上海金茂大廈消防設(shè)計特點淺析

1、工程實例上海金茂大廈消防設(shè)計特點淺析魯海平提要上海金茂大廈號稱中國第一高廈，其消防設(shè)施的設(shè)置為國內(nèi)眾多消防工程設(shè) 計人員所關(guān)注。文中介紹了該大廈消防系統(tǒng)的設(shè)計特點，貫徹“立足自救，安全 保險”的原則。關(guān)鍵詞超高層建筑消防設(shè)計 特點88層金茂大廈建筑面積28萬m2，高380余m。由美國SOM設(shè)計事務(wù)所設(shè) 計。筆者在1996至1997年間參加了金茂大廈消防部分施工圖深化設(shè)計工作。金茂 大廈的消防系統(tǒng)設(shè)計與我國國內(nèi)現(xiàn)有的常規(guī)設(shè)計有很大的不同。下面將其分析介 紹，與設(shè)計同行們共同探討。1 消防系統(tǒng)的設(shè)計特點金茂大廈消防系統(tǒng)最大的設(shè)計特點可以用“立足自救，安全保險”這八個宇來 概括。本人認為這八個 字就

2、是美國設(shè)計師整個設(shè)計過程中貫穿如一的指導(dǎo)思想。 由于金茂大廈高380余m，建筑內(nèi)部超高層部分一旦發(fā)生火災(zāi)，想要借助外部消防 手段來撲滅火災(zāi)是不可能的。目前，上海通過室外救火車從水泵接合器加壓最高 僅能達到160m，而消防車只能達到30m-48m。所以金茂大廈的消防必須依靠大廈 內(nèi)部自身的消防設(shè)施。消防系統(tǒng)的設(shè)計必須做到安全可靠、萬無一失。正是基于 “安全保 險、立足自救”這八個字，美國機電工程師在金茂大廈的消防設(shè)計中， 消火栓和自動噴淋系統(tǒng)都采用了屋頂水箱、中間水箱重力流消防供水系統(tǒng)。高規(guī) 第7.4. 7. 5條明文規(guī)定：除串聯(lián)消防給水系統(tǒng)外，發(fā)生火災(zāi)時由消防水泵供給 的消防用水不應(yīng)進入高位消

3、防水箱。重力消防作為永久高壓制供水系統(tǒng)比國內(nèi)常見 的臨時高壓制消防供水系統(tǒng)更安全、更可靠。具體消防分區(qū)是：地下3層一地面41層由設(shè)在51層的中間水箱提供消防用 水；42層-80層由屋頂3層的水箱提供消防用水；80層以上則由增壓泵從屋頂3 層的水箱中吸水提供消防用水。而后由減壓閥豎向分區(qū)，將以上3個區(qū)域分成6 個消防分區(qū)。在地下3層設(shè)置有1600m3的生活、消防合用水池，這其中包括了整 個金茂大廈50%生活日用水量及100%的消防用水貯水量（含3h的40L/s消火栓 用水量及1h的30L/s自動噴淋用水量）。由水泵提升至51層生活消防合用水箱， 靠重力流提供給生活、消防使用。然后再由51層的加壓

4、泵提升至屋頂機械層的屋 頂水箱。在51層及屋頂機械層的高位水箱分別貯存了 15%的日用水量和0. 5h消 防貯水量（消火栓40L/s+自動噴淋30L/s） x3600 / 2=126m3?？紤]到頂部幾層不 能滿足消防要求，在頂部機械層內(nèi)設(shè)置了第三級消火栓、自動噴淋專用泵及穩(wěn)壓 泵，見圖1、圖2所示。從上面的介紹可以看出，為了 “立足自救”美國設(shè)計師在金茂大廈內(nèi)部儲備了 足夠的消防水量。消防用水共540m3（432m3消火栓用水和108m3噴淋用水）全部儲 在建筑物內(nèi)部的地下室貯水池內(nèi)（初級水箱），比市政兩路消防水源來得安全可靠， 因為它排除了市政管網(wǎng)故障的可能。同樣，消防用水儲存在高位水箱中比

5、儲存在 地下室貯水池內(nèi)更保險，因為它可以直接重力救火，免去了水泵故障的隱患。所 以，在二級水箱（51層水箱）及三級水箱（屋頂水箱）中又分別貯存了 126m3即30min 噴淋加消火栓消防用水。這樣，整個系統(tǒng)就更加安全，相對于國內(nèi)的18m3消防水 量就更加保險。下面簡單介紹一下有關(guān)三級水泵的運轉(zhuǎn)情況:初級水泵也就是設(shè)在地下2層的消防水泵是由6臺相同型號水泵組成。其中生 活水泵、消防水泵各2臺，另2臺為備用水泵。平時由2臺生活水泵工作，提供 正常的生活用水。在發(fā)生火災(zāi)時，則2臺消防泵也投入 運行以保證足夠的生活消 防用水。二級水泵設(shè)在51層，運轉(zhuǎn)情況同初級水泵。三級水泵為8臺消防水泵設(shè) 在屋頂3層

6、，其中消火栓主泵、消火栓穩(wěn)壓泵、噴淋主泵、噴淋穩(wěn)壓泵各2臺， 均為1用1備，從水泵的配置也可看出，多臺選擇消防水泵不會發(fā)生水泵故障影 響消防安全供水的問題。金茂消防設(shè)計立足于自救，這在消防系統(tǒng)的水泵接合器設(shè)置也可以看出：消 火栓和自動噴淋水泵接合器僅在一區(qū)設(shè)置(地下3層至12層)，13層以上各區(qū)設(shè)計 中都沒有設(shè)置水泵接合器，而是考慮自救。確保消防系統(tǒng)安全、保險的技術(shù)措施為了保證整個消防系統(tǒng)在萬一發(fā)生火災(zāi)情況下，系統(tǒng)內(nèi)部不會發(fā)生障礙，影響 救火。設(shè)計中采取了許多安全、保險的技術(shù)措施，這也是和國內(nèi)一般高層設(shè)計的 不同之點。筆者認為這更是超高層建筑消防設(shè)計十 分重要之處，應(yīng)該引起國內(nèi)同 行的高度注意

7、。設(shè)計中，消防系統(tǒng)所有閥門都設(shè)有狀態(tài)顯示裝置。不僅消火栓，噴淋系統(tǒng)的閥 門設(shè)置，而且生活給水系統(tǒng)中與消防相關(guān)的閥門也都設(shè)置了狀態(tài)顯示裝置，即采 用國內(nèi)一般高層建筑用于自動噴淋系統(tǒng)中的信號監(jiān)測閥或稱電力監(jiān)測閥。這樣整 個大廈內(nèi)涉及有關(guān)的所有閥門狀態(tài)都在消防中心內(nèi)顯示、監(jiān)測，而不至于有任何誤 操作現(xiàn)象，確保消防供水。室內(nèi)消火栓管道，國內(nèi)規(guī)范要求環(huán)狀布置，但一般設(shè)計僅采用豎向環(huán)狀布置。 在金茂大廈的設(shè)計中采用了立體成環(huán)的作法，同樣是出于安全供水的需要。消火栓系統(tǒng)各區(qū)域管網(wǎng)的最高點(即最不利點消火栓處)設(shè)計中均布置了顯示壓 力表。其作用本人認為也是為了安全供水考慮，這樣做可以使日常的消防安全巡 視，檢

8、查各區(qū)域管網(wǎng)壓力是否正常。消防水源由屋頂水箱、中間水箱供給。為了保證屋頂水箱在檢修時系統(tǒng)能正常 工作，水箱均分為兩格，一格檢修清洗時，另一格仍能正常工作。由于屋頂水 箱、中間水箱作為消防水源，生活加壓水泵有兩根出水管供至屋頂水箱，中間水 箱同樣作法也是出于消防安全考慮。在自動噴水滅火系統(tǒng)中，規(guī)范并無要求雙立管或環(huán)狀供水。金茂大廈噴水滅火 設(shè)計采用了雙立管環(huán)狀 供水。每層設(shè)置了兩個水流指示器，平面自動噴淋管道環(huán) 狀布置。這樣布置都是出于安全供水、水壓均勻的考慮。綜上所述，根據(jù)本人對美國設(shè)計師金茂大廈消防系統(tǒng)的理解，及本人在消防系 統(tǒng)深化設(shè)計過程中的體 會，本人認為金茂大廈的消防設(shè)計與眾不同的顯著特點， 也可以說是精髓所在仍是“立足自救，安全保險”。毫無疑問世界上任何事物都 是辯證的，一分為二的，金茂大廈的消防系統(tǒng)也有它不利的一面，即投資