某大廈消防系統設計實例探討
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摘 要 通過某大廈工程實例，介紹了該類型建筑的消防系統設計依據及參數，闡述了各滅火系統的設計方法及經驗，以期為相關設計者提供借鑒及參考。
關鍵詞 辦公樓、酒店;消火栓系統;自動噴水滅火系統;水噴霧滅火系統;滅火器
1 工程概況
本大廈位于北京豐臺區，總建筑面積106284m2，該建筑的功能分區：地上部分分A、B兩座。其中A座為寫字樓，地上26層，布置有門廳、接待、商業、餐飲、展示、會議、辦公等功能;B座為酒店，地上18層，布置有餐飲、酒店客房共350套。地下部分：A、B兩座地下連為一個整體，共地下3層，其中：地下一層布置有社備用房、餐飲用房、酒店娛樂用房、職工餐廳等;地下二、三層為地下車庫及設備用房。地下車庫為平、戰結合使用。戰時為核6級、常6級甲類人防物資庫，共設置3個防護單元，地下三層2個單元，地下二層1個單元。
2 消防系統
本工程根據現行國家規范和地方規程要求，共設有室內外消火栓系統、自動噴水滅火系統、水噴霧滅火系統、滅火器配置。
本工程的水源為市政自來水管道。由該大廈所在的商住區E區的環狀給水管網上引入2條DN200的給水管在本建筑紅線范圍內成環狀管網。自來水此處服務壓力0.25MPa，可滿足低壓制室外消火栓系統的水壓要求。
2.1 室外消火栓系統
本建筑為一類高層建筑，總體積大于50000m3，故按規范表3.3.2，室外消火栓設計流量采用40L/S，火災延續時間按3小時考慮（該建筑按綜合樓考慮），一次火災用水量432m3。室外環狀管網上的室外消火栓數量確定：按每個室外消火栓流量10～15L/S，保護半徑不大于150m、間距不大于120m考慮，本建筑設置3～4個可滿足要求。設計中結合室外消防車道、消防撲救面、人防工程及地下車庫出入口等布置情況，本次設計中共設置10套室外地下式消火栓（應有明顯的永久性標志，非寒冷地區建議盡量采用地上式室外消火栓），保證了室外消火栓沿建筑周圍均勻布置，且布置在建筑的兩側，地下工程的出入口5～40m內均有室外消火栓[1]。
2.2 室內消火栓系統
一類高層公共建筑，總高度大于50m，故按規范表3.5.2，室內消火栓設計流量采用40L/S，火災延續時間按3小時考慮（該建筑按綜合樓考慮），一次火災用水量432m3。本項目在設計消防水池和消防水泵房時，按甲方的建議：利用建筑所在的商住區內已經建成消防水泵房，其中包括一個800m3有效容積的消防水池，室內消火栓加壓泵（2臺，一用一備，流量0～40L/S，揚程H=180m）經過核算，水泵的配置可滿足本建筑室內消火栓系統的要求，本建筑內不在單獨考慮此部分的消防水池和消防水泵。
由已經建成的本建筑商住區內的環狀室內消防管網上引入2根DN150的管接本建筑室內消火栓環管，平時由本建筑A座屋頂36m3的消防水箱及商住區泵房內的一套消火栓增壓穩壓設備（Q=5L/S，H=150m）維持系統壓力，火災時啟動消防主泵供水。
本建筑的供水分區：為滿足規范要求的消火栓栓口處靜壓不大于1.0MPa的要求，分為2個供水分區：其中A座地下三層～地上13層為低區，14～26層為高區;B座地下三層～地上13層為低區，14～18層為高區。采用減壓閥分區，高區閥后壓力調到1.4MPa，低區減壓閥后壓力調到0.8MPa。高低區減壓閥均考慮設2組，每組均設置2個（其中一個備用，增加安全性）。采用先導式減壓閥，經過校核能夠滿足150%設計流量時，減壓閥出口處的動壓不小于設計值的65%，減壓閥后設置了安全閥。高低區各設置3套地下式消防水泵接合器，作為水滅火系統的第三供水水源。各區內消火栓口壓力大于0.5MPa的均采用減壓穩壓消火栓，減壓后的栓口動壓設定為0.35MPa。
本系統防超壓措施的考慮：分區減壓閥在其進口端設置過濾器以防止雜質影響減壓閥正常工作，造成下區給水管網的超壓;系統的管網末端和最高點設置排氣閥，以防管道內氣體積存導致出現水錘，造成超壓;減壓閥后的管材、閥門、設備等均應按閥前的工作壓力選型;系統管道的選用按規范8.2.8條：架空管道當系統工作壓力小于等于1.2MPa時，采用熱浸鍍鋅鋼管;當系統工作壓力大于1.2MPa時，應采用熱浸鍍鋅加厚鋼管或熱浸鍍鋅無縫鋼管;當系統工作壓力大于1.6MPa時，應采用熱浸鍍鋅無縫鋼管。本工程均采用熱浸鍍鋅無縫鋼管[2]。
2.3 自動噴水滅火系統
設計基本參數：地下三～地下一層按中危險2級，噴水強度8Lmin.m2;地上部分按中危險1級，噴水強度6Lmin.m2;其中A座的中庭部分8<h<12m，噴水強度12Lmin.m2;作用面積均為160m2，對于寒冷地區由于車庫區域開敞式坡道與室外想通，A座避難層外窗采用百頁形式，噴頭在冬天有結凍的可能，故此兩部分均采用自動噴水預作用系統，且預作用報警閥前不采暖房間的管道均采用電伴熱保溫防凍。
除按常規布置噴頭外，根據一類高層建筑特點，本建筑在水泵房、熱交換器機房、凍機房、管籠（面積大于3m2）、自動扶梯底部（最下層）、樓層配電間、衛生間（面積大于等于5m2）等處設自動噴頭，確保本工程具有較高的安全度。噴頭餐飲炒作間內噴頭公稱動作溫度采用93°C級，其余部分采用68°C級。除中庭部分、地下商業部分采用快速響應噴頭外，其他部位均采用普通噴頭[3]。
系統設計流量，按最不利點處作用面內同時噴水的總流量確定。經過計算比較，中庭部分的流量最大為38L/S，故自動噴水滅火系統流量取38L/S。在地下二層消防水泵房內設200m3的消防水池，內存140m3的自噴用水（其中60m3為B座冷卻塔冷卻循環補充用水），自噴泵3臺，Q=20L/S，H=160m，兩用一備。自噴增壓穩壓設備（Q=1L/S，H=50m）一套維持系統壓力，火災時啟動消防自噴主泵供水。 供水分區：為滿足規范報警閥處壓力不大于1.6MPa或噴頭處工作壓力不大于1.2MPa的要求，分為2個供水分區：其中A座地下三層～地上13層為低區，14～26層為高區;B座地下三層～地上13層為低區，14～18層為高區。采用減壓閥分區，減壓閥后壓力調到0.8MPa。減壓閥均考慮設2組，每組均設置2個（其中一個備用，增加安全性）。采用先導式減壓閥，經過校核能夠滿足150%設計流量時，減壓閥出口處的動壓不小于設計值的65%，減壓閥后設置了安全閥。
高低區各設置3套地下式消防水泵接合器，作為水滅火系統的第三供水水源。A座地下二層消防水泵房內設有低區5套濕式報警閥及5套預作用報警閥（包括了B座的地下部分），5～6層之間的避難層設有高區5套濕式報警閥;B座5～6層之間的避難層設有高區2套濕式報警閥，低區3套濕式報警閥。每個報警閥組控制的噴頭數均滿足自噴規范6.2.3條-1濕式報警閥和預作用系統不超過800只，且滿足8.0.11條僅由火災自動報警系統聯動開啟的預作用裝置的預作用系統，其配水管道的充水時間不大于2min的要求[4]。
2.4 水噴霧滅火系統
主要設計參數：噴霧強度9Lmin.m2，最不利點噴頭工作壓力0.20MPa，持續噴霧時間1.0h，系統設計流量22L/S。
設置部位于地下一層的燃氣鍋爐房內。采用平面保護法按鍋爐房的實際使用面積于房間頂部均布置噴頭。此噴頭選用霧化角110°，流量系數K=34的中速水霧噴頭。本系統設置2套地下式水泵接合器，1套雨淋報警閥于燃氣鍋爐房附近的報警閥室內。
按常規本系統的加壓泵可以考慮和自動噴水滅火系統合用，但經過比較后鑒于此系統與自動噴水滅火系統流量相差較大，壓力要求也相差較大決定單獨設噴霧加壓水泵2臺（Q=30L/S，H=60m，兩用一備）。系統設有自動、手動、應急操控3種控制方式。為防止噴頭堵塞影響噴水，加壓泵吸水管及報警閥入口處均設置過濾器[5]。
2.5 滅火器配置系統
本工程設手提式磷酸銨鹽干粉滅火器，地下車庫、地下變配電室按中危險B類配置，其他部位按嚴重危險A類在每個消防箱內設4kg裝磷酸銨鹽干粉滅火器3只。不滿足保護距離處增設滅火器[6]。
2.6 廚房烹飪設備自動滅火裝置
設置部位：B座廚房內的炤臺、集油煙罩、排煙道。設計選用了ZCZ-1.8/1.0-B型，該裝置采用溫感易熔金屬為啟動元件的全自動啟動方式，主要由滅火劑儲瓶與機械驅動裝置、霧化噴頭與管網、感溫易熔金屬探測器與控制管路、手動應急啟動、燃料緊急切斷閥組成[7]。
3 結束語
本建筑建成使用的過程中，B座的酒店和A座的辦公部分目前不是一個物業統一管理：B座整體出售，A座以租賃的形式經營。消防泵房一處在商住區，一處在A座下的地下，造成管理上較混亂，給消防給水的可靠性帶來麻煩。設置消防泵房數量時應注意考慮到實際經營管理問題，以利于安全。
報警閥各區集中設置，方便管理。實際施工安裝過程中，由于報警閥室位置及各管線種類較多，出現了管線過于集中，交叉點多，使得此處空間高度降低較多。今后的設計中更應仔細考慮報警閥室位置，綜合考慮集中設置還是分散設置，要根據具體情況而定，不可盲目。
參考文獻
[1] 陳耀宗.建筑給水排水設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1992：202.
[2] 消防給水及消火栓系統技術規范：GB50974-2014[S].北京：中國標準出版社，2014.
[3]自動噴水滅火系統設計規范（2005年版）： GB50084-2001[S].北京：中國標準出版社，2001.
[4] 建筑設計防火規范：GB50016-2014[S].北京：中國標準出版社，2014.
[5] 汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范：GB50067-2014[S].北京：中國標準出版社，2014.
[6] 建筑滅火器配置設計規范：GB50140-2005[S].北京：中國標準出版社，2005.
[7] 水噴霧滅火系統設計規范：GB50219-2014[S].北京：中國標準出版社，2014.
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