南京江北新区某敞开式停车楼消防给水系统设计探析

唐国锋 （中哲国际工程设计有限公司，江苏 南京 210019）

随着国民经济发展及建筑行业的快速发展，敞开式停车楼无须大面积开挖及容积率的考虑，逐渐被建设方所接受。然而近年来接连出现极端恶劣的雨雪天气，给排水管道冻裂爆管现象时有发生，给人民群众日常生活带来了诸多不便，非常年温度在0℃以上地区的管道防冻工作理应引起建筑给水排水专业设计人员的重视。

本文以南京江北新区某敞开式停车楼为例，着重介绍该项目的消防给水系统的设计思路，总结了各系统的设计要点，并提出个人看法，供同行参考。

1 工程概况

本工程位于南京市浦口区桥林街道，为敞开式停车楼，地上5层，建筑面积2.1万m，建筑高度21.85m，其中1层为附属设备机房，2层～5层为敞开式停车库。南京地区最冷月平均气温-1.8℃，极端最低温度为-12.2℃。

2 敞开式汽车库的设计依据

文献[1]第2.0.9条：“任一层车库外墙敞开面积大于该层四周外墙体总面积的25%，敞开区域均匀布置在外墙上且其长度不小于车库周长的50%的汽车库”；文献[2]第7.1.3条：“室内环境温度低于4℃或高于70℃的场所，宜采用干式消火栓系统”。环境温度低于4℃的消火栓系统，由于没有额外的热量供给，管道有结冰的危险，导致管道供水能力减弱，影响系统安全，本工程采用干式消火栓系统；由于本项目疏散距离不满足文献[1]第6.0.6条的要求，需要增加自动灭火系统。文献[3]第4.2.3条：“室内环境温度低于4℃或高于70℃的场所，宜采用干式系统”，文献[3]第4.2.4条：具备下列要求之一的场所，应采用预作用系统第3款：“用于替代干式系统的场所”，本工程采用预作用自动喷水灭火系统。

3 干式消火栓系统

3.1 干式消火栓系统的规范要求

文献[2]第2.1.10条：“平时配水管网内不充水，火灾时向管网充水的消火栓系统”；第7.1.6条：干式消火栓系统的充水时间不应大于5min，并应符合下列规定：

①在供水干管上宜设干式报警阀、雨淋阀或电磁阀、电动阀等快速启闭装置；采用电动阀时开启时间不应超过30s；

②当采用雨淋阀、电磁阀及电动阀时，在消火栓处应设置直接开启等快速启闭装置的手动按钮。

由此可见，充水时间是系统设计的主要控制目标，同时干式系统除管道为空管外，还有快速启闭装置及快速排气阀等组件。

3.2 干式消火栓系统的系统设计

3.2.1 充水时间的控制

管道充水时间和快速启闭装置后管道规模有关，具体指标就是管道的容积，t=v/q，其中v为管道容积，q为系统设计流量，针对本项目，设计流量为10L/s，管道体积最大为3.6m；

3.2.2 快速启闭装置

①采用干式报警阀时，系统类似干式自动喷水系统，准工作状态时由空气压缩机维持系统充气压力，火灾时消防栓开启，有压气体从栓口排出，系统压力降低，干式报警阀自动打开，室外水进入系统，压力开关自动启动消防泵，报警阀后阀门应采用信号阀，由于管道先排气，后排水，对于本项目未必适合，而且系统相对复杂，维护困难。

②采用雨淋阀时，不同于自动喷水雨淋系统，由火灾自动报警系统或传动管联动开启雨淋阀和消防泵，而是由消防栓处的手动按钮开启，为半自动系统，雨淋阀仅起接通与关断供水管道的作用；维护相对复杂。

③采用电磁阀或电动阀时，类似雨淋阀，为半自动系统，雨淋阀仅起接通与关断供水管道的作用；两者中优先选电磁阀，维护相对简单。

3.2.3 快速排气阀的选择

当采用干式报警阀时，排气阀的排气流量不应小于系统的设计流量与管道体积流量的最大值，否则充水时间会延缓，常规微量排气阀无法满足要求，采用电磁阀等时，可能由于某种情况导致管道也充满空气，为了系统安全可靠，排气阀的排气流量选择干式报警阀。

3.2.4 泄水阀及管道的设置

对于干式消火系统，快速启闭装置上游通常是湿式系统，下游是干式系统，但是在春、夏、秋季可以是湿式系统，同比湿式系统更加可靠，冬天来临前，由物业人员将管道内水排空，转换成干式系统。泄水阀通常设于立管或引入管阀门井中。为了便于系统排空，就要求消防栓支管应向上接，室内横干管有坡度，坡度为0.002，坡向泄水阀处。

3.3 干式消火栓系统的小结

除上述差异外，干式消火栓系统与湿式系统的消防水箱、流量开关及低压压力开关的设置等参照湿式系统设计即可。

本工程干式消火栓系统参见图1所示。

图1 干式消火栓系统图

4 预作用系统

4.1 预作用系统的规范要求

预作用系统是在准工作状态时，配水管道不充水，火灾时由火灾自动报警系统（单连锁）或者由火灾自动报警系统及充气管道上的低压压力开关（双连锁），直接联动预作用报警阀，使报警阀后管道充水，同时直接启动消防泵。文献[4]第5页表明，准工作状态严禁误喷的场所采用单连锁系统，严禁充水的场所采用双连锁系统，替代干式系统的场所采用单双连锁都可以采用，这与文献[3]第11.0.5条内容有出入，作者理解图集的解读是对规范的修正，更符合实际，结合本工程误充水不是问题的关键，采用单连锁的预作用系统符合要求。文献[3]第5.0.11条对单连锁系统的作用面积有明确的规定，第8.0.11条明确要求充水时间不宜大于2min。

4.2 预作用系统的设计

4.2.1 充水时间的控制

原理参照干式消火栓系统，本工程配水管道容积不应大于3.6m。

4.2.2 预作用报警阀的选择

对于阀后为空管的预作用系统可以直接选取雨淋阀作为预作用报警阀，设充气的预作用系统报警阀由湿式报警阀、雨淋阀等构成。

4.2.3 空压机的配置

空压机的供气规模应在30min内使管道内的气压达到设计要求，对于预作用系统，文献[5]第232页要求空压机启泵压力为0.033MPa，停泵压力为0.047MPa；系统压力低于0.03MPa时，空压机自带的压力开关报警。

4.3 快速排气阀的选择

快速排气阀的体积流量干式消火栓系统，有压充气管道的快速排气阀前，应设常闭电动阀，在启动消防水泵的同时开启。

4.4 预作用系统的小结

预作用系统在系统组件，联动控制等方面与湿式系统不同，消防水箱、流量开关及低压压力开关的设置等与湿式系统相同。

本工程预作用系统参见图2所示。

图2 预作用系统原理图

预作用报警阀间要求建筑专业全部保温处理，平面布置参见图3所示。

图3 预作用系统报警阀布置图

5 结语

在管道水可能冰冻的敞开式停车库，消防给水系统应优先选择采用干式消火栓及预作用系统（需要设计自动灭火系统时），充分理解规范内涵情况下，系统可以做到安全可靠，符合“绿色建筑”的时代潮流。