浅谈剧院消防给水设计

丁昱

长沙市建筑设计院有限责任公司 湖南 长沙 410000

近年来，随着生活水平的提高，人们精神文化需求的增强，各地区开始大力兴建剧院，从而丰富人们的文化生活。目前，我国典型的剧院为广州大剧院、国家大剧院、武汉琴台大剧院等，由于剧院内部可燃物多，用电线路、电气设备多，易出现火灾，危害人员生命，加强剧院的消防给水设计非常重要。

1 工程案例

本项目为湖南某地区文体中心大剧院，面积为33021.56m2，其中地上建筑面积15535.6m2，地上二层，剧场座位1140个，放映室座位共1454个；地下室车库面积18485.96m2，地下一层。剧院为高大空间结构，建筑高度19.5m，属于一类公共建筑。

2 剧院火灾危险性分析

剧院主要的功能是演出，其火灾危险性主要表现为人员集中、可燃物多、用电量大等，火灾危险性也有着自己的特别之处，体现为：①人员疏散难度大。在剧院营业期间，人员多集中于内部，且人员走楼梯的速率也慢于平层，一旦发生火灾就会全部涌向楼梯间的人口，导致人员积聚于入口。由于剧院火灾蔓延快，使得人员遭受到火灾和烟气的侵扰，从而造成人员伤亡；②火灾蔓延快，扑救难度大。由于空间大，空气流通，可燃材料相对较多，火势发展相当猛烈，快速，消防人员扑救用水量大，且火势不易控制。

3 剧院消防设计

3.1 消防水量

本剧院消室外防水量为40l/s，火灾延续时间3h，火灾用水量432m3；室内消防用水量为30l/s，火灾延续时间3h，火灾用水量324m3；自动闭式喷淋用水量为30l/s，火灾延续时间1h，火灾用水量108m3；防护冷却水幕系统用水量45.3l/s，火灾延续时间3h，火灾用水量490m3；舞台雨淋系统用水量118.5l/s，火灾延续时间1h，火灾用水量427m3；大空间智能型灭火系统用水量20l/s，火灾延续时间1h，火灾用水量72m3。消防总用水量1853m3，中其市政管网提供432m3，消防水池提供1421m3。

3.2 消防水源

本工程以两条市政管网作为水源,从两条市政道路上各接入一根DN250的引入管，分别经二座水表井，与小区环状给水管网相接。生活用水及消防水池进水均由市网供水。室外生活与消防管网合用，室外给水管网上设室外消火栓。

3.3 消火栓系统

由于剧院结构复杂，不存在标准层，观众厅、入户门厅、中庭等平面被分割成多个防火分区，满足消火栓间距的情况下，考虑到剧院室内的美观性，要求不能外露管道，导致供水干管很难在平面上成环。因此，在对消火栓系统进行设计时，需要考虑这样几点：①从条件平面邻近立管处分别引入供水管，接入该区干管首末端，在另外的条件平面上将该区编号并连接成环绕；②在条件平面邻近立管处连接一根管，串联该区域不同的消火栓立管。在另外的条件平面上连接流管，从该平面的临近立管引入供水管，从而形成立体供水环网；③对于高大空间来讲，常在地面层设置消火栓，上空布设自动化的扫描射水高空水炮灭火装置。同时，还可考虑在下层消火栓环网上接入消火栓供水管，尽量接近结构柱，便于后期维修时美化处理立管[1]。

3.4 喷淋系统

剧院防火分区多且复杂，喷淋系统配水干管的布置比办公楼、普通公寓复杂，可参照室内消火栓供水管的布置形式[2]。对于喷淋系统而言，末端试水阀排水管位置的选择是重难点，由于某些独立的防火分区接近舞台和观众厅，系统试水过程中很难经由管道排出，因此设置期间需要综合考量空调机房、卫生间等排水场所的分区，科学、合理的布置水流指示器的位置，使防火区内的喷淋系统尽可能地接近上述排水区，便于末端试水和排水。另外，由于观众厅设有两层观众席，消防水系统设计时可使用智能型的高空水炮，但是水炮常因设置场所的限制，出现消防死角。这种情况下，可在不违反喷淋系统设置条件的基础上，在消防死角处及层高不大于12米的空间内（如放映室、休息厅、包厢等）设置喷淋系统，便于火灾发生后全面灭火。

3.5 智能大空间灭火系统

按照自动喷水灭火系统的设计要求，高度在12m以上的空间不再适合设置自动化的喷水灭火系统。按照智能大空间的灭火系统技术规程，可设计自动扫描射水高空水炮灭火装置。本剧院在剧场观众厅场所设置了自动跟踪定位射流灭火系统，其设计参数如下：每个区域的任意点都有邻近水柱同时保护；每台水炮的设计水量为每秒5L，按照一次消防水量的最大区域考虑消防用水量，在观众厅设置4台，所以消防用量为每秒20L；设置了信号阀、水流指示器，在最不利点设置了模拟试水装置[3]。消防水炮的控制方式为远程手动控制、远程自动控制、现场应急手动控制，在夜晚或无人值班的休息日，可将系统调整为自动控制状态，自动完成探测和灭火工作；在人员频繁活动时，可将系统调整为手动控制状态，当工作人员发现火灾后，也可通过现场控制盘开启水炮灭火。

3.6 水幕系统

水幕的作用是预防火灾蔓延至另外的防火分区，无论是防火分隔水幕，还是防护冷却水幕，都具备防止火灾蔓延的效果。比如在观众厅、防火幕两侧设置水幕，其中在舞台口所设置的水幕，能在防火幕下落后发挥防火冷却作用，而出入口的水幕也具有防火冷却的作用。

本剧院舞台的台口及主舞台与侧舞台相接处，采用防护冷却水幕系统。主舞台的台口长度为16.4m；侧舞台两侧台口的长度均为12.4m；台口高度18.5m，喷水强度采用1L/s.m，设计流量为45.3L/s。

3.7 雨淋系统

雨淋系统多适用于高大空间，火灾蔓延快、火灾负荷大、火势迅猛的场所。在舞台部分上空设置雨淋系统，采用开式喷头，喷水是整个保护区域内同时进行的。发生火灾时，由火灾探测系统感知到火灾，控制雨淋阀开启，接通水源和雨淋管网，喷头出水灭火。

为减少雨淋系统的用水量，本剧院将主舞台分成3个区，主舞台面积在606m2，每区个面积在202m2以内，喷水强度为16L/min.m2；两个侧舞台面积134m2，各分一个区，喷水强度为12L/min.m2。火灾发生后根据火灾区域开启邻近雨淋阀，最大设计流量为118.5L/S，延续时间1h。舞台雨淋系统的设置常使用这种不跨分区的独立布置（见下图，本舞台雨淋分区图），在探测出着火区域后再启动雨淋阀。

另一方面，还可在消防控制室手动启动雨淋系统、水幕系统的雨淋阀和电磁阀，或在火灾现场的报警间启动雨淋阀，笔者认为，还是后一种启动方式比较可靠，也就是在现场手动报警、火灾探测器同时发出信号后再启动雨淋系统，不然一旦操作失误，就会使舞台暴雨成灾，造成严重后果[4]。另外，设计过程中也综合考量不同产品的探测能力，包括喷头的作用半径、喷头数量等，施工人员需要根据产品参数审核上述参数是否符合要求。

4 小结

综上，剧院作为一种特殊建筑，可燃物集中，火灾风险大，为充分发挥防火、灭火作用，应结合剧院实际设计消火栓、喷淋、智能大空间、水幕和雨淋系统等，在尽快发现火灾、快速疏散人员的情况下，为消防扑救提供便利。