劉春昕
(北京市建筑設(shè)計研究院有限公司,北京 100045)
本項目位于某學(xué)院校內(nèi),總建設(shè)面積13 395.89 m2。建筑高度23.15 m。建筑物由圖書館及地下風(fēng)雨操場、車庫組成。
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內(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。自動噴水滅火系統(tǒng)采用濕式自動噴淋系統(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。
大部分火災(zāi)具有前期能量低、火勢弱,一旦達(dá)到能量與溫度的積累爆發(fā)強(qiáng)烈的特點,火災(zāi)前期幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)控制火勢非常必要。自噴系統(tǒng)自動監(jiān)測、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)對象的使用功能、內(nèi)部物品燃燒時的發(fā)熱發(fā)煙規(guī)律安全可靠的啟動操作。
從美國等發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明,自動噴水滅火系統(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,財產(chǎn)損失減少1/2~2/3以上,并且能節(jié)省消防總開支。在我國,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。
以地下體育館作為建筑類型主體,定義為非倉庫類高大凈空場所多功能體育館。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明,消防審批部門認(rèn)為的多功能體育館為附建有其他與體育無關(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12 m,按照非倉庫類高大凈空場所設(shè)計,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。
地下體育館以防火卷簾分隔為三個防火分區(qū),火情發(fā)生時,防火卷簾下落,各防火分區(qū)作為獨立單元設(shè)施獨立運行,噴頭布置時,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,用于水力計算。
圖1 體育館自噴平面局部放大圖
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)最不利點處噴頭的出流量與壓力:
3)水力計算。
計算過程與結(jié)果見表1。
表1 自噴系統(tǒng)水力計算
根據(jù)2.3條的水力計算結(jié)果,消防用水總量為641 m3。校園區(qū)原消防水池有效儲水量612 m3。由園區(qū)內(nèi)原有消防貯水池改建后儲存室內(nèi)外消火栓及自噴系統(tǒng)火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)消防水量。消防水泵房內(nèi)原有噴淋泵兩臺(一用一備),Q=30 L/s,H=100 m,須增設(shè)兩臺同型號噴淋泵,共三用一備噴淋水泵,發(fā)生災(zāi)情時啟動三臺噴淋泵,供給新建地下體育館自噴系統(tǒng)。
體育館最大一個防火分區(qū)的平面尺寸為27m×34.8m=940m2,根據(jù)微炮的基本設(shè)計參數(shù),每個防火分區(qū)至少設(shè)置兩個微型水炮,兩個水炮同時開啟,系統(tǒng)設(shè)計流量10 L/s。體育館內(nèi)共設(shè)置6個微型水炮,每個水炮均設(shè)置電磁閥,每個防火分區(qū)分別設(shè)置信號閥、水流指示器,水平管網(wǎng)末端最不利點處設(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)容改建費用及新建自噴設(shè)施施工費用。
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)。危險等級中危Ⅱ級以上可采用配水管環(huán)狀管網(wǎng)。
通過管網(wǎng)平差計算,確定各管段流量,進(jìn)而完成環(huán)狀管網(wǎng)的水力計算,求得環(huán)狀管網(wǎng)的入口壓力。環(huán)狀管網(wǎng)計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)、支管起點壓力,然后按支狀管網(wǎng)計算方法試算管徑,直至管段相交點的壓力誤差小至忽略不計。
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,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。
自動噴水滅火系統(tǒng)用于撲滅早期火災(zāi),不但安全可靠、經(jīng)濟(jì)實用,而且滅火成功率高。自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計,首先應(yīng)定位建筑類別,合理確定設(shè)計基本參數(shù),并應(yīng)采用精算法進(jìn)行水力計算,以精算結(jié)果確定管網(wǎng)管徑、系統(tǒng)設(shè)計流量以及系統(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,并可減少計算工作量,是未來大空間自動噴水滅火系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。自動噴水滅火系統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)比支狀管網(wǎng)供水可靠,比格柵狀管網(wǎng)水力計算簡單且投資小。
[1]黃曉家,姜文源.自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.
[2]GB 50016-2006,建筑設(shè)計防火規(guī)范[S].
[3]GB 50084-2001,自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(2005年)[S].
[4]CECS 263-2009,大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程[S].
[5]衛(wèi)瑞鳴.關(guān)于自噴系統(tǒng)設(shè)計中的幾個問題[J].山西建筑,2012,38(35):149-150.