大型室內樂園消防滅火系統(tǒng)設計應用研究

丁武明

【摘要】隨著我國經濟發(fā)展水平的高速增長，人民消費水平也日益提高，國內新建大型主題樂園也如雨后春筍般越來越多，由于主題樂園屬于人員高度密集場所，其中特別是室內樂園區(qū)域，一旦發(fā)生火災對于消防滅火及人員疏散有著很高的要求。本文對筆者所負責設計的武漢市某大型室內樂園消防滅火系統(tǒng)進行探討，深入分析了該室內樂園室內消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、消防水炮系統(tǒng)的設計原則、參數及相關要點。研究成果可為相關應用與研究提供參考。

【關鍵詞】大型室內樂園;消防滅火系統(tǒng);自動噴水滅火系統(tǒng);消防水炮

1、引言

隨著我國經濟發(fā)展水平的高速增長，人民消費水平也日益提高，國內新建大型主題樂園也如雨后春筍般越來越多，諸如上海迪士尼樂園、北京環(huán)球樂園、萬達主題樂園、海昌海洋樂園等;由于主題樂園屬于人員高度密集場所，其中特別是室內樂園區(qū)域，一旦發(fā)生火災對于消防滅火及人員疏散有著很高的要求。下面筆者以自身所負責設計的武漢市某大型室內樂園為例，介紹其消防滅火系統(tǒng)設計。

2、武漢市某大型室內樂園工程概況

湖北省武漢市某大型室內樂園位于某商業(yè)綜合體地上3-5層，樂園內部空間長度150.5m，寬度126m，室內凈高度38m，總建筑面積38093m2。樂園內部設置寬度不小于9m的防火隔離帶，將室內大空間區(qū)域劃分為若干個防火控制區(qū)，每個防火控制區(qū)面積控制在3000m2以內。樂園依據不同的游樂設備和故事情節(jié)劃分為六大主題區(qū)域（神秘畫室、不可思議的城堡、綠夜迷蹤、失落洞穴、奇異花園、平行世界），共計包含20項游樂項目。

本項目由于建筑使用功能復雜、建筑體量大，依據現行國家相關消防規(guī)范難以實現本項目特定的使用功能、建筑效果及構造需求，因此專門邀請?zhí)旖蚴邢拦こ碳夹g研究所出具防火設計優(yōu)化研究報告，為本項目提供消防技術建議和解決措施方案。

3、室內消火栓系統(tǒng)設計

3.1 主要設計參數

本項目室內消火栓設計流量為40L/s，室外消火栓設計流量為40L/s，火災延續(xù)時間為3h。消火栓采用單栓型室內消火栓，室內消火栓出水口壓力不小于0.35MPa，栓口壓力超過0.50MPa的消火栓需采用減壓穩(wěn)壓型消火栓。

3.2 布置位置

樂園內采用防火控制區(qū)進行防火分隔，室內消火栓的布置按每個防火控制區(qū)內任意一點有2支消防水槍的2股充實水柱能同時到達進行設計，消火栓的間距不大于30米，水槍的充實水柱不小于13m。樂園內局部3層及屋面層有16個暖通排煙機房及游樂設備控制室用房，也均按要求設置室內消火栓。

3.3 安裝方式

樂園內部依據不同的游樂設備和故事情節(jié)劃分為六個主題區(qū)域，每個主題區(qū)域均采用不同色彩和裝飾包裝風格，由于室內主題樂園很注重游客對于視覺觀感的體驗，室內消火栓箱的安裝在滿足《室內消火栓安裝》15S202、《室內消火栓》GB3445-2018要求的前提下，盡量采用裝飾減少對周邊的環(huán)境景觀的影響。樂園內室內消火栓安裝方式分為三種，明裝、暗裝及半暗裝。

（1）設置在主題景觀區(qū)域內、花車巡演區(qū)域等范圍內的室內消火栓箱采用暗裝，將整個消火栓箱設置在裝飾包裝的完成面內，消火栓箱門的顏色根據所在主題區(qū)域的主題色彩確定，但消火栓箱門顏色應與箱門四周裝飾包裝材料的顏色應有明顯區(qū)別，且箱門上應有符合產品標準要求的標識。

（2）設置在防煙樓梯間前室、疏散走道兩側、商店餐廳等區(qū)域的室內消火栓箱采用半暗裝，確保消火栓箱的安裝不影響游客疏散。

（3）設置在大型游樂設備外沿、騎乘類游樂設備上下客平臺區(qū)域、游樂設備疏散樓梯等區(qū)域的室內消火栓采用明裝，確保發(fā)生消防火災時消防救援人員能及時使用開啟滅火。

4、自動噴水滅火系統(tǒng)設計

本項目樂園建筑布局是以中庭區(qū)域為主（主題城堡），中庭四周采用局部二、三層為輔的設計方案;其中局部二、三層的層高依據所安裝的游樂設備及景觀包裝造景的要求進行區(qū)別化設計，每層平均凈高控制在8-15m左右，滿足設置自噴系統(tǒng)的設計要求;依據《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50084及天消所出具的防火設計優(yōu)化研究報告，本項目自動噴水滅火系統(tǒng)全部按不低于中危險級Ⅱ級進行設計，所有噴頭均采用快速響應噴頭，系統(tǒng)最大設計流量60L/s，火災延續(xù)時間為1小時。

4.1 主要設計參數

（1）室內凈空高度h≤8m的場所，按中危險Ⅱ級設計，噴水強度8L/min·m2，系統(tǒng)作用面積為160m2。

（2）室內凈空高度8m

（3）室內凈空高度12m

（4）濕式報警閥組設置在地下室，每套濕式報警閥擔負的噴頭不超過800個;每套濕式報警閥組控制的最不利點處設置末端試水裝置，每個防火控制區(qū)設置一套水流指示器進行控制。

4.2 噴頭設置

樂園內噴頭設計時應避開空調風口、消防排煙口、照明燈具、火警探測器、應急照明等設施。當梁間設置噴頭時濺水盤與頂板的距離，不應大于550mm。當結構梁、風管、工藝管道、電纜橋架等障礙物的寬度大于1.2m時，在下方應增設噴頭。

樂園內入口大廳、黑暗騎乘、奇異花園等區(qū)域的建筑裝飾吊頂上設置了很多裝飾性LED燈具和帶有造景功能的吊頂。裝飾性LED燈具直徑達到4m左右，通過在燈具四周增設噴頭也無法滿足噴頭的間距要求，只能在工廠預制的燈具上預留噴頭安裝孔，現場進行二次安裝。其中帶有造景功能的吊頂最大高差達到500mm，且具有不規(guī)則的造景外形，采用常規(guī)的正方形/矩形布置噴頭不能滿足設計要求，故在其不規(guī)則外表面增設噴頭，確保該區(qū)域滿足設計噴水強度要求。

4.3 管道布置

噴淋給水干管設計時盡量貼結構梁底敷設，使噴淋干管兩側的噴頭數量相同，避開建筑吊頂內的空調風管、排煙風管、電纜橋架、結構梁、設備及裝飾構件吊桿等相關設施，特別是主題樂園類項目空調、排煙風管（2000mm×600mm）要比普通的公建類項目大很多，當發(fā)生交叉碰撞時采用上翻避讓。在布置噴淋給水支管時也均要避開上述相關設施，每根配水支管控制的噴頭最多不超過8個，保證整個噴淋給水系統(tǒng)的可靠性和盡量均衡系統(tǒng)管道的水力性能，避免水頭損失過大。

5、消防水炮系統(tǒng)

樂園內中庭城堡區(qū)域、過山車區(qū)域及室內局部中空區(qū)域的凈空高度均大于18m，特別是中庭區(qū)域凈空高度達到38m，常規(guī)的自動噴水滅火系統(tǒng)在這些區(qū)域無法適用，依據《建筑設計防火規(guī)范》GB50016要求上述區(qū)域設置固定消防炮滅火系統(tǒng);由于上述區(qū)域為樂園內游客最為密集的區(qū)域，消防炮啟動前應考慮到游客疏散時間及游樂設備斷電復位時間，故本系統(tǒng)設計采用預作用消防水泡滅火系統(tǒng)。

5.1 中庭區(qū)域

樂園中庭城堡區(qū)域的凈空高度為38m，發(fā)生消防火災時救援人員難以接近，常規(guī)的自動噴水滅火系統(tǒng)也無法進行保護，故參考《自動消防炮滅火系統(tǒng)技術規(guī)程》CECS248要求設置自動消防水炮進行保護，該區(qū)域系統(tǒng)設計流量40L/s，任一著火點二臺水炮的水柱能同時到達，火災延續(xù)時間1h。單臺消防水炮設計流量Q=20L/s，最大保護半徑50m，射流半徑≥56m，定位時間≤60s，額定工作壓力0.80MPa。

5.2 過山車區(qū)域、室內局部中空區(qū)域

樂園內部建筑景觀設計為了達到景觀包裝造景的要求，在二層、三層之間設置了局部中空區(qū)域，在該部分區(qū)域設置很多小型游樂設備、游客娛樂區(qū)及休閑區(qū)，該部分區(qū)域建筑高度在15-22m左右，由于該部分區(qū)域也屬于游客密集區(qū)域，如果采用流量為20L/s的大流量消防水炮可能會對游客疏散及生命安全造成影響，故參考《大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)技術規(guī)程》CECS263要求，采用流量較小的消防水炮進行保護，該區(qū)域系統(tǒng)設計流量20L/s，任一著火點確保四臺水炮的水柱能同時到達，火災延續(xù)時間1h。單臺水炮設計流量Q=5L/s，最大保護半徑35m，射流半徑≥39m，定位時間≤30s，額定工作壓力0.60MPa。

5.3 消防水炮控制要求

樂園內消防水炮系統(tǒng)保護范圍內有很多載客型游樂設備，諸如過山車、旋轉木馬等，當發(fā)生消防火災時為避免噴水系統(tǒng)啟動出現電擊事故，采用雙保險的控制方式，首先將消防水炮系統(tǒng)設置為預作用系統(tǒng)，其次雨淋閥聯信號改與火災探測報警及機械臂自動回位兩個信號同時發(fā)出，再啟動消防泵對消防管道充水并切斷過山車等游樂設施非消防設備的電源，在確保游客安全疏散的前提下啟動消防水炮滅火系統(tǒng)。

結論：

室內樂園消防滅火系統(tǒng)設計是確保樂園內正常運營、游客生命安全的重要環(huán)節(jié);在對室內主題樂園項目消防滅火系統(tǒng)設計過程中主要有下述幾點體會：

（1）樂園屬于人員高度密集區(qū)域，消防滅火系統(tǒng)啟動同時應確保游客安全疏散。 ? 主題樂園屬于人員高度密集區(qū)域，而在游客中又有近30%為兒童，這又給人員疏散帶來了更大的難度;例如游客在過山車、礦山飛車等騎乘類設備上游玩時突發(fā)消防安全事故，設備上的游客在平軌段時需要通過鄰近的馬道進行疏散，而在下坡段時則需要等設備靠重力下降到下客區(qū)后在進行疏散;如此時正好騎乘類設備或附近電氣線路發(fā)生火災，探測器探測到火源直接啟動消防水炮進行噴射，就會影響游客的疏散、嚴重時甚至會影響到游客的人身安全。

（2）室內多為大空間區(qū)域和包裝造景，影響消防滅火效果。室內樂園建筑布局主要是以中庭主題城堡、各類游樂設備為主，中小型劇場、商店、餐飲等為輔;特別是樂園中庭城堡四周的大空間區(qū)域，因功能使用需要空間高大，無法采用傳統(tǒng)防火墻、防火卷簾等分隔措施進行防火分隔，而常規(guī)的自動噴水滅火系統(tǒng)、消防水泡滅火系統(tǒng)等由于景觀包裝造景遮擋等因素，影響了滅火效果。

（3）各類游樂設備運行工況復雜，常規(guī)消防滅火系統(tǒng)難有針對性。樂園內的游樂設備諸如過山車、黑暗騎乘、旋轉木馬、觀光塔、海盜船、碰碰車等設備，均有一定的內部乘坐空間和復雜的電氣控制系統(tǒng)，發(fā)生火災時會造成大量游客滯留在設備附近，而常規(guī)的消防滅火系統(tǒng)難有針對性。

（4）國內尚無主題樂園相關的消防設計規(guī)范。國內大型主題樂園項目近十年才開始蓬勃發(fā)展，相比國外起步較晚;目前國內還沒有專門針對主題樂園的相關設計規(guī)范，特別是消防系統(tǒng)設計這方面，由于大型主題樂園項目建筑功能復雜、體量較大，依據現行國家建筑防火規(guī)范關于防火分區(qū)、安全疏散、消防滅火等要求，難以實現主題樂園特定的使用功能、建筑效果及構造需求，因此目前很多主題樂園設計方案均參考國外相關規(guī)范及類似已建項目。

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