某會堂和展覽及辦公集合性建筑消防給水設計

朱廣科

某會堂、展覽和辦公樓為一集合性建筑，地下1層，會堂部分地上4層，展覽館和辦公地上5層，總高24 m，建筑面積31 200 m2。其中會堂部分為1 600座的大型劇場類建筑。本項目主要為會議、演出、展覽、辦公、停車等功能。該建筑在消防給水方面嚴格按照國家規范設計了室外消火栓、室內消火栓、自動噴水滅火系統、消防水炮、消防水箱、地下消防水池等消防給水設計。本文筆者以該會堂集合性建筑為例，對該建筑的消防設計做一探討，拋磚引玉。

1 室外消火栓系統設計

該工程根據《建筑消防設計防火規范》室外消火栓用水量25 L/s，明顯不足，該單體體積遠遠大于50 000 m3，室外消防用水量應為30 L/s。設計室外消火栓2具，室外消火栓是供消防車取水對著火對象實施滅火的設施，根據GB 50016-2006建筑設計防火規范第8.2.8條規定，室外消火栓的數量應按室外消火栓用水量經計算確定，每個室外消火栓的設計用水量應為10 L/s～15 L/s?！督ㄒ帯返?.4.2條規定水泵接合器根據室內消防用水量確定，每個水泵接合器設計用水量應為10 L/s～15 L/s，本工程根據需要共設計了16具水泵接合器，《建規》第8.4.2條同時又規定消防水泵接合器應設置在室外便于消防車使用的地點，與室外消火栓的距離宜為15 m～40 m。這充分說明在特殊的情況下，部分或全部室內消防用水也由室外消火栓提供，所以室外消火栓除提供室外消防用水外還要提供部分或全部的室內消防用水。因此室外消火栓數量應為:室外消火栓數量+消防水池(存有室外消防用水時)取水口數量=室外消防用水/15+水泵接合器數量。

2 室內消火栓給水系統

該建筑室內消火栓用水量設計為15 L/s，消防栓給水泵房設在地下室，消防栓泵兩臺，一用一備;消防栓泵由消火栓處的啟動按鈕直接啟動，同時報警至消防中心。室內消火栓系統設計為環狀管網。消火栓箱采用帶滅火器箱的組合式消防柜，柜內附設DN25消防卷盤及手提式移動滅火器，水槍口徑19 mm。室內消火栓系統設置有2只地下式室外水泵接合器。

室內消火栓用水量設計量明顯不足，根據《建規》第8.4.1條規定，該建筑應歸類為體積大于50 000 m3的展覽建筑，室內消火栓的用水量不應低于20 L/s。未設計室內消火栓的水槍充實水柱，消火栓的水槍充實水柱應通過水力計算確定，體積大于25 000 m3的商店、體育館、影劇院、會堂、展覽建筑、車站、碼頭、機場建筑等不應小于13 m。該建筑為臨時高壓給水系統，為達到最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.15 MPa(參照《高層民用建筑設計防火規范》中13 m水柱要求的靜水壓)的要求，現在通常的做法是在屋頂水箱間內設置增壓穩壓泵和壓力罐的裝置來滿足壓力要求，穩壓泵的流量為5 L/s。

3 自動噴水系統

3.1 濕式噴水滅火系統

本工程舞臺、觀眾廳的部分部位、走廊、會議室、辦公室等處設濕式噴頭。系統按照中危險Ⅱ級設計，噴水強度8 L/(min·m2)，作用面積160 m2，設計流量27.7 L/s，火災延續時間按1 h，用水量為99.7 m3。自動噴水加壓泵設兩臺，一用一備。室外設有自動噴水系統水泵接合器2只。

該設計未設計在屋頂水箱處設置保證不利點噴頭壓力的穩壓設施。對于濕式系統而言，消防水箱的功能是維持平時管網的壓力，當發生火災時迅速啟動自動噴水滅火系統。如果要達到最不利處噴頭的工作壓力，消防水箱的設置高度較高，達5 m左右，結構上無法滿足這一要求。為達到0.05 MPa系統最不利點處噴頭工作壓力的要求，現在通常的做法是在屋頂水箱間內設置增壓穩壓泵和壓力罐的裝置來滿足壓力要求，穩壓泵的流量為1 L/s。在火災初期的10 min內，由屋頂水箱及增壓穩壓裝置來滿足系統的水量及水壓要求。

3.2 智能型消防水炮

本工程觀眾廳、休息廳及展覽廳等室內空間高度大于12 m，根據GB 50338-2003固定消防炮滅火系統設計規范和參照DBJ 15-34-2004大空間智能型主動噴水滅火系統設計規范，設置自動掃描高空水炮滅火系統，設計流量40 L/s，室內每個滅火區域內消防炮的布置數量不應少于兩門，其布置高度應保證消防炮的射流不受上部建筑構件的影響，并應能使兩門水炮的水射流同時到達被保護區域的任一部位。消防水炮用水量144 m3，消防水炮加壓水泵設兩臺，一用一備，室外設有消防水炮系統水泵接合器3只。

水炮的射程與其炮口的壓力和流量成正比關系，水炮系統合理的流量和射程與其要保護的空間大小密切相關，水炮位置的設置既要考慮對建筑平面的影響，又不能使水炮射程太大。射程大，炮口壓力和流量就大，勢必增加基建投資。水炮的最遠射程S計算為55 m，從產品樣本中可根據水炮的射程選定額定壓力和流量。因此選定的水炮參數為:射程55 m，額定壓力0.8 MPa，流量20 L/s。消防水炮的水量應按同時使用的水炮及供水管網的充水量之和計算。GB 50338-2003固定消防炮滅火系統設計規范第4.2.1條“室內消防炮的布置數量不應少于兩門，其布置高度應保證消防炮的射流不受上部建筑構件的影響，并應能使兩門水炮的水射流同時到達被保護區域的任一部位”。所以，水炮系統的用水量為兩門水炮1 h的水量與水炮管網容積之和，每個滅火區域設計為兩門水炮，因此設計消防水炮設計流量40 L/s是合理的。

GB 50338-2003固定消防炮滅火系統設計規范中沒有明確規定室內消防炮應安裝水泵接合器，該設計設置為消防車接口的水泵接合器，筆者認為也是必要的。關于消防水泵的設計沒有明確為規范規定的特性曲線平緩的離心泵。

該設計同時未對水炮的控制系統進行詳細說明。

3.3 雨淋系統

該會堂舞臺面積256 m2，葡萄架按照嚴重危險Ⅱ級設計，設雨淋系統。雨淋系統噴水強度16 L/(min·m2)，作用面積260 m2，火災延續時間按1 h，設計流量90 L/s，用水量324 m3。雨淋泵的啟動由對應的雨淋閥組的壓力開關啟動，同時還應設置手動啟動方式，雨淋加壓水泵設兩臺，一用一備。室外設有雨淋系統水泵接合器6只。筆者認為，根據《自動噴水滅火系統設計規范》第4.2.8條，該雨淋系統可以和濕式滅火系統配水干管共用消防水泵，水泵流量和揚程按較大者選擇。

3.4 水幕系統

舞臺口、側臺口設配合防火幕防火冷卻的水幕，水幕系統噴水強度1 L/(s·m)，舞臺寬18 m，水幕消防用水量為18 L/s，火災延續時間按3 h，需用水194.4 m3。水幕泵的啟動由對應的雨淋閥組的壓力開關啟動，同時還在舞臺下側安全出口處設置手動啟動方式，防火冷卻水幕應與防火幕聯動，水幕加壓水泵設兩臺，一用一備，室外設有水幕系統水泵接合器3只。

4 消防水池和消防水箱

該綜合體設計室內消火栓按15 L/s(滅火延續時間2 h)，自動噴水滅火系統按27.7 L/s(滅火延續時間1 h)，消防水炮按40 L/s(滅火延續時間1 h)，雨淋系統按90 L/s(滅火延續時間1 h)，水幕系統按18 L/s(滅火延續時間3 h)，共需消防水量為771 m3，分設兩個能獨立使用的消防水池。該設計的室內消火栓系統設計用水量不足，應按20 L/s進行設計，消防用水量即消防水池的容積應為807 m3。

該工程的高位消防水箱設于辦公樓頂部，容積為18 m3，穩壓裝置采用水泵加氣壓罐穩定。消防水箱是指在滅火救援中消防水箱貯水，一方面，使消防給水管道充滿水，節省消防水泵開啟后充滿管道的時間，為撲滅火災贏得了時間。另一個方面，屋頂設置的增壓、穩壓系統和水箱能保證消防水槍的充實水柱，對于撲滅初期火災的成敗有決定性作用。

5 結語

通過該起消防設計案例的剖析，得出在消防給水系統設計中，設計者應建立現代消防設計理念，即以系統為主線的整體消防給水設計，在把握規范的同時，從消防給水的特點出發，強調“系統”和“功能”的新概念，從而使水滅火系統更具可靠性、實用性和操作性。

[1]易家松，周 欣.建筑室內消防系統增壓穩壓設備的若干問題[J］.山西建筑，2010，36(19):179-180.