既有建筑改造的消防設(shè)計(jì)若干問(wèn)題分析

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

1 引言

隨著我國(guó)幾十年的城市化建設(shè)發(fā)展，目前已積累了大量的存量建筑，城市建設(shè)已經(jīng)從規(guī)模擴(kuò)張轉(zhuǎn)向存量提質(zhì)和規(guī)?；ㄔO(shè)并行的階段。尤其在城市中心地帶，老城區(qū)可供開(kāi)發(fā)的建設(shè)用地越來(lái)越少。21 世紀(jì)初期建造的許多建筑在進(jìn)入經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)后，使用功能調(diào)整，產(chǎn)業(yè)升級(jí)、新業(yè)態(tài)發(fā)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(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要組成部分，是發(fā)展社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不可缺少的保障條件。消防工作直接關(guān)系人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。在工程建設(shè)消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收領(lǐng)域，對(duì)既有建筑改造的消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)適用范圍，各地存在認(rèn)識(shí)及適用標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況。如果改造工程均按照新建工程需滿足的現(xiàn)行規(guī)范要求執(zhí)行，會(huì)導(dǎo)致改造難度大、成本高且大量建筑無(wú)法滿足現(xiàn)行消防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此做好既有建筑的消防改造，對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全有至關(guān)重要的作用。本文結(jié)合住建部《關(guān)于開(kāi)展既有建筑改造利用消防設(shè)計(jì)審查驗(yàn)收試點(diǎn)的通知》，針對(duì)既有建筑改造過(guò)程中主要的消防設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出解決方案。

2 既有建筑改造消防工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

既有建筑，即已建成并竣工驗(yàn)收合格或已依法取得房屋產(chǎn)權(quán)的建筑。改造分為3 類(lèi)。①建筑整體改造，既有建筑整體產(chǎn)生主要承重結(jié)構(gòu)、建筑使用功能、防火分區(qū)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(gè)項(xiàng)目獨(dú)立改造；②建筑局部改造，既有建筑部分樓層或樓層局部產(chǎn)生主要承重結(jié)構(gòu)、建筑使用功能、防火分區(qū)、防煙分區(qū)等任一方面變更的改造工程；③建筑內(nèi)部裝修，對(duì)建筑內(nèi)部空間所進(jìn)行的修飾、保護(hù)及固定設(shè)施安裝等活動(dòng)。不改變?cè)O(shè)計(jì)的建筑面積、使用功能，不改動(dòng)主要承重結(jié)構(gòu)，不改變防火分區(qū)、疏散樓梯的位置和寬度等。對(duì)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(shè)計(jì)問(wèn)題亦遵循這個(gè)原則。既有建筑改造不改變使用功能的，原則應(yīng)執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家工程建設(shè)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，受條件限制確有困難的，應(yīng)不低于建成時(shí)的消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。既有建筑改為他用的，應(yīng)當(dāng)執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家工程建設(shè)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

既有建筑改造的消防設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于如何把握改造后的建筑滿足現(xiàn)行的國(guó)家工程建設(shè)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。既有建筑改造其受自身已有的建筑布局、結(jié)構(gòu)荷載、場(chǎng)地條件等限制，執(zhí)行新規(guī)范有時(shí)候難度很大或者代價(jià)太高，造成改造后的建筑經(jīng)濟(jì)效益低下，失去了改造的意義。在現(xiàn)行規(guī)范的框架下，針對(duì)工程特點(diǎn)，合理的理解、執(zhí)行規(guī)范條文，以較小的可操作的代價(jià)，滿足改造的功能及消防需求，這個(gè)是每個(gè)設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)真解決的問(wèn)題。

3 既有建筑改造工程消防設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題

既有建筑改造只是裝飾修改，原消防系統(tǒng)不做修改，可沿用舊規(guī)范，只修改末端消防用水設(shè)施，消防系統(tǒng)不做修改。對(duì)于建筑功能改變的建筑整體改造和功能發(fā)生改變的建筑局部改造，應(yīng)當(dāng)執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范。既有建筑改造工程消防設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)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(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974-2014）[1]（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《消水規(guī)》）正式實(shí)施，其中5．1．12 條規(guī)定，消防水泵應(yīng)采取自灌式吸水，另5．1．9 條的第5 款規(guī)定，當(dāng)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(shí)，可采用軸流深井泵，并應(yīng)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(guī)范的最大區(qū)別在于對(duì)消防水泵最低水位的認(rèn)定。舊規(guī)范只要求消防水泵自灌式吸水，所以在計(jì)算消防水池有效容積時(shí)，一般為最高水位與消防水池的底板之間的高差。新規(guī)范除要求水泵自灌式吸水外，規(guī)定以離心水泵的出水管中心線為最低水位，這樣一來(lái)，水池的有效水深較之前就普遍會(huì)減少600～1000mm（按照常規(guī)的水泵基礎(chǔ)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(kuò)大水池面積等方法。但是受原建筑、結(jié)構(gòu)、檢修人孔大小高度的限制，很多消防水池的改造都無(wú)法實(shí)施。

當(dāng)消防水池容量增加有困難時(shí)，可考慮下列解決措施：①當(dāng)整體改造功能未發(fā)生變化時(shí)，消防水池、消防泵房位置可沿用原消防設(shè)計(jì)，消防用水量應(yīng)執(zhí)行現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)；②利用符合150m 保護(hù)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(gè)產(chǎn)權(quán)單位或兩個(gè)物業(yè)管理單位間簽有授權(quán)使用協(xié)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(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，原建筑無(wú)消防水池，根據(jù)《消水規(guī)》的4．3．4 條，在消防水池采用兩路消防供水且在火災(zāi)時(shí)連續(xù)補(bǔ)水能滿足消防水量要求的情況下，消防水池有效容積按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算大于100m3時(shí)，可取100m3，當(dāng)僅設(shè)有消火栓系統(tǒng)時(shí)不應(yīng)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(shí)可封閉原人孔，在水池頂部樓板上重新開(kāi)設(shè)人孔，人孔單設(shè)在一個(gè)房間內(nèi)并上鎖。

3.2 不滿足兩路消防供水

按照《消水規(guī)》的6．1．3條要求，建筑物室外消防采用市政給水管網(wǎng)供水時(shí)，應(yīng)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(shè)計(jì)流量小于等于20L/S 的建筑。同時(shí)4．2．2 條規(guī)定，用作兩路消防供水的市政給水管網(wǎng)，應(yīng)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(tǒng)供水。與舊規(guī)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(shè)計(jì)可能采取的是在同一條市政給水干管上設(shè)計(jì)2 個(gè)引入管，按照舊規(guī)范，這個(gè)是滿足兩路消防供水要求的。如果既有建筑無(wú)法在另一條市政給水干管上設(shè)計(jì)引入管，則不滿足《消水規(guī)》的兩路消防供水要求。這樣就需要在消防水池存儲(chǔ)室外消防用水量，會(huì)增大消防水池容積和增加一套室外消火栓泵組。

當(dāng)增加消防水池容量和室外消火栓泵組有困難時(shí)，可考慮下列解決措施：①利用符合150m 保護(hù)半徑范圍的市政消火栓供水量，扣減室外消防用水量，原設(shè)計(jì)的室外消火栓只有1 個(gè)計(jì)入滿足環(huán)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(tǒng)技術(shù)規(guī)范實(shí)施指南》[2]的52～53 頁(yè)解釋?zhuān)谠? 個(gè)引入管之間市政管道上加分段閥門(mén)，但此方法需經(jīng)過(guò)消防評(píng)審認(rèn)可；④在室內(nèi)外消防用水量不大，揚(yáng)程不太大，可更換原消火栓泵，同時(shí)按《消水規(guī)》中對(duì)室內(nèi)外消火栓的流量和壓力的要求，室內(nèi)外消火栓合用消防泵[3]。

圖1 《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》實(shí)施指南圖

3.3 消火栓系統(tǒng)啟泵方式，消火栓口動(dòng)壓、靜壓要求增加

既有建筑未設(shè)置消火栓系統(tǒng)，需要增設(shè)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的按照現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。設(shè)有室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的既有建筑，可根據(jù)建筑功能改變，利用原有消火栓系統(tǒng)，但需按照《消水規(guī)》中對(duì)消防用水量和水壓的要求，復(fù)核改造區(qū)域且不得影響未改造區(qū)域消火栓系統(tǒng)的正常使用。消火栓系統(tǒng)新舊規(guī)范中關(guān)于消火栓啟泵方式有明顯區(qū)別。舊規(guī)范《建筑防火規(guī)范》（GB 50016-2006）的8．4．3 條的第8 款：高層廠房（倉(cāng)庫(kù)）和高位消防水箱靜壓不能滿足最不利點(diǎn)消火栓水壓要求的其它建筑，應(yīng)在每個(gè)室內(nèi)消火栓處設(shè)置直接啟動(dòng)消防水泵的按鈕，并應(yīng)有保護(hù)設(shè)施?！断?guī)》的11．0．4條：消防水泵應(yīng)由消防水泵出水干管上設(shè)置的壓力開(kāi)關(guān)、高位消防水箱出水管上的流量開(kāi)關(guān)或報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)信號(hào)應(yīng)能直接自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵。舊規(guī)范是靠手動(dòng)，新規(guī)范是自動(dòng)。經(jīng)咨詢了解，消防水泵控制柜無(wú)法同時(shí)兼容兩種啟泵方式。對(duì)于改造建筑需按新規(guī)執(zhí)行的，可采用更換消防水泵控制柜，原啟泵按鈕作為報(bào)警按鈕使用，增加流量開(kāi)關(guān)和低位壓力開(kāi)關(guān)，整體切換為自動(dòng)啟泵狀態(tài)。雖造價(jià)有造價(jià)，但改造難道相對(duì)不大。

《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)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(yīng)不低于7m，《消水規(guī)》的5．2．2 條要求一類(lèi)高層建筑靜壓不低于10m。通常情況下，高位消防水箱無(wú)法安裝在滿足靜壓要求的高度上，因此設(shè)置穩(wěn)壓泵。設(shè)置穩(wěn)壓泵的情況下，《消水規(guī)》的5．3．3 條要求，穩(wěn)壓泵維持系統(tǒng)準(zhǔn)工作狀態(tài)下最不利滅火設(shè)施靜壓大于15m。新舊規(guī)范二者差距將近10m。根據(jù)穩(wěn)壓泵停泵壓力計(jì)算，當(dāng)建筑高度在75m 左右，穩(wěn)壓泵設(shè)在地下室時(shí)，有可能出現(xiàn)最底層消火栓口靜壓超100m，這樣改造時(shí)消火栓系統(tǒng)需重新分區(qū)，改動(dòng)量較大。此時(shí)可考慮將穩(wěn)壓泵放在屋面，充分利用高位消防水箱的靜壓，降低穩(wěn)壓泵停泵壓力，滿足靜壓不超100m的要求。

舊規(guī)范消火栓口壓力根據(jù)充實(shí)水柱長(zhǎng)度，水龍帶長(zhǎng)度，栓口出流量5L/s，水損等因素計(jì)算確定，一般在20m 左右?！断?guī)》的7．4．12條要求，高層建筑、廠房、庫(kù)房和室內(nèi)凈空高度超8m 的民用建筑栓口動(dòng)壓不小于35m。為滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，一般采取的方式是更換消防水泵。

3.4 增加自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

既有建筑功能變化，依現(xiàn)行規(guī)范需增設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的，既有建筑增加消防水池容量、自噴泵組有困難時(shí)，此時(shí)可考慮采用局部應(yīng)用系統(tǒng)（保護(hù)面積不超1000m2，凈高不超8m 的輕危險(xiǎn)或中危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)的場(chǎng)合），但應(yīng)滿足現(xiàn)行《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50084-2017)中第十二章的規(guī)定。對(duì)于既有建筑未設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)但有消火栓系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量滿足局部應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量時(shí)，可與室內(nèi)消火栓系統(tǒng)合用室內(nèi)消防水池、穩(wěn)壓設(shè)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(wèn)題；消火栓系統(tǒng)不能滿足時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50084-2017）要求執(zhí)行。

既有建筑內(nèi)部改造出現(xiàn)凈空高度超過(guò)12m，按現(xiàn)行消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)確有困難時(shí)，可采用自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)，安裝高度可選8m，便于施工，其水量、水壓和控制系統(tǒng)等要求應(yīng)滿足《自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51427-2021)的規(guī)定。

4 結(jié)語(yǔ)

既有建筑改造過(guò)程中出現(xiàn)的消防設(shè)計(jì)問(wèn)題，源于新老規(guī)范交接的問(wèn)題，針對(duì)不同的情況，結(jié)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(jīng)濟(jì)有效。