凱里佳和盛世廣場工程項目消防設計研究

王健林

【摘要】結合貴州凱里市佳和盛世廣場工程項目總體情況，從建筑耐火等級、防火分區、安全疏散、防排煙、消防滅火系統、消防電氣等方面對該工程項目進行消防設計，參照相關國家建筑防火技術規范和規定，提出可行性消防設計方案。

【關鍵詞】凱里佳和盛世廣場；防火分區；安全疏散、防排煙；消防滅火系統；消防電氣；消防設計

【中圖分類號】X932

【文獻標識碼】A

【Abstract】Combined with the general situation of Guizhou Kaili Jiahe Shengshi square Engineering project， from building fire resistance rating， fire compartmentation， safety evacuation， smoke control and fire extinguishing fire electrical system， and other aspects of fire protection design of the project， according to the relevant national building fire protection technical standards and regulations， put forward the feasible design scheme.

【Key words】Kaili Jiahe Shengshi square；Fire smoke；Safe evacuation；Fire extinguishing system；Electrical fire；Fire protection design

1. 工程項目概述

（1）凱里佳和盛世廣場工程項目距貴州凱里市舊城中心約四公里，是黔東南州政治、經濟、文化、人流、科技、教育、物流、信息流的中心。

（2）本工程項目為商業地產項目，其中：地下商業樓，耐火等級為一級，設計使用年限50年；地上商業樓，耐火等級為二級，設計使用年限50年；地下車庫的耐火等級為一級，設計使用年限50年。基地東西最大長約660m，南北最大長約60m，占地面積34655.58m2. 工程項目地下為商業建筑，利用地形高差大的特點，結合當地梯田的自然景觀，融入到設計中，從西到東，該工程項目從地下商業建筑二層、一層再到地上商業建筑一層到五層，基地地下層設置停車庫。總建筑面積為101965.5m2，其中商業建筑面積約60000m2，停車庫面積為25389.87m2。（凱里佳和盛世廣場工程項目效果圖見圖1）

2. 工程項目消防設計

2.1防火間距。

根據《建筑設計防火規范》（以下簡稱《建規》）有關規定，建筑耐火等級為一、二級的民用建筑之間的防火間距不應小于6m[1]。凱里佳和盛世廣場同路旁兩側建筑物防火間距均按照大于6m的間距進行建設。

2.2消防車道。

本工程項目北臨凱里城市主干道迎賓大道，南面為待建設的和盛大道，東側是棉紡橋，西側與未來城相鄰。沿地塊四周設消防環道，且有棉紡東路橫穿本建筑，并在室外設置室外消火栓，消防車道四通八達。

2.3消防控制室。

本工程項目消防控制室設于地下二層第8防火分區內（如圖2），建筑面積約56.29m2；消防控制室設在地下一層滿足《建規》第11.4.4條規定，并對應鄰近直接通向地面的安全出口。

2.4防火分區。

（1）本工程項目耐火等級、最多允許層數和防火分區最大允許建筑面積按照《建規》5.1.7條規定執行[2]，工程項目設火災自動報警系統和自動滅火系統，耐火等級為一級，地下商業建筑按小于2000m2劃分防火分區；地上首層商業建筑按小于10000m2劃分防火分區；地上商業建筑按小于5000m2劃分防火分區（凱里佳和盛世廣場防火分區統計表見表1）。

（2）本工程項目地下商場總建筑面積為57452.4m2（地下一層建筑面積為29230.57m2，地下二層建筑面積為28221.83m2），采用《建規》要求的四種方式進行分隔設計；地下商業建筑超20000m2的防火分隔劃分滿足《建規》第5.1.13條第5款規定[3]。

2.5安全疏散。

該工程項目疏散設計原則為，每個防火分區均至少設計兩個直通室外地面或避難走道的安全出入口（采用防煙前室），且于相鄰防火分區的防火墻上設置疏散口，兩個疏散口之間的最遠房間門及最遠點至疏散口的距離均不大于37.5m。房間內最遠點至該房間門的距離均不大于27.5m。項目疏散人數、疏散寬度按照以下原則設計：

（1）疏散人數（參考《建規》第5.3.17條）。

即：負一層人數換算=建筑面積×0.7×0.85；負二層人數換算=建筑面積×0.7×0.80；

一層、二層人數換算=建筑面積×0.5×0.85；

三層人數換算=建筑面積×0.5×0.77；四層、五層人數換算=建筑面積×0.5×0.60。

疏散寬度（參考《建規》第5.3.17條）。

即：負一層人數換算=建筑面積×0.7×0.85×0.75/100；負二層人數換算=建筑面積×0.7×0.80×1/100；一層、二層寬度換算=建筑面積×0.5×0.85×0.65/100；三層寬度換算=建筑面積×0.5×0.77×0.75/100；四層、五層寬度換算=建筑面積×0.5×0.60×1/100。

（2）本工程項目防火分區疏散人數計算和防火分區疏散寬度計算滿足《建規》5.3.17條規定[4]。考慮到本工程項目為地下商業項目，一旦發生火災消防撲救難度較大，且本工程項目建筑體量較大，人員密度較高，且疏散樓梯布置存在一些限制條件，針對以上情況對本工程項目疏散寬度提出以下設計原則：即整層疏散寬度須百分之百滿足規范要求；單個防火分區疏散寬度須百分之百滿足規范要求（考慮到本工程項目特殊情況，個別防火分區疏散寬度無法百分之百滿足規范要求時，其疏散寬度必須滿足規范要求疏散寬度的80%，不足部分增設開向相鄰防火分區的輔助疏散出口）（凱里佳和盛世廣場防火分區統計表見表2）。endprint

2.6防排煙設計。

2.6.1防煙設計。

（1）無自然排煙條件的防煙樓梯間設機械加壓送風系統，獨立前室則不單設正壓送風。消防加壓送風機設在屋頂。

（2）封閉樓梯間、明防煙樓梯間及合用前室均采用開窗自然排煙的防煙設施，其開窗面積滿足：防煙樓梯間每五層開窗面積不小于2m2，合用前室開窗面積不小于3m2[5]。

（3）無自然排煙條件的前室每層設多葉送風口送風，加壓送風機出口處設止回閥，加壓送風量均根據國家消防規范的有關規定經計算后確定。

2.6.2排煙設計。

（1）地下車庫設機械排煙系統，與其機械排風系統合用一套系統，補風與排風補風共用。

（2）地下面積超過50m2的無窗商鋪采用機械排煙，與其機械排風共用主風管及風機，通過電動閥門切換風口。

（3）不能滿足自然排煙要求的內走廊均設機械排煙系統。

（4）地上部分需要排煙的房間滿足自然排煙條件（有效開窗面積不小于房間面積的2%）的自然排煙，不滿足自然排煙設機械排煙。

2.6.3暖通空調系統的防火措施。

（1）風管穿越設備用房及重要的或火災危險性大的房間隔墻處均設70°C防火閥，排油煙風管則設150°C防火閥。

（2）公共衛生間的垂直排風管道，采取防止回流的措施且在支管上設置70°C防火閥。

（3）排煙風道及隔熱材料均采用耐高溫不燃材料制作，消防用風管法蘭密封墊均為耐高溫的不燃材料制成。

（4）排煙風機的入口處設有280℃熔斷并與風機聯動關閉的排煙防火閥。排煙風管穿越防火分區處設280℃熔斷的常開排煙防火閥。

2.7消防滅火系統。

2.7.1消防水源。

（1）本工程項目因市政道路下的市政給水管只能提供一路供水，故需將室外消防用水儲存于泵房消防水池，設計流量為30L/s，并需要設置室外消防穩壓泵。室外消火栓沿道路均勻布置，間距不超過120m。地上式室外消火栓均由室外消防環網上接出。室外消火栓數量為8個。

（2）屋頂消防水箱旁設有消火栓穩壓裝置，維持系統平時的壓力。

2.7.2消防用水量（消防用水量標準及一次滅火用水量見表3）。

2.7.3室外消防系統。

本工程項目因市政道路下的市政給水管只能提供一路供水，故需將室外消防用水儲存于泵房消防水池，設計流量為30L/s，并需要設置室外消防穩壓泵。室外消火栓沿道路均勻布置，間距不超過120m。地上式室外消火栓均由室外消防環網上接出[6]。室外消火栓數量為8個。

2.7.4室內消火栓。

（1）本工程項目按要求設置室內消火栓系統。

（2）設置獨立的臨時高壓消火栓滅火給水系統，設計流量為20L/s。泵房內設消防水池約468m3，消火栓加壓給水泵設在地下車庫水泵房內。室內消火栓系統豎向分為一個區，設一套消火栓加壓水泵，一用一備，超壓部分設減壓穩壓消火栓[7]。消防水泵可通過消火栓內啟泵按鈕和消防值班室手動啟動。屋頂水箱保證18M3消防用水。

（3）屋頂消防水箱旁設有消火栓穩壓裝置，維持系統平時的壓力。

（4）室內按規范要求布置消防箱，其消火栓采用 65栓口，水槍為 65× 19，襯膠水帶 65×25m，并設置 25×25m的消防卷盤，并配有按鈕可直接啟動消火栓泵。

（5）每根立管設計最小流量：15升/秒，每支水槍最小流量：5升/秒，保證最不利點消火栓充實水柱：7米。

（6）動壓超0.5MPa的消火栓設減壓孔板或選用減壓穩壓消火栓。其中-2-1層的消火栓需設置減壓措施[8]。在消火栓系統的最高點均設帶壓力表的試驗消火栓。

（7）室內消火栓系統采用環狀管網，并在室外設置三組地上式水泵接合器。水泵接合器40米范圍內設有室外消火栓。

2.7.5自動噴水滅火系統。

（1）本工程項目設置自動噴水滅火系統和大空間智能滅火系統各一套。

（2）設置獨立的臨時高壓自動噴水滅火系統和大空間智能滅火系統。泵房內設消防水池消防有效容積為468m3，與自噴加壓給水泵和智能滅火系統加壓給水泵設在地下車庫消防水泵房內。建筑物內均設自動噴水滅火系統保護，按中危險Ⅱ級設計，噴淋水量30L/S，保護面積為160平方米，噴水強度為8L/min.m2，火災延續時間為1小時。中庭高度超過12米采用消防水炮系統，系統水量為10L/S，火災延續時間為1小時，以上兩系統均與噴淋合用噴淋水泵。噴淋系統豎向不分區，設一套噴淋加壓水泵，一用一備。水源來自地下消防水池。火災初期用水由屋頂水箱供給。泵房內設自噴主泵2臺，一用一備，互為備用。屋頂水箱保證18M3消防用水[9]。火災初期時，消防用水由屋頂水箱供給，火災時泵房內加壓水泵從消防水池吸水供給自動噴淋系統或大空間智能滅火系統。

（3）系統管網供水總管豎向成環，即做到水力報警閥前的管網成環布置，每個水力報警閥的服務噴頭按不大于800只設置。按建筑防火分區布置水流指示器，監控閥和末端試驗裝置。

（4）自動噴淋系統水泵的啟動由報警閥壓力開關自動控制或消防控制室及泵房內手動控制。

（5）屋頂消防水箱旁設有自動噴淋穩壓裝置，維持系統平時的壓力。

（6）自噴系統在室外設置三組地上式水泵接合器。水泵接合器40米范圍內設有室外消火栓。

（7）地下室配電機房采用氣溶膠自動滅火系統。其計算方法如下：

根據GB50370-2005《氣體滅火系統設計規范》計算：

W=C2*KV*V

V——防護區凈容積（m3/）；KV——容積修正系數；W——滅火劑設計用量（Kg）；C2——滅火設計密度（Kg/m3）。endprint

KV與V關系：V<500，KV =1.0；500≤V<1000，KV =1.1；V≥1000，KV =1.2；配電機房火災C2不應小于0.13Kg/m3[10]。

（8）中庭及影廳設置大空間智能滅火系統。

2.7.6滅火器配置。

按照《建筑滅火器配置設計規范》（GBJ50140-2005），各建筑物內均按相應等級配置一定數量的手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。

（1）變配電用房內按中危險級設推車式磷酸銨鹽干粉滅火器。

（2）地下車庫按中危險級B類火災設置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。

（3）商場按中危險級A類火災設置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器。

2.7.7消防排水。

消防電梯井下設消防排水集水井，有效容積不小于2m3，并設有潛水泵兩臺，一用一備，潛水泵排水量不小于10L/s；消防泵房及地下車庫內也設有集水井，其排水泵的總排水量也大于10L/s[11]。

2.7.8管材。

消火栓及噴淋管采用內外熱鍍鋅鋼管，管徑≤DN80，采用絲扣連接；管徑>DN80，采用溝槽式連接，其中消防水泵出水管至減壓閥前給水主管采用法蘭連接，二次鍍鋅。

2.7.9特殊滅火設備。

大于500平方的餐廳廚房烹飪操作間的排油煙罩和烹飪部位，采用細水霧滅火裝置，且在燃氣管道上帶有緊急事故自動切斷裝置。

2.8建筑電氣設計。

2.8.1消防控制室：

本工程項目消防控制室設在地下建筑一層，有直通室外的出口。消防控制室內設火災報警控制主機、聯動控制臺CRT顯示器、打印機、緊急廣播設備、消防直通對講電話設備、電梯監控盤及電源設備等。

2.8.2火災探測器設置。

多功能廳、大堂等高大空間設紅外光束感煙探測器；辦公、客房、會議室、技術用房和設備用房設智能型感煙探測器；地下車庫設智能型感溫探測器；廚房設可燃氣體探測器及感煙探測器；電動防火卷簾門兩側設感煙感溫探測器組。

2.8.3手動火災報警。

在主要出入口、樓梯間及電梯前室等處設手動報警按鈕及消防對講電話插孔。從一防火分區內任何位置到最近的一個手動火災報警按鈕的距離不應大于30m。在消火栓箱內設消火栓報警按鈕。

2.8.4消防聯動控制。

消防控制室內設聯動控制臺，可以實現下列控制及顯示功能。

（1）消火栓泵系統。

本工程項目設置消火栓箱內起泵按鈕。當火災發生時，可按動消防報警按鈕，直接啟動消火栓泵，并發出報警信號至消防控制室，及時、準確地提醒工作人員確認火災現場，并采取必要的滅火措施，消火栓泵運行信號反饋至消火栓處。消火栓泵可以在消防水泵房就地自動/手動控制啟停。消防控制室通過遠程控制線可以手動控制消火栓泵，并具有啟動優先權。消火栓泵啟動、停止運行狀態及故障信號送至消防控制室，在消防控制室聯動臺上顯示。

（2）噴淋泵系統。

當火災發生時，噴淋頭打開，噴出壓力水滅火，水流指示器動作并向消防控制室報警，同時濕式報警閥自動打開，敲響水力警鈴，同時壓力開關報警，直接啟動噴淋泵，消防控制室接收其反饋信號；噴淋泵可以在消防水泵房就地自動/手動控制啟停。消防控制室通過遠程控制線可以手動控制噴淋泵，并具有啟動優先權。噴淋泵啟動、停止運行狀態及故障信號送至消防控制室，在聯動臺上顯示。消防水池的液位信號送至消防控制室，在聯動控制臺上顯示。

（3）排煙系統。

當火災發生時，探測器報警信號送至消防控制室，經確認后，可在消防控制室自動或手動打開火災層的排煙閥，同時聯鎖啟動該系統的排煙風機，當火災溫度超過280℃時，排煙風道上的排煙防火閥（排煙風機旁）熔絲熔斷，關閉閥門，同時自動關閉該系統的排煙風機。

（4）消防樓梯正壓送風系統。

當發生火災時，探測器報警信號送至消防控制室，經確認后，可在消防控制室自動或手動打開正壓風機前的24V常閉風閥，同時聯鎖啟動該系統的正壓風機。火災結束后，由消防控制室手動關閉24V常閉風閥，同時自動關閉該系統的正壓風機。

（5）所有排煙風機及正壓風機均可在消防控制室和現場進行自動/手動控制啟停。排煙機及正壓風機的啟動、停止運行狀態及故障信號送至消防控制室，在聯動控制臺上顯示。

（6）排煙閥、正壓送風系統的正壓送風口、常閉風閥均在現場設置機械手動控制器，排煙閥、正壓送風系統的正壓送風口、常閉風閥的開閉信號送至消防控制室，在聯動控制臺上進行狀態顯示及控制。

（7）防火卷簾的控制。

用于疏散走道防火卷簾的控制：疏散走道的防火卷簾兩側設置感煙探測器和感溫探測器，并設置手動按鈕。當疏散走道防火卷簾兩側感煙探測器報警，卷簾下降至距地面1.8米處；當疏散走道防火卷簾兩側感溫探測器報警，卷簾下降到底，并將信號送至消防控制室。用于防火分隔防火卷簾的控制：當感煙探測器報警，卷簾下降到底，并將信號送至消防控制室。

（8）一般照明及動力電源切斷控制系統。

當發生火災時，消防控制室可根據火災情況，通過中間繼電器轉換自動或手動切斷火災區的正常照明及動力電源。另外還可以通過消防直通對講電話通知變配電所，切斷其他與消防無關的電源。

（9）電梯監視控制系統。

當發生火災時，消防控制室向電梯機房的電梯控制柜發出強制電梯下降的指令，所有電梯下行停于首層，消防控制室接收其反饋信號。

2.8.5消防緊急廣播系統。

在消防控制室設置消防廣播（與音響廣播合用）機柜。消防緊急廣播按防火分區設置回路。火災時，消防控制室值班人員可根據火災發生的區域，自動或手動進行火災廣播，指揮人員撤離火災現場。endprint

2.8.6消防直通對講電話系統。

在消防控制室內設置消防直通對講電話總機，除在各層的手動報警按鈕處設置消防對講電話插孔外，在變配電室、水泵房、消防電梯轎箱、電梯機房、冷凍機房、BSA控制室、管理值班室等處設置消防直通對講電話分機。在消防控制室內設置專用消防報警外線電話（“119”火警電話）。

2.8.7火災應急照明系統。

本工程項目在疏散樓梯及其前室、門廳以及走廊等處設置疏散用應急照明，其照度不應低于0.5lx；在消防控制室、變配電室、水泵房及風機房等處設置備用應急照明，其照度不應低于正常工作照度。應急照明燈具應設玻璃或其他非燃燒材料制作的保護罩，并采用能瞬時點亮的照明光源。

3. 結論

綜上所述，凱里佳和盛世廣場工程項目的總平面、建筑耐火等級、防火分區、安全疏散、防排煙、消防滅火系統、消防電氣等方面基本能夠滿足《建規》及相關使用規范的規定，設計科學可行，但在實施中須嚴格執行制定的設計標準。

參考文獻

[1]《建筑設計防火規范》GB50016-2006.

[2]《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084-2001.

[3]《建筑滅火器配置設計規范》GB 50140-2005.

[4]《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98.

[5]《人民防空工程設計防火規范》GB 50098-2009.

[6]《關于進一步明確重點項目工程消防監督管理有關要求的通知》黔公消[2013]53號文.

[7]Fire Safety Design of a High Rise Hotel-The Australian Case Study，Page：E2，4th International Conference on Performance-Based Codes and Fire Safety Design Methods，20-22 March 2002，Melbourne，Australia.

[8]Firecalc Computer Software for the Fire Engineering Professional，Version 2.3，USER'S MANUAL，CSIRO P25-29.

[9]McGrattan，K. B.，Baum，H. R.，Rehm，R. G.，Hamins，A.，Forney，G. P.，"Fire.Dynamics Simulator - Technical Reference Guide"，National Institute of Standards and Technology，Gaitherburg，MD，NISTIR 6467，January 2000.

[10]D.E Wainman and B.R.Kirby compendium of UK Standard Fire Test Data，Unprotected Structural Steel - 1 British Steel Corporation，Swindon Labs，Rotherham，South Yorks.

[11]Fire Safety Design of a High Rise Hotel-The Australian Case Study，Page：B1-B9，4th International Conference on Performance-Based Codes and Fire Safety Design Methods，20-22 March 2002，Melbourne，Australia.endprint