寒冷地区地下车库消防系统设计工程实例

薛武俊

上海浚源建筑设计股份有限公司,上海市200000 

摘要：地下车库发生火灾时火情发展迅速、烟气毒性大、救援困难。结合工程实际对比了干式与湿式消火栓系统；预作用、干式和湿式自动喷水灭火系统的优缺点。

关键词：地下车库 干式消火栓系统 预作用

给排水专业在设计地下车库消防系统时应当考虑到地下车库本身面积较大并连接地上各单体建筑，大多数设备间和管线较为集中。对此如何合理的选择系统、规划管线将直接影响到消防系统的可靠性和经济性。尤其北方地区的地下车库多为非采暖空间，在设计上如何实现可靠性和经济性二者的平衡更值得我们探讨。

该项目位于山东省威海市文登区，当地一、二月的平均气温在-2℃至3℃，较为寒冷。

地下车库为单层，除必要的各消防设备用房需采暖外，本地下车库均不提供采暖。

本工程室内消火栓系统采用临时高压制，初期火灾用水量由位于26号楼的18m³屋顶消防水箱提供。

消防泵房设置在地下一层。消防泵房内设置室内消火栓加压泵2 台（1 用1 备）消火栓加压泵从消防水池抽水。

地下车库消火栓的布置。火情时考虑到地下室的特殊性，尽可能的在出口处布置消火栓，消防队员突进火场时能方便找到，并在出口处架设水枪阵地，进可救援，退也可以保障自己的安全。

由于本地下车库为建筑内非采暖区域，结合本项目的特点，设计时考虑到有两种解决方案。

方案一：在地下车库内形成室内消火栓系统环网，然后通过该环网在通往各单体的连接通道处分别引入两根消火栓给水管，并在各单体内再次成环，形成一个整体的室内消火栓系统。

地下室内区域内的消防管道采用电伴热，冬季时维持管道温度不低于4℃。地下室消火栓环网管径按本工程最大室内消防用水量服务（高度大于54m的住宅：20L/s）为DN150。但是综合楼和小商业建筑群远离地下车库，还需从室内消火栓主泵出水管引出两根DN150室内消火栓给水管埋地铺设（最小覆土深度在冰冻线以下0.3m）在室外成环以此连接距地下车库较远的建筑群。

方案二：从室内消火栓主泵出水管引出两根DN100消火栓给水管独立成一套管网供地下车库使用。另外再从室内消火栓主泵出水管引出两根DN150消火栓给水管埋地铺设，在室外成环并接入各单体。

考虑到本地下车库室内消火栓管网的独立性，干管可按地下车库室内消防用水量10L/s确定，选用DN100，较第一种方案（方案一：干管为DN150）管道容积大大缩小，经计算可满足《消防给水及消火栓系统技术规范》（以下简称《消规》）中规定的干式消火栓系统冲水时间不应大于5min的条件，故在地下室内区域采用干式消火栓系统并在两根引入管处各设置一套雨淋阀，由消火栓箱上的报警按钮和火灾自动报警系统控制，当发生火情时，手动报警按钮和火灾探测器均可发出电信号控制电磁阀放水使水流通过雨淋阀进入系统，同时最高处的自动排气阀同步进行排气，使管网进入准工作状态。

通过两种方案的比较，结合项目实际，最终我们选择了方案二。这种独立的地下车库干式系统相比传统的电伴热带动整体的室内消火栓系统的模式其优点有：

a. 两种方案初次投资相近。方案一的优势本应该在节省管材上优于方案二，但本项目有独立的建筑群远离地下车库，必须有一套埋地室内消火栓环网与其相连。方案二选用DN100作为地下车库室内消防栓主管在地库消防系统成本上有明显优势。

b. 方案二维护使用成本较低。冬季相较于电伴热系统，干式消火栓系统无需额外的能源维持其自身的稳定性，更加节能环保。

c. 方案二依然有效保障生命财产安全。选用该系统时严格按照《消规》对干式消火栓系统的要求进行设计。当地下车库发生火情时，身处地下室无外界光源，未收训练的人们仅靠应急照明和疏散指示灯在有毒烟气的环境下心理极易崩溃。同时考虑到小区地下车库不同于大型购物中心的地下车库。平时停留人员较少，小区居民在地下车库发生灭火器无法控制的火情时，第一时间应该是疏散并报警。待消防官兵赶到时，干式系统以及完成了湿式的转换，并处于准工作状态，供消防官兵使用。

d.方案二较方案一可靠性提高。方案二中地下车库和住宅的消火栓系统互相独立，地下车库消火栓管网检修或损坏时，不影响住宅的室内消火栓系统。

        本工程地下车库自动喷水灭火系统系统为临时高压制,危险等级为中危二级，采用预作用系统，初期消防用水量和平时系统的稳压则由屋顶消防水箱提供。

        喷淋加压泵（1 用1 备）设置在地下一层的消防泵房内,以消防水池为水源，喷淋加压泵的启动由高位消防水箱出水管的流量开关和报警阀组的压力开关来触发。

         本项目在设计时选择自动喷水灭火系统类型，有如下备选方案：湿式系统；干式系统；预作用系统。

         湿式系统：其是管网内充满有压水的闭式系统。本地下车库在冬季平均气温低于4℃。如要使用湿式系统需要使用电伴热保温，维持温度不低于4℃，并使用保温层包裹。在施工上要求较高，不同电伴热产品须严格按照厂家指导施工以防在寿命中期出现电伴热材料腐蚀现象，损坏加热单元，严重威胁消防系统安全。在冬季需不间断断供电，维持管道不结冻，消耗能源，不利于节能。优点在于系统管道内随时都充满有压水，无论火情如何只待喷头打开后可迅速投入工作。

         干式系统：其是管网内充满有压气体的闭式系统。按《自动喷水灭火系统设计规范》（以下简称《喷规》）规定，排气注水时间不应大于一分钟，经验算本车库每个防火分区需配置4个干式报警阀，数量较多初次投资大管网复杂。当发生火情时，干式喷头遇热打开，管内有压气体释放促使报警阀的开启同时报警阀的压力开关传递电信号打开电动阀进行排气。故系统需要一个排气冲水的时间，一定程度上延误了火情初期阶段的喷水。而自动喷水灭火系统逐渐普及的建筑物中，大部分火灾都是因为火灾初期阶段设置了自动喷水灭火系统而被及时扑灭。地下车库大部分为汽油为燃料的机动车，当发生火灾时，其蔓延快、烟气毒性大。所以灭火动作快速也是一个重要的指标。

         预作用系统：其是管网内充满有压气体的闭式系统，并联动火灾自动报警系统，当火灾初期还未达到打开喷头所需的热量时，火灾探测电信号控制雨淋阀的开启，管网开始注水，同时打开电动阀进行排气。待火灾进一步发展后，喷头打开开始喷水控火，此时管网已从干式转换为湿式系统。在灭火时效性上要优于干式系统，并且按照《喷规》规定排气注水时间不应大于2分钟，相对于干式系统每个报警阀可保护的面积大大增加，减少系统数量，节约投资。相比于湿式系统，报警阀出水管后端管网无需电伴热的介入，能耗较少。

        综上选择了预作用系统作为保护。在每个防火分区内设置两个预作用报警阀，因为消防泵房内有采暖，但地下车库内无强制性区域均无采暖，出泵房的喷淋供水环网采用电伴热，从环网接出干管与预作用报警阀相连接，报警阀后的配水管网因采用预作用系统无需电伴热保温，且不需要安装保温材料。在经济性和控火时效性上均具有优势。

3  结语

1) 建筑内非采暖区域消防系统选择上具有多元性，设计消防水系统时不能一概的依赖于电伴热，应考虑到其优缺点和项目的实际情况，综合分析。

2)干式自动喷水系统应更快的完成排气和注水的过程，其喷头的开启和排气是分开进行的，故《喷规》给出的排气注水时间很短；而预作用系统在火灾热量未打开喷头时，管网已经完成或正在完成排气注水的过程，系统反应较快，故《喷规》中给出的排气注水时间放宽为2分钟，优于干式系统。

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