地下机械式汽车库水灭火系统研究

卢景贵

(福建省建筑设计研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

进入21世纪以来，随着国家经济快速发展，居民生活水平提高，城市车辆数量迅速增长，出现了民众停车需求难以满足的问题，基于此，机械式汽车库在我国各大中城市以每年近30%的速度增长。 机械式汽车库的大量建设，解决了民众停车需求难以满足的问题，但同时也带来了许多不容忽视的消防安全问题。本文就常见的地下机械式汽车库消防设计中遇到的若干问题进行探讨。

1 地下机械式汽车库

1.1 机械式汽车库分类

机械式汽车库，按照停车方式的机械化程度可分为机械式立体汽车库和复式汽车库。复式汽车库为室内有车道、有人员停留，同时采用机械设备传送，在一个建筑层里叠放2～3层车辆的汽车库。例如，升降横移类汽车库是利用存车板的升降或(和)横向平移存取停放车辆的机械式汽车库，需要驾驶员将车开到出入口的载车板上，或从载车板上把车开出。机械式立体汽车库为室内无车道且无人员停留，采用机械设备进行垂直或水平移动等形式停放的汽车库。例如，巷道堆垛类汽车库是使用巷道堆垛起重机或桥式起重机，将进到搬运器上的车辆水平且垂直移动到存车位，并用存取机构存取车辆的机械式汽车库。

1.2 地下机械式汽车库火灾特点

地下机械式汽车库火灾具有以下特点：①起火快且燃烧猛烈，汽车内部大量采用以聚氨酯类为主的合成材料装饰物，其火灾蔓延速度快，热值高，燃烧过程中释放出大量的热和有毒烟气，同时汽车库内车辆停放间距较小，极易造成大面积车辆过火的失控状态，并直接威胁建筑物本身安全。②通风排烟困难，地下机械式汽车库的建筑结构决定了车库不能仅靠自然风力进行通风排烟，需要设置防排烟系统，而防排烟系统在烟气温度达280℃时即停止工作。③灭火救援困难，在机械汽车库发生火灾时，产生大量的高温有毒气体和浓烟，造成能见度急剧下降，无法快速准确地确定起火点和判定火灾规模。④一些机械式汽车库是由钢结构组合建造，一旦火场温度升高，得不到及时冷却和有效救援时，钢结构在长时间的高温环境下会失去自身强度，特别是当一些连接构件被严重燃烧时失去强度，使钢结构整体坍塌，这对于正在开展灭火救援工作的消防队员来说，存在严重的生命威胁。

2 消火栓系统

(1)室内设有车道且有人员进出的机械式汽车库，室内消火栓的设置除了应满足同一平面有2股消防水枪的充实水柱，同时达到任何部位和设置于明显易于取用以及便于火灾扑救的位置要求外，还应满足不影响汽车的通行和车位的布置，同时应确保消火栓能及时开启使用[1]。在工程设计中，消火栓的设置位置除了应满足不影响车辆行驶和停泊外，还应满足消防人员取用消火栓时，不需要越过泊车位上的汽车就能快速取到并方便操作消火栓。设计时一般是将消火栓设置于车道两侧的结构柱，顺着停车位摆放。同时，为了避免消火栓被车辆撞坏影响使用，可考虑设置护栏或防撞挡堆，设置护栏或防撞挡堆时要注意不能影响到消火栓和灭火器的正常开启及灭火操作。

(2)室内无车道且无非工作人员进出的机械式汽车库。根据国家标准《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067-2014[2](以下简称“汽火规”)第5.1.3条及其条文解释，机械式立体汽车库内设置的检修通道应有一定的净宽，且尽可能到达每一个停车位，并在楼梯间以及检修通道上的适合位置布置消火栓，以便发生火灾时，消防人员可以通过检修通道进行灭火扑救。

3 自动喷水灭火系统

3.1 火灾危险等级确定

根据“汽火规”第7.2.6条的规定，汽车库、修车库内自动喷水灭火系统的设计，应符合国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2017[3](以下简称“喷规”)的相关规定。根据“喷规”的规定，汽车停车场(库)的火灾危险等级按中危Ⅱ级确定。

3.2 喷头布置及选型

闭式洒水喷头作为自动喷水灭火系统关键组件，是否合理地布置洒水喷头，决定着喷头是否能及时动作并按规范规定的强度喷水灭火。“喷规”规定了喷头布置应遵循的原则：①把喷头布置在容易接触到火场热气流位置，以利于喷头的热敏元件及时感应受热，使喷头及时动作;②喷头的布置应使喷头的洒水能够均匀分布，并满足设计喷水强度要求。

根据汽车库的火灾特点，“汽火规”第7.2.6条规定了汽车库内喷头布置的一些特殊要求：喷头应布置在停车位的上方或侧上方，而对于机械式汽车库，还应当按各层停车的载车板分层布置喷头，并且应在每个喷头的上方设置挡水板。同时《全国民用建筑工程设计手册——给水排水》(2009年版)[4](以下简称“技术措施”)要求，考虑到机械式汽车库的火灾危险性要比普通的停车库大一些，要求每辆汽车的上方均要有2个喷头保护，并且将喷头设置在车位的上方或侧上方，将供水支管固定于上层汽车的托架下。同时，“汽火规”第5.1.3条第2款规定，室内无车道且无非工作人员进出的机械式汽车库自动喷水灭火系统的喷头，应选用快速响应喷头，以便及时启动灭火。

3.3 系统的设计流量

现行规范对机械式汽车库内自动喷水灭火系统的设计水量未作明确规定，但 “技术措施”提出了如下计算要求：

室内机械式汽车库自动喷水灭火系统的设计流量计算方式，可参考有设置货架内置喷头的仓库的计算方法确定。设置车架内置洒水喷头的机械式汽车库，顶板下洒水喷头和车架内置洒水喷头的设计流量应当分别计算，并且系统的设计流量应当取二者的设计流量之和。对于车架内喷头的计算个数可按以下情况确定：当仅设置一层车架内置喷头时，喷头的计算个数可取8个；当设置两层及以上层数的车架内置喷头时，喷头的计算个数可取14个。

自动喷水灭火系统的设计流量需经计算确定。笔者根据以往工程经验，提出如下设计流量计算思路：当机械式汽车库内设置一层车架时，设计流量大约为Q=45～50L/s，设置二层及以上车架时，设计流量大约为Q=60L/s，没有设置立体停车时，设计流量大约为Q=35～40L/s。

4 工程应用实例

福州某大型商场，位于商业核心区，由于用地紧张，无法建设大型的停车场，为了满足顾客的停车要求，在地下三层采用了机械式停车。结合地质条件以及人防设计需要，采用形式多样不同种类的机械式停车：两层升降横移类、三层升降横移类、三层地下巷道堆垛类3种形式[5]。其中，巷道堆垛类停车库独立设置成一个防火分区，停车位为99辆。该停车库消火栓、喷淋平面布置及汽车库内置喷头安装示意图如图1～图5所示。

图1 地下三层局部消火栓布置图

从图1中可以看出，对于室内设有车道且有人员进出的区域，消火栓主要布置于车道两侧的结构柱，顺着停车位摆放。对于室内无车道且无非工作人员进出的区域，消火栓主要布置在检修通道入口处以及沿检修通道布置。

图2 地下三层局部喷淋平面图

图3 地下三层设备基坑喷淋平面图

图4 升降横移类汽车库内置喷头安装示意图

图5 巷道堆垛类汽车库内置喷头安装示意图

该工程机械停车库按闭式自动喷淋系统中危险级Ⅱ级设计，作用面积160m2，喷水强度8L/min·m2，系统最不利点工作压力0.10MPa，设计流量为60L/s(作用面积内按39个喷头计，其中14个车架内置喷头)，火灾延续时间1h。从图2～图5中可以看出，每个停车位上方或侧上方均设置有2个喷头，每个载车板亦设置2个喷头，并设置挡水板，车架内置喷头的供水支管固定于上层汽车的托架下。

5 结语

地下机械式汽车库建设，成本高、停放车辆多、结构较封闭、通风排烟困难，火灾危险性较大，在进行消防设计时，应合理布置消火栓，做到既确保消火栓的正常取用，又不影响车辆的行驶和停泊。计算喷淋系统设计流量时，应累加车架内动作喷头的流量，喷头的布置既要满足喷头及时动作并按规定的强度喷水灭火，又要充分顾及车位的布置。本文仅阐述了设计过程的一些思路和体会，倘若有所不周，尚乞各位同仁指正。