特別是坡道端部，DN200的管徑從美觀上沒有優勢，因此推薦表4的配置。

考慮到部分項目柱跨有7800mm的情況，噴頭間距多為2600mm，布置噴頭如圖3、圖4。噴淋支管管徑按照表4配置，得出表6。

可見噴淋流量均處于80L/s左右，說明該管徑配置表是能夠適用于噴頭間距是2600mm的場合的。由于作用面積范圍內噴頭間距均是2400mm的極端情況并不常見，本文不多做推導。

2　工程案例

四川省瀘州市停車場建設項目是根據新“車庫規范”要求設計的一個PPP項目。共分為5個地塊，其中有4個地塊的地下停車場為Ⅰ類車庫，1個地塊為Ⅱ類車庫。根據要求，4個Ⅰ類車庫均設置泡沫-水噴淋聯用滅火系統。其管徑配置均按照表4設計，泡沫-噴淋系統設計流量90L/s。噴淋泵兩用一備，單泵性能Q=50L/s，Hb=70～90m。地下室噴淋管徑按表4設計后，局部平面圖如圖5，竣工實景如圖6。

表6　噴淋支管管徑配置六

圖5　地下室噴淋局部平面

在設計過程中筆者發現，由于規范的更新，部分廠家原有設備無法滿足要求。如在90L/s的情況下，某廠家的泡沫比例混合器流量范圍為24～100L/s。若只選擇一個該混合器，則初期火災噴射泡沫的精度不夠。工程中選擇了3個流量范圍在4～32L/s的混合器并聯才解決問題。希望廠商根據新規范的要求生產出合適的設備。

圖6　地下室實景

3　結論

在465m2的作用面積下，噴淋支管管徑的配比應做相應調整方能滿足實際的需要。建議配比如正文中表4，在K=80，最不利噴頭壓力取0.05MPa，噴頭以2.8m為間距布置的情況下，設計流量可控制在90L/s以內，入口壓力不大于0.11MPa。可供工程實際參考。

［1］中華人民共和國公安部.GB50067-2014汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范［S］.北京：中國計劃出版社，2014.

［2］中華人民共和國公安部.GB50151-2010泡沫滅火系統設計規范［S］.北京：中國計劃出版社，2011.

［3］中華人民共和國公安部.GB50084-2001自動噴水滅火系統設計規范［S］.北京：中國計劃出版社，2005.

［4］陳祎.地下汽車庫泡沫噴淋滅火系統設計探討［J］.福建建設科技，2014（2）.

［5］茍紅英，劉拓.地下車庫自動滅火系統的應用［J］.給水排水增刊，2013（39）.

責任編輯：孫蘇，李紅

This paper discusses the reasonable settingmethod for spraying pipe diameter in foam-water spraying system,proposes proportioning ratio forspraying pipe diameter and the selectionmethod forsuitable spraying pump.It is also a settingmethod of foam ratiom ixturewhen spraying system has large flow.A practicalcase isalso presented.

foam-water spraying system;spray pipe;foam proportioner;spraying pump

TU248.3

A

1671-9107（2016）10-0016-03

10.3969/j.issn.1671-9107.2016.10.016

2016-07-25

張怡（1983-），男，湖北黃石人，研究生，工程師，主要從事施工圖設計工作。