南寧市“三街兩巷”項目金獅巷銀獅巷保護整治改造（一期）工程水消防設計

韋 峰，曾 勤，王仁華

（1.南寧市建筑規劃設計集團有限公司，廣西 南寧 530002；2.中機中聯工程有限公司，重慶 400039）

1 項目概況與基本水消防設計內容

南寧市“三街兩巷”項目金獅巷銀獅巷保護整治改造一期工程（以下簡稱“一期工程”）于2018年底和2019年底分批竣工，是廣西歷史文化街區。一期工程位于南寧市老城區繁華地帶，西側為解放路，東側為興寧路，北側為民生路，內含金獅巷、銀獅巷，俗稱“三街兩巷”，是體現南寧共同回憶元素的嶺南特色建筑群，也是南寧市申報國家歷史文化名城的靚麗名片。一期工程按建新如舊、修舊如舊的風格建設，保留清代至民國時期的民居群，還有嶺南風格的騎樓，更有新建的青磚青瓦清水墻的仿古商業建筑，如圖1所示。

一期工程總建筑面積約7萬m2，包括保護、整治、改造三部分，其中保護部分為金獅巷民居群、蘇緘遇難處，由文物保護單位對特定保留具有歷史意義的建筑進行修繕保留，屬于既有老舊建筑；整治部分為拆舊建新，屬于新建建筑，具體為金獅巷、銀獅巷拆建區（商業建筑地上2～3層，地下2層；中華電影院地上2層，地下2層；城隍廟1層）；改造部分為興寧路改造區（3或4層）、金獅巷改造區（2層），屬于既有建筑，為立面改造、結構加固、適當增加防火設施和完善使用功能，如圖2所示。工程由我公司主導統籌給排水設計。本文論述的是水消防設計，特指消防給水系統、氣體滅火系統、滅火器設計等在建筑給排水專業范圍內的消防設計內容。

2 水消防設計難點及解決思路。

2.1 設計內容

從工程概況可知，3個部分的子項的設計范圍不同。保護部分和改造部分的子項設計內容單一，是對既有建筑的保護加固、適當改造完善，有比較多的限定條件；整治部分的子項為新建建筑，按現行規范進行設計。

保護部分的子項功能簡單，可設置滅火器。改造部分的子項情況相對復雜：金獅巷改造A區、B區為住宅，功能單一，可設置滅火器；興寧路改造B、C區情況最復雜，存在既有消防給水系統，如室內消火栓系統、自動噴水滅火系統。拆除既有消防給水設施并重新建設滿足現行規范的消防給水系統，在成本、難度和時間上均不具備可操作性。因此，沿用既有水消防設施，不改變內部既有功能，僅在興寧路改造B區有條件的地方適當增設若干自動噴水滅火系統的噴頭；興寧區改造A區子項改動最大，對其2～3層內部分隔調整后，使一個典型的1層為商業，2～3層為住宅的騎樓建筑變成一個純商業建筑，對于給排水專業來說有條件按新建建筑進行水消防設計。

整治部分為新建建筑且總建筑面積最大，以商業建筑為主，并按傳統民居的形式分布，體現窄街小巷的效果。由于若干單體存在的防火間距和疏散長度不滿足現行防火規范的情況，在水消防設計時將整治部分按總體考慮設置自動噴水滅火系統、室內消火栓系統。

綜上所述，根據各單體功能、建筑高度和設計范圍，依照GB 50016—2014《建筑設計防火規范》，整理出各單體的水消防設計內容。整治部分按商店建筑總建筑面積大于10 000m2且小于30 000m2，商業建筑總體積大于25 000m3進行水消防設計，設計參數如下：火災延續時間2h，室外消防用水量為40L/s，室內消火栓用水量為40L/s，天面消防水箱有效容積為36m3，自動噴水滅火系統用水量為30L/s，火災危險等級按中危險等級Ⅱ級設計。

2.2 技術措施

2.2.1 共用室外消防給水管網，采用兩路市政給水引入管

一期工程內有2個建設單位，中華電影院子項由其他建設單位建設，該子項被其余子項包圍，沒有專屬的給排水管道進出空間。采用共用的室外消防給水管網可有效節約室外場地空間，減少不必要的投資。

根據物探資料可知，項目的西邊市政路和南邊民族大道均有市政給水管網，市政給水水壓為0.24MPa。設計上采用從這兩路市政給水管網分別引入1條直徑150mm給水管供一期工程的消防、生活用水使用，室外消火栓給水系統按低壓給水系統設計，室外消防用水量可直接由市政給水管網供給，有效減少消防水池的有效容積，提高地下室空間的利用率。然而供水公司相關部門否定了設計方案，只批準西邊的市政給水管接引入管供本項目供水。他們認為，即使項目周圍有兩路市政給水管網供給，也得統籌考慮片區的用水情況，不保證該項目可以從兩路市政引入管供水。為此，我們從項目的重要性、現場條件的局限性、防火設計的合理性向供水部門解釋，最終我們的給水設計方案獲得該部門的批準，保證了項目的順利建設。

2.2.2 消防給水系統采用下置式穩壓設備

一期工程地形東高西低、北高南低，天面消防水箱設在位于地形較高的金獅巷拆建A區上。天面消防水箱最低有效水位不滿足水滅火設施最不利點處的靜水壓力，因此，在地下2層消防泵房內設置下置式室內消火栓系統和自動噴水滅火系統的合用穩壓設備，可方便消防設備的統一管理，高效整合消防泵房的使用空間，還可少占商業建筑坡屋面的空間，保障古建筑群屋面風格的統一，避免水泵運行時的震動對商業運營環境的影響。施工結果證明，此舉為分期竣工的要求減少了困難，并節約了成本。

2.2.3 采用旋轉型噴頭

整治部分的建筑屋面是坡屋面，普通標準型噴頭在坡屋面下布置時，噴頭應垂直于斜面，并按斜面距離確定噴頭間距，另屋脊處應設一排噴頭，如圖3所示。這種布置方式的噴頭數量相對較多，形式也不好看，限制了業主后期裝修風格選擇和加大裝修成本。

圖3 坡屋面下普通噴頭布置

采用旋轉型噴頭可兼顧安全、簡潔，方便業主后期使用的要求。設計采用LAS-20下垂型旋轉噴頭（流量系數K=142，噴頭工作壓力為0.25MPa）按中危險等級Ⅱ級設計時，1個噴頭最大保護面積為27m2，正方形噴頭布置的間距最大可達5.2m，矩形布置的長邊邊長為6.2m，頂板下1.2m內布置均可正常動作滅火，如圖4所示。由于噴頭高度不一樣，可乘以系數0.7確定水平間距，開間內一排噴頭數量為2～4個。基于同樣優點，標準層、地下室均采用旋轉型噴頭。

圖4 坡屋面下旋轉型噴頭布置

2.2.4 室內消火栓箱及干管的布置

一期工程按建新如舊、修舊如舊的風格設計，不允許建筑物外立面出現給排水管道，而且室內空間的分隔存在不確定性。優先把室內消火栓布置在公共區域如走道、門廳、樓梯間等，保證各層最不利滿足同一平面兩支水槍充實水柱到達的要求。把室內消火栓系統的環狀管網設在地下室或室外，分別在環狀管網引出支管，保證檢修時不影響上部商業的經營。

自動噴水滅火系統中，頂層是坡屋面，把該層水流指示器及干管設在下一層，分別引水至上一層（見圖5），保證頂層空間的有效性、商業布置的靈活性和使用的舒適性。

圖5 室內消火栓系統和自動噴水滅火系統原理

2.2.5 氣體滅火系統設計

對于不能用水滅火的重點部位采用氣體滅火系統保護，如高低壓配電機房，體積不大，采用預制式七氟丙烷滅火裝置保護。對于有人經常滯留的場所，采用IG541氣體滅火系統保護。

銀獅巷拆建A區子項中的特殊場所“鄧穎超紀念館”存在珍貴的歷史文物，平時供游客參觀。在該區域設置有管網的IG541氣體滅火系統，安全、適用。IG541氣體由3種自然存在于大氣中的惰性氣體組成，分別為52%的氮氣、40%的氬氣和8%的二氧化碳，對撲滅A、B、C類火災是一種有效的滅火劑。在設計滅火濃度范圍內，人員短暫停留不會造成生理影響。鄧穎超紀念館為2層樓共14個防護區，采用有管網全淹沒滅火方式保護，設計噴放時間為48～60s，最小設計滅火濃度為37.5%（16℃時），最大設計滅火濃度為42.8%（32℃時）；采用2套IG-541氣體滅火系統保護，共需90L、15MPaIG－541鋼瓶21個，為14個防護區域服務。

2.2.6 加強興寧路改造A區水消防設計且并入整治部分的水消防設計體系

興寧路改造A區改動較大，將住宅功能改為商業功能。該子項單層建筑面積約680m2，總建筑面積約為2 040m2，應增設室內消火栓系統。根據《建筑設計防火規范》第8.3.4.2條，任一層建筑面積大于1 500m2或總建筑面積大于3 000m2的商店應設自動噴水滅火系統。如果照搬規范，該子項可不設自動噴水滅火系統。然而，該子項是南寧市既有老舊騎樓建筑，數量不多，但具有不可替代的社會影響力，一旦發生火災，影響巨大。而且，該子項在改造時采用外包型鋼、粘貼鋼板或粘貼纖維復合材加固法加固梁、板、柱，加固材料的耐火極限受使用環境和防火材料的影響較大。因此，該子項增設自動噴水滅火系統。這樣既可噴水滅火、冷卻加固材料統、降低火場溫度，又可提高加固材料統的耐火能力。

興寧路改造A區在銀獅巷拆建區東邊10m左右，將其水消防設計并入整治部分的水消防設計體系。從地下室的室內消火栓管網和自動噴水滅火系統管網分別接管供興寧路改造A區子項的消防水系統，使其室內消火栓系統、自動噴水滅火系統與整治部分的消防水系統共用，無需另外設置消防水池、天面消防水箱、加壓泵房等。

2.2.7 增加簡化版的室外壓縮空氣泡沫管道系統

如前所述，為使項目最大程度保留歷史原狀，整治部分有若干建筑存在防火間距、疏散長度等突破現行規范的情況，導致防火能力降低。根據南寧市消防支隊要求，建筑、給排水、暖通、電氣等各專業還需補充加強措施以提高安全性。水消防設計中，針對狹窄小巷中消防車不能達到的地方增設簡化版室外壓縮空氣泡沫管道系統，方便消防隊員快速滅火。

壓縮空氣泡沫管道系統可撲救A、B類火災，通常用于超高層建筑的防火加強措施，以彌補消防給水系統在超高層建筑的分區供水速度相對緩慢的短板。鑒于南寧市消防支隊有一定數量的壓縮空氣泡沫（CAFS）消防車，在當時沒有國家標準借鑒情況下，采用簡化版的室外壓縮空氣泡沫管道系統既方便CAFS消防車使用，提高滅火救援能力，又可節約投資成本、緩解地下空間不足的情況。

簡化版的室外壓縮空氣泡沫管道系統的設計內容為壓縮空氣泡沫消火栓箱、壓縮空氣泡沫管網、壓縮空氣泡沫接合器。其中壓縮空氣泡沫消火栓箱設在項目內街外墻，間距約30m，方便消防隊員尋找使用。

2.2.8 增設臨時天面消防水箱

根據建設計劃，一期工程按同時設計、同時竣工使用進行。由于金獅巷拆建A～D區的拆建工作滯后，無法滿足既定的竣工時間節點。建設單位將一期工程拆分兩批子項分期進行竣工驗收，其中第一批子項（不含金獅巷拆建A～D區、中華電影院）按預定的時間竣工驗收然后投入使用。而一期工程的天面消防水箱設在地勢和建筑高度最高的金獅巷拆建A區中而無法及時竣工，導致第一批子項水消防系統缺少天面消防水箱。第一批子項中，坡屋面建筑和既有老舊建筑梁板承載力不足，均不是臨時增設天面消防水箱的合適位置。根據現場情況，可在施工中的金獅巷拆建B區3層露臺設置臨時不銹鋼高位消防水箱，待第二批子項正式竣工后，拆除該臨時高位消防水箱并使用原設計的高位消防水箱（有效容積36m3）。

第一批子項的總商業建筑面積約8 266.07m2，增設的臨時天面消防水箱的有效容積為18m3，有效水深按350mm取值，以滿足結構安全的要求。臨時高位水箱的最低有效水位高度滿足第一批子項水消防系統的要求。臨時水箱、管網（含閥門）的管理由施工單位管理，與GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統技術規范》第14.0.13條“消防給水及消火栓系統應有產權單位負責管理，并應使系統處于隨時滿足消防的需求和安全狀態”不符。

本項目的消防給水系統采用壓力開關、流量開關啟動水泵的安全性較高，而且本項目是廣西重點建設項目，對于臨時高位消防水箱及管網管理嚴格，系統的安全性和可控性有充分的保障。最終本設計方案得到消防主管部門的許可并最終如期竣工驗收使用。2019年底，剩下的子項也順利竣工驗收使用。

3 結語

1）一期工程涵蓋既有建筑、新建建筑，不能采用一刀切的設計思路，可進行尊重現狀和盡量先進的消防設計。

2）應優先保證歷史文化街區特點，而且有安全的消防設計。

3）應積極主動解決問題，并給建設單位、建設主管部門提出相關建議。

4）應提供專業性意見，保證項目安全、質量、進度的有效推進。