几种常见大型停车库的消防设计总结

摘要：结合国家现行防火规范，针对几种常见停车库的消火栓给水系统、自动喷水灭火系统技术进行介绍，并结合各系统设计在实际工程中的应用，提出了应注意的一些问题，以确保灭火方案的规范化。

关键字：大型地下停车库，敞开式大型停车库，机械立体停车库，消火栓系统，自动喷水-泡沫灭火系统

中图分类号： S611 文献标识码： A

随着当今中国经济建设的飞快发展，我国城市汽车数量急剧增加。但停车设施建设的相对滞后及有限的区域生活空间多用于环境绿化，停车空间的不足已成为越来突出的社会问题。于是城市中各种大型停车建筑孕育而生，比较常见的主要有大型地下停车库、敞开式停车库、立体停车库等。大型车库建筑火灾危险性大，消防也相应成为了设计的重中之重。本文对几种常见大型停车库的主要消防设计做以下讨论总结。

Ⅰ 大型地下停车库

由于城市建筑空间被无限大的利用，经常见到区域数栋地上建筑的地下建筑为一层或为几层大型停车库。按照《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-97）（以下简称“车规”）3.0.1规定，停车数量超过300辆的为I类地下停车库。按照“车规”7.1.2和7.3.1可知消防设施的种类主要为消火栓系统和自动喷水-泡沫联用喷淋灭火系统等。现对这两种系统的主要特点做简单论述：

1.消火栓系统的设置：

地下停车库一般有两种类型，一种为平时为停车场，战时为人防地下室；另一种为单一功能的停车库。若为第一种情况，设置在人防区消火栓系统宜单独成环，引入管由人防侧墙接入，在人防侧墙内设防爆波阀门。此系统的缺点是增加了消防管道管材的用量，但是可以减少阀门的用量，对于高层的地下车库也可以统一设减压设施，消防系统的安全度增加。另外消火栓的布置除了应满足相邻两个消火栓的水枪充实水柱同时到达室内的任何部位外，还应考虑消火栓设置在明显易于取用的地点。在实际工程中，消火栓一般设置在车库的边墙上或车库内的结构柱上。这两种设置方式各有利弊，设置在车库的边墙上，消火栓的取用需要通过停泊的汽车，不便于使用；设置在结构的柱上，妨碍汽车的行驶及停泊，容易刮碰。实际工程中应结合具体情况平衡利弊设置，也可沿泊车位方向在结构柱后增设一段短墙，把消火栓暗设在墙槽内。

2.自动喷水-泡沫联用喷淋灭火系统的设置：

因I类地下停车库火灾危险性大，且火灾种类复杂，故“车规”明确规定“I类地下停车库、I类修车库宜设置泡沫喷淋灭火系统”。泡沫灭火系统最早主要是应用在石油化工生产存储和石油燃气工程中。泡沫在灭火机理上主要是通过冷却、隔离和窒息方式，轻水泡沫除了能起到隔绝燃烧物附近的空气和降低燃烧物表面的温度外，还能在液体面上生成具有特殊灭火效果的“水成薄膜”，它可以在燃烧物体表面迅速扩散，阻隔燃烧液体受热形成的易燃汽化物向外蒸发。因此带有泡沫液的喷淋系统的灭火效果远大单纯水喷淋系统。

该系统是由湿式系统或雨淋系统和供水设施及泡沫罐、泡沫比例混合器、泡沫控制阀构成。工作原理为：当闭式喷头下方出现火情，温度达到闭式喷头温度时，喷头开启，报警阀打开，并由报警阀上的压力开关启动消防水泵供水，然后水压将橡胶囊里的泡沫液挤压出去，通过泡沫调和阀及比例式混合器由喷头喷出泡沫液体，喷洒在燃烧的物品上。泡沫调和阀是为了防止泡沫在没有火情之前进入管网。比例混合器：在水泵启动供水时，打开泡沫液储罐进口上的电磁阀，水进入泡沫罐将橡胶囊里的泡沫挤压出去，通过大范围的混合器按比例（3%或6%）流入管网。《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）（以下简称“喷规”）5.0.8规定：持续喷泡沫的时间不宜小于10min。因自动喷水延续灭火时间不小于1h，也就是说自动喷水-泡沫联用系统的作用前10min是喷泡沫，后50要喷水。

自动喷水-泡沫联用系统的设计参数按“喷规”的规定设计的喷水强度为8 L/ (min・) ,作用面积为160 m2 ,喷头工作压力为0.1MPa。“喷规”5.0.8 条规定喷头自喷水至喷泡沫的转换时间,按4L/s 流量计算,不应大于3 min。此条实际上规定了泡沫液储罐(比例混合器) 与最远喷头之间的管道长度。4L/s的流量也就是发生火灾时,按3支喷头动作的流量,这与实际火灾现场的情况基本相符。按此计算,动作喷头与泡沫液储罐(比例混合器) 的最大管道长度约为90 m。基本上是每一防火分区设一套泡沫液储罐。泡沫液储罐设置在专用设备间内,便于维护管理。泡沫液应每年检查一次，防止有过量的沉积物，一般水成膜泡沫液的储存时间为15年以上。

能否合理地布置喷头,决定喷头能否及时动作和按规定强度喷水。喷头应布置在顶板或吊顶易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置。当喷头附近有不可避免的障碍物时,应按“喷规”7.2 节喷头与障碍物的距离的要求布置喷头,或增设喷头,以补偿因喷头的洒水受阻而不能到位灭火的水量。对于地下汽车库,喷头的布置取决于结构梁的布置形式及车位的布置方式。在设计中,为使车库喷头布置合理,将结构梁插入建筑图中并以灰示显示,可提高喷头布置的准确性,解决施工中经常发生的喷头与梁相碰的矛盾。

Ⅱ 敞开式大型停车库

为满足消防上自然排烟且建筑上自然采光效果好，经常会见在大型集中停车场建筑设计中通常为四周全为敞开式的地上多层甚至高层敞开式停车场，停车数量高达数千辆。该种车库火灾发生概率大，且发生火灾蔓延迅速，难以控制，更有爆炸的危险。敞开式大型停车库消防设计除了满足上篇所述大型停车库消防设计外，还有其项目独特性。在最冷月平均温度不低于-5℃的低区，其室内消防给水管带可采用加厚保温层外加空气隔热层双重保温的防冻措施，也可采用管道外加电阻丝加热（电伴热）的防冻措施。若项目位于寒冷地区，该种建筑内温度基本和室外极低温度相同，又因消防管网水位死水，若使用电伴热加保温的措施效果将大打折扣，且为了不确定的火灾每年会耗费很多的电能，若遇停电或保温材料老化没及时更换，可能导致管道冻裂，那么发生火灾时系统将起不到作用。因此在严寒、寒冷地区的敞开式大型停车库宜采用干式消火栓系统和预作用-泡沫系统。

1.干式消火栓系统简述：

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014的7.1.5和7.1.6条可知，消火栓采用干式系统时，在进水干管上设置雨淋阀或电磁阀、电动启闭阀等快速启闭装置，当采用电磁阀或电动阀时开启时间不应大于30S；当采用雨淋阀时应在消火栓箱设置直接开启雨淋阀的手动按钮；且规定干式消火栓的充水时间不大于5min。设计时，可在消火栓两个进户官道上分别设置电动阀门，且电动阀应具有手动控制功能，管道的最高点设置快速排气阀，电动控制阀门与消防控制中心联动，接到火灾报警信号后，电动阀迅速开启，系统充水转变为湿式系统，待消防队员赶到火灾现场时，利用消火栓灭火。为便于电动阀的检修，电动阀前设置常开闸阀，电动阀后及每根立管的最低点处设泄水阀，待灭火完毕后泄空管道内积水，系统有转换为干式系统。为防止电动阀前管道冻裂，阀门前管道应设置在采暖的房间内或采用电伴热，外加保温层保温。每年的消防检查过后，应及时泄空管道内的积水。

2.预作用-泡沫系统简述：

该系统即是自动喷水-泡沫联用喷淋灭火系统和预作用系统的结合，也是为了避免严寒、寒冷地区自动喷水-泡沫联用喷淋灭火系统管道充水冻裂，而延伸的系统。我国规范的预作用系统为电气单连锁系统，即系统处于准工作状态时管道不充水，只有在火灾自动报警系统动作后开启预作用阀后，转换为湿式系统的闭式系统。也就是说采用预作用-泡沫系统的敞开式停车库必须让电气专业设置火灾自动报警系统（感温探测、感烟探测）。值得提醒的是：按照“车规”9.0.7除敞开式汽车库以外的I类汽车库……，应设置火灾自动报警系统，意思是按照“车规”对电气专业规定的敞开式汽车库可以不设置火灾自动报警系统，该说法与此相矛盾，故设计时一定要提醒电气专业配置火灾自动报警系统。

“喷规”8.0.9规定了系统的喷水管道充水时间不宜大于2min。按照“给排水技术措施”所述，在工程实践中一般一个报警阀控制喷水管道的容积宜在1500L以内。根据此上两条的规定，一个报警阀后除了满足喷头数量不超过800只，配水管道系统也不能太大，根据工程经验一般控制面积不超过1800且应满足动作喷头与泡沫液储罐(比例混合器) 的最大管道长度约为90m。

另外预作用报警阀组配置空气压缩机及控制装置，其下游的管网充有低压空气，监测管网的密闭性，空气压力0.03MPa ~0.05MPa。火灾时，保护区内两路火灾探测器都发出火灾报警后，打开预作用报警阀上的电磁阀，同时打开着火区域的末端快速排气阀的电动阀排气，使阀前的有压水进入管路，同时空压机停机。

该系统虽然可以避免管道冬季冻裂的大问题，但是也存在一些弊端，主要有：1）系统过于复杂，日常管理维护工作大；2)若管网存在漏气现象不被发现，空压机会一直运行，浪费电能；3）每年消防检查后管网需泄水。笔者认为对于冬季寒冷天气不时间长地区，建议采用普通泡沫喷淋系统加电伴热保温比较安全经济；在冬季寒冷天气时间过长的北方寒冷、严寒地区，使用此系统就有很大的优势及经济效益。

Ⅲ机械立体停车库

一种空间利用率高，占地面积小而且是最简单也是最常见的机械立体停车库之一，简易升降式立体车库也在现在车库建筑得到了广泛的应用。但是现有国家规范缺少对机械式立体车库的消防给水设计规定，各设计人员在设计中也存在较大的差异。现对此种车库的消防设计特殊性最以下论述：

1.消火栓系统：

因机械式停车库具有充分利用空间，全电脑简便操作，停车时无人员停留的特点，发生火灾时基本不会危及人员的安全。又因为车库空间较小，消火栓的布置比较困难，即使车库内设置了消火栓，由于空间狭窄，也给消防员使用消火栓带来诸多的不便。笔者认为，设计此类车库消火栓时，以实际、实用出发，应以自动喷水灭火系统为主，适当放宽消火栓的设置条件。

2.自动喷水灭火系统：

“车规”规定喷洒系统的设计危险等级按中危险级确定，接合“喷规”车库按中危险Ⅱ级确定，喷水强度为8L/（min.），作用面积160。从前面分析可知，自动喷水灭火系统实际上为此类车库的主要灭火方式，故设计时建议适当提高危险等级设计。按照“车规”7.2.3.2规定“机械式立体停车库、复式汽车库的喷头除在屋面板或楼板下按停车位的上方布置外，还应按停车的托板位置分层布置，且应在喷头的上方设置集热板”。按现在形成的消防设计理念车位上方设置直立型喷头，下层车位设置边墙型喷头加集热板的方式。虽然“喷规”中对边墙型喷头的使用场合限制在轻危险、中危险级Ⅰ级，与此场合的危险等级产生矛盾，但是现在边墙型喷头的不断改进、更新，其性能及喷水效果大大提升，对于此种场合使用想必也是最好的选择。值得注意的是，计算设计用水量不能忽略下层车库托盘位置的喷头消防水量，两层机械式立体车库托板处喷头累计计算不超过8个，三层不超过14个，并且车板托盘处的喷头流量系数应按115L/min。所以在设计时，喷洒泵的设计流量应经过仔细计算后选型。同时也应该考虑消防排水设施的设计。

参考文献：

[1]《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014.

[2]《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97.

[3]《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2011（2005年版）.

[4]《建筑设计防火规范》GB50016-2006.

[5]《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-92（2000年版）.

[6]全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水.