濟(jì)南先行區(qū)創(chuàng)新中心項(xiàng)目高大空間自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

于 雷 原康舉

（中建八局第一建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250100）

近年來(lái)，民用建筑中的高大空間越來(lái)越多，諸如會(huì)展中心、影劇院、大會(huì)堂等建筑都有高大空間出現(xiàn)。高大空間一般具有人流量較大、火災(zāi)時(shí)火勢(shì)蔓延快、消防撲救困難等特點(diǎn)，因此保證高大空間的消防安全成為設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。傳統(tǒng)的消火栓滅火系統(tǒng)因?yàn)槌鋵?shí)水柱的高度限制，無(wú)法保護(hù)高大空間的上部空間，而近年來(lái)興起的大空間智能射流滅火系統(tǒng)，因其點(diǎn)對(duì)點(diǎn)滅火的特性，滅火性能受其安裝位置、保護(hù)半徑的影響較大。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)作為自動(dòng)滅火領(lǐng)域應(yīng)用范圍最廣、滅火效果最顯著的系統(tǒng)，其在高大空間的應(yīng)用受到國(guó)內(nèi)外的重視。高大空間采用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，不僅解決了大空間智能射流滅火系統(tǒng)盲區(qū)的問(wèn)題，而且滅火控火效果好，造價(jià)低廉。

1 項(xiàng)目工程概況

創(chuàng)新中心項(xiàng)目位于規(guī)劃中的濟(jì)南市新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換先行區(qū)的都市陽(yáng)臺(tái)片區(qū)。南側(cè)、北側(cè)、東側(cè)、西側(cè)均為規(guī)劃道路。都市陽(yáng)臺(tái)二組團(tuán)C-4地塊（創(chuàng)新中心）項(xiàng)目整個(gè)場(chǎng)地為規(guī)整矩形，地勢(shì)平坦。主樓層數(shù)為15層，東西裙房為3層。

項(xiàng)目基地用地面積23827.75平方米。基地為不規(guī)則長(zhǎng)方形，長(zhǎng)邊朝向南偏東約48°?；厮闹芫鶠槌鞘幸?guī)劃道路。本項(xiàng)目建筑面積共100000平方米，其中地上60000平方米，地下40000平方米。容積率為2.52。地上主樓15層，建筑高度72.05米。地下停車(chē)場(chǎng)以及設(shè)備用房2層，地下車(chē)庫(kù)埋深9.9米。本工程建筑類(lèi)別為一類(lèi)高層公共建筑，抗震設(shè)防烈度為7度。

功能分區(qū)及平面布局：本項(xiàng)目西側(cè)裙房一層至三層主要功能用途為市民服務(wù)大廳。東側(cè)裙房一層為員工餐廳，二層三層為會(huì)議中心。主樓四層以及裙房屋頂為員工活動(dòng)中心。主樓五層至十四層為新區(qū)政務(wù)部門(mén)辦公層。十五層為都市陽(yáng)臺(tái)層與設(shè)備層。陽(yáng)臺(tái)層可作為指揮與決策會(huì)議區(qū)遠(yuǎn)眺黃河以及新區(qū)建設(shè)。

2 高大空間自噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

2.1 大空間主動(dòng)滅火裝置的取舍

本工程行政辦公入口大廳凈高16m，按照《大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》，的規(guī)定，該大廳可采用2臺(tái)自動(dòng)掃描滅火裝置（每臺(tái)流量5L/s，保護(hù)半徑30m）保護(hù)。2臺(tái)自動(dòng)掃描滅火裝置需要安裝在大廳吊頂下方，兩根柱子處，如下圖所示。

圖1 大廳上空全自動(dòng)掃描定位滅火裝置位置

根據(jù)大廳的裝修方案，大廳上空進(jìn)行吊頂后，柱子整體包裹后再明裝兩套自動(dòng)掃描滅火裝置會(huì)嚴(yán)重影響大廳的整體裝修效果，而且自動(dòng)掃描滅火裝置的控制柜需要明裝在一層大廳，更加影響大廳的整潔和美觀。因此大廳采用全自動(dòng)掃描滅火裝置的方案被否定了。

2.2 選用非倉(cāng)庫(kù)型特殊應(yīng)用噴頭

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在一般場(chǎng)所采用的標(biāo)準(zhǔn)流量灑水噴頭，只適用于凈空高度小于等于8m的場(chǎng)所?！蹲詣?dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2017更新后（以下簡(jiǎn)稱《噴規(guī)》），將自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)所能保護(hù)的最大凈空高度為從12m增加到18m，增加了非倉(cāng)庫(kù)型特殊應(yīng)用噴頭保護(hù)高大空間場(chǎng)所（8m＜h≤12m），從而為高大空間的消防保護(hù)增加了一個(gè)可選項(xiàng)。根據(jù)《噴規(guī)》第5.0.2條的規(guī)定，本行政辦公樓的大廳按照中庭功能，設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度為15L/（min·m2），選擇流量系數(shù)K=161的非倉(cāng)庫(kù)型特殊應(yīng)用噴頭。按照1.8m≤大空間噴頭間距≤3.0m布置噴頭，大廳上空噴頭布置如下圖所示。

圖2 大廳上空非倉(cāng)庫(kù)型特殊應(yīng)用噴頭布置

2.3 噴淋管網(wǎng)布置方式的影響

通過(guò)探究噴淋干管接入位置對(duì)系統(tǒng)流量及噴水強(qiáng)度的影響，選擇合適的噴淋管網(wǎng)布置方式。方案一：噴淋干管沿大廳側(cè)墻從大廳上空東側(cè)接入噴淋管網(wǎng)，支管沿干管兩側(cè)對(duì)稱布置。方案二：噴淋干管沿大廳側(cè)墻從大廳上空東側(cè)接入噴淋管網(wǎng)，支管沿干管兩側(cè)不對(duì)稱布置。方案三：噴淋干管沿展廳上空接入大廳噴淋管網(wǎng)，支管沿干管兩側(cè)對(duì)稱布置。方案四：噴淋干管沿展廳上空接入大廳噴淋管網(wǎng)，支管沿干管兩側(cè)不對(duì)稱布置。

針對(duì)上述四種管網(wǎng)布置方案，進(jìn)行水力計(jì)算，計(jì)算條件如下：噴頭流量系統(tǒng)K=161，管內(nèi)水流速度控制在5m/s以下，最不利噴頭末端壓力為0.07MPa。計(jì)算結(jié)果如表1所示。其中方案一的管網(wǎng)布置形式，所需的設(shè)計(jì)流量及水頭損失最小?？梢?jiàn)在高大空間噴淋管網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)盡量選擇干管居中，支管兩側(cè)對(duì)稱布置的形式。

表2 不同的管網(wǎng)布置方式的水力計(jì)算結(jié)果

2.4 支管管徑的影響

在進(jìn)行管網(wǎng)布置方案比選時(shí)，支管管徑均隨著噴頭水量的增加進(jìn)行變徑，設(shè)計(jì)流量均在70L/s左右。為了減小設(shè)計(jì)流量，兼顧噴淋系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，探究支管管徑對(duì)于設(shè)計(jì)流量的影響，選擇支管變徑、支管DN50、支管DN80進(jìn)行水力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表3 支管管徑變化的水力計(jì)算結(jié)果

通過(guò)計(jì)算可見(jiàn)，支管不變徑能夠有效減小系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量，但繼續(xù)放大支管管徑對(duì)系統(tǒng)流量的減少有限，因此，考慮安全性以及經(jīng)濟(jì)合理性，本工程選取DN50作為末端支管管徑，本工程自動(dòng)噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量取60L/s。大廳上空噴淋管網(wǎng)最終布置圖如圖3所示。

圖3 大廳上空噴淋管網(wǎng)最終布置圖

3 結(jié)語(yǔ)

1）凈空高度在12-18m的高大空間，不僅可以選擇大空間掃描射流滅火裝置，而且還可以應(yīng)用非倉(cāng)庫(kù)型特殊應(yīng)用噴頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，相對(duì)于大空間滅火裝置的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)滅火，噴淋系統(tǒng)的作用面積更大，滅火效果更好，且有利于裝修。

2）進(jìn)行高大空間噴淋管網(wǎng)布置時(shí)，選擇干管居中、支管對(duì)稱的布局有利于減小水損，從而減小設(shè)計(jì)流量。

3）應(yīng)用非倉(cāng)庫(kù)特殊應(yīng)用噴頭布置管網(wǎng)時(shí)，選擇支管不變徑的方式，有利于減小系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量。通過(guò)本次探究，在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)估算高大空間設(shè)計(jì)流量，選擇消防水池自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的容積時(shí)，選擇噴淋流量60L/s較為合理。