對(duì)Ⅰ類車庫泡沫-水噴淋系統(tǒng)管徑的計(jì)算探討On Pipe Diameter Calculation of Foam-water Spraying System in I-classGarage

張　怡，王家良（四川省建筑設(shè)計(jì)研究院，四川成都610017）

對(duì)Ⅰ類車庫泡沫-水噴淋系統(tǒng)管徑的計(jì)算探討
On Pipe Diameter Calculation of Foam-water Spraying System in I-classGarage

張怡，王家良
（四川省建筑設(shè)計(jì)研究院，四川成都610017）

該文探討了泡沫-水噴淋系統(tǒng)中噴淋管徑的合理設(shè)置方式；提出了一種泡沫-水噴淋系統(tǒng)中噴淋管徑的配比方式及對(duì)應(yīng)噴淋水泵的選型方法；提出了噴淋系統(tǒng)流量較大的情況下泡沫比例混合器的一種設(shè)置方法；并列舉了一個(gè)實(shí)際工程應(yīng)用案例。

泡沫-水噴淋系統(tǒng)；噴淋管徑；泡沫比例混合器；噴淋泵

最新出臺(tái)的《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50067-2014［1］（下文簡稱“車庫規(guī)范”）第7.2.3條規(guī)定，Ⅰ類地下、半地下汽車庫，Ⅰ類修車庫，停車數(shù)大于100輛的室內(nèi)無車道且無人員停留的機(jī)械式汽車庫宜采用泡沫-水噴淋系統(tǒng)。根據(jù)《泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50151-2010［2］（下文簡稱“泡沫規(guī)范”）第7.3.4條的規(guī)定，閉式泡沫-水噴淋系統(tǒng)的作用面積應(yīng)為465m2。對(duì)于汽車庫而言，作用面積較《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2001［3］（下文簡稱“噴規(guī)”）規(guī)定的160m2增大許多。增大作用面積帶來的最大影響就是噴淋設(shè)計(jì)流量的調(diào)整，有實(shí)際工程采用119.29L/s［4］的，也有計(jì)算結(jié)果為50.4L/s［5］。為使計(jì)算出的設(shè)計(jì)流量更具參考價(jià)值，本文對(duì)此進(jìn)行探討。

1　計(jì)算分析

根據(jù)筆者近期設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，地下室柱跨多為8400mm，根據(jù)主次梁的布置，噴頭間距多為2800mm。因此以2800mm為間距，布置作用面積為465m2的標(biāo)準(zhǔn)噴淋平面如圖1和圖2。其中圖1為兩側(cè)布置噴頭，每側(cè)噴頭數(shù)8個(gè)；圖2為單側(cè)布置噴頭，每側(cè)噴頭數(shù)8個(gè)。兩種情況均為水力條件最不利的情況，可作為系統(tǒng)計(jì)算和設(shè)備選型的依據(jù)。噴頭特性系數(shù)K取80，最不利點(diǎn)噴頭壓力取0.05MPa。

以上述兩種平面為依托，對(duì)噴淋支管管徑進(jìn)行計(jì)算。首先根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.0.7條最小管徑布置支管管徑。如表1。

噴頭兩側(cè)布置的計(jì)算結(jié)果為：總流量135L/s，入口壓力0.91MPa，平均噴水強(qiáng)度17.5L/ min·m2；噴頭單側(cè)布置的計(jì)算結(jié)果為：總流量150L/s，入口壓力2.35MPa，平均噴水強(qiáng)度19.44L/ min·m2。可見，在465m2的作用面積下，表1的支管管徑配置無論在總流量或是在入口壓力上，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不符合實(shí)際工程的需要。

由于總流量的成倍增長，傳統(tǒng)的DN150的干管管徑水頭損失過大，同時(shí)考慮到大于DN200的干管管徑會(huì)增大泡沫系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間［3］，導(dǎo)致不易滿足規(guī)范要求，因此這里將干管管徑定為DN200。管徑配比分為DN25、DN32、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN150、DN200幾個(gè)等級(jí)。在窮舉試算后，選取幾種流量和入口壓力相對(duì)較小的支管配置情況，以供后續(xù)設(shè)計(jì)參考。

表1　噴淋支管管徑配置一

圖1　噴頭兩側(cè)布置

圖2　噴頭單側(cè)布置

圖3　噴頭兩側(cè)布置

圖4　噴頭單側(cè)布置

表2　噴淋支管管徑配置二

表3　噴淋支管管徑配置三

表4　噴淋支管管徑配置四

表5　噴淋支管管徑配置五

表2雖然在“噴規(guī)”基礎(chǔ)上適當(dāng)放大了一些管徑，但由于第一個(gè)噴頭管徑為DN25，且DN150的噴頭數(shù)較多，使總流量在110L/s以內(nèi)；把第一個(gè)噴頭管徑改為DN32，同時(shí)適當(dāng)放大各級(jí)支管管徑，如表3-表5，總流量均可控制在90L/s以內(nèi)，入口壓力也在實(shí)際工程可接受范圍。表5的DN150噴頭數(shù)12個(gè)較表4的32個(gè)少，在末端特別是坡道端部，DN200的管徑從美觀上沒有優(yōu)勢(shì)，因此推薦表4的配置。

考慮到部分項(xiàng)目柱跨有7800mm的情況，噴頭間距多為2600mm，布置噴頭如圖3、圖4。噴淋支管管徑按照表4配置，得出表6。

可見噴淋流量均處于80L/s左右，說明該管徑配置表是能夠適用于噴頭間距是2600mm的場合的。由于作用面積范圍內(nèi)噴頭間距均是2400mm的極端情況并不常見，本文不多做推導(dǎo)。

2　工程案例

四川省瀘州市停車場建設(shè)項(xiàng)目是根據(jù)新“車庫規(guī)范”要求設(shè)計(jì)的一個(gè)PPP項(xiàng)目。共分為5個(gè)地塊，其中有4個(gè)地塊的地下停車場為Ⅰ類車庫，1個(gè)地塊為Ⅱ類車庫。根據(jù)要求，4個(gè)Ⅰ類車庫均設(shè)置泡沫-水噴淋聯(lián)用滅火系統(tǒng)。其管徑配置均按照表4設(shè)計(jì)，泡沫-噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量90L/s。噴淋泵兩用一備，單泵性能Q=50L/s，Hb=70～90m。地下室噴淋管徑按表4設(shè)計(jì)后，局部平面圖如圖5，竣工實(shí)景如圖6。

表6　噴淋支管管徑配置六

圖5　地下室噴淋局部平面

在設(shè)計(jì)過程中筆者發(fā)現(xiàn)，由于規(guī)范的更新，部分廠家原有設(shè)備無法滿足要求。如在90L/s的情況下，某廠家的泡沫比例混合器流量范圍為24～100L/s。若只選擇一個(gè)該混合器，則初期火災(zāi)噴射泡沫的精度不夠。工程中選擇了3個(gè)流量范圍在4～32L/s的混合器并聯(lián)才解決問題。希望廠商根據(jù)新規(guī)范的要求生產(chǎn)出合適的設(shè)備。

圖6　地下室實(shí)景

3　結(jié)論

在465m2的作用面積下，噴淋支管管徑的配比應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整方能滿足實(shí)際的需要。建議配比如正文中表4，在K=80，最不利噴頭壓力取0.05MPa，噴頭以2.8m為間距布置的情況下，設(shè)計(jì)流量可控制在90L/s以內(nèi)，入口壓力不大于0.11MPa。可供工程實(shí)際參考。

［1］中華人民共和國公安部.GB50067-2014汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］.北京：中國計(jì)劃出版社，2014.

［2］中華人民共和國公安部.GB50151-2010泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國計(jì)劃出版社，2011.

［3］中華人民共和國公安部.GB50084-2001自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國計(jì)劃出版社，2005.

［4］陳祎.地下汽車庫泡沫噴淋滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討［J］.福建建設(shè)科技，2014（2）.

［5］茍紅英，劉拓.地下車庫自動(dòng)滅火系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.給水排水增刊，2013（39）.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

This paper discusses the reasonable settingmethod for spraying pipe diameter in foam-water spraying system,proposes proportioning ratio forspraying pipe diameter and the selectionmethod forsuitable spraying pump.It is also a settingmethod of foam ratiom ixturewhen spraying system has large flow.A practicalcase isalso presented.

foam-water spraying system;spray pipe;foam proportioner;spraying pump

TU248.3

A

1671-9107（2016）10-0016-03

10.3969/j.issn.1671-9107.2016.10.016

2016-07-25

張怡（1983-），男，湖北黃石人，研究生，工程師，主要從事施工圖設(shè)計(jì)工作。