武汉某超高层综合体消防给水系统设计探讨

2016-08-11广州城建开发设计院有限公司广东广州510620

低碳世界 2016年9期

关键词：报警阀消火栓水池

王　翔（广州城建开发设计院有限公司，广东广州 510620）

武汉某超高层综合体消防给水系统设计探讨

王翔（广州城建开发设计院有限公司，广东广州 510620）

结合武汉硚口金三角地块项目的消防给水系统设计，总结了超高层综合体消防给水系统设计经验，包括综合消防用水量、消火栓给水系统、自动灭火系统，简要对比与新规范的一点差异，可供同类工程参考。

超高层综合体；消火栓给水系统；自动喷水灭火系统

1　概况

武汉硚口金三角地块项目位于武汉市硚口区的核心地段，东临硚口路，南靠沿河大道，西为城市公共绿地，北临京汉大道。项目由一栋309m的超高层主塔楼（办公楼）、一栋153m的超高层公寓及四层商业裙房（购物中心）组成，建筑耐火等级为一、二级，地下室两层（局部三层）为I类停车库及附设设备用房。该项目于2013年5月完成消防给水系统设计，并于2013年 10月通过国家消防主管部门组织的消防性能化审查，2015年底已经完成309m主塔楼结构封顶，2015年12月153m办公楼及四层购物中心已经通过相关消防等验收并开始营业。

2　消防系统介绍

本工程室内设有消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、自动扫描射水高空水炮灭火系统，其中地下室喷淋采用自动喷水-泡沫联用系统，本文主要介绍消火栓给水系统、自动喷水灭火系统。

表1　综合消防用水量

项目从北面及东面两个不同水源市政管网各引入两条DN300的给水管供本项目的用水，满足两路水源的要求，设两个DN200消防水表计量本项目的室内外消防用水，消防表后引DN150给水管接入位于地下三层的消防水池。项目300m主塔楼（写字楼）采用常高压消防系统，150m公寓、购物中心及地下室采用临时高压消防系统。项目主塔楼53层设置500m3的重力消防水池，分两座设置，19层设置60m3转输水箱，36层、19层各设置30m3减压水箱，屋面设置36m3屋顶消防水箱，地下负三层设置554m3的消防水池，供主塔楼（写字楼）未竣工前地下室、购物中心、公寓消火用水量。

3　消火栓给水系统

3.1室外消火栓系统

本项目从两个方向分别引入DN300的给水管，满足两路水源的要求，室外消火栓系统由市政管网直接供水，在地块内按规范设置室外消火栓，在合适的地方设置水泵接合器。

3.2室内消火栓系统

从地下室三层水泵房至办公楼屋顶水箱内底的几何高差为321.9m，消防系统竖向分为六个压力区。X1、X2、X3区由53层总容积500m3的消防水池重力供水，X4、X5区由53层的消防水泵临时加压供水。

1～13层为X1区，由19层30m3消防减压水箱重力供水；14～30层为 X2区由36层30m3消防减压水箱重力供水；31～47层为X3区由53层总容积500m3消防水池重力供水；48～53层为X4区由53层的消防泵房内的消火栓水泵减压后供水；54～69层为X5区，由53层的消防泵房内的消火栓水泵供水。每个分区的最高及最底层均设置DN150环状管网。

消火栓的栓口压力控制在0.25～0.50MPa，当栓口压力大于0.50MPa时，采用减压稳压消火栓，减压后栓口压力为0.30MPa。屋面试验用消火栓前设压力表测压（如图1）。

4　自动喷水灭火系统

办公楼部分按中危险Ⅰ级设计，喷水强度为6L/min·m2，作用面积为160m2；购物中心地下车库按中危险Ⅱ级设计，喷水强度为8L/min·m2，作用面积为160m2；办公楼首层大堂等满足非仓库类高大净空场所的条件，喷水强度为6L/min·m2，作用面积为260m2，并考虑设通透性吊顶，系统的喷水强度采用设计喷水强度的1.3倍，为7.8L/min·m2。系统最不利点喷头工作压力取0.1MPa，系统设计流量为34L/s。购物中心部分的楼层净空高度均不超8m，设置自选商场时，物品高度不得超过3.5m。

图1　办公楼消火栓系统图

办公楼44层以下部分采用常高压给水系统；办公楼44层以上部分合用一套系统，采用临时高压系统；购物中心和地下室合用一套系统，采用临时高压系统，报警阀组前的供水管道成环状布置。

系统按配水管道的工作压力不大于1.2MPa，一个湿式报警阀组控制的喷头数不宜超过800只，及每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头的高程差不宜大于50m的原则分区，并保证各分区最不利点处喷头的工作压力不低于0.05MPa，当不能满足时，设增压设备。

办公楼喷淋系统竖向分为五个压力区。1～10层为ZP1区，由19层30m3消防减压水箱重力供水，报警阀组设于地下三层消防水泵房。11～7层为ZP2区，由36层30m3消防减压水箱重力供水，报警阀组设于19层设备层；28～44层为ZP3区，由53层500m3消防水池重力供水报警阀组设于36层设备层；45～53层为ZP4区，由53层的消防泵房内的喷淋水泵减压供水；54层～屋顶为ZP5区，屋顶消防水箱与ZP4区顶部的几何高差不能满足最不利处喷头的工作压力要求，故在68层设增压稳压泵组补压，报警阀组设于53层设备层。

无吊顶部位设直立型喷头，其余有吊顶的部位采用吊顶型喷头。当吊顶至顶板底的净高大于0.8m者，设上下两层喷头。公共娱乐场所、中庭环廊、超出水泵接合器供水高度的楼层、地下商业及仓储用房采用快速响应喷头；地下室的自动喷水—泡沫联用系统应采用洒水喷头。喷头的公称动作温度：厨房、吊顶内为79℃，灶台上为93℃，其余部位均为68℃。

5　设计中难点及采取的措施

5.1分期开业问题

本项目为商业综合体，统一建设，分部分验收，购物中心及公寓先于验收营业。所以，地下负三层设置554m3的消防水池，供主塔楼未竣工前地下室、购物中心、公寓消火用水量，兼作为办公楼的消防低位转输水池。

公寓原设计为写字楼53层500m3消防水池重力供水，但公寓先于写字楼营业，后设计改为由负三层消防泵房单独的消防水泵供水，由写字楼36层的30m3减压水箱兼作为公寓的屋顶消防水箱。

写字楼设置地上500m3、地下554m3两个消防水池，大大增强了本项目的消防可靠性。

5.2消防高区水泵接合器问题

消火栓系统X1、X2区，喷淋系统ZP1、ZP2区在室外，消防车供水的范围内各设置三组SQD150水泵接合器。高区消防、高区喷淋消防车供水难以达到，本项目在19层消防转输水泵、53层消防水泵出水口预留手抬泵接口，并在水泵房出水主管上设置相应的SQD150水泵接合器，解决了高区消防临时加压供水的问题。

6　消防给水系统设计与《水消规》对比

本工程并于2013年10月通过国家消防主管部门组织的消防性能化审查，而《水消规》于2014年10月1日正式实施，原有设计与现行的规范笔者总结主要有以下几点不同：

（1）《水消规》中5．5．12消防水泵房应符合下列规定：附设在建筑物内的消防水泵房，不应设置在地下三层及以下，或室内地面与室外出入口地坪高差大于10m的地下楼层。本项目按旧规范设计，设置在地下三层地下室，不满足新规范。

（2）按《水消规》临时高压消防给水系统的高位消防水箱的有效容积应满足初期火灾消防用水量的要求，并应符合下列规定：当建筑高度大于150m时，不应小于100m3。本项目屋顶水箱按旧规范设计为36m3。

（3）消防水泵的差异

《高层民用建筑设计防火规范》《建筑设计防火规范》对消防水泵及水泵控制没有明确的条文说明，而《水消规》对消防水泵有了明确的说明。比如消防水泵应采取自灌式吸水，普通设计一般消防水池与消防水泵在同一标高的设备房设置，消防水池的有效水深的最低水位比水池底高100mm左右，但《水消规》“5.1.9.5条当消防水池最低水位低于离心水泵出水管中心线或水源水位不能保证离心水泵吸水时，可采用轴流深井泵，并应采用湿式深坑的安装方式安装于消防水池等消防水源上”，为保证消防水泵在任何时候都能启动，消防水池的最低水位应高于离心水泵出水管中心线。

（4）消防控制方式

《水消规》规定了采用压力开关和流量开关作为消防水泵自动启动信号的技术规定：“消防水泵应由水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关，或报警阀压力开关等信号直接自动启动消防水泵”，“消火栓按钮不宜作为直接启动消防水泵的开关，但可作为发出报警信号的开关或启动干式消火栓系统的快速启闭装置等”，这两条规定和以往设计不同，特别是消火栓按钮的规定，《高层民用建筑设计防火规范》的7.4.6.7条要求“临时高压消防给水系统的每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮，并应设有保护按钮的设施”。