蘆山災后重建項目——漢姜古城消防給水設計

王家良, 張　怡, 陳　博, 肖　波

(四川省建筑設計研究院, 四川成都 610093)

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蘆山災后重建項目
——漢姜古城消防給水設計

王家良, 張怡, 陳博, 肖波

(四川省建筑設計研究院, 四川成都 610093)

【摘要】文章介紹了蘆山縣災后重建項目,漢姜古城的消防給水設計采用了區域消防給水系統設計思路。針對古城改造、新農村建設、鄉村旅游等新型城鎮化業態，建議突破產權、建筑紅線和物業管理等的束縛，按主題管理區域，將室內、外消防設施由市政統一配套，采用區域消防給水系統，并探討了如何提高其安全性、經濟性和運營管理等方面的問題，供設計者參考。

【關鍵詞】區域;消防給水;系統;安全性;市政配套;災后重建

1工程概況

1.1項目背景

蘆山縣城距今已有2 300多年的歷史，因三國時蜀漢大將姜維屯兵時所筑，故稱“姜城”。姜城內有樊敏闕、平襄樓、青龍寺大殿等國家級文物，1992年被四川省政府命名為歷史文化名城。2013年4月20日四川省雅安市蘆山縣發生7.0級地震，蘆山縣城受到嚴重破壞。在災后重建整體規劃中，整個縣城主要分為漢姜古城風貌區、明清古城風貌區和古城外圍風貌區等功能分區(圖1)。

圖1　蘆山縣城整體規劃功能分區

漢姜古城災后重建項目位于蘆山縣城南側，總建筑面積112 820m2，規劃總用地面積106 575m2。漢姜古城規劃區域南北長420m，東西長380m，涉及到蘆山縣城整體規劃的漢姜古城風貌區、明清古城風貌區和古城外圍風貌區等街區。四川省建筑設計研究院作為設計總承包單位，負責對漢姜古城相關街區進行整體風貌打造。漢姜古城項目又分為“4·20”地震博物館、姜城月夜區、姜城水岸區、姜城往事區、姜城故里區和精品酒店區等子項目。

1.2漢姜古城子項目組成及規模

漢姜古城項目組成及設計規模見表1。

表1　漢姜古城項目組成及設計規模

2消防給水系統設計

2.1市政水源條件

按災后重建市政整體規劃，蘆山縣城建有一座市政自來水廠，位于城市東北側，僅通過一條DN600的輸水管向漢姜古城供水(圖2)。按GB50974-2014《消防給水及消火栓系統技術規范》(以下簡稱 《水規》)第4.2.2條中 “市政給水廠應至少有兩條輸水管向市政給水管網供水”的要求，漢姜古城市政給水管網不滿足兩路消防供水的條件，當漢姜古城內建筑室外消火栓設計流量大于20L/s時，應設置消防水池。

圖2　漢縣古城供水規劃圖

2.2建設用地地形高差關系

漢姜古城位于河谷平壩地帶(圖3)，三面環水，四面環山，地勢北高南低。南北建筑±0.00的地勢高差較大。北側姜城故里區地勢最高建筑±0.00的絕對高程為688.40，南側姜城月夜區最低建筑±0.00的絕對高程為676.10，整個項目地形高差為12.30m。為了體現漢代建筑風格，在地勢較高的街區還設置了高于周邊建筑的望樓。

圖3　漢姜古城項目整體規劃

2. 3漢姜古城項目特點分析

漢姜古城災后重建項目區域內，有國家級重點文物樊敏闕及石刻、平襄樓、青龍寺大殿等，旅游資源豐富。按災后重建規劃，漢姜古城的原住民可就地返遷，鼓勵外遷，建筑風格采用川西建筑與漢代建筑風格的結合：小尺度街區，社區院落與街巷系統相融合，商業和旅游氣氛濃厚。由于就地返遷居民較多，導致產權獨立、分散；街區尺度小、街道狹窄、保護建筑多，各子項目間建筑紅線難以劃分，部分場所消防車難以到達，設置消防水池和消防泵房等設施困難。若各子項目分別設置獨立消防供水系統，又造成大量重復建設，管理維護成本也很高，顯然極不經濟，也不合理。

漢姜古城商業街區的商業樓、帶商業網點的住宅和精品酒店等建筑，層數一般不超過3層(表1)。由此可見，漢姜古城雖子項目多，樓棟數多，但建筑面積均不大、建筑體積較小、建筑類型不多。

漢姜古城由政府統一打造形象，開發旅游，非常有利于將消防給水系統整體考慮，采用區域消防給水系統[3]，由市政整體配套，統一管理，以解決上述難題。

2.4區域消防給水系統計

按災后重建規劃，漢姜古城規劃居住人數小于2.5×104人，整個項目按一起火災設計。漢姜古城各子項目室內、外消火栓系統設計流量[1](表2)。按《水規》第3.1.2條：“兩座及以上建筑合用消防給水系統時，應按其中一座設計流量最大者確定”，漢姜古城最不利建筑為多層商業樓或精品酒店，其室內、外消火栓系統用水量之和均為50L/s，消防水池有效容積504m3。漢姜古城項目內，室內消火栓系統最大設計流量25L/s，室外消火栓系統最大設計流量30L/s，并按此流量校核室、內外消火栓系統供水管網的管徑和消火栓泵設計揚程。

表2　漢姜古城各項目室內、外消火栓系統設計流量

圖4　漢姜古城區域消防給水系統原理

漢姜古城室內消火栓系統和室外消火栓系統合用，采用臨時高壓區域消防給水系統(圖4)。消防水池和消防泵房設于姜城往事地下一層，消防泵房地面絕對高程681.200。消防水箱設于姜城故里3號樓屋面(漢姜古城最高屋面)，有效容積36m3，箱底絕對高程704.50。消防泵房設于姜城往事地下室，主要基于以下因素：(1)姜城往事子項位于漢姜古城中部，距離其他地塊輸水距離較短；(2)該地塊設有地下車庫，配置了柴油發電機，便于解決消防電源；(3)消防水池臨漢姜古城中軸干道設置，既便于消防車到達取水，也便于日常維護管理。經計算，漢姜古城臨時高壓區域消防給水系統供水壓力不大于1.00MPa，系統設為一個區，供水管道采用環狀供水管網。漢姜古城各子項目的住宅均不超過6層，不設置室內消火栓系統。對于底層設置商業網點的住宅，當商業網點建筑面積大于200m2時配置輕便消防水龍，水源接自臨時高壓區域消火栓給水系統，其用水量不計入消防用水量[1]。室外消火栓系統分為兩路供水來源：一路由城市自來水管道上的市政消火栓供給；另一路由區域消防給水系統的室外消火栓供給。室外消火栓系統采用臨時高壓系統，與室內臨時高壓區域消火栓系統合用。按室外臨時高壓消防給水系統要求：管道的供水壓力應能保證用水量達到最大，且水槍在任何建筑物的最高處時，水槍的充實水柱仍不小于10m[3]。經計算，漢姜古城當室外消火栓栓口動壓超過0.7MPa時，即可滿足水槍充實水柱的供水壓力。臨時區域消防給水系統的室外消火栓，既解決了消防車不能到達場所的消防用水要求，也滿足了《水規》4.3.1條：“當采用一路消防供水或只有一條入戶引入管，且室外消火栓設計流量大于20L/s”的建筑，需設置消防水池的要求。而對于室外消火栓設計流量小于20L/s的建筑，臨時高壓區域消防給水系統可不設置室外消火栓；或作為消防冗余設計，對建筑物起加強保護作用。

2.5自動噴水滅火系統設計

漢姜古城自動噴水滅火系統采用臨時高壓區域消防給水系統，自動噴水滅火系統設計流量[2]見表3，噴水泵及穩壓設備設于姜城往事地下一層消防泵房內。經計算，整個自動噴水滅火系統供水壓力不大于1.20MPa，系統設為一個區；最不利噴頭位于姜城往事多層商業建筑，其絕對高程為699.700；各地塊子項目超壓樓層采用減壓孔板調整供水壓力。消防泵房內噴水泵至各地塊子項目的自動噴水滅火系統報警閥前的供水管，采用環狀供水。在消防水池附近和需要設置噴水系統的建筑附近，設置水泵接合器，并在其15～40m范圍內配置臨時高壓消防給水系統的室外消火栓和市政消火栓(圖4)。

2.6區域消防給水系統設計探討

2.6.1關于產權和物業管理

為了避免產權責任不明，導致消防管理出現安全漏洞， 《水規》第6.1.11條規定：當建筑群共用臨時高壓消防給水系統時，“公共建筑宜為同一產權或物業管理單位”。漢姜古城災后重建項目雖然存在產權分散、建筑紅線不清晰、街區狹小、古建筑保護、難以建造消防設施等不利因素，但該項目由政府統一進行風貌打造，有條件將室、內外消防給水系統合用，設為區域消防給水系統，作為市政配套設施統一管理。消防運營管理費建議根據建筑使用功能，按面積分攤。區域消防給水系統按環狀管網供水，可滿足漢姜古城的消防安全，也解決了部分場所消防車不能到達的問題，同時也大量減少了消防設施投資和運營維護成本。

表3　漢姜古城各項目自動噴水滅火系統設計流量

2.6.2因地制宜設置區域消防給水系統

漢姜古城消防供水方案比選過程中，擬利用漢姜古城建設用地北高南低地形的有利條件，設置高位消防水池，重力供水，形成區域高壓消防給水系統，不設置消防增壓設備，節省運營成本。但按前述地形分析，建設用地南、北地形最大高差僅12.30m，不具備設置高壓區域消防給水系統條件，因此，漢姜古城仍采用臨時高壓區域消防給水系統。

按《水規》第8.1.7條：室內消火栓給水管網與自動噴水滅火系統當合用消防泵時，“供水管路沿水流方向在報警閥前分開設置”。漢姜古城采用室內、外合用臨時高壓區域消防給水系統，不僅是室內消火栓給水管網；如將自動噴水滅火系統也與其合并，消防供水總流量約85L/s，供水量太大，不僅會導致消防安全性的下降，而且在很多區域不需要設置自動噴水滅火系統， 增大流量和管徑也不經濟。因此，按照因地制宜的原則，漢姜古城采用室、內外消火栓系統和自動噴水滅火系統，分別設置區域消防給水系統(圖4)。

2.6.3關于高位消防水箱有效容積的確定

消防水箱的主要作用是供給火災初期的消防用水量，一般僅供室內水滅火系統使用。現行防火設計規范，也未對室、內外消火栓合用的臨時高壓系統，提出增加水量要求。漢姜古城消防設計考慮到區域消防給水系統的供水場所包括室外消火栓，供水距離增加、管網增大，設置輕便消防水龍的商業網點較多等特點，消防水箱容積考慮增加一定的安全余量。參照原GB50016-2006《建筑設計防火規范》，消防水箱容積增加量按火災初期10min室外火栓系統用水量確定，將高位消防水箱有效容積從18m3增加到36m3。

2.6.4關于水泵接合器的設置

按《水規》第5.5.1條規定：“設有消防給水的住宅、超過5層的其他民用建筑”應設置水泵接合器，但是對于臨時高壓區域消防給水系統，不需要再通過消防車加壓供水；即使設置水泵接合器，消防車取用臨時高壓區域消防給水系統的室外消火栓時，將形成自循環，無實際意義。對于自動噴水滅火系統設置水泵接合器，可取用臨時高壓區域消防給水系統的室外消火栓水源，市政消火栓可不設置。漢姜古城區市政供水管網，仍設置了市政消火栓；對于超過五層多層商業樓，在其附近也設置水泵接合器，并在其15～40m范圍配套市政消火栓；作為消防冗余設計，起加強保護作用。

2.6.5區域消防給水系統運用思考

隨著新型城鎮化和城鄉一體化的推進，針對古城鎮風貌打造、鄉村旅游、新農村建設等新型建筑和新型業態的涌現，如果按現行防火規范設計，很多項目消防設施很難實現，也不符合工程實際，或者存在投資偏大、點位分散、維護成本高、消防站配置不足、消防車道設置不規范、消防電源不完善等問題。

以成都市為例，在主城區周邊縣市或村鎮存在大量的鄉村旅游項目， 如：桃花節、櫻花節、枇杷節、油菜花節等，旅游接待場所多為民居改造的“農家樂”形式，當地政府甚至根據不同軟、硬件配置和環境條件，按一定標準評定星級。旅游旺節時，很多農家樂甚至具備可接待大型的旅游團體，承辦會議、婚宴等功能，接待人數眾多，火災危險性大；旅游淡節時，農家樂游客稀少，無法接受較大的消防運營成本。消防給水系統比較可行的方式是：因地制宜，突破傳統產權、物業管理、建筑紅線甚至行政區域等的限制，充分利用鄉村旅游區地勢高差，湖泊、濕地等自然水體，按主題管理區域，設置范圍更廣的區域消防給水系統，由景區統一建造，統一管理；既可保證消防安全，又可大量節約消防成本。

3結束語

漢姜古城災后重建項目消防設計，考慮到了市政水源條件、古城保護、街區特點、建筑功能、產權分散和火災危險性等特點，按漢姜古城主題管理區域，提出了更廣范圍的區域消防給水系統概念，采用了將室、內外消防給水系統合用，由市政整體配套和統一管理的設計思路，既保證了項目的消防安全，也大大節省了消防投資，降低了運營管理成本，取得了良好的效果。

參考文獻

[1]GB50974-2014 消防給水及消火栓系統技術規范[S].

[2]GB50084-2014自動噴水滅火系統設計規范[S].

[3]住宅和城鄉建設部工程質量安全監督司,中國建筑標準設計研究院.全國民用建筑工程設計技術措施:給水排水[M].2009年版.中國計劃出版社,2009.

【文獻標志碼】A

【中圖分類號】TU821.6

[作者簡介]王家良(1970～),男,本科，高級工程師，主要從事給排水設計及管理工作。

[定稿日期]2015-09-16