某大型展覽建筑消防水幕的設(shè)計分析

■林飛平 ■廈門準(zhǔn)信機電工程有限公司，福建 廈門 361000

1 展廳防火分隔水幕設(shè)計

1.1 大型展廳防火分隔水幕的特點

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。以某會展中心為例，整個展廳內(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《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(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是:保護(hù)的洞口部位既長又高、用水量大、設(shè)計計算復(fù)雜、施工難度高。

圖1 某會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算

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

1.3 其他設(shè)計

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

(2)水泵選型。當(dāng)中部展廳發(fā)生火災(zāi)時，必須同時開啟兩道水幕，總用水量合計為290L/s;通過水力計算確定水泵揚程為0.8MPa。設(shè)計選用三臺消防加壓泵(二用一備)，即單臺水泵流量為145L/s，揚程為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)時間按3 個小時考慮。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，總計消防用水量為3708M3。實際設(shè)計消防水池容量為3850M3，分成兩個能獨立的水池。

(4)水幕系統(tǒng)的穩(wěn)壓設(shè)計。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，如果沒有補水措施，就無法保持管網(wǎng)的壓力，這將可能造成火災(zāi)時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)的補水管上分支出一條小管，用于水幕系統(tǒng)的穩(wěn)壓補水，如圖2:

2 水幕系統(tǒng)的支架設(shè)計

2.1 水幕系統(tǒng)的管網(wǎng)荷載計算

圖2 水幕系統(tǒng)穩(wěn)壓補水管安裝示意圖

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

本項目展廳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。為此，在鋼梁上方設(shè)計了籠狀的整體支架，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，同時水幕噴頭的布置間距能夠滿足設(shè)計和規(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)動控制

消防水幕系統(tǒng)的聯(lián)動需要通過消防聯(lián)動控制系統(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報警作為火災(zāi)確認(rèn)信號，展廳內(nèi)的手動報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)動控制系統(tǒng)控制水幕雨淋閥開啟?？紤]到水幕系統(tǒng)出水量巨大(兩道水幕每分鐘出水17.4 噸)，如果誤動作，將會造成很大的水漬損失。因此，在消控中心設(shè)了一個手/自動開關(guān)，用于控制是否將雨淋閥的聯(lián)動信號送出。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，可將開關(guān)打在自動狀態(tài)，即可聯(lián)動雨淋閥開啟。除此之外，消防控制中心還專門設(shè)置了一個直線控制按鈕，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)計必須有很強的針對性，結(jié)合性能化評估報告，根據(jù)實際情況合理地解決技術(shù)上的問題，才能設(shè)計出可靠的消防系統(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)計防火規(guī)范GB50016 -2006.2006 年12 月1 日起實施.

［2］自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50084 -2001(2005 版).2001 年7月1 日起實施.

［3］國家消防工程技術(shù)研究中心.廈門國際會展中心三期消防安全性能化設(shè)計及評估報告.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 年中國會展業(yè)發(fā)展報告.2013 年3 月.