既有建筑改造的消防設計若干問題分析

李 鄭 （深圳市建筑設計研究總院有限公司合肥分院，安徽 合肥 230061）

1 引言

隨著我國幾十年的城市化建設發展，目前已積累了大量的存量建筑，城市建設已經從規模擴張轉向存量提質和規模化建設并行的階段。尤其在城市中心地帶，老城區可供開發的建設用地越來越少。21 世紀初期建造的許多建筑在進入經濟發展新常態后，使用功能調整，產業升級、新業態發展和人民生活需求新變化都存在既有建筑改造的需求。

消防工作是我國民經濟和社會發展的重要組成部分，是發展社會主義市場經濟不可缺少的保障條件。消防工作直接關系人民的生命和財產安全。在工程建設消防設計審查驗收領域，對既有建筑改造的消防技術標準適用范圍，各地存在認識及適用標準不統一的情況。如果改造工程均按照新建工程需滿足的現行規范要求執行，會導致改造難度大、成本高且大量建筑無法滿足現行消防設計標準。因此做好既有建筑的消防改造，對人民的生命和財產安全有至關重要的作用。本文結合住建部《關于開展既有建筑改造利用消防設計審查驗收試點的通知》，針對既有建筑改造過程中主要的消防設計問題，提出解決方案。

2 既有建筑改造消防工程特點和難點

既有建筑，即已建成并竣工驗收合格或已依法取得房屋產權的建筑。改造分為3 類。①建筑整體改造，既有建筑整體產生主要承重結構、建筑使用功能、防火分區等任一方面變更的改造工程，既有建筑的地上部分及地下部分，可作為兩個項目獨立改造；②建筑局部改造，既有建筑部分樓層或樓層局部產生主要承重結構、建筑使用功能、防火分區、防煙分區等任一方面變更的改造工程；③建筑內部裝修，對建筑內部空間所進行的修飾、保護及固定設施安裝等活動。不改變原設計的建筑面積、使用功能，不改動主要承重結構，不改變防火分區、疏散樓梯的位置和寬度等。對于任何工程而言，消防安全必須第一位的。本文討論的消防設計問題亦遵循這個原則。既有建筑改造不改變使用功能的，原則應執行現行國家工程建設消防技術標準，受條件限制確有困難的，應不低于建成時的消防技術標準。既有建筑改為他用的，應當執行現行國家工程建設消防技術標準。

既有建筑改造的消防設計難點在于如何把握改造后的建筑滿足現行的國家工程建設消防技術標準。既有建筑改造其受自身已有的建筑布局、結構荷載、場地條件等限制，執行新規范有時候難度很大或者代價太高，造成改造后的建筑經濟效益低下，失去了改造的意義。在現行規范的框架下，針對工程特點，合理的理解、執行規范條文，以較小的可操作的代價，滿足改造的功能及消防需求，這個是每個設計人員需要認真解決的問題。

3 既有建筑改造工程消防設計常見問題

既有建筑改造只是裝飾修改，原消防系統不做修改，可沿用舊規范，只修改末端消防用水設施，消防系統不做修改。對于建筑功能改變的建筑整體改造和功能發生改變的建筑局部改造，應當執行現行規范。既有建筑改造工程消防設計常見問題如下。

3.1 消防水量增加和消防水池有效容積不足

2014 年10 月1 日后，《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974-2014）[1]（以下簡稱《消水規》）正式實施，其中5．1．12 條規定，消防水泵應采取自灌式吸水，另5．1．9 條的第5 款規定，當消防水池最低水位低于離心水泵出水管中心線或水源水位不能保證離心水泵吸水時，可采用軸流深井泵，并應采用濕式深坑的安裝方式安裝于消防水池等消防水源上。此兩條與舊規范的最大區別在于對消防水泵最低水位的認定。舊規范只要求消防水泵自灌式吸水，所以在計算消防水池有效容積時，一般為最高水位與消防水池的底板之間的高差。新規范除要求水泵自灌式吸水外，規定以離心水泵的出水管中心線為最低水位，這樣一來，水池的有效水深較之前就普遍會減少600～1000mm（按照常規的水泵基礎及管道安裝高度）。如果要保證水池容量，可采取增加水池的水深，擴大水池面積等方法。但是受原建筑、結構、檢修人孔大小高度的限制，很多消防水池的改造都無法實施。

當消防水池容量增加有困難時，可考慮下列解決措施：①當整體改造功能未發生變化時，消防水池、消防泵房位置可沿用原消防設計，消防用水量應執行現行標準；②利用符合150m 保護半徑范圍的市政消火栓供水量，扣減室外消防用水量；③相鄰建筑的消防水池取水口或室外消火栓與改造建筑間消防龍帶可通行距離小于150m，且兩個產權單位或兩個物業管理單位間簽有授權使用協議的，相鄰建筑消防水池或室外消火栓作為備用消防水源；④既有建筑局部改造需要新增消火栓或自動噴水滅火系統，原建筑無消防水池，根據《消水規》的4．3．4 條，在消防水池采用兩路消防供水且在火災時連續補水能滿足消防水量要求的情況下，消防水池有效容積按現行標準計算大于100m3時，可取100m3，當僅設有消火栓系統時不應小于50m3；⑤已有的消防水池可考慮將人孔尺寸高度降低，增加有效水深，有條件時可封閉原人孔，在水池頂部樓板上重新開設人孔，人孔單設在一個房間內并上鎖。

3.2 不滿足兩路消防供水

按照《消水規》的6．1．3條要求，建筑物室外消防采用市政給水管網供水時，應采用兩路消防供水，不包括建筑高度小于等于54m 的住宅和室外消火栓設計流量小于等于20L/S 的建筑。同時4．2．2 條規定，用作兩路消防供水的市政給水管網，應至少有兩條不同的市政給水干管，市政給水干管上有不少于兩條引入管向消防給水系統供水。與舊規范相比，最大變化在于，兩路供水需要從兩條不同的市政給水干管上引入。既有建筑原設計可能采取的是在同一條市政給水干管上設計2 個引入管，按照舊規范，這個是滿足兩路消防供水要求的。如果既有建筑無法在另一條市政給水干管上設計引入管，則不滿足《消水規》的兩路消防供水要求。這樣就需要在消防水池存儲室外消防用水量，會增大消防水池容積和增加一套室外消火栓泵組。

當增加消防水池容量和室外消火栓泵組有困難時，可考慮下列解決措施：①利用符合150m 保護半徑范圍的市政消火栓供水量，扣減室外消防用水量，原設計的室外消火栓只有1 個計入滿足環狀供水；②利用滿足要求可使用的相鄰建筑的消防水池取水口或室外消火栓；③參考《消防給水及消火栓系統技術規范實施指南》[2]的52～53 頁解釋，在原2 個引入管之間市政管道上加分段閥門，但此方法需經過消防評審認可；④在室內外消防用水量不大，揚程不太大，可更換原消火栓泵，同時按《消水規》中對室內外消火栓的流量和壓力的要求，室內外消火栓合用消防泵[3]。

圖1 《消防給水及消火栓系統技術規范》實施指南圖

3.3 消火栓系統啟泵方式，消火栓口動壓、靜壓要求增加

既有建筑未設置消火栓系統，需要增設室內消火栓系統的按照現行規范執行。設有室內消火栓系統的既有建筑，可根據建筑功能改變，利用原有消火栓系統，但需按照《消水規》中對消防用水量和水壓的要求，復核改造區域且不得影響未改造區域消火栓系統的正常使用。消火栓系統新舊規范中關于消火栓啟泵方式有明顯區別。舊規范《建筑防火規范》（GB 50016-2006）的8．4．3 條的第8 款：高層廠房（倉庫）和高位消防水箱靜壓不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其它建筑，應在每個室內消火栓處設置直接啟動消防水泵的按鈕，并應有保護設施。《消水規》的11．0．4條：消防水泵應由消防水泵出水干管上設置的壓力開關、高位消防水箱出水管上的流量開關或報警閥壓力開關等開關信號應能直接自動啟動消防水泵。舊規范是靠手動，新規范是自動。經咨詢了解，消防水泵控制柜無法同時兼容兩種啟泵方式。對于改造建筑需按新規執行的，可采用更換消防水泵控制柜，原啟泵按鈕作為報警按鈕使用，增加流量開關和低位壓力開關，整體切換為自動啟泵狀態。雖造價有造價，但改造難道相對不大。

《高層民用建筑設計防火規范》（GB 50045-95）（2005 年版）要求100m 以下高層建筑最不利消火栓靜壓應不低于7m，《消水規》的5．2．2 條要求一類高層建筑靜壓不低于10m。通常情況下，高位消防水箱無法安裝在滿足靜壓要求的高度上，因此設置穩壓泵。設置穩壓泵的情況下，《消水規》的5．3．3 條要求，穩壓泵維持系統準工作狀態下最不利滅火設施靜壓大于15m。新舊規范二者差距將近10m。根據穩壓泵停泵壓力計算，當建筑高度在75m 左右，穩壓泵設在地下室時，有可能出現最底層消火栓口靜壓超100m，這樣改造時消火栓系統需重新分區，改動量較大。此時可考慮將穩壓泵放在屋面，充分利用高位消防水箱的靜壓，降低穩壓泵停泵壓力，滿足靜壓不超100m的要求。

舊規范消火栓口壓力根據充實水柱長度，水龍帶長度，栓口出流量5L/s，水損等因素計算確定，一般在20m 左右。《消水規》的7．4．12條要求，高層建筑、廠房、庫房和室內凈空高度超8m 的民用建筑栓口動壓不小于35m。為滿足現行規范要求，一般采取的方式是更換消防水泵。

3.4 增加自動噴水滅火系統

既有建筑功能變化，依現行規范需增設自動噴水滅火系統的，既有建筑增加消防水池容量、自噴泵組有困難時，此時可考慮采用局部應用系統（保護面積不超1000m2，凈高不超8m 的輕危險或中危險級I級的場合），但應滿足現行《自動噴水滅火系統設計規范》(GB 50084-2017)中第十二章的規定。對于既有建筑未設自動噴水滅火系統但有消火栓系統時，當室內消火栓系統的設計流量滿足局部應用系統設計流量時，可與室內消火栓系統合用室內消防水池、穩壓設施、消防水泵及供水管道等以此解決新增水池容量和自噴泵組的問題；消火栓系統不能滿足時，應按現行《自動噴水滅火系統設計規范》（GB 50084-2017）要求執行。

既有建筑內部改造出現凈空高度超過12m，按現行消防技術標準設置自動噴水滅火系統確有困難時，可采用自動跟蹤定位射流滅火系統，安裝高度可選8m，便于施工，其水量、水壓和控制系統等要求應滿足《自動跟蹤定位射流滅火系統技術標準》(GB 51427-2021)的規定。

4 結語

既有建筑改造過程中出現的消防設計問題，源于新老規范交接的問題，針對不同的情況，結合已有的消防救援措施，充分利用可改造的空間，提出解決方案，做到消防安全可靠、經濟有效。