武漢某超高層綜合體消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

王　翔（廣州城建開發(fā)設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510620）

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武漢某超高層綜合體消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

王翔（廣州城建開發(fā)設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510620）

結(jié)合武漢硚口金三角地塊項(xiàng)目的消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，總結(jié)了超高層綜合體消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，包括綜合消防用水量、消火栓給水系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)，簡要對比與新規(guī)范的一點(diǎn)差異，可供同類工程參考。

超高層綜合體；消火栓給水系統(tǒng)；自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

1　概況

武漢硚口金三角地塊項(xiàng)目位于武漢市硚口區(qū)的核心地段，東臨硚口路，南靠沿河大道，西為城市公共綠地，北臨京漢大道。項(xiàng)目由一棟309m的超高層主塔樓（辦公樓）、一棟153m的超高層公寓及四層商業(yè)裙房（購物中心）組成，建筑耐火等級(jí)為一、二級(jí)，地下室兩層（局部三層）為I類停車庫及附設(shè)設(shè)備用房。該項(xiàng)目于2013年5月完成消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并于2013年 10月通過國家消防主管部門組織的消防性能化審查，2015年底已經(jīng)完成309m主塔樓結(jié)構(gòu)封頂，2015年12月153m辦公樓及四層購物中心已經(jīng)通過相關(guān)消防等驗(yàn)收并開始營業(yè)。

2　消防系統(tǒng)介紹

本工程室內(nèi)設(shè)有消火栓給水系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、自動(dòng)掃描射水高空水炮滅火系統(tǒng)，其中地下室噴淋采用自動(dòng)噴水-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)，本文主要介紹消火栓給水系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

表1　綜合消防用水量

項(xiàng)目從北面及東面兩個(gè)不同水源市政管網(wǎng)各引入兩條DN300的給水管供本項(xiàng)目的用水，滿足兩路水源的要求，設(shè)兩個(gè)DN200消防水表計(jì)量本項(xiàng)目的室內(nèi)外消防用水，消防表后引DN150給水管接入位于地下三層的消防水池。項(xiàng)目300m主塔樓（寫字樓）采用常高壓消防系統(tǒng)，150m公寓、購物中心及地下室采用臨時(shí)高壓消防系統(tǒng)。項(xiàng)目主塔樓53層設(shè)置500m3的重力消防水池，分兩座設(shè)置，19層設(shè)置60m3轉(zhuǎn)輸水箱，36層、19層各設(shè)置30m3減壓水箱，屋面設(shè)置36m3屋頂消防水箱，地下負(fù)三層設(shè)置554m3的消防水池，供主塔樓（寫字樓）未竣工前地下室、購物中心、公寓消火用水量。

3　消火栓給水系統(tǒng)

3.1室外消火栓系統(tǒng)

本項(xiàng)目從兩個(gè)方向分別引入DN300的給水管，滿足兩路水源的要求，室外消火栓系統(tǒng)由市政管網(wǎng)直接供水，在地塊內(nèi)按規(guī)范設(shè)置室外消火栓，在合適的地方設(shè)置水泵接合器。

3.2室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

從地下室三層水泵房至辦公樓屋頂水箱內(nèi)底的幾何高差為321.9m，消防系統(tǒng)豎向分為六個(gè)壓力區(qū)。X1、X2、X3區(qū)由53層總?cè)莘e500m3的消防水池重力供水，X4、X5區(qū)由53層的消防水泵臨時(shí)加壓供水。

1～13層為X1區(qū)，由19層30m3消防減壓水箱重力供水；14～30層為 X2區(qū)由36層30m3消防減壓水箱重力供水；31～47層為X3區(qū)由53層總?cè)莘e500m3消防水池重力供水；48～53層為X4區(qū)由53層的消防泵房內(nèi)的消火栓水泵減壓后供水；54～69層為X5區(qū)，由53層的消防泵房內(nèi)的消火栓水泵供水。每個(gè)分區(qū)的最高及最底層均設(shè)置DN150環(huán)狀管網(wǎng)。

消火栓的栓口壓力控制在0.25～0.50MPa，當(dāng)栓口壓力大于0.50MPa時(shí)，采用減壓穩(wěn)壓消火栓，減壓后栓口壓力為0.30MPa。屋面試驗(yàn)用消火栓前設(shè)壓力表測壓（如圖1）。

4　自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

辦公樓部分按中危險(xiǎn)Ⅰ級(jí)設(shè)計(jì)，噴水強(qiáng)度為6L/min·m2，作用面積為160m2；購物中心地下車庫按中危險(xiǎn)Ⅱ級(jí)設(shè)計(jì)，噴水強(qiáng)度為8L/min·m2，作用面積為160m2；辦公樓首層大堂等滿足非倉庫類高大凈空場所的條件，噴水強(qiáng)度為6L/min·m2，作用面積為260m2，并考慮設(shè)通透性吊頂，系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度采用設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度的1.3倍，為7.8L/min·m2。系統(tǒng)最不利點(diǎn)噴頭工作壓力取0.1MPa，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為34L/s。購物中心部分的樓層凈空高度均不超8m，設(shè)置自選商場時(shí)，物品高度不得超過3.5m。

圖1　辦公樓消火栓系統(tǒng)圖

辦公樓44層以下部分采用常高壓給水系統(tǒng)；辦公樓44層以上部分合用一套系統(tǒng)，采用臨時(shí)高壓系統(tǒng)；購物中心和地下室合用一套系統(tǒng)，采用臨時(shí)高壓系統(tǒng)，報(bào)警閥組前的供水管道成環(huán)狀布置。

系統(tǒng)按配水管道的工作壓力不大于1.2MPa，一個(gè)濕式報(bào)警閥組控制的噴頭數(shù)不宜超過800只，及每個(gè)報(bào)警閥組供水的最高與最低位置噴頭的高程差不宜大于50m的原則分區(qū)，并保證各分區(qū)最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力不低于0.05MPa，當(dāng)不能滿足時(shí)，設(shè)增壓設(shè)備。

辦公樓噴淋系統(tǒng)豎向分為五個(gè)壓力區(qū)。1～10層為ZP1區(qū)，由19層30m3消防減壓水箱重力供水，報(bào)警閥組設(shè)于地下三層消防水泵房。11～7層為ZP2區(qū)，由36層30m3消防減壓水箱重力供水，報(bào)警閥組設(shè)于19層設(shè)備層；28～44層為ZP3區(qū)，由53層500m3消防水池重力供水報(bào)警閥組設(shè)于36層設(shè)備層；45～53層為ZP4區(qū)，由53層的消防泵房內(nèi)的噴淋水泵減壓供水；54層～屋頂為ZP5區(qū)，屋頂消防水箱與ZP4區(qū)頂部的幾何高差不能滿足最不利處噴頭的工作壓力要求，故在68層設(shè)增壓穩(wěn)壓泵組補(bǔ)壓，報(bào)警閥組設(shè)于53層設(shè)備層。

無吊頂部位設(shè)直立型噴頭，其余有吊頂?shù)牟课徊捎玫蹴斝蛧婎^。當(dāng)?shù)蹴斨另敯宓椎膬舾叽笥?.8m者，設(shè)上下兩層噴頭。公共娛樂場所、中庭環(huán)廊、超出水泵接合器供水高度的樓層、地下商業(yè)及倉儲(chǔ)用房采用快速響應(yīng)噴頭；地下室的自動(dòng)噴水—泡沫聯(lián)用系統(tǒng)應(yīng)采用灑水噴頭。噴頭的公稱動(dòng)作溫度：廚房、吊頂內(nèi)為79℃，灶臺(tái)上為93℃，其余部位均為68℃。

5　設(shè)計(jì)中難點(diǎn)及采取的措施

5.1分期開業(yè)問題

本項(xiàng)目為商業(yè)綜合體，統(tǒng)一建設(shè)，分部分驗(yàn)收，購物中心及公寓先于驗(yàn)收營業(yè)。所以，地下負(fù)三層設(shè)置554m3的消防水池，供主塔樓未竣工前地下室、購物中心、公寓消火用水量，兼作為辦公樓的消防低位轉(zhuǎn)輸水池。

公寓原設(shè)計(jì)為寫字樓53層500m3消防水池重力供水，但公寓先于寫字樓營業(yè)，后設(shè)計(jì)改為由負(fù)三層消防泵房單獨(dú)的消防水泵供水，由寫字樓36層的30m3減壓水箱兼作為公寓的屋頂消防水箱。

寫字樓設(shè)置地上500m3、地下554m3兩個(gè)消防水池，大大增強(qiáng)了本項(xiàng)目的消防可靠性。

5.2消防高區(qū)水泵接合器問題

消火栓系統(tǒng)X1、X2區(qū)，噴淋系統(tǒng)ZP1、ZP2區(qū)在室外，消防車供水的范圍內(nèi)各設(shè)置三組SQD150水泵接合器。高區(qū)消防、高區(qū)噴淋消防車供水難以達(dá)到，本項(xiàng)目在19層消防轉(zhuǎn)輸水泵、53層消防水泵出水口預(yù)留手抬泵接口，并在水泵房出水主管上設(shè)置相應(yīng)的SQD150水泵接合器，解決了高區(qū)消防臨時(shí)加壓供水的問題。

6　消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與《水消規(guī)》對比

本工程并于2013年10月通過國家消防主管部門組織的消防性能化審查，而《水消規(guī)》于2014年10月1日正式實(shí)施，原有設(shè)計(jì)與現(xiàn)行的規(guī)范筆者總結(jié)主要有以下幾點(diǎn)不同：

（1）《水消規(guī)》中5．5．12消防水泵房應(yīng)符合下列規(guī)定：附設(shè)在建筑物內(nèi)的消防水泵房，不應(yīng)設(shè)置在地下三層及以下，或室內(nèi)地面與室外出入口地坪高差大于10m的地下樓層。本項(xiàng)目按舊規(guī)范設(shè)計(jì)，設(shè)置在地下三層地下室，不滿足新規(guī)范。

（2）按《水消規(guī)》臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)的高位消防水箱的有效容積應(yīng)滿足初期火災(zāi)消防用水量的要求，并應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)建筑高度大于150m時(shí)，不應(yīng)小于100m3。本項(xiàng)目屋頂水箱按舊規(guī)范設(shè)計(jì)為36m3。

（3）消防水泵的差異

《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對消防水泵及水泵控制沒有明確的條文說明，而《水消規(guī)》對消防水泵有了明確的說明。比如消防水泵應(yīng)采取自灌式吸水，普通設(shè)計(jì)一般消防水池與消防水泵在同一標(biāo)高的設(shè)備房設(shè)置，消防水池的有效水深的最低水位比水池底高100mm左右，但《水消規(guī)》“5.1.9.5條當(dāng)消防水池最低水位低于離心水泵出水管中心線或水源水位不能保證離心水泵吸水時(shí)，可采用軸流深井泵，并應(yīng)采用濕式深坑的安裝方式安裝于消防水池等消防水源上”，為保證消防水泵在任何時(shí)候都能啟動(dòng)，消防水池的最低水位應(yīng)高于離心水泵出水管中心線。

（4）消防控制方式

《水消規(guī)》規(guī)定了采用壓力開關(guān)和流量開關(guān)作為消防水泵自動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)的技術(shù)規(guī)定：“消防水泵應(yīng)由水泵出水干管上設(shè)置的壓力開關(guān)、高位消防水箱出水管上的流量開關(guān)，或報(bào)警閥壓力開關(guān)等信號(hào)直接自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵”，“消火栓按鈕不宜作為直接啟動(dòng)消防水泵的開關(guān)，但可作為發(fā)出報(bào)警信號(hào)的開關(guān)或啟動(dòng)干式消火栓系統(tǒng)的快速啟閉裝置等”，這兩條規(guī)定和以往設(shè)計(jì)不同，特別是消火栓按鈕的規(guī)定，《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的7.4.6.7條要求“臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)的每個(gè)消火栓處應(yīng)設(shè)直接啟動(dòng)消防水泵的按鈕，并應(yīng)設(shè)有保護(hù)按鈕的設(shè)施”。

7　結(jié)語

超高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)常規(guī)消防車撲救高度已經(jīng)不能滿足高層建筑的要求，必須依靠建筑物自身的滅火撲救能力，本項(xiàng)目地下、地上均設(shè)置了超過500m3的消防水池，儲(chǔ)存了足夠的滅火水量。結(jié)合項(xiàng)目解決了一些難點(diǎn)問題，簡要對比了本設(shè)計(jì)與現(xiàn)行新規(guī)范的一些差異，值得其他超高層項(xiàng)目借鑒。

［1］《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014）.

王 翔（1983-），男，工程師，碩士研究生，主要從事給排水設(shè)計(jì)工作。

TU976.5

A

2095-2066（2016）09-0152-02

2016-3-8