探討大空間建筑的消防滅火設(shè)施設(shè)計

1、探討大空間建筑的消防滅火設(shè)施設(shè)計        對以大空間為主、小空間為輔的高層建筑進行消防設(shè)計時，應(yīng)考慮如何兼顧大空間消防系統(tǒng)的有效性和經(jīng)濟性，如何保證建筑物整體美觀性和消防設(shè)施的安裝維護，所以應(yīng)該在現(xiàn)行規(guī)范的基礎(chǔ)上，比較各系統(tǒng)的優(yōu)缺點，結(jié)合消防性能化的意見選出合適的系統(tǒng)。在此將建筑內(nèi)的大空間定義為：民用和工業(yè)建筑物內(nèi)凈空高度超過8m、倉庫建筑物內(nèi)凈空高度超過12m、建筑面積超過4000m 的場所。     1 消防滅火設(shè)施的選擇   

2、;  1.1 自動消防水炮系統(tǒng)     受大空間建筑空間高度的影響，一般自動噴水滅火系統(tǒng)的滅火效果受高度影響大，而且安裝維護困難，在可燃物不很集中或者被水作用后損失較大的大空間場所，大面積安裝自動噴水系統(tǒng)則結(jié)構(gòu)布置不合理，而且滅火帶來的二次損失較大。因此，近年來自動消防水炮被越來越多地運用在大空間場所。自動消防炮系統(tǒng)的特點是火災(zāi)早期階段即可實現(xiàn)自動報警，并自動控制消防炮掃描著火點，進行空間定位、定點滅火。由于僅對火災(zāi)區(qū)域噴灑滅火，減少了對無火災(zāi)區(qū)域的影響，很大程度上減少了火災(zāi)造成的損失。另外消防炮的射程遠(可達50m，甚至更

3、遠)，所以控制的范圍大，適合于大空間滅火要求。 自動消防炮系統(tǒng)由兩部分組成：數(shù)控消防炮和控制系統(tǒng)，常用的消防水炮的流量為20L/s，射程為50m。     廣州市某國際會議中心工程是典型的大空間建筑，其中底層有一個近1×10m的無柱大空間展廳，凈高為28m，采用消防水炮系統(tǒng)，設(shè)計共設(shè)2臺中規(guī)模消防水炮(進口產(chǎn)品)，每臺水炮的保護半徑65m。該系統(tǒng)具有360°范圍內(nèi)自動旋轉(zhuǎn)、自動對焦功能并可和報警系統(tǒng)聯(lián)動，后決定采用國產(chǎn)水炮，共設(shè)置4臺，按2臺水炮同時工作設(shè)計，設(shè)計流為120L/s。     1.

4、2 大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)     2003年廣東省頒布了大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，2004年4月1日實施。該系統(tǒng)的采用為大空間消防提供了更為有效的手段。智能型主動噴水滅火系統(tǒng)包括：智能型滅火裝置(大空間智能滅火裝置、自動掃描射水滅火裝置、自動掃描射水高空水炮滅火裝置)； 信號閥組； 水流指示器；供水管道及供水設(shè)備。智能型滅火裝置包括：智能型紅外探測組件；大空間大流量噴頭； 電磁閥。不同類型智能型自動滅火裝置的性能見表1。     相對于消防水炮而言，智能型

5、自動滅火裝置就好比縮小的和分散的微型水炮，流量、水壓較小，因此滅火裝置容易結(jié)合建筑要求布置，管路也較小，便于鋪設(shè)；相對于噴淋系統(tǒng)而言，智能型自動滅火裝置就好比可以轉(zhuǎn)動的噴頭，直接面對火源噴水，因此使用的水量較小，針對性強，縮短了滅火時間。     武漢某大劇院工程，其中觀眾廳有觀眾席1600座，空間高度為18m，原設(shè)計采用快速響應(yīng)早期抑制噴頭系統(tǒng)，按倉庫I級危險等級設(shè)計，設(shè)計水量為75 L/s，后來國內(nèi)出現(xiàn)了智能型主動噴水滅火裝置，經(jīng)當?shù)叵啦块T同意，決定改為自動掃描射水高空水炮滅火裝置，觀眾廳內(nèi)吊頂下設(shè)置二組，設(shè)計水量為10L/s。 

6、0;   2 消防性能化設(shè)計     性能化防火設(shè)計是在對某一特定的建筑進行綜合防火性能評估的基礎(chǔ)上，設(shè)計出特定的符合該建筑的防火安全模式。     性能化消防設(shè)計包括：確立消防安全目標，建立可量化的性能要求，分析建筑物及內(nèi)部情況，設(shè)定性能設(shè)計指標，建立火災(zāi)場景和設(shè)計火災(zāi)，選擇工程分析計算方法和工具，對設(shè)計方案進行安全評估，制定設(shè)計方案并編寫設(shè)計報告等8個步驟。在設(shè)計過程中，需要對建筑物可能發(fā)生的火災(zāi)進行量化分析，并對典型火災(zāi)場景下火災(zāi)及煙氣的發(fā)展蔓延過程進行模擬計算，因此計

7、算的工作量以及各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的需要量非常大，往往需要采用大型CFD(計算流體力學)軟件等分析和計算工具。     在性能化設(shè)計體系中，應(yīng)將水滅火系統(tǒng)與其他滅火系統(tǒng)以及建筑防火體系聯(lián)系起來綜合考慮，相輔相成。水滅火系統(tǒng)應(yīng)能夠及時滅火，控制火源蔓延，并能減小煙氣流動對人員疏散的影響，保證足夠的疏散時間。     3 消防滅火設(shè)施性能化設(shè)計體會     3.1 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)     在大空間建筑平面上布置消火栓時，大空間中

8、間部分的室內(nèi)消火栓無法靠墻或靠柱布置，故應(yīng)采用落地式消火栓箱，消火栓給水管可埋地或在吊頂內(nèi)鋪設(shè)。     由于大空間建筑內(nèi)部空間大、分隔復(fù)雜，上下層的防火分區(qū)往往錯位，故消火栓的布置會上下對不齊，造成消防立管多或者消防橫支管偏長，為此可采用分層橫向成環(huán)的管網(wǎng)布置系統(tǒng)，各層和各防火分區(qū)內(nèi)的消火栓可就近接自本層消防橫干管，這可大大減少支管數(shù)量及長度，而各層消防橫干管上需間隔設(shè)置檢修閥門以保證系統(tǒng)的安全性。     大空間大廳一般為大跨度柱網(wǎng)的無柱空間，沿大廳四壁布置室內(nèi)消火栓，大廳中部區(qū)域得不到兩股水柱的同時保護。因此

9、，應(yīng)在大廳中部適當位置布置地上“冰箱式”消火栓或地下式消火栓，其布點不應(yīng)被展位或其他的固定家具等所遮擋，并在地面設(shè)置醒目的燈光顯示標記，以便在火災(zāi)時方便取用。這樣處理，既滿足了消火栓的布局要求，又不影響使用過程中展位、固定家具的布置及大型集裝廂拖車的通行。     3.2 自動噴水滅火系統(tǒng)     由于建筑內(nèi)各分割空間的大小、高度、用途等各不相同，故分別采用各種形式噴頭的滅火系統(tǒng)。在通常的設(shè)計中，一組消防泵對應(yīng)一種系統(tǒng)，而有時一組消防泵會對應(yīng)兩種或更多的系統(tǒng)，如普通閉式噴頭和快速響應(yīng)早期抑制噴頭系統(tǒng)合用一

10、組消防泵。在計算水泵設(shè)計揚程及水量時，則應(yīng)該分別計算系統(tǒng)最不利點的設(shè)計水壓和系統(tǒng)的最大流量，通過對不同系統(tǒng)的水力計算得出各個系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)，從而選出合適的水泵參數(shù)。同時，由于大空間高層建筑內(nèi)防火分區(qū)的落差較大，同一個系統(tǒng)在不同層數(shù)的水壓要求不同，會使較低層的出水量大，不到設(shè)定的時間消防儲水就會用完，這就需要設(shè)置減壓閥，合理分區(qū)供水，另外宜使用恒壓切線泵以減小系統(tǒng)中的水壓波動。     當前，大空間建筑中的展覽樓、候機樓的大廳的層高基本上都大于8m，不適合采用普通噴頭的閉式自動噴水滅火系統(tǒng)。國內(nèi)新建的這類建筑的自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計形式一般有兩種：一是采用

11、從國外進口的大水滴快速反應(yīng)閉式噴頭組成閉式自動噴水滅火系統(tǒng)，如廈門會展和深圳高交會展館；二是采用開式的雨淋滅火系統(tǒng)，由電動閥和雨淋閥按200m2左右進行分區(qū)控制，如南京會展。筆者認為，這兩種做法都是可行的，但對于一個大空間建筑，雨淋系統(tǒng)分成了近百個控制區(qū)，其聯(lián)動控制相對比較復(fù)雜。因此，根據(jù)系統(tǒng)特性層高812米的區(qū)域以選用大水滴快速反應(yīng)閉式自動噴水滅火系統(tǒng)為宜；層高12米以上，以選用雨淋系統(tǒng)為宜。此外，展覽樓一般都配套建設(shè)了地下車庫，其自動滅火系統(tǒng)最好選用滅火效果較好的自動噴水飽沫聯(lián)用系統(tǒng)，以確保地下車庫火災(zāi)不致蔓延到展廳等人員、物資集中的重要區(qū)域。    

12、0;3.3 消防水炮系統(tǒng)     根據(jù)固定消防滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范的要求，室內(nèi)消防炮的布置數(shù)量不應(yīng)少于兩門，布置高度應(yīng)保證炮的射流不受上部建筑構(gòu)件的影響，并應(yīng)能使兩門水炮的水射流同時到達被保護區(qū)域的任一部位，相當于消火栓的布置要求。實際設(shè)計中，如果只設(shè)置二門水炮且為水柱射流，考慮到水炮的噴射角度，一門水炮下方區(qū)域?qū)⒅荒苡辛硪婚T水炮撲救，不能滿足規(guī)范要求，故常常在區(qū)域內(nèi)設(shè)置二門水炮。如果炮口采用霧化裝置，則在水炮的噴射角度內(nèi)本門水炮也能撲救自身下方區(qū)域的火災(zāi)，這時也能采用二門水炮區(qū)域保護的方式。 3.4 消防設(shè)計用水量 由于大窄間建筑空間的劃分復(fù)雜，每個防火分區(qū)內(nèi)所包含的消防系統(tǒng)，特別是自動噴水滅火系統(tǒng)會不只一個，因此在計算建筑物一次最大滅火水量時，要逐一計算每個防火分區(qū)內(nèi)的消防水量，得出一個最大值來作為消防水池的儲水量。以某國際會議中心為例，各消防設(shè)施設(shè)計用水量見表2。 由于市政給水管網(wǎng)能夠保證二路供水，且供水能力能滿足室外消火栓系統(tǒng)用水量，故室外消火栓系