某商業(yè)綜合體消防供水系統(tǒng)的設計與反思

李逸欽

(廈門合立道工程設計集團股份有限公司 福建廈門 361000)

0 引言

隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，商業(yè)綜合體如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，如何合理地設計商業(yè)綜合體的消防供水系統(tǒng)尤顯至關重要。尤其當各棟樓的建筑功能、建筑高度差別較大時，如何對消防供水系統(tǒng)進行分區(qū)及管網(wǎng)布置，就需要通過多方面因素綜合考慮，來提高并保障供水系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟性。

1 工程概況

工程的規(guī)劃用地面積約4.7萬m2，建筑總面積約25.9萬m2。地上部分為11棟單體建筑：其中1～8#樓(無4#樓)為底部帶商業(yè)服務網(wǎng)點的一類高層住宅樓，建筑高度98.8m，為已建一期工程；9～12#樓為二期工程，其中9#樓為5層商業(yè)用房(建筑面積約3.5萬m2)，建筑高度23.7m；10#樓為一類公共建筑，一至三層為商業(yè)用房，四至十七層為辦公用房，建筑高度59.1m；11#樓為兩層綜合樓，一層為車庫(停車數(shù)量為10部)、商業(yè)用房、公共衛(wèi)生間，二層為商業(yè)用房、雜物間，建筑高度8.4m；12#樓為兩層的商業(yè)樓，建筑高度12.3m；地下室共分兩層，地下二層為車庫，戰(zhàn)時為人防，地下一層為超市、車庫及設備功能用房。

2 消防供水系統(tǒng)介紹

該工程各系統(tǒng)消防用水量如表1所示。

表1 該工程各系統(tǒng)消防用水量表

室內消火栓系統(tǒng)：消防泵房內設有兩臺室內消火栓系統(tǒng)加壓泵(一用一備)供水，單臺水泵流量為40L/s，揚程為160m。已建部分消防供水系統(tǒng)在豎向上分兩個區(qū)，1～8#樓住宅部分的二層及以上為高區(qū)，其余部位均為低區(qū)。新建二期則由高區(qū)供水系統(tǒng)經(jīng)可調式減壓閥后供水，閥后的壓力設定為1.2MPa。

自動噴淋系統(tǒng)：消防泵房內設有兩臺自動噴淋系統(tǒng)加壓泵(兩用一備)供水，單臺水泵流量為40L/s，揚程為120m。消防供水系統(tǒng)在豎向上分兩個區(qū)，新建二期10#樓四層及以上為高區(qū)，其余部位為低區(qū)。高區(qū)由自動噴淋系統(tǒng)加壓泵直接供水，低區(qū)由高區(qū)供水系統(tǒng)經(jīng)可調式減壓閥后供水，閥后的壓力設定為0.8MPa。

3 室內消火栓系統(tǒng)的設計與反思

室內消火栓系統(tǒng)在設計過程中的重點之一，是屋頂消防水箱的設置問題。根據(jù)建筑情況及國家標準《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》(GB50974-2014)[1](以下簡稱“消水規(guī)”)中5.2.1條的要求，一類高層住宅部分(5#樓建筑高度98.8m)需設18m3消防水箱；一類高層公建部分(10#樓建筑高度59.1m)需設36m3消防水箱；多層公建部分(9#樓建筑高度23.7m，商業(yè)面積大于3萬m2)需設50m3消防水箱。

因一期已建的5#樓(最高樓)屋頂設有18m3消防水箱，而新建二期部分需要50m3消防水箱，若直接將原水箱增容至50m3，對結構荷載及建筑外觀影響較大，工程上有一定的難度。同時，新建二期工程的消防供水系統(tǒng)的設計壓力為1.20MPa，而一期工程增壓水泵的供水壓力為1.6MPa，當二期工程也由一期工程增壓水泵供水時，室內消火栓系統(tǒng)需要采用減壓閥組進行減壓供水，閥后的壓力設定為1.2MPa。如果初期火災用水由一期工程5#樓屋頂水箱供水時，水箱距減壓閥安裝位置的高差僅112m，則在水箱供水工況下減壓閥閥前靜壓為1.12MPa，就會出現(xiàn)減壓閥的閥前靜壓為1.12MPa小于閥后消火栓系統(tǒng)設定壓力1.2MPa的工況，無法保證二期工程10#樓最不利點處0.1MPa的靜壓要求。因此，設計考慮了在10#樓屋頂專設為二期消防初期供水的50m3消防水箱。

因此通過各方面因素的綜合分析后，在5#樓屋頂設有一期18m3消防水箱，10#樓屋頂設有二期50m3消防水箱。具體系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 原設計消火栓系統(tǒng)示意圖

“雙水箱”的設計滿足了工程消防火災初期供水的儲水量和供水靜壓要求，但增加了工程投資和管理上的問題，且缺乏設計的合理性。在后期的工程設計完善過程中，將改進思路放在消火栓系統(tǒng)的分區(qū)上，提出了將消火栓系統(tǒng)的高、低區(qū)分界線進行調整，統(tǒng)一以二層為界，即各樓二層以上均為高區(qū)，其余部分均為低區(qū)的調整方案，解決了系統(tǒng)分區(qū)和水箱供水的矛盾。同時，通過結構加固等方式，將5#樓屋頂上原有的18m3消防水箱改建為50m3消防水箱，解決了消防火災初期供水的儲水量問題，避免“雙水箱”系統(tǒng)構建。具體系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 優(yōu)化后消火栓系統(tǒng)示意圖

圖2系統(tǒng)與圖1系統(tǒng)相比，更加簡潔、經(jīng)濟，分區(qū)更合理。同時，商業(yè)用房的一、二層的面積大，消火栓數(shù)量多，能夠讓減壓穩(wěn)壓消火栓的數(shù)量顯著降低。因此，通過工程配合過程中的技術、經(jīng)濟等多方面因素綜合考慮，在滿足各專業(yè)規(guī)范要求的前提下，完全可以使整個工程的系統(tǒng)更簡潔、安全，且總造價更低。

4 噴淋系統(tǒng)的設計與反思

該項目地下室的建筑面積大，在地下一層設有3個報警閥間，分別為二期工程高區(qū)報警閥間、二期工程低區(qū)報警閥間、一期工程住宅報警閥間。二期工程高區(qū)報警閥間主要供上部辦公用房使用，二期工程低區(qū)報警閥間主要供二期工程地下室及上部商業(yè)用房使用，一期工程住宅報警閥間主要供一期工程地下室及上部商業(yè)服務網(wǎng)點使用。其中，二期工程高區(qū)報警閥間、二期工程低區(qū)報警閥間位于10#樓的地下室位置，一期工程住宅報警閥間位于5#樓的地下室位置內，兩棟樓的直線距離約200m。

結合地下一層超市存貨區(qū)、卸貨區(qū)的因素和相關規(guī)范的規(guī)定要求[2]，噴淋系統(tǒng)的消防用水量取70L/S，噴淋管網(wǎng)的主管管徑為DN200。由于設置報警閥間數(shù)量較多且涉及管線的布置，在設計過程中如何優(yōu)化噴淋系統(tǒng)的管網(wǎng)布置，將直接影響消防供水系統(tǒng)的經(jīng)濟合理性。

原設計的管網(wǎng)布置如圖3所示，減壓閥設置在5#樓地下室的消防泵房內，高、低區(qū)兩套噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)從消防泵房內引出，然后接至3個報警閥間的位置。由于設置了兩套管網(wǎng)，對地下室的高度要求、各專業(yè)的管線連接均有影響，還增加了工程造價。

優(yōu)化后的管網(wǎng)布置如圖4所示，減壓閥分別設置在5#樓地下室報警閥間及10#樓地下室報警閥間，高區(qū)一套噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)從消防泵房內引出，接至3個報警閥間的位置。

圖3 原設計噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)示意圖

圖4 優(yōu)化后噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)示意圖

通過總結與反思，圖4系統(tǒng)與圖3系統(tǒng)相比，可以減少圖3虛線所示的低區(qū)噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)的長度，節(jié)省長度約500m，且系統(tǒng)也更簡潔，便于維護管理。同時，由于一期工程住宅報警閥間與二期工程低區(qū)報警閥的配置壓力不一致，圖4系統(tǒng)可以根據(jù)不同系統(tǒng)設置減壓閥，使壓力配置更合理。因此，減壓閥安裝位置的選擇關系到整套管網(wǎng)的布置，進而影響整個系統(tǒng)的經(jīng)濟合理性，對整個消防供水系統(tǒng)的安全性也有著明顯的作用。

5 結語

通過對該工程消防供水系統(tǒng)的設計，筆者經(jīng)過總結與反思提出了若干消防供水系統(tǒng)的設計要點和應對措施。

首先需要注意在“雙水箱”的各種工況下不應出現(xiàn)超壓或壓力不足的問題。以該工程為例，應復核10#樓消防水箱(含穩(wěn)壓泵)在準工作狀態(tài)下，最低點的消火栓栓口處靜壓不得超過1.0MPa。

其次，在使用減壓閥時，應注意是否會出現(xiàn)閥后壓力大于閥前壓力的情況，避免在水箱靜壓工況下壓力不足，出現(xiàn)“沒水”的尷尬。確實無法避免的，建議由消防水箱單設一根穩(wěn)壓管給低區(qū)消防供水系統(tǒng)穩(wěn)壓。

綜之，在消防供水系統(tǒng)設計中，要結合不同建筑的不同功能特點合理設計，才能在保證供水系統(tǒng)可靠的前提下，使整個供水系統(tǒng)合理、簡潔、經(jīng)濟。