天津國家會展中心展館區消防給水系統設計探討

莊曉艷 賈 健

(中國建筑科學研究院有限公司，北京 100013)

0 引言

國家會展中心工程一期展館區項目位于天津市津南區。本項目為大型展覽建筑,一共ABCD四棟建筑，總建筑面積47.676 4萬m2，其中地上38.240 8萬m2，地下9.252 7萬m2。設置16個展廳，總布展面積約20萬m2。其中,B,D號樓為展廳及交通連廊，B,D號樓地上部分包括展覽展示、會議、商務、配套服務等功能，地下為設備管溝及管廊,展廳部分1層通高，交通連廊部分3層，建筑高度24 m；B,D號樓均屬于多層公共建筑，展廳及交通連廊1層分為四個防火分區，交通連廊2層分為東西兩個防火分區，每個展廳為一個防火分區。該項目由于其大體量、大跨度及功能多樣導致其消防給水系統設計的復雜性、多樣性及特殊性。本文就B/D區交通廊及展廳消防給水系統的選擇及其一些特殊部位的處理及消防主管部門的意見進行了闡述及分析。

1 室內消火栓給水系統

1.1 設置范圍

全樓除不宜用水保護的電氣用房及凈高2 m以下的管溝外均設消火栓保護。

1.2 設計參數

依GB 50974—2014消防給水及消火栓系統技術規范3.5.2，3.6.2條規定本工程室內消火栓流量為20 L/s，火災延續時間3 h。本工程室內消火栓系統采用臨時高壓系統，系統豎向不分區,設置為環狀管網。消防泵房設置于中央大廳地下1層，內設消火栓加壓泵2臺，1用1備。水箱間設置在9號展廳交通廊高位，內設18 m3消防水箱及消火栓系統穩壓泵及氣壓罐。

1.3 特殊部位處理

由于本項目展廳占地面積大，單個展廳東西向79.8 m，南北向148.2 m，按展廳平面布置只有東西兩側空調機房有設置消火栓的條件，其余部位均為布展區，布置在東西兩側機房墻壁上的消火栓無法滿足《消防給水及消火栓系統技術規范》7.4.6條室內消火栓的布置,應滿足同一平面有2支消防水槍的2股充實水柱同時到達任何部位的要求。為滿足規范要求，依據消防性能化要求在展廳中間增設地埋式消火栓，地埋式消火栓間距18 m，所有消火栓箱內配置消防軟管卷盤，展廳區地埋式消火栓布置示意見圖1。其余部位消火栓布置及管網、消防水泵等設計按規范要求。

2 自動噴水滅火系統

本工程依據功能不同設置了自動噴水滅火系統、大空間智能型主動滅火系統、防火玻璃防護冷卻系統。

2.1 自動噴水滅火系統

2.1.1設置范圍

本工程除變配電室、消防、安防控制中心、網絡機房等電氣用房、難以設置自動噴水滅火系統的展廳、2層交通廊和其他不宜用水撲救的場所外均設自動噴水滅火系統，交通連廊采用濕式自動噴水滅火系統，展廳空調機房及3層空調機房采用預作用系統。

2.1.2設計參數

展廳及交通連廊為中危險Ⅰ級，設計噴水強度6 L/(min·m2)，作用面積160 m2。系統最不利點噴頭工作壓力0.15 MPa，預作用系統充水時間不大于2 min。自動噴灑系統管網豎向不分區，消防泵房設于中央大廳地下1層，內設噴淋加壓泵2臺，1用1備。消防水箱間設置在9號展廳交通廊高位，內設18 m3消防水箱及噴淋系統穩壓泵及氣壓罐。

2.2 大空間智能型主動滅火系統

大空間智能型主動噴水滅火系統由大空間滅火裝置、信號閥組、水流指示器等組件以及管道、供水設施等組成。該系統尤其適合于空間高度高、容積大、火場溫度升溫較慢，難以設置傳統閉式自動噴水滅火系統的場所，如：大劇院、音樂廳、會展中心等，故本工程在難以設置自動噴水滅火系統的場所設置自動消防炮滅火系統。

2.2.1設置范圍

本工程在難以設置自動噴水滅火系統的展廳、2層交通廊等部位設置自動消防炮滅火系統。

2.2.2設計參數

水炮單臺流量：20 L/s，工作壓力：0.8 MPa,系統用水量：40 L/s。火災延續時間以1 h計。系統供水采用臨時高壓消防供水系統，在消防泵房內設置自動消防炮供水泵2臺，1用1備，設置5 L/s穩壓泵及調節容積為600 L的隔膜式氣壓罐。自動水炮前設置檢修閥、電動閥及水流指示器，并在系統管網最不利點設置模擬末端試水裝置。依據消防性能化要求消防水炮的設置應保證防護區任一部位至少有兩門水炮能予以保護。

2.3 防火玻璃防護冷卻系統

首層和2層連廊兩側的會議、餐飲、儲藏等功能房間需視覺通透的部位使用了耐火極限不低于1 h的防火玻璃及防火玻璃門，防火玻璃于功能用房的一側設置防火玻璃防護冷卻系統進行保護，系統的布置要求見圖2。

根據消防性能化的要求防火玻璃防護冷卻系統的設置要求如下：1)噴頭采用快速響應噴頭；2)噴頭動作溫度為68 ℃；3)噴頭間距1.8 m～2 m；4)噴頭濺水盤與玻璃上檐平齊，確有困難處，濺水盤低于玻璃框上檐，但間距不大于0.1 m；5)噴頭與玻璃的水平距離控制在200 mm～300 mm之間；6)噴頭采用普通側式邊墻型噴頭，工作壓力0.1 MPa；7)噴水強度不應小于0.5 L/(s·m)，當噴頭距地面的高度大于4 m時，每增加1 m，噴水強度應增加0.1 L/(s·m)(不足1 m，按1 m計)；8)用水量按保護長度和保護時間計算確定，保護長度按沿大廳玻璃使用最長的功能用房的實際長度的1.5倍確定，持續噴水時間不小于2 h；9)系統采用獨立的管網和泵組。經核算，系統設計流量為15 L/s，火災延續時間2 h，消防泵房設置防火玻璃保護系統加壓泵2臺，1用1備，系統穩壓方式與噴淋系統合用。

3 氣體滅火系統

3.1 設置范圍

本工程的展廳變電所、制冷機房配電室、車庫配電室、弱電中心機房、光伏發電機房等重要設備室設置七氟丙烷氣體自動滅火系統。因設置部位分散，氣體滅火系統均采用預制無管網系統。

3.2 設計參數

弱電、信息網絡機房的滅火設計濃度為8%，噴放時間8 s，浸漬時間5 min。變配電室的滅火設計濃度為9%，噴放時間10 s，浸漬時間10 min。各系統設計參數見表1。

表1 氣體滅火系統設計參數

4 自動干粉滅火系統

4.1 火災特點

本工程展館區地下設置有體量較大的設備綜合管溝，在綜合管溝內敷設有大量的設備管線，故其火災類型與特點可參照城市地下綜合管廊，其火災特點如下：1)火勢猛烈，燃燒迅速，電纜敷設集中密集，密集敷設的電纜在管溝內著火時，火災所產生的熱量短時間內得不到擴散，將導致管溝內的溫度迅速上升。管溝內電線電纜層疊集中布置，如果上層電線電纜著火，高溫熔物滴落，會很快將火焰蔓延到下層電纜、光纜和管線，下層電纜一旦著火，熱煙氣和熱輻射也會很快影響到上層線路，致使火勢沿電纜走向蔓延迅速；2)撲救困難，由于管溝處于地下，且管溝內平時無人，一旦發生火災不易察覺，容易造成火災蔓延，給消防撲救造成困難。消防性能化要求每段設置一個直通室外的爬梯作為疏散出口，這樣的疏散出口設置也給消防滅火造成了一定的困難，消防員必須通過直通室外的爬梯進入管溝才能進行滅火，且電纜燃燒會產生有毒氣體，綜上各種給消防員滅火造成困難。

4.2 系統選擇

表2 自動干粉滅火系統設計參數

消防性能化要求在連廊主管溝內設置細水霧滅火系統或超細干粉滅火系統等自動滅火系統。細水霧滅火系統需要一套獨立的水箱水泵系統，需要單設機房，增加土建投資，且需要增加大量的管線敷設。預制干粉滅火系統無需機房，土建成本低，不需要敷設大量管線，可利用管溝內的管道支架安裝，不占用空間、安裝方便，屬于無水無壓消防系統，不會對被保護對象和保護場所產生二次損害。綜合比較之后選擇了自動干粉滅火系統。依據GB 50347—2004干粉滅火系統設計規范3.1.1條的規定,撲救封閉空間內的火災應采用全淹沒滅火系統，噴射距離4 m～16 m，滅火劑有效滅火成分磷酸鹽含量不小于85%，滅火時間小于1 s，自動干粉滅火系統的設計參數見表2。自動干粉滅火系統的平面布置示意圖見圖3。

5 滅火器配置

設置范圍及設計參數。電氣房間按嚴重危險級E類火災配置滅火器，其余區域按嚴重危險級A類火災配置滅火器。嚴重危險等級E類火災場所，手提式滅火器最大保護距離9 m，推車式滅火器最大保護距離18 m。電氣用房內設置充裝量5 kg的89B手提滅火器或充裝量20 kg的183B推車式滅火器。嚴重危險等級A類火災場所，手提式滅火器最大保護距離15 m，推車式滅火器最大保護距離30 m。消火栓箱下設置充裝量5 kg的3A手提滅火器。

6 結語

本文闡述了天津國家會展中心工程一期展館區消防給水系統的設計，涵蓋了會展建筑特殊部位消防系統的選擇，可為后續會展建筑類的消防系統設計提供借鑒和參考。