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地下双层机械车库喷淋设计水量探讨

杨志恢

中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州省贵阳市 550081

摘要：针对地下机械车库喷淋系统布管形式及不同流量系数的喷头选取，阐述双层机械车库喷淋设计水量。经计算复核内置喷头为K=80时，设计水量取值宜为50L/s；内置喷头为K=115时，设计水量取值宜为40L/s。

关键词：机械车库；危险等级；喷水强度；作用面积；内置喷头

前言

随着城市居民生活水平越来越高，汽车保有量越来越多，城市用地越来越紧张，机动车位紧缺的问题成为城市管理的一个新的问题；在各种类型的车库中，机械式立体车库由于其优势越来越多的应用在地下车库中，由于其火灾危险性的要求，对消防系统的配置有一定的要求，本文对不同接管形式下双层机械式立体车库的自动喷水灭火系统设计水量进行探讨。

一、喷头布置原则及参数选择：

1、喷头布置原则：根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB50067-2014）》中7.2.6.1条规定：“应设置在汽车库停车位的上方或侧上方，对于机械汽车库，尚应按停车的载车板分层布置，且应在喷头的上方设置集热板”，故机械车库喷头应布置在两处，一处为车位顶部，一处为下层的载车板；即在每个车位顶上布置流量系数为K=80的直立型喷头，在机械车位的前后两端布置喷头，具体的布置如下示意图。

图1 喷淋平面布置示意图图2 双层车架剖面示意图

2、车架内置喷头开放数量确定：《自动喷水灭火系统设计规范（GB50084-2017）》（以下简称《喷规》）附录A规定汽车停车场属于中危险II级场所，将中危险II级场所喷水强度及作用面积（表1）与《喷规》表5.0.4-1（表2）中数据进行对比，中危险II级场所喷水强度为：8L/（min·m2），作用面积为：160m2；仓库危险I级储物高度不大于3.5m时喷水强度为：8L/（min·m2），作用面积为：160m2，储物高度大于3.5m时其喷水强度和作用面积越大。通过对比发现中危险II级场所喷水强度、作用面积及均小于等于仓库危险级I级要求，故认为在车库计算中车架内置喷头开放数不超过仓库危险级I级时的要求。

根据《自动喷水灭火设计系统设计手册》4.12.2条建议两层立体汽车库车架内置喷头的计算数量宜按4～8个喷头计算。《喷规》中表5.0.8中货架内喷头开放层数为1层时，仓库危险I级计算个数为6只喷头，故双层机械车库车架内置喷头火灾时开放数量应按照6只来进行计算。

表1 民用建筑和厂房采用湿式系统的设计基本参数

表2 仓库危险级I级场所的系统设计基本参数

故在车库计算时，喷水强度应取：8L/（min·m2），作用面积为：160m2，内置喷头开放数量按照6只进行计算。

二、喷淋流量计算：

车库喷淋水量应为一次火灾时作用面积内的用水量与车架内开放喷头水量之和确定。

1、车架内置喷头水量计算：车架内置侧喷喷头一般采用流量系数为K=80或K=115的喷头，并在其上方设置挡水板。根据《喷规》5.0.8.2条规定：“当流量系数等于80的标准覆盖喷头时，工作压力不应小于0.20MPa；当流量系数等于115的标准覆盖喷头时，工作压力不应小于0.10MPa”。两种流量系数不同的喷头在标准压力时单个喷头流量为：当K=80时， =1.89L/s；当K=115时， =1.92L/s。

2、作用面积内水量计算：

作用面积内水量计算时如果最不利点压力取值过高则会导致整个管网压力增加，整个系统出流量大，根据要求最不利点的喷头最小压力可以取0.05MPa，但车架内置喷头在K=115时最低要求为0.10MPa，如果车架内置喷头的接管从最末端接出则末端的压力最低要求0.10MPa，对于管网前端来说压力变大，作用面积内的计算水量偏大。故在布管时接管不从末端接出，而从配水主管处接出车架内喷头配水支管，以图3布置为例进行计算，

图3 双层机械车位水力计算简图

车架内置喷头接管由节点7接出。当K=80时，起端压力设定为0.10Mpa，节点7压力为0.24Mpa；当K=115时，起端压力设定为0.05Mpa，节点7压力为0.12Mpa；这样接管可大幅降低管网起端压力。具体计算下表：

表3车架内喷头采用K=80时水力计算表

管段名称	起点压力mH2O	管道流量L/s	管长m	管径mm	水力坡降mH2O/m	流速m/s	损失mH2O	终点压力mH2O
1-2	10.00	1.33	3.20	25	0.594	2.27	2.38	12.38
2-3	12.38	2.81	3.30	32	0.669	2.85	3.61	15.99
3-4	15.99	4.49	1.65	40	0.756	3.35	3.51	19.51
10-11	16.56	1.71	3.30	32	0.248	1.74	0.89	17.46
11-4	17.46	3.46	1.65	40	0.451	2.59	2.10	19.55
4-5	19.51	7.95	2.80	65	0.168	2.18	1.19	20.70
12-13	10.63	1.37	3.20	25	0.631	2.34	2.53	13.15
13-14	13.15	2.89	3.30	32	0.711	2.94	3.84	16.99
14-5	16.99	4.62	1.65	40	0.803	3.45	3.73	20.72
15-16	17.50	1.76	3.30	32	0.262	1.79	0.94	18.44
16-5	18.44	3.56	1.65	40	0.476	2.66	2.21	20.66
5-6	20.70	16.13	2.80	80	0.277	3.14	2.27	22.97
17-18	11.80	1.44	3.20	25	0.701	2.46	2.80	14.60
18-19	14.60	3.05	3.30	32	0.790	3.10	4.26	18.86
19-6	18.86	4.87	1.65	40	0.891	3.64	4.15	23.01
20-21	19.38	1.85	3.30	32	0.291	1.88	1.05	20.42
21-6	20.42	3.75	1.65	40	0.527	2.80	2.45	22.87
6-7	22.97	24.75	0.84	100	0.153	2.79	1.32	24.28
7-8	24.28	24.75	2.16	150	0.018	1.24	0.04	24.32
22-23	12.50	1.48	3.20	25	0.743	2.54	2.97	15.47
23-24	15.47	3.14	3.30	32	0.837	3.19	4.52	19.99
24-8	19.99	5.01	1.65	40	0.944	3.74	4.39	24.38
25-26	20.63	1.91	3.30	32	0.309	1.94	1.11	21.74
26-8	21.74	3.87	1.55	40	0.561	2.89	2.55	24.29
8-9	24.32	33.63	2.47	150	0.033	1.69	0.39	24.71

表4 车架内喷头采用K=115时水力计算表

管段名称	起点压力mH2O	管道流量L/s	管长m	管径mm	水力坡降mH2O/m	流速m/s	损失mH2O	终点压力mH2O
1-2	5.00	0.94	3.20	25	0.297	1.60	1.19	6.19
2-3	6.19	1.98	3.30	32	0.335	2.02	1.81	8.00
3-4	8.00	3.17	1.65	40	0.378	2.37	1.76	9.75
10-11	8.26	1.21	3.30	32	0.124	1.23	0.45	8.71
11-4	8.71	2.45	1.65	40	0.225	1.83	1.05	9.75
4-5	9.75	5.62	2.80	65	0.084	1.54	0.59	10.35
12-13	5.30	0.97	3.20	25	0.315	1.65	1.26	6.56
13-14	6.56	2.04	3.30	32	0.355	2.08	1.92	8.48
14-5	8.48	3.27	1.65	40	0.401	2.44	1.86	10.34
15-16	8.77	1.24	3.30	32	0.132	1.26	0.47	9.24
16-5	9.24	2.52	1.65	40	0.239	1.88	1.11	10.35
5-6	10.35	11.41	2.80	80	0.138	2.22	1.14	11.48
17-18	5.89	1.02	3.20	25	0.350	1.74	1.40	7.29
18-19	7.29	2.15	3.30	32	0.394	2.19	2.13	9.42
19-6	9.42	3.44	1.65	40	0.445	2.57	2.07	11.49
20-21	9.73	1.31	3.30	32	0.146	1.33	0.53	10.25
21-6	10.25	2.65	1.65	40	0.265	1.98	1.23	11.48
6-7	11.48	17.50	0.84	100	0.077	1.97	0.66	12.14
7-8	12.14	17.50	2.16	150	0.009	0.88	0.02	12.16
22-23	6.23	1.05	3.20	25	0.370	1.79	1.48	7.71
23-24	7.71	2.21	3.30	32	0.417	2.25	2.25	9.96
24-8	9.96	3.54	1.65	40	0.471	2.64	2.19	12.15
25-26	10.33	1.35	3.30	32	0.155	1.37	0.56	10.89
26-8	10.89	2.74	1.55	40	0.281	2.04	1.28	12.17
8-9	12.16	23.78	2.47	150	0.017	1.19	0.19	12.35

通过计算简图及计算表可知，作用面积内开放喷头数为20只，最不利点喷头压力取值之差为5m时出流量相差约10L/s，故配水支管合理连接及最不利点喷头压力取值对整个喷淋水量的计算有直接关系。在车架内置喷头采用K=80时，车库喷淋系统设计流量为Q=33.63+6X1.89=44.97L/s；采用K=115时，设计流量为Q=23.78+6X1.92=35.30L/s。考虑到车架内置管道的实际压力比理论计算时要大些，实际出流会比理论计算偏大，故采用K=80，设计流量取值为50L/s；K=115时，设计流量取值为40L/s。

三、结语：

1、地下双层机械车库内置喷头，一次火灾时开放数量宜按照6只计算。内置喷头配水支管接管位置宜从配水主管高压力点处接出，可降低管网压力，减小作用面积内出流量。

2、地下双层机械车库喷淋设计水量，当内置喷头采用K=80时，设计流量宜取50L/s；当内置喷头采用K=115时，设计流量宜取40L/s。

参考文献:

[1]黄晓家，姜文源.自动喷水灭火设计系统设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2002

[2]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

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

[4]桑松表，王靖华，龚增荣.地下机械车库喷淋用水量的探讨[J].浙江建筑，2014，（10）：62-65

地下双层机械车库喷淋设计水量探讨