某商業綜合體消防供水系統的設計與反思

李逸欽

(廈門合立道工程設計集團股份有限公司 福建廈門 361000)

0 引言

隨著中國經濟的飛速發展，商業綜合體如雨后春筍般不斷涌現，如何合理地設計商業綜合體的消防供水系統尤顯至關重要。尤其當各棟樓的建筑功能、建筑高度差別較大時，如何對消防供水系統進行分區及管網布置，就需要通過多方面因素綜合考慮，來提高并保障供水系統的可靠性、經濟性。

1 工程概況

工程的規劃用地面積約4.7萬m2，建筑總面積約25.9萬m2。地上部分為11棟單體建筑：其中1～8#樓(無4#樓)為底部帶商業服務網點的一類高層住宅樓，建筑高度98.8m，為已建一期工程；9～12#樓為二期工程，其中9#樓為5層商業用房(建筑面積約3.5萬m2)，建筑高度23.7m；10#樓為一類公共建筑，一至三層為商業用房，四至十七層為辦公用房，建筑高度59.1m；11#樓為兩層綜合樓，一層為車庫(停車數量為10部)、商業用房、公共衛生間，二層為商業用房、雜物間，建筑高度8.4m；12#樓為兩層的商業樓，建筑高度12.3m；地下室共分兩層，地下二層為車庫，戰時為人防，地下一層為超市、車庫及設備功能用房。

2 消防供水系統介紹

該工程各系統消防用水量如表1所示。

表1 該工程各系統消防用水量表

室內消火栓系統：消防泵房內設有兩臺室內消火栓系統加壓泵(一用一備)供水，單臺水泵流量為40L/s，揚程為160m。已建部分消防供水系統在豎向上分兩個區，1～8#樓住宅部分的二層及以上為高區，其余部位均為低區。新建二期則由高區供水系統經可調式減壓閥后供水，閥后的壓力設定為1.2MPa。

自動噴淋系統：消防泵房內設有兩臺自動噴淋系統加壓泵(兩用一備)供水，單臺水泵流量為40L/s，揚程為120m。消防供水系統在豎向上分兩個區，新建二期10#樓四層及以上為高區，其余部位為低區。高區由自動噴淋系統加壓泵直接供水，低區由高區供水系統經可調式減壓閥后供水，閥后的壓力設定為0.8MPa。

3 室內消火栓系統的設計與反思

室內消火栓系統在設計過程中的重點之一，是屋頂消防水箱的設置問題。根據建筑情況及國家標準《消防給水及消火栓系統技術規范》(GB50974-2014)[1](以下簡稱“消水規”)中5.2.1條的要求，一類高層住宅部分(5#樓建筑高度98.8m)需設18m3消防水箱；一類高層公建部分(10#樓建筑高度59.1m)需設36m3消防水箱；多層公建部分(9#樓建筑高度23.7m，商業面積大于3萬m2)需設50m3消防水箱。

因一期已建的5#樓(最高樓)屋頂設有18m3消防水箱，而新建二期部分需要50m3消防水箱，若直接將原水箱增容至50m3，對結構荷載及建筑外觀影響較大，工程上有一定的難度。同時，新建二期工程的消防供水系統的設計壓力為1.20MPa，而一期工程增壓水泵的供水壓力為1.6MPa，當二期工程也由一期工程增壓水泵供水時，室內消火栓系統需要采用減壓閥組進行減壓供水，閥后的壓力設定為1.2MPa。如果初期火災用水由一期工程5#樓屋頂水箱供水時，水箱距減壓閥安裝位置的高差僅112m，則在水箱供水工況下減壓閥閥前靜壓為1.12MPa，就會出現減壓閥的閥前靜壓為1.12MPa小于閥后消火栓系統設定壓力1.2MPa的工況，無法保證二期工程10#樓最不利點處0.1MPa的靜壓要求。因此，設計考慮了在10#樓屋頂專設為二期消防初期供水的50m3消防水箱。

因此通過各方面因素的綜合分析后，在5#樓屋頂設有一期18m3消防水箱，10#樓屋頂設有二期50m3消防水箱。具體系統如圖1所示。

圖1 原設計消火栓系統示意圖

“雙水箱”的設計滿足了工程消防火災初期供水的儲水量和供水靜壓要求，但增加了工程投資和管理上的問題，且缺乏設計的合理性。在后期的工程設計完善過程中，將改進思路放在消火栓系統的分區上，提出了將消火栓系統的高、低區分界線進行調整，統一以二層為界，即各樓二層以上均為高區，其余部分均為低區的調整方案，解決了系統分區和水箱供水的矛盾。同時，通過結構加固等方式，將5#樓屋頂上原有的18m3消防水箱改建為50m3消防水箱，解決了消防火災初期供水的儲水量問題，避免“雙水箱”系統構建。具體系統如圖2所示。

圖2 優化后消火栓系統示意圖

圖2系統與圖1系統相比，更加簡潔、經濟，分區更合理。同時，商業用房的一、二層的面積大，消火栓數量多，能夠讓減壓穩壓消火栓的數量顯著降低。因此，通過工程配合過程中的技術、經濟等多方面因素綜合考慮，在滿足各專業規范要求的前提下，完全可以使整個工程的系統更簡潔、安全，且總造價更低。

4 噴淋系統的設計與反思

該項目地下室的建筑面積大，在地下一層設有3個報警閥間，分別為二期工程高區報警閥間、二期工程低區報警閥間、一期工程住宅報警閥間。二期工程高區報警閥間主要供上部辦公用房使用，二期工程低區報警閥間主要供二期工程地下室及上部商業用房使用，一期工程住宅報警閥間主要供一期工程地下室及上部商業服務網點使用。其中，二期工程高區報警閥間、二期工程低區報警閥間位于10#樓的地下室位置，一期工程住宅報警閥間位于5#樓的地下室位置內，兩棟樓的直線距離約200m。

結合地下一層超市存貨區、卸貨區的因素和相關規范的規定要求[2]，噴淋系統的消防用水量取70L/S，噴淋管網的主管管徑為DN200。由于設置報警閥間數量較多且涉及管線的布置，在設計過程中如何優化噴淋系統的管網布置，將直接影響消防供水系統的經濟合理性。

原設計的管網布置如圖3所示，減壓閥設置在5#樓地下室的消防泵房內，高、低區兩套噴淋系統管網從消防泵房內引出，然后接至3個報警閥間的位置。由于設置了兩套管網，對地下室的高度要求、各專業的管線連接均有影響，還增加了工程造價。

優化后的管網布置如圖4所示，減壓閥分別設置在5#樓地下室報警閥間及10#樓地下室報警閥間，高區一套噴淋系統管網從消防泵房內引出，接至3個報警閥間的位置。

圖3 原設計噴淋系統管網示意圖

圖4 優化后噴淋系統管網示意圖

通過總結與反思，圖4系統與圖3系統相比，可以減少圖3虛線所示的低區噴淋系統管網的長度，節省長度約500m，且系統也更簡潔，便于維護管理。同時，由于一期工程住宅報警閥間與二期工程低區報警閥的配置壓力不一致，圖4系統可以根據不同系統設置減壓閥，使壓力配置更合理。因此，減壓閥安裝位置的選擇關系到整套管網的布置，進而影響整個系統的經濟合理性，對整個消防供水系統的安全性也有著明顯的作用。

5 結語

通過對該工程消防供水系統的設計，筆者經過總結與反思提出了若干消防供水系統的設計要點和應對措施。

首先需要注意在“雙水箱”的各種工況下不應出現超壓或壓力不足的問題。以該工程為例，應復核10#樓消防水箱(含穩壓泵)在準工作狀態下，最低點的消火栓栓口處靜壓不得超過1.0MPa。

其次，在使用減壓閥時，應注意是否會出現閥后壓力大于閥前壓力的情況，避免在水箱靜壓工況下壓力不足，出現“沒水”的尷尬。確實無法避免的，建議由消防水箱單設一根穩壓管給低區消防供水系統穩壓。

綜之，在消防供水系統設計中，要結合不同建筑的不同功能特點合理設計，才能在保證供水系統可靠的前提下，使整個供水系統合理、簡潔、經濟。