对Ⅰ类车库泡沫-水喷淋系统管径的计算探讨On Pipe Diameter Calculation of Foam-water Spraying System in I-classGarage

张　怡，王家良（四川省建筑设计研究院，四川成都610017）

对Ⅰ类车库泡沫-水喷淋系统管径的计算探讨
On Pipe Diameter Calculation of Foam-water Spraying System in I-classGarage

张怡，王家良
（四川省建筑设计研究院，四川成都610017）

该文探讨了泡沫-水喷淋系统中喷淋管径的合理设置方式；提出了一种泡沫-水喷淋系统中喷淋管径的配比方式及对应喷淋水泵的选型方法；提出了喷淋系统流量较大的情况下泡沫比例混合器的一种设置方法；并列举了一个实际工程应用案例。

泡沫-水喷淋系统；喷淋管径；泡沫比例混合器；喷淋泵

最新出台的《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014［1］（下文简称“车库规范”）第7.2.3条规定，Ⅰ类地下、半地下汽车库，Ⅰ类修车库，停车数大于100辆的室内无车道且无人员停留的机械式汽车库宜采用泡沫-水喷淋系统。根据《泡沫灭火系统设计规范》GB50151-2010［2］（下文简称“泡沫规范”）第7.3.4条的规定，闭式泡沫-水喷淋系统的作用面积应为465m2。对于汽车库而言，作用面积较《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001［3］（下文简称“喷规”）规定的160m2增大许多。增大作用面积带来的最大影响就是喷淋设计流量的调整，有实际工程采用119.29L/s［4］的，也有计算结果为50.4L/s［5］。为使计算出的设计流量更具参考价值，本文对此进行探讨。

1　计算分析

根据笔者近期设计的项目，地下室柱跨多为8400mm，根据主次梁的布置，喷头间距多为2800mm。因此以2800mm为间距，布置作用面积为465m2的标准喷淋平面如图1和图2。其中图1为两侧布置喷头，每侧喷头数8个；图2为单侧布置喷头，每侧喷头数8个。两种情况均为水力条件最不利的情况，可作为系统计算和设备选型的依据。喷头特性系数K取80，最不利点喷头压力取0.05MPa。

以上述两种平面为依托，对喷淋支管管径进行计算。首先根据《自动喷水灭火系统设计规范》第8.0.7条最小管径布置支管管径。如表1。

喷头两侧布置的计算结果为：总流量135L/s，入口压力0.91MPa，平均喷水强度17.5L/ min·m2；喷头单侧布置的计算结果为：总流量150L/s，入口压力2.35MPa，平均喷水强度19.44L/ min·m2。可见，在465m2的作用面积下，表1的支管管径配置无论在总流量或是在入口压力上，已经远远不符合实际工程的需要。

由于总流量的成倍增长，传统的DN150的干管管径水头损失过大，同时考虑到大于DN200的干管管径会增大泡沫系统响应时间［3］，导致不易满足规范要求，因此这里将干管管径定为DN200。管径配比分为DN25、DN32、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN150、DN200几个等级。在穷举试算后，选取几种流量和入口压力相对较小的支管配置情况，以供后续设计参考。

表1　喷淋支管管径配置一

图1　喷头两侧布置

图2　喷头单侧布置

图3　喷头两侧布置

图4　喷头单侧布置

表2　喷淋支管管径配置二

表3　喷淋支管管径配置三

表4　喷淋支管管径配置四

表5　喷淋支管管径配置五

表2虽然在“喷规”基础上适当放大了一些管径，但由于第一个喷头管径为DN25，且DN150的喷头数较多，使总流量在110L/s以内；把第一个喷头管径改为DN32，同时适当放大各级支管管径，如表3-表5，总流量均可控制在90L/s以内，入口压力也在实际工程可接受范围。表5的DN150喷头数12个较表4的32个少，在末端特别是坡道端部，DN200的管径从美观上没有优势，因此推荐表4的配置。

考虑到部分项目柱跨有7800mm的情况，喷头间距多为2600mm，布置喷头如图3、图4。喷淋支管管径按照表4配置，得出表6。

可见喷淋流量均处于80L/s左右，说明该管径配置表是能够适用于喷头间距是2600mm的场合的。由于作用面积范围内喷头间距均是2400mm的极端情况并不常见，本文不多做推导。

2　工程案例

四川省泸州市停车场建设项目是根据新“车库规范”要求设计的一个PPP项目。共分为5个地块，其中有4个地块的地下停车场为Ⅰ类车库，1个地块为Ⅱ类车库。根据要求，4个Ⅰ类车库均设置泡沫-水喷淋联用灭火系统。其管径配置均按照表4设计，泡沫-喷淋系统设计流量90L/s。喷淋泵两用一备，单泵性能Q=50L/s，Hb=70～90m。地下室喷淋管径按表4设计后，局部平面图如图5，竣工实景如图6。

表6　喷淋支管管径配置六

图5　地下室喷淋局部平面

在设计过程中笔者发现，由于规范的更新，部分厂家原有设备无法满足要求。如在90L/s的情况下，某厂家的泡沫比例混合器流量范围为24～100L/s。若只选择一个该混合器，则初期火灾喷射泡沫的精度不够。工程中选择了3个流量范围在4～32L/s的混合器并联才解决问题。希望厂商根据新规范的要求生产出合适的设备。

图6　地下室实景

3　结论

在465m2的作用面积下，喷淋支管管径的配比应做相应调整方能满足实际的需要。建议配比如正文中表4，在K=80，最不利喷头压力取0.05MPa，喷头以2.8m为间距布置的情况下，设计流量可控制在90L/s以内，入口压力不大于0.11MPa。可供工程实际参考。

［1］中华人民共和国公安部.GB50067-2014汽车库、修车库、停车场设计防火规范［S］.北京：中国计划出版社，2014.

［2］中华人民共和国公安部.GB50151-2010泡沫灭火系统设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2011.

［3］中华人民共和国公安部.GB50084-2001自动喷水灭火系统设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2005.

［4］陈祎.地下汽车库泡沫喷淋灭火系统设计探讨［J］.福建建设科技，2014（2）.

［5］苟红英，刘拓.地下车库自动灭火系统的应用［J］.给水排水增刊，2013（39）.

责任编辑：孙苏，李红

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

张怡（1983-），男，湖北黄石人，研究生，工程师，主要从事施工图设计工作。