建筑工程消防設計的分析與探討

◎ 杭州恒元建筑設計院有限公司 方 珂 洪 彥

建筑消防設計是一項重要工作，關系到人們的生命財產安全。隨著城市化發展及生產經營的需要，大型綜合性商業建筑、高層建筑、地下建筑和大空間建筑迅速崛起，這些建筑規模大，投資高，建筑功能復雜，火災隱患大，發生火災造成的損失大，這就對建筑的消防設計提出了越來越高的要求。如何保證建筑安全的防火要求，是消防設計人員應該重視的問題。筆者結合工程實踐談談建筑消防設計應注意的幾個問題。

1 消防給水系統的設計

1）選擇建筑消防給水系統的形式。首先應保證消防系統的安全性和可靠性，其次我們應盡量選用經濟合理的供水方式。當消火栓栓口的靜水壓力不大于0.80MPa時，采用不分區給水形式，當消火栓栓口的靜水壓力大于0.80MPa時，采用分區給水形式。一般而言，城市給水管網的水壓不能夠滿足高層建筑部分區域的生活用水和消防用水的要求，高層建筑的消防給水常采取高壓消防給水和臨時高壓消防給水的兩種形式，并且采用分區加壓供水方式，即低區部分直接由城市給水管網供水，而不能夠滿足生活用水和消防用水要求的部分區域則由高位水箱、氣壓罐(高壓給水系統)或者水泵(臨時高壓給水系統)進行加壓供水。

2）水泵接合器是否應該分區設置。水泵接合器的15～40m范圍內在一般情況下要設置室外消火栓，每個水泵接合器的流量應按10～15L/s計算。在布置水泵接合器時，要考慮其相對集中，以利于與經計算的室外消火栓數量對應，一旦設計中有較多的室內消防系統需要較多水尖接合器，且分散布置時，則需要適當增設“額外”的室外消火栓。在實際設計中，消防系統并聯分區有兩種方案，見圖1。

2 合理布置消火栓系統

消火栓的間距(消火栓數量)應由通過撲救室內火災需要的室內消防用水量來確定，并且要符合《高規》第7.4.6.3條規定：“消火栓的間距應由計算確定，且高層建筑不應大于30m，裙房不應大于50m。”并且還要保證建筑室內同層的任何部位，應有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達。對于建筑高度超過100m的高層建筑，可以調整水槍流量以達到滿足規范所需要水槍充實水柱長度。口徑19mm水槍的充實水柱小于10m時，由于火場煙霧大，輻射熱高，撲救火災有一定困難，所以水槍的充實水柱長度首先應該計算，同時又要滿足《高規》規定各種高層建筑水槍的充實水柱下限值。

圖1 消防系統并聯分區示意

3 自動噴淋系統設計

3.1 建筑物火災危險等級判定及系統選型

審查該建筑物按嚴重、中、輕、倉庫級四類劃分是否準確。這其中重點考慮建筑物內存放或生產可燃物的性質、結構、數量、燃燒速度和放熱量，可燃物品的堆放形式及松密情況，以及建筑物自身的層高、面積的特征。室內溫度不低于4℃，且不高于70℃的建筑物，宜采用濕式自動噴水滅火系統；室溫低于4℃或高于70℃的建筑物宜采用干式或預作用式自動噴水滅火系統；不允許有水漬損失的建筑物，宜采用預作用系統；對于火災危險性非常大的場所，可考慮雨淋系統。

3.2 管道和報警閥的布置

在保證消防安全的前提下，即在保證滿足設計流量的前提下，如何確定一個比較合理的流速，達到合理選用管徑的目的，以做到安全可靠和經濟合理的統一。1）配水管道的工作壓力不應大于1.20MPa，2）系統中直徑等于或大于100mm的管道，應分段采用法蘭或溝槽式連接件(卡箍)連接。水平管道上法蘭間的管道長度不宜大于20m；立管上法蘭間的距離，不應跨越3個及以上樓層。凈空高度大于8m 的場所內，立管上應有法蘭。3）配水管道的布置，應使配水管入口的壓力均衡。輕危險級、中危險級場所中各配水管入口的壓力均不宜大于0.40MPa。4）配水管兩側每根配水支管控制的標準噴頭數，輕危險級、中危險級場所不應超過8只，同時在吊頂上下安裝噴頭的配水支管，上下側均不應超過8只。嚴重危險級及倉庫危險級場所均不應超過6只。5）短立管及末端試水裝置的連接管，其管徑不應小于25mm。6）干式系統的配水管道充水時間，不宜大于1min；預作用系統與雨淋系統的配水管道充水時間，不宜大于2min。

報警閥的數量應根據以下兩個原則來確定：一是《噴規》6.2.3條要求，一個報警閥組控制的噴頭數應符合濕式系統、預作用系統不宜超過800只，干式系統不宜超過500只。《噴規》6.2.4條要求，“每個報警閥組供水的最高與最低位置噴頭，其高程差不宜大于50 m。”關于報警閥的設置，有集中布置和分散布置兩種形式。但這兩種布置形式各有利弊，應該根據工程的實際情況，在滿足有關規范要求的前提下合理進行選擇。

3.3 噴頭的設置

注意噴頭的布置形式、布置間距依據噴水強度、噴頭工作壓力和作用面積等參數合理確定，噴頭的散水覆蓋是否有空的，重復覆蓋是否超過允許的經濟數值。另外，要考慮水噴頭的適時動作開放。影響灑水噴頭的開放時間的因素比較多，有熱煙氣的羽流影響，有擋煙垂壁的影響，有灑水噴頭周邊障礙物的影響。凈空高度大于800mm的悶頂和技術夾層內有可燃物時或者當局部場所設置自動噴水滅火系統時，與相鄰不設自動噴水滅火系統場所連通的走道或連通門窗的外側，應設置噴頭。尖屋頂的屋脊處應設一排噴頭。噴頭濺水盤至屋脊的垂直距離，屋頂坡度≥1/3時，不應大于0.8m；屋頂坡度＜1/3時，不應大于0.6m。

3.4 水力計算的審查

水力計算是系統噴頭強度和作用面積的保證。其政府監督審查包括噴頭水量、系統設計流量、管道水頭損失及進水管壓力計算四個方面，重點應放在系統水力設計參數的選擇是否準確，要求作用面積任意四只噴頭組成的保護面積的平均噴水強度，不應大于也不應小于設計噴水強度規定值的20%。由于管道水力設計較為煩瑣，在審查中應大力推廣計算機軟件進行設計。

4 結語

在現代建筑日新月異的今天，如何做好建筑消防設計，是每一個設計人員值得重視的問題。建筑工程的消防安全是建筑使用的最基本的前提，建筑消防系統設計應嚴格按規范設計，結合具體工程項目的消防設計，強調設計時要根據技術的可靠性，實際的可操作性，經濟的合理性綜合考慮， 在滿足建筑使用功能的同時確保人民生命、財產的安全。