大型地下车库消防设计
建设部建筑设计院第一建筑设计所王耀堂
一、工程概述：
随着经济的发展，汽车进入家庭成为必然，城市汽车拥有量大幅增加，大型车库的建设已十分常见，尤其地下车库不仅成为楼宇建设的必备，而且规模越来越大。
在此以一个工程实例谈一谈大型地下车库的消防设计。
某高档社区位于北京西城，总建筑面积约26万m2，由三栋小高层、四栋高层住宅和一档高层住宅的下面，地下室分三层，地下一层为会所、库房和自行车库；地下二层为汽车库和游泳池，停车位339辆，建筑面积1．５万m2,地下三层停车位400辆，建筑面积1．51万m2，最大防火分区建筑面积4000 m2。
地下三层暂时为人防车库，为I类汽车库。
二、灭火系统设计：
根据现行规范，按中危险级设自动喷水灭火系统，设消火栓管道系统并配置手提式和推车式干粉灭火器。
地下车库不采暖，由于自动喷水灭火管网系统大，管线长，管道容积远大于3．0 m3,最远端喷头距报警阀270米,喷水滞后时间达90秒（流速以3m/S计），不宜采秀湿式和干式系统。
经比较采用预作用自动喷水灭火系统。
由于汽车库面积大，车辆多，为保证安全，减少损失，增设轻水泡沫灭火系统。
社区内集中设消防水波和泵房，地下车库灭火系统是社区内的低区系统。
三、预作用闭式轻水泡沫一水喷淋灭火系统：
1．地下车库内喷头的布置：详附图1：
a．按车库设计防火规范规定：喷头布置在停车位的正上方，以保证灭火效果。
b．车库内结合梁为“井”字布置，为了避免上喷喷头与梁的交叉，喷头布置在“井”字梁的中间，多数柱间间距8m；喷头间距2．67m。
c．矩型风管宽度超过1．2m处风管下增设喷头。
人防车库高不小于2．4m（车道部分），由于受高度的限制，正对车道的风管下喷头以侧喷式喷头代替，并设集热板。
其它非车道部分风管下喷头仍为上喷，保证喷头下净高不小于2.10m。
2．预作用自动喷水灭火系统的控制：
正常状态时，管网中充有压缩空气，压力为0．03MPa，以监视管网中的工作状态；火灾初时，保护区内有的感温、感烟控测器发出的信号，火灾控制器收到双信号后发出指令，启动相应报警阀上的电磁阀，打开该系统的报警阀，使轻水泡沫混合液进入管网中，在短时间内充满管网，成为湿式系统；同时敲响水力警火。
如火灾继续扩大，10分钟内泡沫混合液喷完，喷头继续喷水以进一步控制火灾。
由于管网大，防火分区多，为减少喷水后管网排水清洗的困难，方便管理维修，因此要求每个报警阀与相对应的保护区内感温、感烟深测器相配套联锁，火灾区相对应的报警阀打开，而其他报警阀仍是关闭的。
每个报警阀负担喷头数为800，每个报警阀配备一套空气压力维持装置。
预作用自动喷水灭火系统的管网图示详附图2
3．轻水泡沫灭火系统
泡沫液采用水成膜泡沫液。
泡沫混合液供给强度：Qs=9．921/(min．m2)
泡沫混合液供给时间：t=10分钟
泡沫液浓度：3%
泡沫液贮罐体积：V=450升。
1．管网水力计算：
喷洒泵工作扬程70m，以地下二层最远一个防护区为计算单元，最不利喷头最小工作压力0。
05MPa；计算平面简图及管道透视详附图3。
a喷洒泵工作扬程70m，以地下二层最远一个防护区为计算单元，最不利喷头最小工作压力0。
05MPa；计算平面简图及管道透视详附图3。
b不同工况下的水力计算详附表达式1、附表2、附表3。
自动喷洒管道计算平面简图自动喷洒管道透视图
附图3图确定自动喷水灭火系统的设计参数：
喷头间距Ａ＊Ｂ
喷头最小工作压力：Ｐ
１
＝０．05 MPa
喷头最小喷水量：Q
min =80√（9.8＊P
1
）(L/min)
喷头最小喷水强度:i
max
=Qmin/(A＊Ｂ)（Ｌ／min·m2）
喷头最大喷水强度：i
min =1.5＊i
min
（Ｌ／min·m2）
喷头平均喷水强度:i =1/2＊（i
min + i
max
）（Ｌ／min·m2）
喷头最大喷水量：Q
max
=imax＊（Ａ＊Ｂ）（Ｌ／min）
喷头最大工作压力：P2=（Q
max
/80）2（kPa）
自动喷水灭火系统设计流量：Q=1．３＊ｉ＊Ｓ（Ｌ/s）不同压力、不同喷头间距自动喷水灭火系统的设计值：
表１保护的面积按规范值Ｓ＝200m2（喷头间距3．６０＊３．６０）
表2 保护的面积按规范值Ｓ＝200m2（喷头间距3．67＊3．67）
表3 管网的设计流量
由于喷头间距的减小，在喷头最小工作压力工况下，喷水强度亦超过中危险级的规范规定值。
在设计流量不增加的前提下，灭火系统实际保护的面积相应的减小，最小工作压力工况下（0.05Mpa），实际保护的面积150m2，如果不设减压措施或减压不当，以喷头处工作压力为0.2Mpa计。
实际保护的面积只有75 m2。
反之，保护的面积按规范值：S=200 m2，则最小工作压力工况下（0.05Mpa）,Qs=39.61L/s；喷头工作压力控制在≤0.1 Mpa，满足喷水均匀的设计要求。
C．以本工程为计算实例，喷洒枝管采用统一规格时，水力计算见附表4；喷洒枝管采用习惯做法时，水力计算见附表5；
通过上述计算表明，在车库中设计自动喷水灭火系统，由于喷头间距的减小，喷头工作压力应受到严格限制，才能避免喷水强度严重超型标。
应适当加大自动喷水灭水系统枝管的管径，建议枝干管管径应适当减小，并必须进行管网水力计算，多余的压力通过减压孔板或节流管进行减压。
1．减压孔板的选用：该系统枝干管采用减压孔板进行减压，计算见附表6。
表6 减压孔板选用表
注：减压孔板的计算公式详见87S163
减压孔板应由专业厂商加工制造，避免在施工场加工，以保证减压孔板的机械加工精度，保证管道压力调节符合设计要求。
管道直径/DN100mm时推荐采用箍式专用联接件，避免管道的焊接接口。
2．节流管的选用：该系统枝干管如采节流管进行减压，计算见附表7。
表7 节流管选用表
08
12 31．80 15 80 40 1 0．044
53
11．94 2．000 1．000
17．
30
14．50
13 37．69 15 80 40 1．2 0．044
53
11．94 2．000 1．000
19．
30
18．39
14 38．00 30 100 50 1 0．011
08
15．29 2．000 1．000
21．
89
16．11
15 38．76 30 100 50 1 0．011
08
15．29 2．000 1．000
21．
89
16．87
16 39．83 30 100 50 1 0．011
08
15．29 2．000 1．000
21．
89
17．94
17 40．55 30 100 50 1 0．011
08
15．29 2．000 1．000
21．
89
18．66
注：节流管安装见下图：。