多功能體育館自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉春昕

(北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100045)

0 引言

本項(xiàng)目位于某學(xué)院校內(nèi)，總建設(shè)面積13 395．89 m2。建筑高度23．15 m。建筑物由圖書(shū)館及地下風(fēng)雨操場(chǎng)、車(chē)庫(kù)組成。

建筑為校園區(qū)內(nèi)局部新建工程，消防水專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)自噴系統(tǒng)、建筑滅火器設(shè)置。室內(nèi)消火栓采用原有消防泵房?jī)?nèi)室內(nèi)消火栓泵組，接出專用消火栓環(huán)狀管網(wǎng)在新建建筑室內(nèi)成環(huán)布置，滿足消火栓供水水量水壓要求。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用濕式自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，由校園區(qū)內(nèi)原消防泵房噴淋泵接出，噴淋系統(tǒng)預(yù)留口接入兩根噴淋系統(tǒng)管道，原消防水泵房改造以后水量及水壓滿足了自噴系統(tǒng)要求。均采用原有屋頂穩(wěn)壓裝置。

1 自動(dòng)噴淋系統(tǒng)消防實(shí)踐意義

大部分火災(zāi)具有前期能量低、火勢(shì)弱，一旦達(dá)到能量與溫度的積累爆發(fā)強(qiáng)烈的特點(diǎn)，火災(zāi)前期幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)控制火勢(shì)非常必要。自噴系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、全天值守，煙、熱感達(dá)到一定濃度后立即響應(yīng)滅火，能密切結(jié)合保護(hù)對(duì)象的使用功能、內(nèi)部物品燃燒時(shí)的發(fā)熱發(fā)煙規(guī)律安全可靠的啟動(dòng)操作。

從美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的滅火成功率普遍高達(dá)96%以上，生命損失減少1/3～2/3以上，財(cái)產(chǎn)損失減少1/2～2/3以上，并且能節(jié)省消防總開(kāi)支。在我國(guó)，配置了符合規(guī)范及技術(shù)要求的自噴系統(tǒng)，在火情發(fā)生初期也是最為有效的自救滅火設(shè)施。

2 設(shè)計(jì)計(jì)算

2．1 建筑類型確定

以地下體育館作為建筑類型主體，定義為非倉(cāng)庫(kù)類高大凈空?qǐng)鏊喙δ荏w育館。規(guī)范中關(guān)于單一功能體育館及多功能體育館的定義并未有明確條文說(shuō)明，消防審批部門(mén)認(rèn)為的多功能體育館為附建有其他與體育無(wú)關(guān)功能建筑的體育館，若僅有單建的體育館，即使內(nèi)部包括羽毛球館、乒乓球館等多種體育活動(dòng)功能設(shè)施，仍定義為單一功能體育館。

本工程多功能體育館凈空高度未超過(guò)12 m，按照非倉(cāng)庫(kù)類高大凈空?qǐng)鏊O(shè)計(jì)，噴水強(qiáng)度12 L/(min·m2)，作用面積300 m2。室外消火栓用水流量30 L/s，室內(nèi)消火栓用水流量15 L/s。

初步估算需貯存消防用水總量為540 m3。

2．2 體育館自噴平面設(shè)計(jì)

地下體育館以防火卷簾分隔為三個(gè)防火分區(qū)，火情發(fā)生時(shí)，防火卷簾下落，各防火分區(qū)作為獨(dú)立單元設(shè)施獨(dú)立運(yùn)行，噴頭布置時(shí)，防火卷簾位置按照分隔墻確定布置間距，非吊頂處直立型噴頭布置還應(yīng)考慮頂板的特殊結(jié)構(gòu)形式。

圖1為體育館自噴平面局部放大圖，用于水力計(jì)算。

圖1 體育館自噴平面局部放大圖

2．3 體育館自噴系統(tǒng)水力計(jì)算

1)作用面積確定。

如圖1所示，作用面積9．5×32=304m2≥300 m2，滿足要求。

2)最不利點(diǎn)處噴頭的出流量與壓力:

3)水力計(jì)算。

計(jì)算過(guò)程與結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 自噴系統(tǒng)水力計(jì)算

2．4 核算消防總用水量與現(xiàn)有消防水源匹配情況

根據(jù)2．3條的水力計(jì)算結(jié)果，消防用水總量為641 m3。校園區(qū)原消防水池有效儲(chǔ)水量612 m3。由園區(qū)內(nèi)原有消防貯水池改建后儲(chǔ)存室內(nèi)外消火栓及自噴系統(tǒng)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)消防水量。消防水泵房?jī)?nèi)原有噴淋泵兩臺(tái)(一用一備)，Q=30 L/s，H=100 m，須增設(shè)兩臺(tái)同型號(hào)噴淋泵，共三用一備噴淋水泵，發(fā)生災(zāi)情時(shí)啟動(dòng)三臺(tái)噴淋泵，供給新建地下體育館自噴系統(tǒng)。

3 其他自噴系統(tǒng)形式可行性

3．1 微型水炮適用性

體育館最大一個(gè)防火分區(qū)的平面尺寸為27m×34．8m=940m2，根據(jù)微炮的基本設(shè)計(jì)參數(shù)，每個(gè)防火分區(qū)至少設(shè)置兩個(gè)微型水炮，兩個(gè)水炮同時(shí)開(kāi)啟，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量10 L/s。體育館內(nèi)共設(shè)置6個(gè)微型水炮，每個(gè)水炮均設(shè)置電磁閥，每個(gè)防火分區(qū)分別設(shè)置信號(hào)閥、水流指示器，水平管網(wǎng)末端最不利點(diǎn)處設(shè)模擬末端試水裝置。

采用微型水炮，可與濕式自噴系統(tǒng)合用噴淋水泵，并可采用自噴系統(tǒng)的高位定壓穩(wěn)壓裝置。在本工程中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量降低，用水總量降低，可采用原消防水源以及噴淋水泵，減少消防水泵房擴(kuò)容改建費(fèi)用及新建自噴設(shè)施施工費(fèi)用。

3．2 環(huán)狀自噴管網(wǎng)適用性

自噴系統(tǒng)流量大，系統(tǒng)管網(wǎng)的配水管徑大，造成投資大，為減少投資可采用配水較均勻的支狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。危險(xiǎn)等級(jí)中危Ⅱ級(jí)以上可采用配水管環(huán)狀管網(wǎng)。

通過(guò)管網(wǎng)平差計(jì)算，確定各管段流量，進(jìn)而完成環(huán)狀管網(wǎng)的水力計(jì)算，求得環(huán)狀管網(wǎng)的入口壓力。環(huán)狀管網(wǎng)計(jì)算前首先確定支管折算流量系數(shù)、作用面積流量折算系數(shù)、支管起點(diǎn)壓力，然后按支狀管網(wǎng)計(jì)算方法試算管徑，直至管段相交點(diǎn)的壓力誤差小至忽略不計(jì)。

環(huán)狀管網(wǎng)在供水可靠性以及經(jīng)濟(jì)投資方面占有一定優(yōu)勢(shì)，但在本工程中存在縱向2．3 m高的結(jié)構(gòu)梁，干管需要穿梁設(shè)置，若采用環(huán)狀管網(wǎng)，穿梁位置靠近柱網(wǎng)，對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響，若配水干管梁下布置，則降低了建筑使用空間，這種特殊的建筑結(jié)構(gòu)空間中，自噴系統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)的使用還有一定局限性。

4 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)用于撲滅早期火災(zāi)，不但安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，而且滅火成功率高。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先應(yīng)定位建筑類別，合理確定設(shè)計(jì)基本參數(shù)，并應(yīng)采用精算法進(jìn)行水力計(jì)算，以精算結(jié)果確定管網(wǎng)管徑、系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量以及系統(tǒng)壓力。在多功能體育館建筑中，微型水炮較傳統(tǒng)自噴系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并可減少計(jì)算工作量，是未來(lái)大空間自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)比支狀管網(wǎng)供水可靠，比格柵狀管網(wǎng)水力計(jì)算簡(jiǎn)單且投資小。

［1］黃曉家，姜文源．自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002．

［2］GB 50016-2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］．

［3］GB 50084-2001，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(2005年)［S］．

［4］CECS 263-2009，大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程［S］．

［5］衛(wèi)瑞鳴．關(guān)于自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題［J］．山西建筑，2012，38(35):149-150．