研討丨劇院舞臺(tái)案例的雨淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)

研討I劇院舞臺(tái)案例的雨淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者：卓展何超摘要：本文以哈爾濱市某劇院舞臺(tái)的消防設(shè)計(jì)為例，探討了雨淋系統(tǒng)及水幕系統(tǒng)設(shè)置的場(chǎng)所及各自流量的確定，系統(tǒng)持續(xù)噴水時(shí)間的確定，以及總的消防用水量的確定。關(guān)鍵詞：劇院雨淋系統(tǒng)防火冷卻水幕防火分隔水幕項(xiàng)目信息此項(xiàng)目位于哈爾濱市，其中1號(hào)地塊總建筑面積872,682平方米，由會(huì)展、酒店、辦公、商業(yè)、公寓等業(yè)態(tài)組成，屬典型的超大型城市綜合體建筑群。其中含有劇院業(yè)態(tài)，座位數(shù)2066，劇院建筑規(guī)模屬于特大型（根據(jù)JGJ57-2016《劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》），劇場(chǎng)的建筑等級(jí)為甲級(jí)（建筑專業(yè)反饋）。其中舞臺(tái)各區(qū)域建筑面積及高度如下：面積（就）高度（m）主舞臺(tái)76830左、右舞臺(tái)53615.5后舞臺(tái)44821由于舞臺(tái)內(nèi)幕布、景片、道具均為易燃材料，燈具多、線路復(fù)雜，演出中往往還有煙火效果，舞臺(tái)空間高大，易于燃燒，撲救困難，因此，舞臺(tái)往往是劇場(chǎng)中火災(zāi)主要起源之一，故舞臺(tái)的消防系統(tǒng)尤為重要，也是消防審查過(guò)程備受關(guān)注的點(diǎn)。本文僅討論此劇院舞臺(tái)區(qū)域的雨淋系統(tǒng)與水幕系統(tǒng)，消火栓系統(tǒng)不做討論。一、雨淋系統(tǒng)雨淋系統(tǒng)是由開(kāi)式灑水噴頭、雨淋報(bào)警閥組等組成，發(fā)生火災(zāi)時(shí)由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)或傳動(dòng)管控制，自動(dòng)開(kāi)啟雨淋報(bào)警閥組和啟動(dòng)消防水泵，用于滅火的開(kāi)式系統(tǒng)。設(shè)置場(chǎng)所根據(jù)GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（下文簡(jiǎn)稱建規(guī)）：8.3.7:特等、甲等劇場(chǎng)、超過(guò)1500個(gè)座位的其他等級(jí)劇場(chǎng)和超過(guò)2000個(gè)座位的會(huì)堂或禮堂的舞臺(tái)葡萄架下部。根據(jù)GB50084-2017《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（下文簡(jiǎn)稱噴規(guī)）:4.2.6:具有下列條件之一的場(chǎng)所，應(yīng)采用雨淋系統(tǒng)：1） 火災(zāi)的水平蔓延速度快、閉式灑水噴頭的開(kāi)放不能及時(shí)使噴水滅火有效覆蓋著火區(qū)域的場(chǎng)所；2） 設(shè)置場(chǎng)所的凈空高度超過(guò)本規(guī)范第6.1.1條的規(guī)定，且必須迅速撲救初期火災(zāi)的場(chǎng)所；3） 火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)□級(jí)的場(chǎng)所。舞臺(tái)葡萄架是在舞臺(tái)的上方，用于安裝燈光、幕布、音箱等設(shè)備的架子，由于它是一排排的，形狀似葡萄架。首先，主舞臺(tái)肯定跑不了，需要做雨淋系統(tǒng)。那側(cè)舞臺(tái)和后舞臺(tái)呢？那我們先來(lái)看看側(cè)舞臺(tái)和后舞臺(tái)上都有些什么設(shè)備？有沒(méi)有葡萄架？根據(jù)JGJ57-2016《劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（下文簡(jiǎn)稱新劇規(guī)）術(shù)語(yǔ)：2.0.14側(cè)舞臺(tái)：設(shè)在主舞臺(tái)兩側(cè)，為遷換布景、演員候場(chǎng)、臨時(shí)存放道具、景片的輔助空間。2.0.15后舞臺(tái)：設(shè)在主舞臺(tái)后面，可增加縱深方向表演區(qū)的空間。從字面理解意思，后舞臺(tái)可理解為主舞臺(tái)的縱向延伸，應(yīng)也布置有葡萄架，需要設(shè)置雨淋系統(tǒng)。那么側(cè)舞臺(tái)從術(shù)語(yǔ)理解來(lái)看，應(yīng)該沒(méi)有復(fù)雜的燈光和音箱設(shè)備，似乎不需葡萄架，那么是不是側(cè)舞臺(tái)就不需要做雨淋系統(tǒng)了呢？根據(jù)新劇規(guī)8.3.4條，特等和甲等劇場(chǎng)、特大型劇場(chǎng)舞臺(tái)棚頂下，應(yīng)設(shè)雨淋自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。注意，此處指的是舞臺(tái)棚頂下，并未指葡萄架下，側(cè)舞臺(tái)也屬于舞臺(tái)的一部分，當(dāng)多個(gè)消防規(guī)范要求不一致時(shí)，我們從嚴(yán)選擇，且側(cè)舞臺(tái)中的道具、布景、服裝一旦著火蔓延迅速，故本劇院側(cè)舞臺(tái)也采用雨淋系統(tǒng)。所以，個(gè)人認(rèn)為該劇院的主舞臺(tái)、左右側(cè)舞臺(tái)、后舞臺(tái)均設(shè)雨淋系統(tǒng)。雨淋流量確定原則確定了雨淋系統(tǒng)設(shè)置場(chǎng)所，再來(lái)確定雨淋流量。主舞臺(tái)、后舞臺(tái)（舞臺(tái)匍萄架）按嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)□級(jí)，噴水強(qiáng)度16L/min.m?，作用面積260m?。側(cè)舞臺(tái)由于無(wú)法明確是否無(wú)葡萄架，故建議同主舞臺(tái)、后舞臺(tái)考慮按嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)□級(jí)。根據(jù)噴規(guī)，每個(gè)雨淋報(bào)警閥控制的噴水面積不宜大于260m2o可以理解為，如果一個(gè)雨淋閥控制的面積過(guò)大，勢(shì)必會(huì)造成系統(tǒng)的流量過(guò)大，總用水量過(guò)大，消防水池容量過(guò)大，并帶來(lái)較大的水漬損失。那么有人可能會(huì)說(shuō)，那我就劃分每個(gè)雨淋閥對(duì)應(yīng)很小的噴水面積，那總水量就小了。粗一看，沒(méi)毛病，目前沒(méi)有規(guī)范對(duì)雨淋的噴水面積劃分以及長(zhǎng)寬比有要求及說(shuō)明，全靠設(shè)計(jì)人員自己的理解。再深一步研究，個(gè)人認(rèn)為這種做法也不是很合適，具體原因如下：1） 劃了這么多個(gè)噴水面積，一個(gè)噴水面積對(duì)應(yīng)一個(gè)雨淋閥，雨淋閥數(shù)目過(guò)多不僅占用建筑面積，還增加系統(tǒng)造價(jià)及控制難度。2） 就算單個(gè)噴水面積劃小了，總的作用面積還是不能小于260m，總水量并不會(huì)減少很多。3） 雨淋系統(tǒng)是開(kāi)式系統(tǒng)，與水噴霧系統(tǒng)類似，參照水噴霧的響應(yīng)時(shí)間（由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出火警信號(hào)起至開(kāi)始噴水的時(shí)間），不應(yīng)大于45s。根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，舞臺(tái)幕布的火焰上升速度0.1~0.2m/s，但水平蔓延速度未提及，根據(jù)常識(shí)，一般固體火災(zāi)的火焰上升速度大于水平蔓延速度，故暫可將舞臺(tái)的水平蔓延速度取0.1m/s。也就是在45S的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)，火焰水平蔓延了4.5m，所以如果劃分的噴水面積過(guò)小，其中窄邊過(guò)小，小于4.5m（下文有圖表示），則會(huì)有多個(gè)噴水面積對(duì)應(yīng)的雨淋閥需同時(shí)開(kāi)啟的情況，可能反而會(huì)增加總用水量。由上可知，噴水面積的劃分與雨淋流量息息相關(guān)，不宜過(guò)大也不宜過(guò)小，需同時(shí)開(kāi)啟的相鄰幾個(gè)噴水面積之和建議稍大于260m2（剛好260很難做到）對(duì)系統(tǒng)總用水量最有利，同時(shí)需兼顧各噴水面積窄邊不能太窄，建議大于4.5m。噴水面積劃分及雨淋水量確定了原則，我們開(kāi)始劃分噴水面積假設(shè)上圖中綠點(diǎn)處著火，相鄰三個(gè)區(qū)域報(bào)警閥組同時(shí)啟動(dòng)，作用面積S=S1+S2+S3=344m2>260m，滿足要求。雨淋水量Q=16*344/60=92L/s考慮適當(dāng)余量，取100L/S。

二、水幕系統(tǒng)水幕系統(tǒng)是由開(kāi)式灑水噴頭或水幕噴頭、雨淋報(bào)警閥組或感溫雨淋報(bào)警閥組等組成，用于防火分隔或防護(hù)冷卻的開(kāi)式系統(tǒng)。2.1設(shè)計(jì)場(chǎng)所本劇院建筑在舞臺(tái)口，也就是主舞臺(tái)與觀眾的之間的臺(tái)口做了金屬防火幕，后在當(dāng)?shù)叵谰值囊笙略谥魑枧_(tái)與后舞臺(tái)之間也做了金屬防火幕。整個(gè)舞臺(tái)是一個(gè)防火分區(qū)，用防火墻與四周的化妝區(qū)、候演區(qū)、機(jī)房區(qū)等隔開(kāi)，防火墻上采用甲級(jí)防火門。金屬防火幕布觀眾席后舞臺(tái)金屬防火幕布左側(cè)舞臺(tái)主舞臺(tái)金屬防火幕布觀眾席后舞臺(tái)金屬防火幕布左側(cè)舞臺(tái)主舞臺(tái)右側(cè)舞臺(tái)3421）臺(tái)口（舞臺(tái)面向觀眾的開(kāi)口，圖示1處）根據(jù)建規(guī)8.3.6條，下列部位宜設(shè)置水幕系統(tǒng)：1） 特等、甲等劇場(chǎng)、超過(guò)1500個(gè)座位的其他等級(jí)的劇場(chǎng)、超過(guò)2000個(gè)座位的會(huì)堂或禮堂和高層民用建筑內(nèi)超過(guò)800個(gè)座位的劇場(chǎng)或禮堂的舞臺(tái)口及上述場(chǎng)所內(nèi)與舞臺(tái)相連的側(cè)臺(tái)、后臺(tái)的洞口；2） 應(yīng)設(shè)置防火墻等防火分隔物而無(wú)法設(shè)置的局部開(kāi)口部位；3） 需要防護(hù)冷卻的防火卷簾或防火幕的上部。注：舞臺(tái)口也可采用防火幕進(jìn)行分隔，側(cè)臺(tái)、后臺(tái)的較小洞口宜設(shè)置乙級(jí)防火門、窗?？吹竭@里，相信大家跟我有一樣的疑問(wèn)：1）需要冷卻的主語(yǔ)是誰(shuí)？是所有的防火幕上部都要設(shè)水幕還是需要冷卻的防火幕才需要設(shè)水幕？不得不說(shuō)中國(guó)文字的博大精深。在此處無(wú)解，只能轉(zhuǎn)戰(zhàn)劇規(guī)，根據(jù)新劇規(guī)8.1.1大型、特大型劇場(chǎng)舞臺(tái)臺(tái)口應(yīng)設(shè)防火幕條文解釋：臺(tái)口設(shè)防火幕，并設(shè)水幕保護(hù)。根據(jù)此條，臺(tái)口的防火幕應(yīng)設(shè)水幕系統(tǒng)。再來(lái)看一條規(guī)范：8.3.6劇場(chǎng)內(nèi)水幕系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：未按本規(guī)范第8.1.1條的規(guī)定設(shè)置防火幕的上部，應(yīng)設(shè)防護(hù)冷卻水幕系統(tǒng)。大家注意沒(méi)有，這條規(guī)范有沒(méi)有邏輯不通？在我冥思苦想之際，發(fā)現(xiàn)規(guī)范錯(cuò)了，（可能我下載的是個(gè)假規(guī)范），這個(gè)“未”字是多余的，應(yīng)該去掉！有舊劇規(guī)為證！根據(jù)JGJ57-2000《劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（下文簡(jiǎn)稱舊劇規(guī)）8.1.1甲等及乙等的大型、特大型劇場(chǎng)舞臺(tái)臺(tái)口應(yīng)設(shè)防火幕。超過(guò)800個(gè)座位的特等、甲等劇場(chǎng)及高層民用建筑中超過(guò)800個(gè)座位的劇場(chǎng)舞臺(tái)臺(tái)口宜設(shè)防火幕。8.3.4劇場(chǎng)內(nèi)水幕系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：按本規(guī)范第8.1.1條規(guī)定設(shè)置的防火幕上部，應(yīng)設(shè)防護(hù)冷卻水幕系統(tǒng)；一樣的內(nèi)容，只是新規(guī)范多了一個(gè)未，導(dǎo)致邏輯不通且造成誤解，故認(rèn)為，臺(tái)口需要設(shè)防火幕，防火幕上部設(shè)防火冷卻水幕。2）主舞臺(tái)與后舞臺(tái)之間（圖示2）還是看建規(guī)：根據(jù)建規(guī)8.3.6條，下列部位宜設(shè)置水幕系統(tǒng)：1.特等、甲等劇場(chǎng)、超過(guò)1500個(gè)座位的其他等級(jí)的劇場(chǎng)、超過(guò)2000個(gè)座位的會(huì)堂或禮堂和高層民用建筑內(nèi)超過(guò)800個(gè)座位的劇場(chǎng)或禮堂的舞臺(tái)口及上述場(chǎng)所內(nèi)與舞臺(tái)相連的側(cè)臺(tái)、后臺(tái)的洞口；此條規(guī)范其實(shí)講的是防火分隔水幕。后臺(tái)并非是后舞臺(tái)，根據(jù)新劇規(guī)術(shù)語(yǔ)，后臺(tái)是指演職人員準(zhǔn)備演出的專用區(qū)域，我理解應(yīng)該是舞臺(tái)以外的化妝間、候演室之類。此條規(guī)范并未要求主舞臺(tái)與后舞臺(tái)之間設(shè)置水幕。再者，整個(gè)舞臺(tái)是一個(gè)防火分區(qū)，舞臺(tái)消防的目的主要是隔離舞臺(tái)與觀眾，舞臺(tái)內(nèi)部再設(shè)防火分隔水幕的意義不大。但是，現(xiàn)在按當(dāng)?shù)叵谰值囊庖?jiàn)，建筑在主舞臺(tái)與后舞臺(tái)之間設(shè)了金屬防火幕布（下文會(huì)分析是否真的需要設(shè)金屬防火幕布），那么這個(gè)防火幕布上方需不需要設(shè)防護(hù)冷卻水幕。此處無(wú)解，我們?cè)俎D(zhuǎn)戰(zhàn)劇規(guī)中的對(duì)防火幕的規(guī)定。舊劇規(guī)：6.1.9.1后舞臺(tái)與主臺(tái)之間的洞口宜設(shè)防火隔音幕。新劇規(guī)：6.1.9后舞臺(tái)臺(tái)口宜設(shè)隔音幕。條文解釋：加裝隔聲幕是為了隔離演員跑場(chǎng)時(shí)的噪聲傳向主舞臺(tái)和觀眾廳。此幕也可以做成隔聲防火幕。注意，新規(guī)范已經(jīng)沒(méi)有強(qiáng)制要求設(shè)防火隔音幕了，而且本舞臺(tái)本身為一個(gè)防火分區(qū)，內(nèi)部舞臺(tái)區(qū)域之間再劃分防火分區(qū)意義不大，按規(guī)范角度，是無(wú)需設(shè)置防火幕的。既然當(dāng)?shù)叵谰忠笤谥魑枧_(tái)與后舞臺(tái)之間設(shè)金屬防火幕,則我們認(rèn)為當(dāng)?shù)叵谰终J(rèn)為此處火災(zāi)嚴(yán)重危險(xiǎn)性等同于主舞臺(tái)與觀眾之間的臺(tái)口，為一視同仁，建議此處金屬防火幕布上部也設(shè)防護(hù)冷卻水幕。3）主舞臺(tái)與側(cè)舞臺(tái)之間（圖示3、4）當(dāng)?shù)叵谰忠笾魑枧_(tái)四周做四處水幕，其中主舞臺(tái)與側(cè)舞臺(tái)之間是防火分隔水幕，主舞臺(tái)口以及主舞臺(tái)及后舞臺(tái)之間是防護(hù)冷卻水幕。當(dāng)然從嚴(yán)設(shè)計(jì)肯定是沒(méi)問(wèn)題，但是是否真的有必要，我們從規(guī)范角度和實(shí)際使用情況討論：規(guī)范角度：建規(guī)8.3.6條，下列部位宜設(shè)置水幕系統(tǒng)：特等、甲等劇場(chǎng)、超過(guò)1500個(gè)座位的其他等級(jí)的劇場(chǎng)、超過(guò)2000個(gè)座位的會(huì)堂或禮堂和高層民用建筑內(nèi)超過(guò)800個(gè)座位的劇場(chǎng)或禮堂的舞臺(tái)口及上述場(chǎng)所內(nèi)與舞臺(tái)相連的側(cè)臺(tái)、后臺(tái)的洞口；新劇規(guī)：8.1.4舞臺(tái)區(qū)通向舞臺(tái)區(qū)外各處的洞口均應(yīng)設(shè)甲級(jí)防火門或設(shè)置防火分隔水幕，運(yùn)景洞口應(yīng)采用特級(jí)防火卷簾或防火幕。新建規(guī)實(shí)施時(shí)間2015年，新劇規(guī)2016年，新劇規(guī)中已經(jīng)講明是舞臺(tái)區(qū)通向舞臺(tái)區(qū)外的各處洞口，主舞臺(tái)、側(cè)舞臺(tái)、后舞臺(tái)均是舞臺(tái)區(qū)的一部分。那么有人可能會(huì)說(shuō)了，也許側(cè)舞臺(tái)是運(yùn)景的呢，又沒(méi)做防火卷簾又沒(méi)做防火幕，所以要做防火分隔水幕。那我們來(lái)了解一下防火分隔水幕的適用條件，根據(jù)《噴規(guī)》，方火分隔水幕的噴水點(diǎn)高度＜12m,而本舞臺(tái)側(cè)舞臺(tái)與主舞臺(tái)之間的洞口已達(dá)15.5m，即使采用了防火分隔水幕，也會(huì)因?yàn)閲婎^設(shè)置過(guò)高，導(dǎo)致平均噴水強(qiáng)度降低，達(dá)不到防火分隔的效果。實(shí)際使用情況：主舞臺(tái)、側(cè)舞臺(tái)、后舞臺(tái)均采用了雨淋系統(tǒng)，當(dāng)任一處著火時(shí)，雨淋均啟動(dòng)噴水，已起到有效滅火及分隔的作用，水幕系統(tǒng)同雨淋類似，也是開(kāi)式系統(tǒng)，此處再加水幕，實(shí)際意義不大。故本人認(rèn)為本項(xiàng)目中主舞臺(tái)與側(cè)舞臺(tái)之間無(wú)需設(shè)置防火分隔水幕，當(dāng)然實(shí)際設(shè)計(jì)需以當(dāng)?shù)叵谰忠庖?jiàn)為準(zhǔn)。2.2系統(tǒng)持續(xù)噴水時(shí)間根據(jù)噴規(guī)，雨淋系統(tǒng)的持續(xù)噴水時(shí)間按1h。水幕的持續(xù)噴水時(shí)間不應(yīng)小于系統(tǒng)設(shè)置部位的耐火極限要求，舞臺(tái)為一個(gè)防火分區(qū)，故主舞臺(tái)與觀眾之間的防火幕（圖示1處）為防火分隔，耐火極限應(yīng)為3小時(shí)，故此處防火幕上部的水幕持續(xù)噴水時(shí)間也取3小時(shí)。主舞臺(tái)與后舞臺(tái)之間的防火幕（圖示2處）并不要求其具有防火分隔的作用，所以耐火極限也無(wú)需達(dá)到3h，此處水幕用于一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)部，建議采用1h。同理，如果按消防局意見(jiàn)在主舞臺(tái)與側(cè)舞臺(tái)之間（圖示3、4處）設(shè)防火分隔水幕，由于是一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)部的水幕，也建議采用1h。三、舞臺(tái)消防水量此消防水量?jī)H針對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，不涉及消火栓用水量。3.1雨淋用水量雨淋流量Q=100L/s（參照上文1.3小節(jié)）,雨淋用水量為100*1*3.6=360m33.2水幕用水量及總用水量1）若按本人理解，主舞臺(tái)與側(cè)舞臺(tái)之間無(wú)需設(shè)水幕，則消防水量為同時(shí)開(kāi)啟的雨淋閥的流量之和+舞臺(tái)口的水幕（2.1中的1處）流量，舞臺(tái)口處的開(kāi)口長(zhǎng)為20m,防護(hù)冷卻水幕流量Q=1L/（s.m）*20m=20L/s水幕用水量為20L/s*3h*3.6=216m3總用水量V=216+360=576m32）若按消防局規(guī)定，主舞臺(tái)四周均設(shè)水幕，如圖所示。単単那么同時(shí)開(kāi)啟的應(yīng)為兩個(gè)雨淋（對(duì)應(yīng)噴水面積S1、S2）+水幕1（舞臺(tái)口處水幕）+水幕2（主舞臺(tái)與側(cè)舞臺(tái)之間水幕）。注意，此時(shí)雨淋閥的噴水面積S1+S2=214m2<260m2，應(yīng)重新劃分，由于本文篇幅有限不再贅述，作用面積取300m2oQ=300*16/60=80L/s,V1=80*1*3.6=288m3水幕1同上小節(jié),V2=216m3水幕2此處開(kāi)口長(zhǎng)