某会堂和展览及办公集合性建筑消防给水设计

2011-08-15朱广科

山西建筑 2011年28期

朱广科

某会堂、展览和办公楼为一集合性建筑，地下1层，会堂部分地上4层，展览馆和办公地上5层，总高24 m，建筑面积31 200 m2。其中会堂部分为1 600座的大型剧场类建筑。本项目主要为会议、演出、展览、办公、停车等功能。该建筑在消防给水方面严格按照国家规范设计了室外消火栓、室内消火栓、自动喷水灭火系统、消防水炮、消防水箱、地下消防水池等消防给水设计。本文笔者以该会堂集合性建筑为例，对该建筑的消防设计做一探讨，抛砖引玉。

1 室外消火栓系统设计

该工程根据《建筑消防设计防火规范》室外消火栓用水量25 L/s，明显不足，该单体体积远远大于50 000 m3，室外消防用水量应为30 L/s。设计室外消火栓2具，室外消火栓是供消防车取水对着火对象实施灭火的设施，根据GB 50016-2006建筑设计防火规范第8.2.8条规定，室外消火栓的数量应按室外消火栓用水量经计算确定，每个室外消火栓的设计用水量应为10 L/s～15 L/s。《建规》第8.4.2条规定水泵接合器根据室内消防用水量确定，每个水泵接合器设计用水量应为10 L/s～15 L/s，本工程根据需要共设计了16具水泵接合器，《建规》第8.4.2条同时又规定消防水泵接合器应设置在室外便于消防车使用的地点，与室外消火栓的距离宜为15 m～40 m。这充分说明在特殊的情况下，部分或全部室内消防用水也由室外消火栓提供，所以室外消火栓除提供室外消防用水外还要提供部分或全部的室内消防用水。因此室外消火栓数量应为:室外消火栓数量+消防水池(存有室外消防用水时)取水口数量=室外消防用水/15+水泵接合器数量。

2 室内消火栓给水系统

该建筑室内消火栓用水量设计为15 L/s，消防栓给水泵房设在地下室，消防栓泵两台，一用一备;消防栓泵由消火栓处的启动按钮直接启动，同时报警至消防中心。室内消火栓系统设计为环状管网。消火栓箱采用带灭火器箱的组合式消防柜，柜内附设DN25消防卷盘及手提式移动灭火器，水枪口径19 mm。室内消火栓系统设置有2只地下式室外水泵接合器。

室内消火栓用水量设计量明显不足，根据《建规》第8.4.1条规定，该建筑应归类为体积大于50 000 m3的展览建筑，室内消火栓的用水量不应低于20 L/s。未设计室内消火栓的水枪充实水柱，消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，体积大于25 000 m3的商店、体育馆、影剧院、会堂、展览建筑、车站、码头、机场建筑等不应小于13 m。该建筑为临时高压给水系统，为达到最不利点消火栓静水压力不应低于0.15 MPa(参照《高层民用建筑设计防火规范》中13 m水柱要求的静水压)的要求，现在通常的做法是在屋顶水箱间内设置增压稳压泵和压力罐的装置来满足压力要求，稳压泵的流量为5 L/s。

3 自动喷水系统

3.1 湿式喷水灭火系统

本工程舞台、观众厅的部分部位、走廊、会议室、办公室等处设湿式喷头。系统按照中危险Ⅱ级设计，喷水强度8 L/(min·m2)，作用面积160 m2，设计流量27.7 L/s，火灾延续时间按1 h，用水量为99.7 m3。自动喷水加压泵设两台，一用一备。室外设有自动喷水系统水泵接合器2只。

该设计未设计在屋顶水箱处设置保证不利点喷头压力的稳压设施。对于湿式系统而言，消防水箱的功能是维持平时管网的压力，当发生火灾时迅速启动自动喷水灭火系统。如果要达到最不利处喷头的工作压力，消防水箱的设置高度较高，达5 m左右，结构上无法满足这一要求。为达到0.05 MPa系统最不利点处喷头工作压力的要求，现在通常的做法是在屋顶水箱间内设置增压稳压泵和压力罐的装置来满足压力要求，稳压泵的流量为1 L/s。在火灾初期的10 min内，由屋顶水箱及增压稳压装置来满足系统的水量及水压要求。

3.2 智能型消防水炮

本工程观众厅、休息厅及展览厅等室内空间高度大于12 m，根据GB 50338-2003固定消防炮灭火系统设计规范和参照DBJ 15-34-2004大空间智能型主动喷水灭火系统设计规范，设置自动扫描高空水炮灭火系统，设计流量40 L/s，室内每个灭火区域内消防炮的布置数量不应少于两门，其布置高度应保证消防炮的射流不受上部建筑构件的影响，并应能使两门水炮的水射流同时到达被保护区域的任一部位。消防水炮用水量144 m3，消防水炮加压水泵设两台，一用一备，室外设有消防水炮系统水泵接合器3只。

水炮的射程与其炮口的压力和流量成正比关系，水炮系统合理的流量和射程与其要保护的空间大小密切相关，水炮位置的设置既要考虑对建筑平面的影响，又不能使水炮射程太大。射程大，炮口压力和流量就大，势必增加基建投资。水炮的最远射程S计算为55 m，从产品样本中可根据水炮的射程选定额定压力和流量。因此选定的水炮参数为:射程55 m，额定压力0.8 MPa，流量20 L/s。消防水炮的水量应按同时使用的水炮及供水管网的充水量之和计算。GB 50338-2003固定消防炮灭火系统设计规范第4.2.1条“室内消防炮的布置数量不应少于两门，其布置高度应保证消防炮的射流不受上部建筑构件的影响，并应能使两门水炮的水射流同时到达被保护区域的任一部位”。所以，水炮系统的用水量为两门水炮1 h的水量与水炮管网容积之和，每个灭火区域设计为两门水炮，因此设计消防水炮设计流量40 L/s是合理的。

GB 50338-2003固定消防炮灭火系统设计规范中没有明确规定室内消防炮应安装水泵接合器，该设计设置为消防车接口的水泵接合器，笔者认为也是必要的。关于消防水泵的设计没有明确为规范规定的特性曲线平缓的离心泵。

该设计同时未对水炮的控制系统进行详细说明。

3.3 雨淋系统

该会堂舞台面积256 m2，葡萄架按照严重危险Ⅱ级设计，设雨淋系统。雨淋系统喷水强度16 L/(min·m2)，作用面积260 m2，火灾延续时间按1 h，设计流量90 L/s，用水量324 m3。雨淋泵的启动由对应的雨淋阀组的压力开关启动，同时还应设置手动启动方式，雨淋加压水泵设两台，一用一备。室外设有雨淋系统水泵接合器6只。笔者认为，根据《自动喷水灭火系统设计规范》第4.2.8条，该雨淋系统可以和湿式灭火系统配水干管共用消防水泵，水泵流量和扬程按较大者选择。

3.4 水幕系统

舞台口、侧台口设配合防火幕防火冷却的水幕，水幕系统喷水强度1 L/(s·m)，舞台宽18 m，水幕消防用水量为18 L/s，火灾延续时间按3 h，需用水194.4 m3。水幕泵的启动由对应的雨淋阀组的压力开关启动，同时还在舞台下侧安全出口处设置手动启动方式，防火冷却水幕应与防火幕联动，水幕加压水泵设两台，一用一备，室外设有水幕系统水泵接合器3只。

4 消防水池和消防水箱

该综合体设计室内消火栓按15 L/s(灭火延续时间2 h)，自动喷水灭火系统按27.7 L/s(灭火延续时间1 h)，消防水炮按40 L/s(灭火延续时间1 h)，雨淋系统按90 L/s(灭火延续时间1 h)，水幕系统按18 L/s(灭火延续时间3 h)，共需消防水量为771 m3，分设两个能独立使用的消防水池。该设计的室内消火栓系统设计用水量不足，应按20 L/s进行设计，消防用水量即消防水池的容积应为807 m3。

该工程的高位消防水箱设于办公楼顶部，容积为18 m3，稳压装置采用水泵加气压罐稳定。消防水箱是指在灭火救援中消防水箱贮水，一方面，使消防给水管道充满水，节省消防水泵开启后充满管道的时间，为扑灭火灾赢得了时间。另一个方面，屋顶设置的增压、稳压系统和水箱能保证消防水枪的充实水柱，对于扑灭初期火灾的成败有决定性作用。