某文化中心項目消防系統設計

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關鍵詞：文化中心；展覽館；消防系統；自動噴水滅火系統

工程概況：該文化中心總用地面積1.16公頃，總建筑面積17238.90m2；地上面積15126.37m2，地下面積2112.53m2；博物館建筑面積5260.50m2，文化館-圖書館建筑面積11978.40m2（包括地下面積）。建筑高度18m；地下室為單層地下建筑。文化館圖書館一層為基本書庫、交流大廳、報告廳等，層高為4.8米；博物館首層為基本陳列室、庫房、技術用房，層高6.6米；文化館二至四層為閱覽室、辦公室、活動室、觀演廳等；博物館二至三層作主題陳列、辦公等。

一、消防系統設計

該文化中心的特點是局部有凈空高度大于8m的部位，其中博物館局部為帶采光頂的中庭，凈空高度為12m≤h≤18m，文化館報告廳及觀演廳凈空高度為8m≤h≤12m，觀演廳有高度為11.4m的舞臺。

（一）消防用水量根據GB50016-2014（2018版）《建筑設計防火規范》及GB50974-2014《消防給水及消火栓系統技術規范》（簡稱“消規”）、GB50084-2017《自動噴水滅火系統設計規范》（簡稱“噴規”）、JBJ38-2015《圖書館建筑設計規范》、JGJ66-2015《博物館建筑設計規范》、JGJ41-2014《文化館建筑設計規范》等，設置了室外消火栓系統、室內消火栓系統、自動噴水滅火系統、水幕系統、氣體滅火系統及滅火器。其中重點論述凈空高度大于8m的高挑空部位的自動噴水滅火系統設計。消防用水量計算如下：本項目消防水源為城市自來水，由一路市政自來水管網供水，消防水池及泵房都設置在地下一層。其中，根據劇場類型，劇場設置有水幕系統、無雨淋系統，與舞臺自動噴水滅火系統兩者取和，再與大于12m的中庭部位的自動噴水滅火系統水量取大值，因此消防水池水量為837m³。

（二）室外消火栓系統室外消火栓系統流量為40L/s，水泵揚程50m，滿足最不利點栓口壓力不低于0.1MPa。室外消火栓間距不大于120m，保護半徑不大于150m，同時保證沿建筑物消防撲救面一側的室外消火栓數量不少于2個。同時由室外消防水池引出，沿消防車道設置消防取水口，供消防車取水。

（三）室內消火栓系統該工程設有珍品庫房、特藏庫房、基本書庫，室內消火栓不穿過此類房間，一層及頂層頂部設置水平環管，其余設置立管或支管連接消火栓，保障同層任何部位有兩只水槍的充實水柱同時到達；室內消火栓系統栓口動壓均按0.35MPa設計，經計算，水泵供水壓力為0.8Mpa，滿足“消規”要求。博物館頂層設高位消防水箱一座，有效容積18m3。

（四）自動噴水滅火系統新“噴規”對高大凈空場所的設計參數進行了補充和修改，如對高大空間場所濕式系統的噴水強度、噴頭參數等進行了調整，相較于2005版“噴規”，增加了廠房類場所，對民用建筑的場所分類進行調整，民用建筑場所凈空高度12m＜h≤18m的場所，可以采用設有非倉庫型特殊應用噴頭的自動噴水滅火系統，因此該項目未設置固定消防炮滅火系統。本工程除變配電間、弱電機房等不宜采用水撲救的部位外，其他部位均采用閉式噴頭保護。除觀演廳、休息廳、報告廳等最大凈空高度8m＜h≤12m的場所及博物館中庭最大凈空高度12m＜h≤18場所，噴水強度為15L/min•m2，作用面積160m2，其他場所按中危險Ⅱ級設計，噴水（強度8L/min•m2，作用面積160m2；持續噴水時間1h；最不利點噴灑頭工作壓力0.1MPa。博物館設置濕式報警閥及預作用報警閥各一個，文化館及圖書館設置濕式報警閥及預作用報警閥各兩個；高度h＜8m區域噴頭流量系數K=80，凈空高度8m＜h≤12m的場所，選用快速響應標準覆蓋面積灑水噴頭，流量系數K=115；博物館采光頂處，凈空高度大于12m處采用非倉庫型特殊應用噴頭，流量系數K=161，噴頭溫級68℃。“噴規”定義了凈空高度大于12m的噴水強度及作用面積，但未明確最不利點噴頭的作用壓力及相關參數的確定，“噴規”規定最不利點處灑水噴頭的工作壓力不應低于0.05MPa，那么工作壓力以0.05MPa和0.1MPa為例，通過逐點試算，得出較為合理的系統流量及壓力值。經計算，基于不同高大凈空場所8m＜h≤12m和12m＜h≤18m，噴頭流量系數分別為K=115和K=161，噴頭最小工作壓力為0.05MPa，系統流量為30.84L/s和47.07L/s，不滿足“噴規”第5.0.2中給出的該場所的噴水強度；噴頭最小工作壓力為0.1MPa，系統流量為44L/s和66L/s，滿足“噴規”第5.0.2中給出的該場所的噴水強度，綜合考慮實際噴頭布置及安裝形式，本工程核算消防水池容積時，這兩種不同高大凈空高度場所系統流量分別取50L/s和70L/s。

（五）水幕系統本工程舞臺臺口為防火鋼幕的，設置防護冷卻水幕系統，防火鋼幕根據建筑提供的耐火極限1.5h，經計算，防護冷卻水幕系統設計噴水強度0.7L/（s.m），保護寬度10.4m，用水量為15L/s。防護冷卻水幕系統共設置1套雨淋閥組，設于地下一層消防水泵房內，雨淋閥組的電磁閥，其入口設置過濾器。

二、結語

（一）文化展覽類建筑，消防水量大，不同性質的建筑設置的消防系統形式不同，根據“消規”和“噴規”，合理地設置消火栓、自動噴淋滅火系統、氣體滅火系統，若有劇院，需根據劇院規格，依據相關規范設置雨淋系統及水幕系統；不宜采用水撲救的場所，需根據房間類型，設置氣體滅火設施或滅火器。

（二）不同高大凈空場所的噴淋系統流量需根據最不利點噴頭壓力進行計算，看是否滿足“噴規”第5.0.2中給出的該場所的噴水強度，并結合實際工程應用，選取較為合理的系統壓力。

參考文獻：

[1]GB50974-2014.消防給水及消火栓系統技術規范[S].

[2]GB50084-2017.自動噴水滅火系統設計規范[S].

[3]石小飛，郭汝艷.民用建筑和廠房8～18m高大凈空場所自動噴水滅火系統設計水量計算的探討[J].給水排水，2018（44）：97-101.

作者：劉婷婷 單位：中國建筑技術集團有限公司