帶I類地下車庫高層建筑的噴淋泵設置案例探討

李少華

(成都基準方中建筑設計有限公司， 四川成都 610011)

100～150 m的超高層住宅和150 m以內的高層公共建筑，消防系統常通過減壓閥分區，一般可以不設消防轉輸水箱。國內越來越多地區在消防審查中把此類建筑的地下車庫火災定性為B類，因此I類車庫應按照GB 50067-2014《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》7.2.3條規定，采用泡沫-水噴淋系統，同時需執行GB 50151-2010《泡沫滅火系統設計規范》7.3.4.1條規定，滿足作用面積不小于465 m2的要求。此時地下室噴水系統和塔樓噴水系統的消防水量和揚程相差較大，按照傳統水泵選型思路，把噴水系統作為整體來考慮，采用統一供水方案，噴淋泵設置成1用1備或2用1備，常會造成系統超壓運行和消防儲水消耗過快，不但威脅系統安全，而且造成投資浪費。針對高層公建和超高層住宅地上和地下噴水系統工況差距顯著的特征，采用分區供水方案，分別選擇噴淋泵組，把地上、地下兩部分當成兩個不同的分區，可有效解決上述問題。

1 不同類型的高層項目選泵方案

1.1 高層公建

1.1.1 建筑概況及消防水量水壓要求

某高層辦公樓建筑高度99.2 m，地下車庫三層，為I類車庫，水池底為-5 m深，地下室火災危險等級為中危險II級，噴水系統設計流量80 L/s，地下室最不利噴頭標高為-0.30 m，干管管徑為DN200；99.5 m高的塔樓部分的火災危險等級為中危險I級，噴水系統流量經計算為34 L/s，塔樓最不利噴頭高度為98.9 m，干管管徑為DN150。其中塔樓噴水系統的設計工況揚程為152.68 m，流量為34 L/s;地下室噴水系統設計工況揚程為75.74 m，流量為80 L/s。

1.1.2 選泵方案

(1)統一供水方案：按照1用1備選泵，滿足塔樓和地下車庫兩種工況，此時應選取XBD13/70-200(W)型機組，功率132 kW，當流量34 L/s時揚程153 m，流量80 L/s時揚程120 m，但由于消防驗收要求水泵滿足地上與地下的最大流量和揚程，此時選出水泵型號為XBD15.5/85-200N5×352，功率250 kW，流量為80 L/s，揚程為155 m。若按照2用1備的配置方式來選泵，選擇揚程160 m，流量40 L/s的XBD16/40-150(DL)型水泵，單泵功率90 kW，總功率180 kW，當建筑地面上發生火災時，啟動1臺噴淋泵，當地下室發生火災時，需啟動2臺。

(2)分區供水方案：地下車庫噴淋泵選擇流量80 L/s，揚程80 m的臥式泵XBD8/80-435(W)，該泵功率90 kW。地上噴淋泵選擇揚程160 m，流量40 L/s的立式多級泵XBD16/40-150(DL)，該泵功率90 kW。雖然根據GB 50974-2014《消防給水及消火栓系統技術規范》3.1.1.3條規定，倉庫和民用建筑同一時間內的火災起數應按1處確定，但考慮到火災如果發生在系統分區臨界處的情況，噴水系統還是要考慮兩組泵同時工作的情況，用電負荷還是要按照180 kW來考慮。

1.2 超高層住宅

1.2.1 建筑概況及消防水量水壓要求

根據GB 50016-2014《建筑設計防火規范》(2018版)8.3.3.4條，建筑高度大于100 m的住宅建筑應設置自動滅火系統，并宜采用自動噴水滅火系統。以144.3 m的超高層住宅為例，水池底為-5 m深，地下室火災危險等級為中危險II級，噴水系統設計流量80 L/s，地下室最不利噴頭標高為-0.30 m，干管管徑為DN200；144.3 m高的塔樓部分的火災危險等級為輕危險級，噴淋系統流量經計算為26 L/s，塔樓最不利噴頭高度為144 m，干管管徑為DN150。其中塔樓的噴水系統的設計工況揚程為195.16 m，流量為26 L/s；地下室設計工況揚程為78.89 m，流量為80 L/s。

1.2.2 選泵方案

(1)統一供水方案：按照1用1備選泵，應選取XBD16/60-150(W)，功率160 kW，當流量26 L/s，揚程196 m；當流量80 L/s，揚程134 m。若按照項目的最大流量80 L/s和最高揚程200 m，選出噴淋泵XBD20/80-200D/5，功率250 kW。若按2用1備選泵，揚程197 m，流量40 L/s的立式多級泵XBD20/40-150DN，該泵功率132 kW，泵組功率264 kW。

(2)分區供水方案：塔樓選擇揚程196 m，流量30 L/s的XBD20/30-125DN的水泵機組，機組功率110 kW。地下車庫選擇揚程80 m，流量80 L/s的XBD8/80-200(W)水泵機組，機組功率200 kW。

2 選泵方案分析與討論

2.1 系統安全性

從水泵參數可知，1用1備的選泵方案存在低區嚴重超壓問題，雖然可通過減壓閥組和泄壓持壓閥泄來降低系統壓力、穩定和保護系統，但需要增加閥組和附件，增加了系統復雜性和造價，降低了系統穩定性和安全性。2用1備的系統，揚程按照最大設計揚程考慮，可以滿足塔樓自噴消防要求，但當車庫發生火災時，機組啟動后系統嚴重超壓，且2用1備的較1用1備可靠性也略差。而按照塔樓和車庫噴水系統工況分別選出兩套泵組則可滿足系統安全性和可靠性要求。

2.2 泵房面積

以滿足塔樓噴淋流量40 L/s，揚程197 m的水泵機組為例，同時考慮泵設在負一層，水泵排氣孔不能對消防水池最低有效水位造成影響的不利情況，采用2用1備統一供水方案和分區供水方案分析對泵房面積的影響，不同方案的水泵平面布置見圖1與圖2。

從圖1和圖2可以看出，2用1備的配置方式可節省約12 m2面積，但因為剪力墻的原因，節省出來的面積很難轉換為經濟效益，在實際項目中，建筑專業在布置地下室機房位置的時候，已充分考慮到經濟性，消防泵房大多在主體范圍投影下，經濟價值較低，消防泵房面積的增加對經濟性影響不大。

2.3 經濟比較

采用1用1備和2用1備的配置方式的時候，超壓管網需要在地下室噴淋系統的濕式報警閥組前加減壓閥，通常需要兩級減壓，即1個比例式減壓閥和1個可調式減壓閥，同時減壓閥后還應設置安全閥和Y型過濾器，上述設備均應1用1備，單套閥組綜合造價為2.5萬元。此外由于安全閥的泄壓閥值比系統工作壓力高0.4 MPa，將提高閥門管道附件價格公稱壓力要求，增加造價，本次暫不考慮此部分費用(表1)。

圖1 分區供水布置

圖2 統一供水布置

表1 不同選泵方案經濟比較

由表1可知，水泵機組不同配置方案投資最大差距6.17萬元，對一類高層公建或超高層住宅項目造價影響較小。

3 結論和建議

帶I類地下車庫且無轉輸消防水箱的高層公建項目和超高層住宅項目中的淋泵配置方式，優先推薦車庫和塔樓噴淋泵分設的分區配置方式，具有系統安全可靠、管道閥門和附件少、電氣控制簡單、故障發生率低的優點；當項目處于經濟價值高的城市商業中心時，可考慮統一配置方案節約泵房占用面積，但應進行安全性和經濟性綜合評估。