天津国家会展中心展馆区消防给水系统设计探讨

庄晓艳 贾 健

(中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013)

0 引言

国家会展中心工程一期展馆区项目位于天津市津南区。本项目为大型展览建筑,一共ABCD四栋建筑，总建筑面积47.676 4万m2，其中地上38.240 8万m2，地下9.252 7万m2。设置16个展厅，总布展面积约20万m2。其中,B,D号楼为展厅及交通连廊，B,D号楼地上部分包括展览展示、会议、商务、配套服务等功能，地下为设备管沟及管廊,展厅部分1层通高，交通连廊部分3层，建筑高度24 m；B,D号楼均属于多层公共建筑，展厅及交通连廊1层分为四个防火分区，交通连廊2层分为东西两个防火分区，每个展厅为一个防火分区。该项目由于其大体量、大跨度及功能多样导致其消防给水系统设计的复杂性、多样性及特殊性。本文就B/D区交通廊及展厅消防给水系统的选择及其一些特殊部位的处理及消防主管部门的意见进行了阐述及分析。

1 室内消火栓给水系统

1.1 设置范围

全楼除不宜用水保护的电气用房及净高2 m以下的管沟外均设消火栓保护。

1.2 设计参数

依GB 50974—2014消防给水及消火栓系统技术规范3.5.2，3.6.2条规定本工程室内消火栓流量为20 L/s，火灾延续时间3 h。本工程室内消火栓系统采用临时高压系统，系统竖向不分区,设置为环状管网。消防泵房设置于中央大厅地下1层，内设消火栓加压泵2台，1用1备。水箱间设置在9号展厅交通廊高位，内设18 m3消防水箱及消火栓系统稳压泵及气压罐。

1.3 特殊部位处理

由于本项目展厅占地面积大，单个展厅东西向79.8 m，南北向148.2 m，按展厅平面布置只有东西两侧空调机房有设置消火栓的条件，其余部位均为布展区，布置在东西两侧机房墙壁上的消火栓无法满足《消防给水及消火栓系统技术规范》7.4.6条室内消火栓的布置,应满足同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱同时到达任何部位的要求。为满足规范要求，依据消防性能化要求在展厅中间增设地埋式消火栓，地埋式消火栓间距18 m，所有消火栓箱内配置消防软管卷盘，展厅区地埋式消火栓布置示意见图1。其余部位消火栓布置及管网、消防水泵等设计按规范要求。

2 自动喷水灭火系统

本工程依据功能不同设置了自动喷水灭火系统、大空间智能型主动灭火系统、防火玻璃防护冷却系统。

2.1 自动喷水灭火系统

2.1.1设置范围

本工程除变配电室、消防、安防控制中心、网络机房等电气用房、难以设置自动喷水灭火系统的展厅、2层交通廊和其他不宜用水扑救的场所外均设自动喷水灭火系统，交通连廊采用湿式自动喷水灭火系统，展厅空调机房及3层空调机房采用预作用系统。

2.1.2设计参数

展厅及交通连廊为中危险Ⅰ级，设计喷水强度6 L/(min·m2)，作用面积160 m2。系统最不利点喷头工作压力0.15 MPa，预作用系统充水时间不大于2 min。自动喷洒系统管网竖向不分区，消防泵房设于中央大厅地下1层，内设喷淋加压泵2台，1用1备。消防水箱间设置在9号展厅交通廊高位，内设18 m3消防水箱及喷淋系统稳压泵及气压罐。

2.2 大空间智能型主动灭火系统

大空间智能型主动喷水灭火系统由大空间灭火装置、信号阀组、水流指示器等组件以及管道、供水设施等组成。该系统尤其适合于空间高度高、容积大、火场温度升温较慢，难以设置传统闭式自动喷水灭火系统的场所，如：大剧院、音乐厅、会展中心等，故本工程在难以设置自动喷水灭火系统的场所设置自动消防炮灭火系统。

2.2.1设置范围

本工程在难以设置自动喷水灭火系统的展厅、2层交通廊等部位设置自动消防炮灭火系统。

2.2.2设计参数

水炮单台流量：20 L/s，工作压力：0.8 MPa,系统用水量：40 L/s。火灾延续时间以1 h计。系统供水采用临时高压消防供水系统，在消防泵房内设置自动消防炮供水泵2台，1用1备，设置5 L/s稳压泵及调节容积为600 L的隔膜式气压罐。自动水炮前设置检修阀、电动阀及水流指示器，并在系统管网最不利点设置模拟末端试水装置。依据消防性能化要求消防水炮的设置应保证防护区任一部位至少有两门水炮能予以保护。

2.3 防火玻璃防护冷却系统

首层和2层连廊两侧的会议、餐饮、储藏等功能房间需视觉通透的部位使用了耐火极限不低于1 h的防火玻璃及防火玻璃门，防火玻璃于功能用房的一侧设置防火玻璃防护冷却系统进行保护，系统的布置要求见图2。

根据消防性能化的要求防火玻璃防护冷却系统的设置要求如下：1)喷头采用快速响应喷头；2)喷头动作温度为68 ℃；3)喷头间距1.8 m～2 m；4)喷头溅水盘与玻璃上檐平齐，确有困难处，溅水盘低于玻璃框上檐，但间距不大于0.1 m；5)喷头与玻璃的水平距离控制在200 mm～300 mm之间；6)喷头采用普通侧式边墙型喷头，工作压力0.1 MPa；7)喷水强度不应小于0.5 L/(s·m)，当喷头距地面的高度大于4 m时，每增加1 m，喷水强度应增加0.1 L/(s·m)(不足1 m，按1 m计)；8)用水量按保护长度和保护时间计算确定，保护长度按沿大厅玻璃使用最长的功能用房的实际长度的1.5倍确定，持续喷水时间不小于2 h；9)系统采用独立的管网和泵组。经核算，系统设计流量为15 L/s，火灾延续时间2 h，消防泵房设置防火玻璃保护系统加压泵2台，1用1备，系统稳压方式与喷淋系统合用。

3 气体灭火系统

3.1 设置范围

本工程的展厅变电所、制冷机房配电室、车库配电室、弱电中心机房、光伏发电机房等重要设备室设置七氟丙烷气体自动灭火系统。因设置部位分散，气体灭火系统均采用预制无管网系统。

3.2 设计参数

弱电、信息网络机房的灭火设计浓度为8%，喷放时间8 s，浸渍时间5 min。变配电室的灭火设计浓度为9%，喷放时间10 s，浸渍时间10 min。各系统设计参数见表1。

表1 气体灭火系统设计参数

4 自动干粉灭火系统

4.1 火灾特点

本工程展馆区地下设置有体量较大的设备综合管沟，在综合管沟内敷设有大量的设备管线，故其火灾类型与特点可参照城市地下综合管廊，其火灾特点如下：1)火势猛烈，燃烧迅速，电缆敷设集中密集，密集敷设的电缆在管沟内着火时，火灾所产生的热量短时间内得不到扩散，将导致管沟内的温度迅速上升。管沟内电线电缆层叠集中布置，如果上层电线电缆着火，高温熔物滴落，会很快将火焰蔓延到下层电缆、光缆和管线，下层电缆一旦着火，热烟气和热辐射也会很快影响到上层线路，致使火势沿电缆走向蔓延迅速；2)扑救困难，由于管沟处于地下，且管沟内平时无人，一旦发生火灾不易察觉，容易造成火灾蔓延，给消防扑救造成困难。消防性能化要求每段设置一个直通室外的爬梯作为疏散出口，这样的疏散出口设置也给消防灭火造成了一定的困难，消防员必须通过直通室外的爬梯进入管沟才能进行灭火，且电缆燃烧会产生有毒气体，综上各种给消防员灭火造成困难。

4.2 系统选择

表2 自动干粉灭火系统设计参数

消防性能化要求在连廊主管沟内设置细水雾灭火系统或超细干粉灭火系统等自动灭火系统。细水雾灭火系统需要一套独立的水箱水泵系统，需要单设机房，增加土建投资，且需要增加大量的管线敷设。预制干粉灭火系统无需机房，土建成本低，不需要敷设大量管线，可利用管沟内的管道支架安装，不占用空间、安装方便，属于无水无压消防系统，不会对被保护对象和保护场所产生二次损害。综合比较之后选择了自动干粉灭火系统。依据GB 50347—2004干粉灭火系统设计规范3.1.1条的规定,扑救封闭空间内的火灾应采用全淹没灭火系统，喷射距离4 m～16 m，灭火剂有效灭火成分磷酸盐含量不小于85%，灭火时间小于1 s，自动干粉灭火系统的设计参数见表2。自动干粉灭火系统的平面布置示意图见图3。

5 灭火器配置

设置范围及设计参数。电气房间按严重危险级E类火灾配置灭火器，其余区域按严重危险级A类火灾配置灭火器。严重危险等级E类火灾场所，手提式灭火器最大保护距离9 m，推车式灭火器最大保护距离18 m。电气用房内设置充装量5 kg的89B手提灭火器或充装量20 kg的183B推车式灭火器。严重危险等级A类火灾场所，手提式灭火器最大保护距离15 m，推车式灭火器最大保护距离30 m。消火栓箱下设置充装量5 kg的3A手提灭火器。

6 结语

本文阐述了天津国家会展中心工程一期展馆区消防给水系统的设计，涵盖了会展建筑特殊部位消防系统的选择，可为后续会展建筑类的消防系统设计提供借鉴和参考。