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文檔簡介

1、超高層建筑消防設(shè)計(jì)案例-??谒?設(shè)計(jì)四所 劉任泓2014年6月,在北京舉辦了全國第一屆超高層建筑消防學(xué)術(shù)會(huì)議。高層建筑火災(zāi)撲救難度大,火災(zāi)蔓延速度快,超高層建筑更是如此,一旦起火并失去控制將是巨大的災(zāi)難。因此研究超高層建筑的工程防火技術(shù),實(shí)現(xiàn)超高層建筑火災(zāi)自救是極為重要的。超高層建筑同溝被動(dòng)防火措施的防火分區(qū)和防火分隔限制其火災(zāi)過火面積和損失,通過防火構(gòu)造防止火災(zāi)蔓延,通過耐火極限實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)防火安全,通過防排煙系統(tǒng)提高疏散安全性,通過消防給水及滅火設(shè)施實(shí)現(xiàn)滅火、控制損失和減少人員傷亡,通過電氣安全設(shè)計(jì)減少火災(zāi)成災(zāi)數(shù)量,通過火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)提高自救的能力和減少財(cái)產(chǎn)和人員傷亡。通過系統(tǒng)可靠性

2、和危險(xiǎn)分析提高和實(shí)現(xiàn)超高層建筑自救目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。會(huì)議從建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備各方面介紹了超高層消防設(shè)計(jì)。其中包括528米中國尊和428米??谒南涝O(shè)計(jì),對國內(nèi)部分超高層的消防水系統(tǒng)方案進(jìn)行了比較?,F(xiàn)在,就中國中元國際工程有限公司設(shè)計(jì)的??谒老到y(tǒng)案例進(jìn)行介紹:一、工程概況建筑地點(diǎn)位于海南省??谑写笥⑸叫鲁鞘兄行膮^(qū)D15地塊, 是集超五星級酒店、高級會(huì)所餐廳、SOHO、高級寫字樓、精品商業(yè)、觀光游覽等多種功能為一體的海南第一高樓一一??谒?。項(xiàng)目主要由一個(gè)塔樓和位于塔樓兩側(cè)的東西裙樓所組成;塔樓地上層數(shù)94層,地上高度428m。項(xiàng)目所處地段是大英山片區(qū)的重要節(jié)點(diǎn),是??诔鞘行蜗笞钪饕恼故敬翱?,未來將

3、成為體現(xiàn)??诔鞘行蜗蟮臉?biāo)志性建筑,更是??诘某鞘忻?。實(shí)際總建筑面積387423.5 m2。地上實(shí)際建筑面積為274731.3 m2,其中地上塔樓建筑面積260626.3m2,地上裙房建筑面積為14105 m2,地下建筑面積112692.2 m2。地下共有4層,其中地下1層為商業(yè)、餐飲及服務(wù)用房;地下2、3層為地下車庫和各類設(shè)備用房:地下4層分為人防部分和非人防部分,人防部分平時(shí)為車庫,戰(zhàn)時(shí)為核6級甲類人防物資庫;非人防部分為地下車庫和各類設(shè)備用房。地塊內(nèi)汽車停車數(shù)總數(shù)為1997輛。地上首層至3l層為高級寫字樓,34層至63層為SOHO,66層至87層為超五星級酒店,90至94層為觀光層。

4、其中8、16、32、48、64、72、88為避難層,17、33、39、65、89為設(shè)備層。二、 設(shè)計(jì)依據(jù)及原則2.1設(shè)計(jì)依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范68500162006;高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB5004595(2005年版);自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50084-2001(2005年版);水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5021995;建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范GBS0 1 402005;汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB5006797;氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB503702005;氣體滅火系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范GB502632007:火探管式自動(dòng)探火滅火裝置設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范DBJ04231-2005

5、等;本建筑適用的消防給水設(shè)計(jì)的基本規(guī)范如上,所有設(shè)計(jì)內(nèi)容均不應(yīng)低于上述規(guī)范要求,在執(zhí)行規(guī)范中有矛盾時(shí)參數(shù)要取取值范圍內(nèi)的高值。局部超出規(guī)范內(nèi)容的范圍,依據(jù)消防性能化的結(jié)論進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.2 設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)原則高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB 50045-95,2005年版)105條規(guī)定:“當(dāng)高層建筑的建筑高度超過250 m時(shí),建筑設(shè)計(jì)采取的特殊的防火措施,應(yīng)提交國家消防主管部門組織專題研究、論證”。其涵義是,當(dāng)建筑高度超過250 m時(shí),應(yīng)采取“特殊的防火措施”,并應(yīng)進(jìn)行專題研究、論證。條文解釋“特殊的防火措施”是指設(shè)計(jì)中采取了本規(guī)范未作規(guī)定的或突破了本規(guī)范規(guī)定的防火措施。我們的設(shè)計(jì)思想就是首先應(yīng)滿

6、足現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定,不得降低防火標(biāo)準(zhǔn),其次應(yīng)采取加強(qiáng)措施,保證整個(gè)滅火設(shè)施及系統(tǒng)的安全可靠性,使防護(hù)對象發(fā)生正?;馂?zāi)時(shí)能及時(shí)、有效地進(jìn)行撲救。108超高層建筑的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則應(yīng)該是:立足于安全自救。由于該建筑體量龐大,建筑高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過城市消防車所能撲救的最大高度;而且人口密集,火災(zāi)發(fā)生時(shí)要確保消防給水系統(tǒng)供水安全是盡量減少人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的最有效的保證,所以設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮正常情況與非正常情況時(shí)的消防給水系統(tǒng)的使用問題。具體措施為:采用重力消防給水系統(tǒng);采用串聯(lián)給水系統(tǒng);考慮到該建筑的重要性及特殊性,自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)基本上均采用快速響應(yīng)噴頭;在采用成熟的技術(shù)與成品的基礎(chǔ)上,使用得到實(shí)踐檢驗(yàn)的

7、新產(chǎn)品、新技術(shù)以保證實(shí)際使用時(shí)的可靠性。三、 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 消防用水量本工程室內(nèi)消防系統(tǒng)主要包括:室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、大空間智能型自動(dòng)掃描滅火系統(tǒng)、防護(hù)冷卻系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、火探管式自動(dòng)探火及滅火系統(tǒng)和建筑滅火器系統(tǒng)等8個(gè)消防滅火系統(tǒng)。本建筑為耐火等級為一級、高度超過250m的一類超高層民用建筑,自動(dòng)噴水系統(tǒng)均按中II危險(xiǎn)級設(shè)計(jì)。消防用水量表序號用水名稱一次消防用水量(m3)備注用水量標(biāo)準(zhǔn)(L/s)時(shí)間(h)1室外消火栓303324由市政給水管網(wǎng)提供,不計(jì)入消防水池2室內(nèi)消火栓4034323自動(dòng)噴水5011804防護(hù)冷卻系統(tǒng)5523965大空間智能型自動(dòng)掃

8、描滅火系統(tǒng)20172與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)不同時(shí)開啟6水噴霧300.554注:地下機(jī)械立體車庫自動(dòng)噴水系統(tǒng)消防水量按50L/s設(shè)計(jì),其余均按40L/s設(shè)計(jì)。按同時(shí)開啟室內(nèi)外消防系統(tǒng),則消防用水總量為1386 m3,其中室內(nèi)最大消防用水量為:1008 m3。3.2消防系統(tǒng)選擇高層建筑消防立足于自救,提高消防系統(tǒng)的可靠性是高層建筑火災(zāi)自救的關(guān)鍵所在。鑒于本項(xiàng)目的重要性及特殊性,為確保安全,立足于自救,本項(xiàng)目消防給水除項(xiàng)部樓層采用臨時(shí)高壓系統(tǒng)外,其余均采用重力消防給水系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)之初,充分考慮本項(xiàng)目的重要性和安全性,優(yōu)先考慮采用的是常高壓重力消防供水系統(tǒng),將全部的消防用水量貯存于屋頂高位水池,且將高位水

9、池設(shè)置于建筑最高處。但由于建筑屋面形式為玻璃頂,并且作為觀光層的使用功能,高位水池?zé)o法設(shè)置在建筑最高處,因此選擇設(shè)置在建筑最高的設(shè)備層即F88F89層,而由于機(jī)房面積緊張、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜等條件所限,無法貯存全部水量,故采取將消防水量分散貯存,高位水池容積優(yōu)先考慮自動(dòng)滅火系統(tǒng)部分水量,其余水量由下方水池補(bǔ)足。高位消防水池和各區(qū)的消防減壓、轉(zhuǎn)輸水箱分別設(shè)置兩根DN250出水管與各區(qū)的消防給水管網(wǎng)連接,本系統(tǒng)示意圖見圖l。水箱位置水箱功能容積消防水量F94屋頂水箱48 m310min室內(nèi)消火栓及自動(dòng)噴水消防用水總量10min防護(hù)冷卻用水水量F88高位水池420 m31h自動(dòng)噴水量(144m3)、1h消

10、防防護(hù)冷卻用水量(216 m3)以及25min消火栓水量(60 m3)F64轉(zhuǎn)輸水箱80 m3轉(zhuǎn)輸水泵10min流量F48減壓水箱40 m310min消防用水量F33轉(zhuǎn)輸水箱300 m3貯存1h消防防護(hù)冷卻水量(216 m3)35min消火栓(84 m3)F17減壓水箱40 m310min消防用水量B2地位水池390 m32h室內(nèi)消火栓系統(tǒng)消防水量288m3、30min水噴霧水量、10min高區(qū)消火栓、自動(dòng)噴水水泵接合器吸水量全部貯水量大于室內(nèi)最大消防用水量1008m3。本項(xiàng)目將室內(nèi)消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)合并設(shè)計(jì),共用轉(zhuǎn)輸水泵、轉(zhuǎn)輸管道、轉(zhuǎn)輸水箱、減壓管道、減壓水箱。除F90-F94層外

11、,系統(tǒng)為相當(dāng)于常高壓重力消防給水系統(tǒng)。本系統(tǒng)將消防初期所需水量貯存于屋頂高位水池,水量和水壓均能滿足消防的要求,提高了消防用水的安全性和可靠性。本工程的最頂幾層,由于高位消防水池的高度未能滿足最不利點(diǎn)的水壓要求,而設(shè)計(jì)為臨時(shí)高壓系統(tǒng),采用屋頂水池、高位水池、消防主泵、消防穩(wěn)壓泵和氣壓罐的聯(lián)合供水方式,使管網(wǎng)保持足夠的滅火所需壓力。在管道平面布置時(shí),考慮供水的安全可靠性,將2根消防轉(zhuǎn)輸管道、2根消防減壓管道分設(shè)于2處管井內(nèi),當(dāng)其中1根轉(zhuǎn)輸管道或減壓管道發(fā)生故障時(shí),其余管道能通過全部消防水量。3.3消防系統(tǒng)超壓與減壓根據(jù)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范第7.4.6.5條規(guī)定:“消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)大于

12、1.00MPa,當(dāng)大于1.00MPa時(shí),應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)?!焙妥詣?dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第8.0.1條規(guī)定:“配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.20MPa,并不應(yīng)設(shè)置其他用水設(shè)施。”這成為分區(qū)減壓水箱的設(shè)置依據(jù)。而消防給水系統(tǒng)任何時(shí)問和任何地點(diǎn)系統(tǒng)的壓力不應(yīng)大于240MPa,這是轉(zhuǎn)輸水箱、轉(zhuǎn)輸水泵的設(shè)置依據(jù)。在設(shè)計(jì)過程中,經(jīng)過3次供水方案調(diào)整,最初考慮將轉(zhuǎn)輸水箱和減壓水箱分別設(shè)置,之后考慮只設(shè)轉(zhuǎn)輸水箱,依靠減壓閥減壓供水,最后則選擇了將轉(zhuǎn)輸水箱、減壓水箱合并設(shè)置。這樣不僅節(jié)省了水箱所占的機(jī)房面積,又避免了因減壓閥失效而造成的系統(tǒng)損壞,而且還提高了供水的安全可靠性,降低了投資。3.4 防護(hù)冷卻系統(tǒng)根

13、據(jù)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500842001(2005年版)防護(hù)冷卻相關(guān)規(guī)定、參數(shù)噴水點(diǎn)高度每增加l舶,噴水強(qiáng)度增加O1 L/s.m,但超過9m時(shí)噴水強(qiáng)度仍采用1.0 L/s.m。類型噴水點(diǎn)高度(m)噴水強(qiáng)度(L/s.m)噴水時(shí)間(h)噴頭類型防護(hù)冷卻40.51.0水幕噴頭本項(xiàng)目F88F93層為中庭防火玻璃,在頂部設(shè)置防護(hù)玻璃防護(hù)冷卻系統(tǒng),在面向室內(nèi)一側(cè)設(shè)置噴頭進(jìn)行保護(hù),水量按一層噴頭噴水設(shè)計(jì)。經(jīng)過消防性能化論證,選取噴水強(qiáng)度為0.6L/s·m,并取1.3的安全系數(shù),火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為2.0h,設(shè)置防護(hù)冷卻系統(tǒng)保證中庭與各層之間防火隔斷耐火極限不低于3.0h。系統(tǒng)采用獨(dú)立的管網(wǎng)和泵組

14、,噴頭采用快速響應(yīng)普通邊墻型噴頭;噴頭間距1.8m2.0m。消防防護(hù)冷卻水量=1.3×70 m×0.6 L/s·m=54.6 L/s,設(shè)計(jì)取55 L/s,其中70m為中庭防火玻璃周長。3.5 大空間智能型自動(dòng)掃描滅火系統(tǒng)本項(xiàng)目樓頂F94觀光層和玻璃項(xiàng),其高度超過12m,最高達(dá)25m,無法安裝自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),而且為人員密集場所,發(fā)生火災(zāi)后危險(xiǎn)性大,人員不易疏散,因此,本工程采用了大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),系統(tǒng)利用設(shè)置在F88、F89層的高位消防水池及屋頂消防水池提供水量,采用臨時(shí)高壓系統(tǒng)供水。本系統(tǒng)由消防水源、自動(dòng)掃描射水高空水炮、電磁閥、水流指示器、信號閥、

15、模擬末端試水裝置等組成,水炮自帶紅外線探測組件,24小時(shí)自動(dòng)巡視保護(hù)范圍內(nèi)的一切火情,一旦發(fā)生火災(zāi),自動(dòng)向消防控制中心的火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)出火警信號,啟動(dòng)報(bào)警裝置,報(bào)告發(fā)生火災(zāi)的準(zhǔn)確位置,噴水撲滅火災(zāi)。系統(tǒng)同時(shí)具手動(dòng)控制、自動(dòng)控制和應(yīng)急操作功能。3.6火探管式自動(dòng)探火及滅火系統(tǒng)考慮塔樓高度超過400米,為提高電纜井的安全性,降低火災(zāi)危險(xiǎn)性,對塔樓電纜井設(shè)置火探管式自動(dòng)探火及滅火系統(tǒng),采用組合分配原則對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù),滅火啟動(dòng)控制方式為自動(dòng)。火探自動(dòng)探火及滅火裝置采用局部全淹沒式滅火方式,要求所保護(hù)的設(shè)備相對封閉或空間相對封閉。對于V10m3的電纜井設(shè)置二氧化碳直接式火探管式自動(dòng)探火滅火裝置, 10 m3<V100 m3的電纜井設(shè)置二氧化碳間接式火探管式自動(dòng)探火滅火裝置。二氧化碳直接式火探管式自動(dòng)探火滅火裝置,滅火劑的最小用量為2.5m3,最大工作壓力為15MPa;二氧化碳間接

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