济南先行区创新中心项目高大空间自喷系统设计探究

2021-03-02原康举

建材发展导向 2021年2期

于雷原康举

（中建八局第一建设有限公司，山东济南 250100）

近年来，民用建筑中的高大空间越来越多，诸如会展中心、影剧院、大会堂等建筑都有高大空间出现。高大空间一般具有人流量较大、火灾时火势蔓延快、消防扑救困难等特点，因此保证高大空间的消防安全成为设计中的一项关键任务。传统的消火栓灭火系统因为充实水柱的高度限制，无法保护高大空间的上部空间，而近年来兴起的大空间智能射流灭火系统，因其点对点灭火的特性，灭火性能受其安装位置、保护半径的影响较大。自动喷水灭火系统作为自动灭火领域应用范围最广、灭火效果最显著的系统，其在高大空间的应用受到国内外的重视。高大空间采用自动喷水灭火系统，不仅解决了大空间智能射流灭火系统盲区的问题，而且灭火控火效果好，造价低廉。

1 项目工程概况

创新中心项目位于规划中的济南市新旧动能转换先行区的都市阳台片区。南侧、北侧、东侧、西侧均为规划道路。都市阳台二组团C-4地块（创新中心）项目整个场地为规整矩形，地势平坦。主楼层数为15层，东西裙房为3层。

项目基地用地面积23827.75平方米。基地为不规则长方形，长边朝向南偏东约48°。基地四周均为城市规划道路。本项目建筑面积共100000平方米，其中地上60000平方米，地下40000平方米。容积率为2.52。地上主楼15层，建筑高度72.05米。地下停车场以及设备用房2层，地下车库埋深9.9米。本工程建筑类别为一类高层公共建筑，抗震设防烈度为7度。

功能分区及平面布局：本项目西侧裙房一层至三层主要功能用途为市民服务大厅。东侧裙房一层为员工餐厅，二层三层为会议中心。主楼四层以及裙房屋顶为员工活动中心。主楼五层至十四层为新区政务部门办公层。十五层为都市阳台层与设备层。阳台层可作为指挥与决策会议区远眺黄河以及新区建设。

2 高大空间自喷系统设计探究

2.1 大空间主动灭火装置的取舍

本工程行政办公入口大厅净高16m，按照《大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程》，的规定，该大厅可采用2台自动扫描灭火装置（每台流量5L/s，保护半径30m）保护。2台自动扫描灭火装置需要安装在大厅吊顶下方，两根柱子处，如下图所示。

图1 大厅上空全自动扫描定位灭火装置位置

根据大厅的装修方案，大厅上空进行吊顶后，柱子整体包裹后再明装两套自动扫描灭火装置会严重影响大厅的整体装修效果，而且自动扫描灭火装置的控制柜需要明装在一层大厅，更加影响大厅的整洁和美观。因此大厅采用全自动扫描灭火装置的方案被否定了。

2.2 选用非仓库型特殊应用喷头

自动喷水灭火系统在一般场所采用的标准流量洒水喷头，只适用于净空高度小于等于8m的场所。《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017更新后（以下简称《喷规》），将自动喷水灭火系统所能保护的最大净空高度为从12m增加到18m，增加了非仓库型特殊应用喷头保护高大空间场所（8m＜h≤12m），从而为高大空间的消防保护增加了一个可选项。根据《喷规》第5.0.2条的规定，本行政办公楼的大厅按照中庭功能，设计喷水强度为15L/（min·m2），选择流量系数K=161的非仓库型特殊应用喷头。按照1.8m≤大空间喷头间距≤3.0m布置喷头，大厅上空喷头布置如下图所示。

图2 大厅上空非仓库型特殊应用喷头布置

2.3 喷淋管网布置方式的影响

通过探究喷淋干管接入位置对系统流量及喷水强度的影响，选择合适的喷淋管网布置方式。方案一：喷淋干管沿大厅侧墙从大厅上空东侧接入喷淋管网，支管沿干管两侧对称布置。方案二：喷淋干管沿大厅侧墙从大厅上空东侧接入喷淋管网，支管沿干管两侧不对称布置。方案三：喷淋干管沿展厅上空接入大厅喷淋管网，支管沿干管两侧对称布置。方案四：喷淋干管沿展厅上空接入大厅喷淋管网，支管沿干管两侧不对称布置。

针对上述四种管网布置方案，进行水力计算，计算条件如下：喷头流量系统K=161，管内水流速度控制在5m/s以下，最不利喷头末端压力为0.07MPa。计算结果如表1所示。其中方案一的管网布置形式，所需的设计流量及水头损失最小。可见在高大空间喷淋管网布置时，应尽量选择干管居中，支管两侧对称布置的形式。