芦山灾后重建项目——汉姜古城消防给水设计

王家良, 张　怡, 陈　博, 肖　波

(四川省建筑设计研究院, 四川成都 610093)



芦山灾后重建项目
——汉姜古城消防给水设计

王家良, 张怡, 陈博, 肖波

(四川省建筑设计研究院, 四川成都 610093)

【摘要】文章介绍了芦山县灾后重建项目,汉姜古城的消防给水设计采用了区域消防给水系统设计思路。针对古城改造、新农村建设、乡村旅游等新型城镇化业态，建议突破产权、建筑红线和物业管理等的束缚，按主题管理区域，将室内、外消防设施由市政统一配套，采用区域消防给水系统，并探讨了如何提高其安全性、经济性和运营管理等方面的问题，供设计者参考。

【关键词】区域;消防给水;系统;安全性;市政配套;灾后重建

1工程概况

1.1项目背景

芦山县城距今已有2 300多年的历史，因三国时蜀汉大将姜维屯兵时所筑，故称“姜城”。姜城内有樊敏阙、平襄楼、青龙寺大殿等国家级文物，1992年被四川省政府命名为历史文化名城。2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生7.0级地震，芦山县城受到严重破坏。在灾后重建整体规划中，整个县城主要分为汉姜古城风貌区、明清古城风貌区和古城外围风貌区等功能分区(图1)。

图1　芦山县城整体规划功能分区

汉姜古城灾后重建项目位于芦山县城南侧，总建筑面积112 820m2，规划总用地面积106 575m2。汉姜古城规划区域南北长420m，东西长380m，涉及到芦山县城整体规划的汉姜古城风貌区、明清古城风貌区和古城外围风貌区等街区。四川省建筑设计研究院作为设计总承包单位，负责对汉姜古城相关街区进行整体风貌打造。汉姜古城项目又分为“4·20”地震博物馆、姜城月夜区、姜城水岸区、姜城往事区、姜城故里区和精品酒店区等子项目。

1.2汉姜古城子项目组成及规模

汉姜古城项目组成及设计规模见表1。

表1　汉姜古城项目组成及设计规模

2消防给水系统设计

2.1市政水源条件

按灾后重建市政整体规划，芦山县城建有一座市政自来水厂，位于城市东北侧，仅通过一条DN600的输水管向汉姜古城供水(图2)。按GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》(以下简称 《水规》)第4.2.2条中 “市政给水厂应至少有两条输水管向市政给水管网供水”的要求，汉姜古城市政给水管网不满足两路消防供水的条件，当汉姜古城内建筑室外消火栓设计流量大于20L/s时，应设置消防水池。

图2　汉县古城供水规划图

2.2建设用地地形高差关系

汉姜古城位于河谷平坝地带(图3)，三面环水，四面环山，地势北高南低。南北建筑±0.00的地势高差较大。北侧姜城故里区地势最高建筑±0.00的绝对高程为688.40，南侧姜城月夜区最低建筑±0.00的绝对高程为676.10，整个项目地形高差为12.30m。为了体现汉代建筑风格，在地势较高的街区还设置了高于周边建筑的望楼。

图3　汉姜古城项目整体规划

2. 3汉姜古城项目特点分析

汉姜古城灾后重建项目区域内，有国家级重点文物樊敏阙及石刻、平襄楼、青龙寺大殿等，旅游资源丰富。按灾后重建规划，汉姜古城的原住民可就地返迁，鼓励外迁，建筑风格采用川西建筑与汉代建筑风格的结合：小尺度街区，社区院落与街巷系统相融合，商业和旅游气氛浓厚。由于就地返迁居民较多，导致产权独立、分散；街区尺度小、街道狭窄、保护建筑多，各子项目间建筑红线难以划分，部分场所消防车难以到达，设置消防水池和消防泵房等设施困难。若各子项目分别设置独立消防供水系统，又造成大量重复建设，管理维护成本也很高，显然极不经济，也不合理。

汉姜古城商业街区的商业楼、带商业网点的住宅和精品酒店等建筑，层数一般不超过3层(表1)。由此可见，汉姜古城虽子项目多，楼栋数多，但建筑面积均不大、建筑体积较小、建筑类型不多。

汉姜古城由政府统一打造形象，开发旅游，非常有利于将消防给水系统整体考虑，采用区域消防给水系统[3]，由市政整体配套，统一管理，以解决上述难题。

2.4区域消防给水系统计

按灾后重建规划，汉姜古城规划居住人数小于2.5×104人，整个项目按一起火灾设计。汉姜古城各子项目室内、外消火栓系统设计流量[1](表2)。按《水规》第3.1.2条：“两座及以上建筑合用消防给水系统时，应按其中一座设计流量最大者确定”，汉姜古城最不利建筑为多层商业楼或精品酒店，其室内、外消火栓系统用水量之和均为50L/s，消防水池有效容积504m3。汉姜古城项目内，室内消火栓系统最大设计流量25L/s，室外消火栓系统最大设计流量30L/s，并按此流量校核室、内外消火栓系统供水管网的管径和消火栓泵设计扬程。

表2　汉姜古城各项目室内、外消火栓系统设计流量

图4　汉姜古城区域消防给水系统原理

汉姜古城室内消火栓系统和室外消火栓系统合用，采用临时高压区域消防给水系统(图4)。消防水池和消防泵房设于姜城往事地下一层，消防泵房地面绝对高程681.200。消防水箱设于姜城故里3号楼屋面(汉姜古城最高屋面)，有效容积36m3，箱底绝对高程704.50。消防泵房设于姜城往事地下室，主要基于以下因素：(1)姜城往事子项位于汉姜古城中部，距离其他地块输水距离较短；(2)该地块设有地下车库，配置了柴油发电机，便于解决消防电源；(3)消防水池临汉姜古城中轴干道设置，既便于消防车到达取水，也便于日常维护管理。经计算，汉姜古城临时高压区域消防给水系统供水压力不大于1.00MPa，系统设为一个区，供水管道采用环状供水管网。汉姜古城各子项目的住宅均不超过6层，不设置室内消火栓系统。对于底层设置商业网点的住宅，当商业网点建筑面积大于200m2时配置轻便消防水龙，水源接自临时高压区域消火栓给水系统，其用水量不计入消防用水量[1]。室外消火栓系统分为两路供水来源：一路由城市自来水管道上的市政消火栓供给；另一路由区域消防给水系统的室外消火栓供给。室外消火栓系统采用临时高压系统，与室内临时高压区域消火栓系统合用。按室外临时高压消防给水系统要求：管道的供水压力应能保证用水量达到最大，且水枪在任何建筑物的最高处时，水枪的充实水柱仍不小于10m[3]。经计算，汉姜古城当室外消火栓栓口动压超过0.7MPa时，即可满足水枪充实水柱的供水压力。临时区域消防给水系统的室外消火栓，既解决了消防车不能到达场所的消防用水要求，也满足了《水规》4.3.1条：“当采用一路消防供水或只有一条入户引入管，且室外消火栓设计流量大于20L/s”的建筑，需设置消防水池的要求。而对于室外消火栓设计流量小于20L/s的建筑，临时高压区域消防给水系统可不设置室外消火栓；或作为消防冗余设计，对建筑物起加强保护作用。

2.5自动喷水灭火系统设计

汉姜古城自动喷水灭火系统采用临时高压区域消防给水系统，自动喷水灭火系统设计流量[2]见表3，喷水泵及稳压设备设于姜城往事地下一层消防泵房内。经计算，整个自动喷水灭火系统供水压力不大于1.20MPa，系统设为一个区；最不利喷头位于姜城往事多层商业建筑，其绝对高程为699.700；各地块子项目超压楼层采用减压孔板调整供水压力。消防泵房内喷水泵至各地块子项目的自动喷水灭火系统报警阀前的供水管，采用环状供水。在消防水池附近和需要设置喷水系统的建筑附近，设置水泵接合器，并在其15～40m范围内配置临时高压消防给水系统的室外消火栓和市政消火栓(图4)。

2.6区域消防给水系统设计探讨

2.6.1关于产权和物业管理

为了避免产权责任不明，导致消防管理出现安全漏洞， 《水规》第6.1.11条规定：当建筑群共用临时高压消防给水系统时，“公共建筑宜为同一产权或物业管理单位”。汉姜古城灾后重建项目虽然存在产权分散、建筑红线不清晰、街区狭小、古建筑保护、难以建造消防设施等不利因素，但该项目由政府统一进行风貌打造，有条件将室、内外消防给水系统合用，设为区域消防给水系统，作为市政配套设施统一管理。消防运营管理费建议根据建筑使用功能，按面积分摊。区域消防给水系统按环状管网供水，可满足汉姜古城的消防安全，也解决了部分场所消防车不能到达的问题，同时也大量减少了消防设施投资和运营维护成本。

表3　汉姜古城各项目自动喷水灭火系统设计流量

2.6.2因地制宜设置区域消防给水系统

汉姜古城消防供水方案比选过程中，拟利用汉姜古城建设用地北高南低地形的有利条件，设置高位消防水池，重力供水，形成区域高压消防给水系统，不设置消防增压设备，节省运营成本。但按前述地形分析，建设用地南、北地形最大高差仅12.30m，不具备设置高压区域消防给水系统条件，因此，汉姜古城仍采用临时高压区域消防给水系统。

按《水规》第8.1.7条：室内消火栓给水管网与自动喷水灭火系统当合用消防泵时，“供水管路沿水流方向在报警阀前分开设置”。汉姜古城采用室内、外合用临时高压区域消防给水系统，不仅是室内消火栓给水管网；如将自动喷水灭火系统也与其合并，消防供水总流量约85L/s，供水量太大，不仅会导致消防安全性的下降，而且在很多区域不需要设置自动喷水灭火系统， 增大流量和管径也不经济。因此，按照因地制宜的原则，汉姜古城采用室、内外消火栓系统和自动喷水灭火系统，分别设置区域消防给水系统(图4)。

2.6.3关于高位消防水箱有效容积的确定

消防水箱的主要作用是供给火灾初期的消防用水量，一般仅供室内水灭火系统使用。现行防火设计规范，也未对室、内外消火栓合用的临时高压系统，提出增加水量要求。汉姜古城消防设计考虑到区域消防给水系统的供水场所包括室外消火栓，供水距离增加、管网增大，设置轻便消防水龙的商业网点较多等特点，消防水箱容积考虑增加一定的安全余量。参照原GB50016-2006《建筑设计防火规范》，消防水箱容积增加量按火灾初期10min室外火栓系统用水量确定，将高位消防水箱有效容积从18m3增加到36m3。

2.6.4关于水泵接合器的设置

按《水规》第5.5.1条规定：“设有消防给水的住宅、超过5层的其他民用建筑”应设置水泵接合器，但是对于临时高压区域消防给水系统，不需要再通过消防车加压供水；即使设置水泵接合器，消防车取用临时高压区域消防给水系统的室外消火栓时，将形成自循环，无实际意义。对于自动喷水灭火系统设置水泵接合器，可取用临时高压区域消防给水系统的室外消火栓水源，市政消火栓可不设置。汉姜古城区市政供水管网，仍设置了市政消火栓；对于超过五层多层商业楼，在其附近也设置水泵接合器，并在其15～40m范围配套市政消火栓；作为消防冗余设计，起加强保护作用。

2.6.5区域消防给水系统运用思考

随着新型城镇化和城乡一体化的推进，针对古城镇风貌打造、乡村旅游、新农村建设等新型建筑和新型业态的涌现，如果按现行防火规范设计，很多项目消防设施很难实现，也不符合工程实际，或者存在投资偏大、点位分散、维护成本高、消防站配置不足、消防车道设置不规范、消防电源不完善等问题。

以成都市为例，在主城区周边县市或村镇存在大量的乡村旅游项目， 如：桃花节、樱花节、枇杷节、油菜花节等，旅游接待场所多为民居改造的“农家乐”形式，当地政府甚至根据不同软、硬件配置和环境条件，按一定标准评定星级。旅游旺节时，很多农家乐甚至具备可接待大型的旅游团体，承办会议、婚宴等功能，接待人数众多，火灾危险性大；旅游淡节时，农家乐游客稀少，无法接受较大的消防运营成本。消防给水系统比较可行的方式是：因地制宜，突破传统产权、物业管理、建筑红线甚至行政区域等的限制，充分利用乡村旅游区地势高差，湖泊、湿地等自然水体，按主题管理区域，设置范围更广的区域消防给水系统，由景区统一建造，统一管理；既可保证消防安全，又可大量节约消防成本。

3结束语

汉姜古城灾后重建项目消防设计，考虑到了市政水源条件、古城保护、街区特点、建筑功能、产权分散和火灾危险性等特点，按汉姜古城主题管理区域，提出了更广范围的区域消防给水系统概念，采用了将室、内外消防给水系统合用，由市政整体配套和统一管理的设计思路，既保证了项目的消防安全，也大大节省了消防投资，降低了运营管理成本，取得了良好的效果。

参考文献

[1]GB50974-2014 消防给水及消火栓系统技术规范[S].

[2]GB50084-2014自动喷水灭火系统设计规范[S].

[3]住宅和城乡建设部工程质量安全监督司,中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施:给水排水[M].2009年版.中国计划出版社,2009.

【文献标志码】A

【中图分类号】TU821.6

[作者简介]王家良(1970～),男,本科，高级工程师，主要从事给排水设计及管理工作。

[定稿日期]2015-09-16