城市综合体大型地下室消防系统设计

陆佳晋

【摘要】结合实例探讨了大型地下室区域消火栓设计要点;泡沫-水喷淋系统的设计应用及其管网参数和管径计算;湿式系统由喷水至泡沫的转换时间核算。

【关键词】消火栓系统;泡沫-水喷淋系统;转换时间

随着《建筑设计防火规范》、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》、《自动喷水灭火系统设计规范》、《消防给水及消火栓系统技术规范》等消防类规范一次次的修订，给排水消防的审查越来越严格，全国各地区的审图单位也有自己的特色强制性要求等，笔者结合所参与的大型项目及工作中的感悟，在下文中探讨一下大型地下室区域消火栓系统及喷淋系统设置。

平潭高铁中心站综合交通枢纽及高铁中心站站前城市综合体，本项目为多层公建，地下2层，地上3～4层，建筑高度23.50m。总用地面积为210679.96平方米，总建筑面积为329529.02平方米，其中地下建筑面积111447.01平方米。建筑功能主要为高铁配套交通枢纽、旅游配套、商业、办公、会展、停车库等。

本项目整个地下室区域，分为地下一层夹层、地下一层、地下二层（人防）三个层面，并按南北区及一期二期划分，共计64个防火分区。

地下室区域设置室内消火栓。室内消火栓采用临时高压给水系统，用水量10L/S，火灾延续时间2h。火灾时泵房内消火栓加压泵直接从消防水池内抽水，提升后供给室内消防管网灭火。在布置消火栓时，需要注意的点有：

（1）在楼梯间及其休息平台和前室、走道等处设置消火栓，以方便在火灾现场，消防队员从楼梯间到达地下室时，能迅速方便的找到并用其灭火。

（2）车道顶盖边缘线应标注，避免部分车道无法满足两股消火栓充实水柱同时到达任何部位。

（3）类似长条形的停车库防火分区，消火栓的布置间距注意不要大于30米，设置在防火卷帘两边的消火栓各自不要借用，情愿多放一个。

（4）人防区域消火栓管道在穿越防护墙时不要漏设防护阀，穿越防护墙后管道有转折的，防护阀应设置在贯穿墙体的垂直管道上。

（5）建筑专业要求美观，消火栓暗装时，消火栓箱后应增设隔墙，满足建筑专业耐火极限的要求。

（6）统筹考虑整个地下室的大系统，按照南北区分别设置消防泵房及消火栓环网，并根据甲方要求将其中二期部分单独引出一个小环网，并设置阀门，既不影响一期的正常使用，又为二期的建设预留提供方便。

地下室区域除电气用房、电梯机房等不宜用水扑救的部位外，均设自动喷水灭火系统。其中，地下停车库区域设闭式泡沫-水喷淋系统（按照福州当地审图要求），柴油发电机房设水喷雾系统，其余为闭式自动喷水灭火系统。

地下车库为I类车库，设闭式泡沫-水喷淋系统，喷水强度为8L/min.m2，作用面积为465m2，用水量按85L/s设计，火灾延续时间1h;地下一层夹层非机动车库按仓库危险级I级设计，喷水强度为8L/min.m2，作用面积为160m2，用水量30L/s，火灾延续时间为1h。喷淋给水系统采用临时高压给水系统，火灾时泵房内喷淋加压泵直接从消防水池内抽水，提升后供给喷淋管网灭火。

泡沫-水喷淋系统，喷头均采用流量系数K=80的快速响应喷头。泡沫采用AFFF水成膜泡沫液。根据车库布置，设置若干个泡沫储罐于报警阀间内，每个防火分区设1～4个比例混合器，保证流量为8L/S时，自系统启动至喷泡沫的转换时间不超过2分钟（此处要注意，应按《泡沫灭火系统设计规范》GB50151-2010相关条文取值，原老喷规5.0.8条，在《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017中已删除）。持续喷泡沫的时间不小于10分钟。泡沫-水喷淋系统应符合下列要求：

a）泡沫液、泡沫消防水泵、泡沫混合液泵、泡沫比例混合器（装置）、压力容器、泡沫生产装置、火灾探测与启动控制装置、控制阀门及管道等，必须采用经国家产品质量监督检验机构检验合格的产品，且必须符合系统设计要求.

b）当选用水成膜泡沫液时，其抗烧水平不应低于现行国家标准《泡沫灭火剂》GB 15308规定的C级。

c）泡沫灭火系统中所用的控制阀门应有明显的启闭标志。

d）闭式泡沫-水喷淋系统输送的泡沫混合液应在8L/S至最大设计流量范围内达到额定的混合比。

以下为笔者在设计泡沫-水喷淋系统中所做的一些计算参考：

（1）泡沫罐容积计算

泡沫液最低喷射强度 B=8L/min*M2

喷射时间T>=10min

作用面积A=465m2

所需泡沫量=465X8X10=37200L

对于汽车库，选用6%水成膜泡沫液

泡沫液设计用量=1.3X37200X6%=2902L

选用PHYM80-30L立式压力式泡沫比例混合装置，贮罐容积3000L，混合器流量为：80L/S

（2）泡沫系统总流量增大，干管水头损失增大，各喷淋管道配水管所需管径相应增大。以防火分区B2-S3北侧区域为例，截取管网布置，见下图1。

按传统的喷淋支管管径配置（见表1），其计算结果为：总流量96L/s，入口压力0.41MPa，平均喷水强度13.0L/min.平方米。可见，在465m2的作用面积下，传统的支管管径配置已经不够用了。经过计算配比，调整并放大管径配置，截取最终出图时管网布置，见下图2。

按调整后的喷淋支管管径配置（见表2），控制流速不大于5m/s，其计算结果为：总流量71L/s，入口压力0.16MPa，平均喷水强度9.7L/min.平方米。这样可以把总流量控制在理想范围内。

（3）湿式系统由喷水至泡沫的转换时间核算

以防火分区B2-S3为例（参见图2），接自S3泡沫储罐，设置于报警阀间内。

混合器控制区域：DN200管长23.0米，DN150管长6.0米，DN100管长2.8米，DN80及以下管长16.1米，V=（3.14X0.22X23.0/4+3.14X0.152X6.0/4+

3.14X0.12X2.8/4+3.14X0.082X16.1/4）X1000=931L按8L/S流量计算，转换时间T=931/8=117秒 <2分钟，符合要求。

注意，在布置喷淋管网时，尽量设置喷头在干管两侧布置，不要单侧布置。泡沫干管上接出的混合器，有条件的话尽量靠近所控制的喷头入口区域，这样可以减少大管径管线的长度，减少转换时间。泡沫支管接入混合器前设置止回阀。

总结：

对于大型地下室区域的消火栓系统及喷淋系统，在设计时应综合考虑地下室的形状，功能区域，确定大概总管走向后再细化各个防火分区的布置。我们设计师需要的是耐心和责任心，多做计算认证，不过度设计。

参考文献：

[1]中华人民共和国公安部.《建筑設计防火规范》GB50016-2014（2018年版）.北京：中国计划出版社.

[2]中华人民共和国公安部.《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017.北京：中国计划出版社.

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

[4]中华人民共和国公安部.《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014.北京：中国计划出版社.