带I类地下车库高层建筑的喷淋泵设置案例探讨

2021-06-04李少华

四川建筑 2021年2期

李少华

(成都基准方中建筑设计有限公司，四川成都 610011)

100～150 m的超高层住宅和150 m以内的高层公共建筑，消防系统常通过减压阀分区，一般可以不设消防转输水箱。国内越来越多地区在消防审查中把此类建筑的地下车库火灾定性为B类，因此I类车库应按照GB 50067-2014《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》7.2.3条规定，采用泡沫-水喷淋系统，同时需执行GB 50151-2010《泡沫灭火系统设计规范》7.3.4.1条规定，满足作用面积不小于465 m2的要求。此时地下室喷水系统和塔楼喷水系统的消防水量和扬程相差较大，按照传统水泵选型思路，把喷水系统作为整体来考虑，采用统一供水方案，喷淋泵设置成1用1备或2用1备，常会造成系统超压运行和消防储水消耗过快，不但威胁系统安全，而且造成投资浪费。针对高层公建和超高层住宅地上和地下喷水系统工况差距显著的特征，采用分区供水方案，分别选择喷淋泵组，把地上、地下两部分当成两个不同的分区，可有效解决上述问题。

1 不同类型的高层项目选泵方案

1.1 高层公建

1.1.1 建筑概况及消防水量水压要求

某高层办公楼建筑高度99.2 m，地下车库三层，为I类车库，水池底为-5 m深，地下室火灾危险等级为中危险II级，喷水系统设计流量80 L/s，地下室最不利喷头标高为-0.30 m，干管管径为DN200；99.5 m高的塔楼部分的火灾危险等级为中危险I级，喷水系统流量经计算为34 L/s，塔楼最不利喷头高度为98.9 m，干管管径为DN150。其中塔楼喷水系统的设计工况扬程为152.68 m，流量为34 L/s;地下室喷水系统设计工况扬程为75.74 m，流量为80 L/s。

1.1.2 选泵方案

(1)统一供水方案：按照1用1备选泵，满足塔楼和地下车库两种工况，此时应选取XBD13/70-200(W)型机组，功率132 kW，当流量34 L/s时扬程153 m，流量80 L/s时扬程120 m，但由于消防验收要求水泵满足地上与地下的最大流量和扬程，此时选出水泵型号为XBD15.5/85-200N5×352，功率250 kW，流量为80 L/s，扬程为155 m。若按照2用1备的配置方式来选泵，选择扬程160 m，流量40 L/s的XBD16/40-150(DL)型水泵，单泵功率90 kW，总功率180 kW，当建筑地面上发生火灾时，启动1台喷淋泵，当地下室发生火灾时，需启动2台。

(2)分区供水方案：地下车库喷淋泵选择流量80 L/s，扬程80 m的卧式泵XBD8/80-435(W)，该泵功率90 kW。地上喷淋泵选择扬程160 m，流量40 L/s的立式多级泵XBD16/40-150(DL)，该泵功率90 kW。虽然根据GB 50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》3.1.1.3条规定，仓库和民用建筑同一时间内的火灾起数应按1处确定，但考虑到火灾如果发生在系统分区临界处的情况，喷水系统还是要考虑两组泵同时工作的情况，用电负荷还是要按照180 kW来考虑。

1.2 超高层住宅

1.2.1 建筑概况及消防水量水压要求

根据GB 50016-2014《建筑设计防火规范》(2018版)8.3.3.4条，建筑高度大于100 m的住宅建筑应设置自动灭火系统，并宜采用自动喷水灭火系统。以144.3 m的超高层住宅为例，水池底为-5 m深，地下室火灾危险等级为中危险II级，喷水系统设计流量80 L/s，地下室最不利喷头标高为-0.30 m，干管管径为DN200；144.3 m高的塔楼部分的火灾危险等级为轻危险级，喷淋系统流量经计算为26 L/s，塔楼最不利喷头高度为144 m，干管管径为DN150。其中塔楼的喷水系统的设计工况扬程为195.16 m，流量为26 L/s；地下室设计工况扬程为78.89 m，流量为80 L/s。

1.2.2 选泵方案

(1)统一供水方案：按照1用1备选泵，应选取XBD16/60-150(W)，功率160 kW，当流量26 L/s，扬程196 m；当流量80 L/s，扬程134 m。若按照项目的最大流量80 L/s和最高扬程200 m，选出喷淋泵XBD20/80-200D/5，功率250 kW。若按2用1备选泵，扬程197 m，流量40 L/s的立式多级泵XBD20/40-150DN，该泵功率132 kW，泵组功率264 kW。

(2)分区供水方案：塔楼选择扬程196 m，流量30 L/s的XBD20/30-125DN的水泵机组，机组功率110 kW。地下车库选择扬程80 m，流量80 L/s的XBD8/80-200(W)水泵机组，机组功率200 kW。

2 选泵方案分析与讨论

2.1 系统安全性

从水泵参数可知，1用1备的选泵方案存在低区严重超压问题，虽然可通过减压阀组和泄压持压阀泄来降低系统压力、稳定和保护系统，但需要增加阀组和附件，增加了系统复杂性和造价，降低了系统稳定性和安全性。2用1备的系统，扬程按照最大设计扬程考虑，可以满足塔楼自喷消防要求，但当车库发生火灾时，机组启动后系统严重超压，且2用1备的较1用1备可靠性也略差。而按照塔楼和车库喷水系统工况分别选出两套泵组则可满足系统安全性和可靠性要求。

2.2 泵房面积

以满足塔楼喷淋流量40 L/s，扬程197 m的水泵机组为例，同时考虑泵设在负一层，水泵排气孔不能对消防水池最低有效水位造成影响的不利情况，采用2用1备统一供水方案和分区供水方案分析对泵房面积的影响，不同方案的水泵平面布置见图1与图2。

从图1和图2可以看出，2用1备的配置方式可节省约12 m2面积，但因为剪力墙的原因，节省出来的面积很难转换为经济效益，在实际项目中，建筑专业在布置地下室机房位置的时候，已充分考虑到经济性，消防泵房大多在主体范围投影下，经济价值较低，消防泵房面积的增加对经济性影响不大。

2.3 经济比较

采用1用1备和2用1备的配置方式的时候，超压管网需要在地下室喷淋系统的湿式报警阀组前加减压阀，通常需要两级减压，即1个比例式减压阀和1个可调式减压阀，同时减压阀后还应设置安全阀和Y型过滤器，上述设备均应1用1备，单套阀组综合造价为2.5万元。此外由于安全阀的泄压阀值比系统工作压力高0.4 MPa，将提高阀门管道附件价格公称压力要求，增加造价，本次暂不考虑此部分费用(表1)。