某大厦消防系统设计实例探讨

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　　摘 要 通过某大厦工程实例，介绍了该类型建筑的消防系统设计依据及参数，阐述了各灭火系统的设计方法及经验，以期为相关设计者提供借鉴及参考。
　　关键词 办公楼、酒店;消火栓系统;自动喷水灭火系统;水喷雾灭火系统;灭火器
　　1 工程概况
　　本大厦位于北京丰台区，总建筑面积106284m2，该建筑的功能分区：地上部分分A、B两座。其中A座为写字楼，地上26层，布置有门厅、接待、商业、餐饮、展示、会议、办公等功能;B座为酒店，地上18层，布置有餐饮、酒店客房共350套。地下部分：A、B两座地下连为一个整体，共地下3层，其中：地下一层布置有社备用房、餐饮用房、酒店娱乐用房、职工餐厅等;地下二、三层为地下车库及设备用房。地下车库为平、战结合使用。战时为核6级、常6级甲类人防物资库，共设置3个防护单元，地下三层2个单元，地下二层1个单元。
　　2 消防系统
　　本工程根据现行国家规范和地方规程要求，共设有室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、灭火器配置。
　　本工程的水源为市政自来水管道。由该大厦所在的商住区E区的环状给水管网上引入2条DN200的给水管在本建筑红线范围内成环状管网。自来水此处服务压力0.25MPa，可满足低压制室外消火栓系统的水压要求。
　　2.1 室外消火栓系统
　　本建筑为一类高层建筑，总体积大于50000m3，故按规范表3.3.2，室外消火栓設计流量采用40L/S，火灾延续时间按3小时考虑（该建筑按综合楼考虑），一次火灾用水量432m3。室外环状管网上的室外消火栓数量确定：按每个室外消火栓流量10～15L/S，保护半径不大于150m、间距不大于120m考虑，本建筑设置3～4个可满足要求。设计中结合室外消防车道、消防扑救面、人防工程及地下车库出入口等布置情况，本次设计中共设置10套室外地下式消火栓（应有明显的永久性标志，非寒冷地区建议尽量采用地上式室外消火栓），保证了室外消火栓沿建筑周围均匀布置，且布置在建筑的两侧，地下工程的出入口5～40m内均有室外消火栓[1]。
　　2.2 室内消火栓系统
　　一类高层公共建筑，总高度大于50m，故按规范表3.5.2，室内消火栓设计流量采用40L/S，火灾延续时间按3小时考虑（该建筑按综合楼考虑），一次火灾用水量432m3。本项目在设计消防水池和消防水泵房时，按甲方的建议：利用建筑所在的商住区内已经建成消防水泵房，其中包括一个800m3有效容积的消防水池，室内消火栓加压泵（2台，一用一备，流量0～40L/S，扬程H=180m）经过核算，水泵的配置可满足本建筑室内消火栓系统的要求，本建筑内不在单独考虑此部分的消防水池和消防水泵。
　　由已经建成的本建筑商住区内的环状室内消防管网上引入2根DN150的管接本建筑室内消火栓环管，平时由本建筑A座屋顶36m3的消防水箱及商住区泵房内的一套消火栓增压稳压设备（Q=5L/S，H=150m）维持系统压力，火灾时启动消防主泵供水。
　　本建筑的供水分区：为满足规范要求的消火栓栓口处静压不大于1.0MPa的要求，分为2个供水分区：其中A座地下三层～地上13层为低区，14～26层为高区;B座地下三层～地上13层为低区，14～18层为高区。采用减压阀分区，高区阀后压力调到1.4MPa，低区减压阀后压力调到0.8MPa。高低区减压阀均考虑设2组，每组均设置2个（其中一个备用，增加安全性）。采用先导式减压阀，经过校核能够满足150%设计流量时，减压阀出口处的动压不小于设计值的65%，减压阀后设置了安全阀。高低区各设置3套地下式消防水泵接合器，作为水灭火系统的第三供水水源。各区内消火栓口压力大于0.5MPa的均采用减压稳压消火栓，减压后的栓口动压设定为0.35MPa。
　　本系统防超压措施的考虑：分区减压阀在其进口端设置过滤器以防止杂质影响减压阀正常工作，造成下区给水管网的超压;系统的管网末端和最高点设置排气阀，以防管道内气体积存导致出现水锤，造成超压;减压阀后的管材、阀门、设备等均应按阀前的工作压力选型;系统管道的选用按规范8.2.8条：架空管道当系统工作压力小于等于1.2MPa时，采用热浸镀锌钢管;当系统工作压力大于1.2MPa时，应采用热浸镀锌加厚钢管或热浸镀锌无缝钢管;当系统工作压力大于1.6MPa时，应采用热浸镀锌无缝钢管。本工程均采用热浸镀锌无缝钢管[2]。
　　2.3 自动喷水灭火系统
　　设计基本参数：地下三～地下一层按中危险2级，喷水强度8Lmin.m2;地上部分按中危险1级，喷水强度6Lmin.m2;其中A座的中庭部分8<h<12m，喷水强度12Lmin.m2;作用面积均为160m2，对于寒冷地区由于车库区域开敞式坡道与室外想通，A座避难层外窗采用百页形式，喷头在冬天有结冻的可能，故此两部分均采用自动喷水预作用系统，且预作用报警阀前不采暖房间的管道均采用电伴热保温防冻。
　　除按常规布置喷头外，根据一类高层建筑特点，本建筑在水泵房、热交换器机房、冻机房、管笼（面积大于3m2）、自动扶梯底部（最下层）、楼层配电间、卫生间（面积大于等于5m2）等处设自动喷头，确保本工程具有较高的安全度。喷头餐饮炒作间内喷头公称动作温度采用93°C级，其余部分采用68°C级。除中庭部分、地下商业部分采用快速响应喷头外，其他部位均采用普通喷头[3]。
　　系统设计流量，按最不利点处作用面内同时喷水的总流量确定。经过计算比较，中庭部分的流量最大为38L/S，故自动喷水灭火系统流量取38L/S。在地下二层消防水泵房内设200m3的消防水池，内存140m3的自喷用水（其中60m3为B座冷却塔冷却循环补充用水），自喷泵3台，Q=20L/S，H=160m，两用一备。自喷增压稳压设备（Q=1L/S，H=50m）一套维持系统压力，火灾时启动消防自喷主泵供水。 　　供水分区：为满足规范报警阀处压力不大于1.6MPa或喷头处工作压力不大于1.2MPa的要求，分为2个供水分区：其中A座地下三层～地上13层为低区，14～26层为高区;B座地下三层～地上13层为低区，14～18层为高区。采用减压阀分区，减压阀后压力调到0.8MPa。减压阀均考虑设2组，每组均设置2个（其中一个备用，增加安全性）。采用先导式减压阀，经过校核能够满足150%设计流量时，减压阀出口处的动压不小于设计值的65%，减压阀后设置了安全阀。
　　高低区各设置3套地下式消防水泵接合器，作为水灭火系统的第三供水水源。A座地下二层消防水泵房内设有低区5套湿式报警阀及5套预作用报警阀（包括了B座的地下部分），5～6层之间的避难层设有高区5套湿式报警阀;B座5～6层之间的避难层设有高区2套湿式报警阀，低区3套湿式报警阀。每个报警阀组控制的喷头数均满足自喷规范6.2.3条-1湿式报警阀和预作用系统不超过800只，且满足8.0.11条仅由火灾自动报警系统联动开启的预作用装置的预作用系统，其配水管道的充水时间不大于2min的要求[4]。
　　2.4 水噴雾灭火系统
　　主要设计参数：喷雾强度9Lmin.m2，最不利点喷头工作压力0.20MPa，持续喷雾时间1.0h，系统设计流量22L/S。
　　设置部位于地下一层的燃气锅炉房内。采用平面保护法按锅炉房的实际使用面积于房间顶部均布置喷头。此喷头选用雾化角110°，流量系数K=34的中速水雾喷头。本系统设置2套地下式水泵接合器，1套雨淋报警阀于燃气锅炉房附近的报警阀室内。
　　按常规本系统的加压泵可以考虑和自动喷水灭火系统合用，但经过比较后鉴于此系统与自动喷水灭火系统流量相差较大，压力要求也相差较大决定单独设喷雾加压水泵2台（Q=30L/S，H=60m，两用一备）。系统设有自动、手动、应急操控3种控制方式。为防止喷头堵塞影响喷水，加压泵吸水管及报警阀入口处均设置过滤器[5]。
　　2.5 灭火器配置系统
　　本工程设手提式磷酸铵盐干粉灭火器，地下车库、地下变配电室按中危险B类配置，其他部位按严重危险A类在每个消防箱内设4kg装磷酸铵盐干粉灭火器3只。不满足保护距离处增设灭火器[6]。
　　2.6 厨房烹饪设备自动灭火装置
　　设置部位：B座厨房内的炤台、集油烟罩、排烟道。设计选用了ZCZ-1.8/1.0-B型，该装置采用温感易熔金属为启动元件的全自动启动方式，主要由灭火剂储瓶与机械驱动装置、雾化喷头与管网、感温易熔金属探测器与控制管路、手动应急启动、燃料紧急切断阀组成[7]。
　　3 结束语
　　本建筑建成使用的过程中，B座的酒店和A座的办公部分目前不是一个物业统一管理：B座整体出售，A座以租赁的形式经营。消防泵房一处在商住区，一处在A座下的地下，造成管理上较混乱，给消防给水的可靠性带来麻烦。设置消防泵房数量时应注意考虑到实际经营管理问题，以利于安全。
　　报警阀各区集中设置，方便管理。实际施工安装过程中，由于报警阀室位置及各管线种类较多，出现了管线过于集中，交叉点多，使得此处空间高度降低较多。今后的设计中更应仔细考虑报警阀室位置，综合考虑集中设置还是分散设置，要根据具体情况而定，不可盲目。
　　参考文献
　　[1] 陈耀宗.建筑给水排水设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1992：202.
　　[2] 消防给水及消火栓系统技术规范：GB50974-2014[S].北京：中国标准出版社，2014.
　　[3]自动喷水灭火系统设计规范（2005年版）： GB50084-2001[S].北京：中国标准出版社，2001.
　　[4] 建筑设计防火规范：GB50016-2014[S].北京：中国标准出版社，2014.
　　[5] 汽车库、修车库、停车场设计防火规范：GB50067-2014[S].北京：中国标准出版社，2014.
　　[6] 建筑灭火器配置设计规范：GB50140-2005[S].北京：中国标准出版社，2005.
　　[7] 水喷雾灭火系统设计规范：GB50219-2014[S].北京：中国标准出版社，2014.
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