消防給水系統在民用建築大空間場所的選擇
日期：2014-04-08 分類：行業動态
消防給水系統在民用建築大空間場所的選擇
随着我國社會經濟的高速發展，人民生活水平的不斷提高，民用建築工程建設中的室内大空間場所類别也越來越多，如會展中心、體育館、劇院、火車站等等。為保證人民的人身及财産的安全，作為給排水工程設計人員，正确選擇大空間場所内消防系統進行消防設計是達到這一目标的基本保障。本文結合現行各類消防系統的設計規範中的相關條文，針對民用建築室内大空間場所，如展廳、劇院、中庭、自動扶梯上空等部位的消防給水系統的設計的選擇，進行了分析、比較，以便和廣大同行共同探讨學習。
1大空間場所
作為本文探讨的重點，首先要正确的定義大空間場所的概念。現行的各消防系統設計規範，在系統設置場所或設計參數中對其内容均有部分涉及，但并無完整的說明。如《建築設計防火規範》GB50016-2006（以下簡稱《建規》）中，在8.5.7條的條文說明中提出了建築物内空間高度大于8m時，宜設置固定消防炮等滅火系統；《自動噴水滅火系統設計規範》GB50084-2001（2005年版）（以下簡稱《噴規》）中，在5.0.1A條提出了非倉庫類高大淨空場所的概念，内容為淨空高度8～12m的中庭、影劇院、音樂廳、會展中心、多功能體育館、自選商場等場所；《固定消防炮滅火系統設計規範》GB50338-2003（以下簡稱《固定炮規》）中，在3.0.2.5條提出了高度超過8m，且火災危險性較大的場所；《自動消防炮滅火系統技術規程》CECS245:2008（以下簡稱《自動炮規》）中，在3.2.1.1條提出了建築物淨空高度大于8m的場所；而在廣東省地方标準《大空間智能型主動噴水滅火系統設計規範》DBJ15-34-2004（以下簡稱《空規》）中，在第2.1.1條明确提出了大空間場所是指民用和工業建築物内淨空高度大于8m，倉庫建築物内淨空高度大于12m的場所。
綜上所述，可見各現行國家規範雖然沒有明确大空間場所的含義，但确定了高大淨空場所的高度界限為8m。在《建規》8.5.7.1條的條文說明中，對8米的高度界限解釋為：建築物内空間高度大于8m時，早期火災的煙氣羽流溫度通常很難達到自動噴水滅火系統的啟動溫度，依靠溫度變化而啟動的灑水噴頭及其安裝高度不能有效發揮早期火災響應和滅火的作用。故我們可以以此為基礎按《空規》來确定大空間場所的概念，即民用和工業建築物的室内淨空高度大于8m，倉庫建築物的室内淨空高度大于12m的場所。
2消防給水系統的選擇
依我國目前城市給水管網的建設程度及已建或在建的建築物消防系統的設計方式，同時，因城市供水水源及建築物結構要求的限制，幾乎所有的消防給水系統均為臨時高壓制給水系統，即通過屋頂高位消防水箱或穩高壓裝置、消防水池及消防主泵來滿足消防時滅火用水的要求，這點對大空間場所消防給水系統設計來講也不例外。
從前述相關大空間場所概念的内容來看，适用大空間場所的現行消防規範為《建規》、《噴規》、《固定炮規》、《自動炮規》及《空規》。
按《建規》8.5.7條規定，建築面積大于3000m2且無法采用自動噴水滅火系統的展覽廳、體育館觀衆廳等人員密集場所，建築面積大于5000m2且無法采用自動噴水滅火系統的丙類廠房，宜設置固定消防炮等滅火系統。本條明确了當大空間場所不能采用自動噴水滅火系統時，應設置相應的固定消防炮等替代滅火系統，為大空間場所内的消防設計起到了提綱挈領的作用，也為促進後續各類高科技消防産品的開發打下了堅實的理論依據。
下面依據現行的消防系統設計規範就各消防系統的設計選擇、特點及設置方式逐一進行分析和說明。
2.1消火栓消防給水系統
消火栓為建築物内最基本的消防設施，無論是《建規》還是《高層民用建築設計規範》GB50045-95(2005年版)，都有“設置室内消火栓的建築物，除無可燃物的設備層外，其各層均應設置消火栓”的要求。而其中的大空間場所亦無例外，應按規範條文設置室内消火栓消防給水系統。
2.2自動噴水滅火系統
大空間場所适宜采用濕式自動噴水滅火系統的淨空高度，按《噴規》5.0.1A條規定為12m及以下範圍。該條同時規定了8～12m的非倉庫類高大淨空場所内，噴頭設置的最大間距為3m，并應依不同的場所确定噴水強度、選擇不同流量系數的噴頭，也就是通過布置加密噴頭及規定噴水強度，來滿足濕式自動噴水滅火系統的啟動溫度和保證有效發揮系統的滅火作用。
因為自動噴水滅火系統具有使用曆史悠久、經濟實用、滅火成功率高等優點，是當今世界上公認的最為有效的、應用最廣泛的和造價低廉的自動滅火系統，建議當大空間場所可以滿足噴頭布置的要求、系統适用高度的範圍時，優先采用濕式自動噴水滅火系統。
2.3固定消防炮滅火系統
固定消防炮滅火系統是由固定消防炮和相應配置的系統組件組成的，一般固體可燃物大空間場所應采用水炮系統。該系統特點為大流量（《固定炮規》4.3.4.1條規定，水炮滅火系統用水量應按兩門水炮的水射流同時到達防護區任一部位的要求計算，民用建築的用水量不應小于40L/s，也就是說單門水炮的流量不應小于20L/s），高揚程（水炮最小額定壓力達0.80MPa），保護半徑大（射程最小為50m），滅火為水平射流和抛物線射流。
設置方式按《固定炮規》4.2.1條的規定為：布置高度應保證消防炮的射流不受上部建築構件的影響（此條為滿足抛物線射流滅火的要求）；設置消防炮平台的結構強度應能滿足消防炮噴射反力的要求，結構設計應能滿足消防炮正常使用的要求（此點是消防炮高揚程造成的後果）。同時《固定炮規》5.2.1條規定“遠控消防炮應同時具有手動功能”，條文說明為“遠控消防炮應能在現場操作”。以上《固定炮規》規範條文明确了固定消防炮應設于建築物的可受力牆體上，設置高度應便于消防人員能及時趕到現場操作進行滅火和滿足抛物線滅火射流的水柱覆蓋要求。現在有些設計師将消防炮設置在室内頂闆下的做法是錯誤的。
固定消防炮滅火為水平射流或抛物線射流滅火，工作壓力高，噴射反力大，對建築物、人身和财産的安全有一定威脅，這點決定了該系統設置的場所有一定的局限性。在考慮上述特點的前提下，設置本系統的大空間場所主要為頂部設置網架結構的會展中心展廳，頂部因為美觀要求不便設置其它滅火裝置的體育館等建築物；在寒冷地區無法采用濕式滅火系統的大空間場所，可采用幹式固定消防炮滅火系統，如飛機場的通透性行李房内。
2.4自動消防炮滅火系統
自動消防炮滅火系統是在保留固定消防炮滅火系統基本功能的基礎上，應用了高科技火災探測裝置及控制系統的一種自動滅火系統，是《固定炮規》中的遠控消防炮系統的升級換代産品，其執行的标準為《自動消防炮滅火系統技術規程》，而不是以規範的名稱出現，原因也是由此而來。
目前民用建築内采用的均為自動消防炮系統，《自動炮規》關于該系統的系統選擇、系統組件及系統設計等基本要求和《固定炮規》中的相關要求大同小異，具體内容可參見上述固定消防炮滅火系統，這裡不再細述。
2.5大空間智能型主動噴水滅火系統
大空間智能型主動噴水滅火系統是為了滿足在大空間場所内無法設置自動噴水滅火系統時的替代滅火設施，是近年來由我國科技人員獨自研制開發的一種高科技自動噴水滅火系統，采用了自動探測、判定火源、啟動系統及定位的主動噴水滅火的滅火方式。因高科技技術及産品發展的特殊性，在本系統的設置依據方面造成了地方規程的發布超前于國家規範的制定的情形。在現階段對該系統的設計，國内各省市基本按廣東省地方标準《空規》執行。
大空間智能型主動噴水滅火系統按噴頭形式及性能參數的不同，分為大空間智能滅火裝置、自動掃描射水滅火裝置和自動掃描射水高空水炮滅火裝置三種類型。作為自動噴水滅火系統的替代滅火系統，各類型的大空間智能型主動噴水滅火系統設置場所的火災類别、火災危險等級劃分、設計流量及保護面積确定應滿足《噴規》的相關規定。
大空間智能滅火裝置噴頭安裝高度為6～25m，流量為5（8.8）L/s，保護半徑≤6（8）m，标準工作壓力為0.25MPa；設置方式為頂部或架空安裝，平面按《噴規》要求地面不留空白漏噴點布置；噴水方式類似自動噴水滅火系統噴頭，為圓形面，水滴為離心抛射後垂直均勻灑落。主要用于火災類别為A類、火災危險性大、可燃物較多、火災時容易引起猛烈燃燒并可能迅速蔓延的嚴重危險級場所，如舞台的葡萄架下部、演播室、電影攝影棚的上方、倉庫等場所。
自動掃描射水滅火裝置噴頭安裝高度為2.5～6m，流量為2L/s，保護半徑≤6m，标準工作壓力為0.15MPa；設置方式為頂部、架空、邊牆或退層平台安裝，平面按《噴規》要求地面不留空白漏噴點布置；噴水方式類似消火栓，為扇形面，噴水水量較集中，對着火範圍較小的火災有迅速發現并集中水量撲滅的能力。主要用于火災類别為A類、火災危險等級為輕危險級或中危險級場所，如體育館、影劇院的多層觀衆廳看台及其他因建築美觀要求不宜設置自動噴水滅火系統噴頭的場所。
自動掃描射水高空水炮滅火裝置水炮安裝高度為6（8）～20（35）m，流量為5（10）L/s，保護半徑≤20（32、35）m，标準工作壓力為0.60MPa；設置方式為頂部、架空、邊牆或退層平台安裝，平面按《噴規》要求地面不留空白漏噴點布置；噴水方式類似消火栓，為矩形面，噴水水量較集中，對着火範圍較小的火災有迅速發現并集中水量撲滅的能力。主要用于火災類别為A類、火災危險等級為輕危險級或中危險級場所，如中庭、影劇院、音樂廳、會展中心、多功能體育館、自選商場及自動扶梯上空等場所。同時，因水炮工作壓力較高達0.60MPa，具體設計時應注意設置水炮處受力體的結構強度應能滿足水炮噴射反力的要求，結構設計應能滿足水炮正常使用的要求。
3結語
綜前所述，針對不同大空間場所的特點正确了解、選擇、設計消防系統，對及時撲救火災、保證人身及生命财産的安全有極其重要的意義。科學技術的進步推動了各類工業産品的快速更新換代，這意味着要求我們應該不斷地提升對新技術、新産品的掌握和了解，進一步提高自身的專業設計水平，盡快的将本專業的高新科技技術融入到實際工作中，走在應用科學的前沿，為保障人民生命财産的安全更好的盡到我們應有的義務。
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