某大型展覽建筑消防水幕的設(shè)計(jì)分析

■林飛平 ■廈門準(zhǔn)信機(jī)電工程有限公司，福建 廈門 361000

1 展廳防火分隔水幕設(shè)計(jì)

1.1 大型展廳防火分隔水幕的特點(diǎn)

大型展廳由于跨距大、凈空高，其防火分隔水幕的保護(hù)長度和高度也同樣受到影響。以某會(huì)展中心為例，整個(gè)展廳內(nèi)設(shè)兩道水幕用于展廳的防火分隔，保護(hù)的洞口尺寸分別達(dá)到了69.6M(長)x12.5M(高)和60.6M(長)x10.35M(高)。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。水幕的保護(hù)長度直接關(guān)系到系統(tǒng)的用水量。

大型展廳防火分隔水幕的特點(diǎn)是:保護(hù)的洞口部位既長又高、用水量大、設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜、施工難度高。

圖1 某會(huì)展中心防火分隔水幕設(shè)置示意圖

1.2 防火分隔水幕的水量計(jì)算

根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，防火分隔水幕系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度為2L/s.m，圖一中18 軸處水幕長度為69.6M，設(shè)計(jì)最小流量為139.2L/s，實(shí)際設(shè)計(jì)流量為155L/s;37 軸處水幕長度為60.6M，設(shè)計(jì)最小流量為121.2L/s，實(shí)際設(shè)計(jì)流量為135L/s。

1.3 其他設(shè)計(jì)

(1)供水干管管徑。運(yùn)用國外先進(jìn)的水力計(jì)算軟件PipeFlowExpertv4.12 計(jì)算出水幕系統(tǒng)的供水干管管徑為DN250，干管的流速為3.22L/s，符合《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于管道內(nèi)經(jīng)濟(jì)流速的要求。

(2)水泵選型。當(dāng)中部展廳發(fā)生火災(zāi)時(shí)，必須同時(shí)開啟兩道水幕，總用水量合計(jì)為290L/s;通過水力計(jì)算確定水泵揚(yáng)程為0.8MPa。設(shè)計(jì)選用三臺消防加壓泵(二用一備)，即單臺水泵流量為145L/s，揚(yáng)程為0.8MPa，功率185KW。

(3)消防水池容量。防火分隔水幕應(yīng)參照防火墻的耐火極限要求，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按3 個(gè)小時(shí)考慮。因此水幕系統(tǒng)的用水量達(dá)到3132M3;除水幕系統(tǒng)外，其他系統(tǒng)用水量:室內(nèi)消火栓為216M3，噴淋系統(tǒng)為144M3，大空間消防炮系統(tǒng)為216M3，總計(jì)消防用水量為3708M3。實(shí)際設(shè)計(jì)消防水池容量為3850M3，分成兩個(gè)能獨(dú)立的水池。

(4)水幕系統(tǒng)的穩(wěn)壓設(shè)計(jì)。規(guī)范對于水幕系統(tǒng)的穩(wěn)壓問題并沒有明確的要求，但是水幕系統(tǒng)雨淋閥組前端管網(wǎng)內(nèi)的壓力水不可避免地存在滲漏的可能，如果沒有補(bǔ)水措施，就無法保持管網(wǎng)的壓力，這將可能造成火災(zāi)時(shí)雨淋閥的閥瓣無法打開，不能將壓力水送至噴頭噴水形成防火分隔。

為節(jié)省投資，我們采用一種簡便又有效的方法，即從噴淋系統(tǒng)的補(bǔ)水管上分支出一條小管，用于水幕系統(tǒng)的穩(wěn)壓補(bǔ)水，如圖2:

2 水幕系統(tǒng)的支架設(shè)計(jì)

2.1 水幕系統(tǒng)的管網(wǎng)荷載計(jì)算

圖2 水幕系統(tǒng)穩(wěn)壓補(bǔ)水管安裝示意圖

圖3 水幕管網(wǎng)平面圖

圖3 為18 軸處水幕管網(wǎng)平面圖，管網(wǎng)的布置為樹狀結(jié)構(gòu)，主干管管徑為DN200，第二級干管管徑為DN150，第三級配水管管徑為DN80，第四級為噴頭配水支管。整個(gè)水幕管網(wǎng)空管總重約為4710 公斤，充滿水后總重約為9240 公斤，水幕隔斷上荷載折合每米約132 公斤，部分區(qū)域荷載折合每米達(dá)240 公斤。

2.2 水幕系統(tǒng)支架設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目展廳18 軸處為圓弧形鋼結(jié)構(gòu)屋頂，水幕系統(tǒng)末端管網(wǎng)安裝在距地13.5M 處，在同一高度僅有一道鋼梁，鋼梁本身無法直接為水幕系統(tǒng)提供支架的固定吊點(diǎn)。為此，在鋼梁上方設(shè)計(jì)了籠狀的整體支架，如圖4、圖5。

圖4 水幕支架平面布置

圖5 水幕支架A-A 剖面圖

水幕支架橫向采用□160X80X6 冷彎矩形鋼管，豎向采用□50X50X4 冷彎方鋼管，水幕配水管網(wǎng)上下依次布置。解決了水幕管網(wǎng)的承重問題，同時(shí)水幕噴頭的布置間距能夠滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。水幕管道通過U 形卡直接固定在橫向支架上，施工簡單，固定牢靠。

水幕支架需做防火處理，處理方法與主體鋼結(jié)構(gòu)的防火做法相同。

3 消防水幕系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制

消防水幕系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)需要通過消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，在展廳上方共設(shè)置了三種探測器:紅外光束感煙探測器、光截面探測器、雙波段探測器，任一紅外光束感煙探測器和任一光截面探測器或雙波段探測器同時(shí)報(bào)警作為火災(zāi)確認(rèn)信號，展廳內(nèi)的手動(dòng)報(bào)警按鈕也可作為火災(zāi)確認(rèn)信號，火災(zāi)確認(rèn)后可以通過消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)控制水幕雨淋閥開啟。考慮到水幕系統(tǒng)出水量巨大(兩道水幕每分鐘出水17.4 噸)，如果誤動(dòng)作，將會(huì)造成很大的水漬損失。因此，在消控中心設(shè)了一個(gè)手/自動(dòng)開關(guān)，用于控制是否將雨淋閥的聯(lián)動(dòng)信號送出。結(jié)合展廳監(jiān)控系統(tǒng)，可以人工確認(rèn)火情，當(dāng)確認(rèn)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可將開關(guān)打在自動(dòng)狀態(tài)，即可聯(lián)動(dòng)雨淋閥開啟。除此之外，消防控制中心還專門設(shè)置了一個(gè)直線控制按鈕，可控制雨淋閥開啟。

4 總結(jié)

大型展覽建筑內(nèi)消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須有很強(qiáng)的針對性，結(jié)合性能化評估報(bào)告，根據(jù)實(shí)際情況合理地解決技術(shù)上的問題，才能設(shè)計(jì)出可靠的消防系統(tǒng)，使消防系統(tǒng)在大型展覽建筑真正發(fā)揮應(yīng)有的作用。

參考資料

［1］建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016 -2006.2006 年12 月1 日起實(shí)施.

［2］自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50084 -2001(2005 版).2001 年7月1 日起實(shí)施.

［3］國家消防工程技術(shù)研究中心.廈門國際會(huì)展中心三期消防安全性能化設(shè)計(jì)及評估報(bào)告.2010 年8 月.

［4］商務(wù)部服務(wù)貿(mào)易和商貿(mào)服務(wù)業(yè)司.2012 年中國會(huì)展業(yè)發(fā)展報(bào)告.2013 年3 月.