地下機械式汽車庫水滅火系統研究

盧景貴

(福建省建筑設計研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

進入21世紀以來，隨著國家經濟快速發展，居民生活水平提高，城市車輛數量迅速增長，出現了民眾停車需求難以滿足的問題，基于此，機械式汽車庫在我國各大中城市以每年近30%的速度增長。 機械式汽車庫的大量建設，解決了民眾停車需求難以滿足的問題，但同時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械式汽車庫消防設計中遇到的若干問題進行探討。

1 地下機械式汽車庫

1.1 機械式汽車庫分類

機械式汽車庫，按照停車方式的機械化程度可分為機械式立體汽車庫和復式汽車庫。復式汽車庫為室內有車道、有人員停留，同時采用機械設備傳送，在一個建筑層里疊放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。機械式立體汽車庫為室內無車道且無人員停留，采用機械設備進行垂直或水平移動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或橋式起重機，將進到搬運器上的車輛水平且垂直移動到存車位，并用存取機構存取車輛的機械式汽車庫。

1.2 地下機械式汽車庫火災特點

地下機械式汽車庫火災具有以下特點：①起火快且燃燒猛烈，汽車內部大量采用以聚氨酯類為主的合成材料裝飾物，其火災蔓延速度快，熱值高，燃燒過程中釋放出大量的熱和有毒煙氣，同時汽車庫內車輛停放間距較小，極易造成大面積車輛過火的失控狀態，并直接威脅建筑物本身安全。②通風排煙困難，地下機械式汽車庫的建筑結構決定了車庫不能僅靠自然風力進行通風排煙，需要設置防排煙系統，而防排煙系統在煙氣溫度達280℃時即停止工作。③滅火救援困難，在機械汽車庫發生火災時，產生大量的高溫有毒氣體和濃煙，造成能見度急劇下降，無法快速準確地確定起火點和判定火災規模。④一些機械式汽車庫是由鋼結構組合建造，一旦火場溫度升高，得不到及時冷卻和有效救援時，鋼結構在長時間的高溫環境下會失去自身強度，特別是當一些連接構件被嚴重燃燒時失去強度，使鋼結構整體坍塌，這對于正在開展滅火救援工作的消防隊員來說，存在嚴重的生命威脅。

2 消火栓系統

(1)室內設有車道且有人員進出的機械式汽車庫，室內消火栓的設置除了應滿足同一平面有2股消防水槍的充實水柱，同時達到任何部位和設置于明顯易于取用以及便于火災撲救的位置要求外，還應滿足不影響汽車的通行和車位的布置，同時應確保消火栓能及時開啟使用[1]。在工程設計中，消火栓的設置位置除了應滿足不影響車輛行駛和停泊外，還應滿足消防人員取用消火栓時，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。設計時一般是將消火栓設置于車道兩側的結構柱，順著停車位擺放。同時，為了避免消火栓被車輛撞壞影響使用，可考慮設置護欄或防撞擋堆，設置護欄或防撞擋堆時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)室內無車道且無非工作人員進出的機械式汽車庫。根據國家標準《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB 50067-2014[2](以下簡稱“汽火規”)第5.1.3條及其條文解釋，機械式立體汽車庫內設置的檢修通道應有一定的凈寬，且盡可能到達每一個停車位，并在樓梯間以及檢修通道上的適合位置布置消火栓，以便發生火災時，消防人員可以通過檢修通道進行滅火撲救。

3 自動噴水滅火系統

3.1 火災危險等級確定

根據“汽火規”第7.2.6條的規定，汽車庫、修車庫內自動噴水滅火系統的設計，應符合國家標準《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084-2017[3](以下簡稱“噴規”)的相關規定。根據“噴規”的規定，汽車停車場(庫)的火災危險等級按中危Ⅱ級確定。

3.2 噴頭布置及選型

閉式灑水噴頭作為自動噴水滅火系統關鍵組件，是否合理地布置灑水噴頭，決定著噴頭是否能及時動作并按規范規定的強度噴水滅火。“噴規”規定了噴頭布置應遵循的原則：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感應受熱，使噴頭及時動作;②噴頭的布置應使噴頭的灑水能夠均勻分布，并滿足設計噴水強度要求。

根據汽車庫的火災特點，“汽火規”第7.2.6條規定了汽車庫內噴頭布置的一些特殊要求：噴頭應布置在停車位的上方或側上方，而對于機械式汽車庫，還應當按各層停車的載車板分層布置噴頭，并且應在每個噴頭的上方設置擋水板。同時《全國民用建筑工程設計手冊——給水排水》(2009年版)[4](以下簡稱“技術措施”)要求，考慮到機械式汽車庫的火災危險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個噴頭保護，并且將噴頭設置在車位的上方或側上方，將供水支管固定于上層汽車的托架下。同時，“汽火規”第5.1.3條第2款規定，室內無車道且無非工作人員進出的機械式汽車庫自動噴水滅火系統的噴頭，應選用快速響應噴頭，以便及時啟動滅火。

3.3 系統的設計流量

現行規范對機械式汽車庫內自動噴水滅火系統的設計水量未作明確規定，但 “技術措施”提出了如下計算要求：

室內機械式汽車庫自動噴水滅火系統的設計流量計算方式，可參考有設置貨架內置噴頭的倉庫的計算方法確定。設置車架內置灑水噴頭的機械式汽車庫，頂板下灑水噴頭和車架內置灑水噴頭的設計流量應當分別計算，并且系統的設計流量應當取二者的設計流量之和。對于車架內噴頭的計算個數可按以下情況確定：當僅設置一層車架內置噴頭時，噴頭的計算個數可取8個；當設置兩層及以上層數的車架內置噴頭時，噴頭的計算個數可取14個。

自動噴水滅火系統的設計流量需經計算確定。筆者根據以往工程經驗，提出如下設計流量計算思路：當機械式汽車庫內設置一層車架時，設計流量大約為Q=45～50L/s，設置二層及以上車架時，設計流量大約為Q=60L/s，沒有設置立體停車時，設計流量大約為Q=35～40L/s。

4 工程應用實例

福州某大型商場，位于商業核心區，由于用地緊張，無法建設大型的停車場，為了滿足顧客的停車要求，在地下三層采用了機械式停車。結合地質條件以及人防設計需要，采用形式多樣不同種類的機械式停車：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立設置成一個防火分區，停車位為99輛。該停車庫消火栓、噴淋平面布置及汽車庫內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，對于室內設有車道且有人員進出的區域，消火栓主要布置于車道兩側的結構柱，順著停車位擺放。對于室內無車道且無非工作人員進出的區域，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 地下三層設備基坑噴淋平面圖

圖4 升降橫移類汽車庫內置噴頭安裝示意圖

圖5 巷道堆垛類汽車庫內置噴頭安裝示意圖

該工程機械停車庫按閉式自動噴淋系統中危險級Ⅱ級設計，作用面積160m2，噴水強度8L/min·m2，系統最不利點工作壓力0.10MPa，設計流量為60L/s(作用面積內按39個噴頭計，其中14個車架內置噴頭)，火災延續時間1h。從圖2～圖5中可以看出，每個停車位上方或側上方均設置有2個噴頭，每個載車板亦設置2個噴頭，并設置擋水板，車架內置噴頭的供水支管固定于上層汽車的托架下。

5 結語

地下機械式汽車庫建設，成本高、停放車輛多、結構較封閉、通風排煙困難，火災危險性較大，在進行消防設計時，應合理布置消火栓，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。計算噴淋系統設計流量時，應累加車架內動作噴頭的流量，噴頭的布置既要滿足噴頭及時動作并按規定的強度噴水滅火，又要充分顧及車位的布置。本文僅闡述了設計過程的一些思路和體會，倘若有所不周，尚乞各位同仁指正。