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深圳会议展览中心方案消防给水设计论证综述
[ 摘 要 ]
    来自国内的16位消防技术专家对深圳会议展览中心方案消防给水设计进行了技术研讨及论证,建议该中心室内高度大于13m的场所设置消防水炮,消防水炮用水量应按同时操作2台消防水炮计算,其他场所地上部分采用快速自动喷水灭火系统;建议适当增加消防水池的储水量。
[ 正 文 ]
    广东省公安厅消防局根据《公安部第30号令》规定:"对于设计规范中没有规定的超大规模建筑的消防设计,由省级以上公安消防机构组织专家论证来解决消防设计上的问题",于19 99年11月5日在深圳市五洲宾馆长江厅召开了深圳会议展览中心方案消防设计专题专家论证会。来自公安部消防局、建设部标准定额司、中国科技大学火灾科学国家重点实验室、《建筑设计防火规范》管理组、《高层民用建筑设计防火规范》管理组、《火灾自动报警系统设计规范》管理组、《自动喷水灭火系统设计规范》管理组、中国建筑科学研究院、建设部建筑设计院、北京市建筑设计院、上海市公安消防局、山东省公安厅消防局和深圳市公安消防局的 16名国内知名消防技术专家组成专家组,组长由来自公安部消防局专家担任,副组长分别由来自建设部标准定额司和中国科技大学火灾科学国家重点实验室专家担任。专家组对美国墨菲/扬公司和中国建筑东北设计院设计的会展中心方案消防设计进行了技术研讨及论证,对该工程的消防安全问题基本达成共识,本文对本次技术研讨及论证中消防给水部分予以综述。
    
    1 建筑方案概况
    
     深圳会议展览中心(以下简称"中心")位于深圳市华侨城南填海区,建筑方案以曲线屋面为主要特征,两个金属和玻璃构成的轻型屋面相互搭接,构成平行四边形状的屋盖,将建筑物的各种功能设施包容其中。建筑物在东西两端屋面向下弯曲至地面,南北两侧向外敞开。建筑占地19.6万m2,总建筑面积20.5万m2,总高度42.75m。
    
     该建筑分东西两个区,中间以54m宽的中央大街相隔。东区为展览区,建筑面积为96473m2,中央部位一、三层均为126m× 265.5m、建筑面积33450m2、净高分为13m和18m的展厅。展厅西连前厅、东连装卸区,前厅一层为22.5m×265.5m,建筑面积为 5913m2,其共享空间净高为42.34m,2~4层为辅助用房。装卸区一、三层均为37.75 m×265.5m,建筑面积约10000m2,净高分为15m和20m,其两侧开敞,可视为室外空间,2,4层为设备用房。
    
     西区地下一层,建筑面积62337m2,层高5m,设1400辆车位的车库和设备房;地上3层(局部4层),建筑面积46560m2,内设会议中心、展示厅、中西餐厅、快餐厅和厨房等。展示厅位于首层北边,建筑面积8855m2,净高为13m(局部5m),该区东西两侧为中庭,净高分别为30m和28m。
    
    2 消防给水方案
    
     消防给水系统设置见表1,给水量见表2。
    
     表1 消防给水系统设置
    部位名称 消防系统设置 备注
    地下室 泡沫喷淋系统
    消火栓系统 选用普通闭式喷头
    东区一层展厅 自动喷水系统
    消火栓系统 选用大流量闭式喷头(包括展示厅)
    东区三层展厅 自动喷水系统
    消火栓系统
    远控泡沫炮系统 自喷系统选用普通闭式喷头
    保护钢屋架泡沫炮系统的泡沫浓度6%
    间距约60m
    防火卷帘 水幕系统 选用普通闭式喷头(集中于地下室)
    其他部位 自动喷水系统
    消火栓系统 选用普通闭式喷头
    
    
    3 专家论证综述
    
     该中心规模巨大,其展览功能的特殊需要与现行消防技术规范在防火分区、安全疏散、防排烟等方面要求存在矛盾较大,尤其是大空间展厅。专家们认为:可以采用现国际上处理此类问题比较流行的设计方法--性能设计(即只确定安全目标,实施安全目标的方式可灵活选择)来解决这一矛盾;同时认为在该工程中,应加强自动灭火措施。
    
     表2 消防给水量 系统名称 设计用水量(L/s) 火灾延续时间h 计算用水量(m3)
    室外消火栓系统 30 3 324
    室内消火栓系统 30 3 324
    自动喷水灭火系统 30 1 108
    消防水炮 60(L/s·台) 3 1296
    水幕系统 0.5(L/s·m) 3 518
    总计 . . 2570
    
    
     针对该中心消防给水系统方案,专家们重点对地下汽车库的泡沫喷淋系统、大空间展厅的大流量自动喷水灭火系统/泡沫炮系统、保护钢屋架的自动喷水灭火系统和消防给水量,以及消防水炮产品五个方面进行了研讨和论证。
    
     3.1 地下汽车库--泡沫喷淋系统
    
     对于设有1 400辆车位的地下车库,设计方案拟采用泡沫喷淋系统。专家们认为设计的选择基本可行,且泡沫喷淋系统在《自动喷水灭火系统设计规范》(修订本送审稿1998)中规定有相应的设计参数,在设计中可以作参考。
    
     但是,专家们提醒设计单位,如何保证泡沫喷淋系统在实际使用效果上能基本达到设计要求尚存在不容忽视的问题。首先,火灾发生时系统喷完管网中的水后才能喷出泡沫,有一个时间转换的问题。如果转换的时间较长,自动喷水泡沫联用的优势将无法体现。其次,泡沫比例混合器怎么选择?
    
     如果按30L/s的流量来选择泡沫比例混合器,而实际上在扑救火灾初期时只开启了2~4只喷头,此时流量很小,成泡的比例、性能能否达到设计要求? 
    
     3.2 大空间展厅--大流量自动喷水灭火系统/水炮系统
    
     专家们在大空间展厅的消防给水系统选择上提出了四种观点:
    
     第一种观点:专家们一致建议将泡沫炮系统改为水炮系统。因为采用泡沫灭火,效果虽然更好,但它更适合油类火灾。而象展厅这种场所,主要是A类(即可燃固体)火灾,可以采用水炮系统。泡沫炮系统还存在系统设备投资大、安装维护麻烦,以及泡沫液难于管理等问题。
    
     第二种观点:赞成设计方案的选择,即在一层展厅采用大流量自动喷水灭火系统,在三层展厅采用水炮系统。持该观点的专家认为:大流量自动喷水灭火系统选用快速响应大流量喷头,从美、欧等发达国家的研究和使用实践,中国天津消防研究所"九五"期间的研究资料,以及该喷头灭火性能指标等方面都表明,该喷头可以用于13m的高度;虽然快速响应大流量喷头常用于仓库类建筑,但展览建筑与仓库建筑在火灾特点上存在一定的相似之处。若采用雨淋系统,对于如此大空间的展厅,用水量和水力损失均较大,在系统设计和施工上存在一定困难,而且雨淋系统受火灾探测系统控制,须经确认火灾及火灾具体区域后才启动喷水灭火,导致在火灾确认和喷水灭火之间无疑增加了一个火灾确认的环节。
    
     对于设计方案选择的水炮系统,是一种早期常用于大型露天油库、码头的灭火系统,近年被越来越多地用于类似航空馆、飞机库、体育馆、展览厅等大空间场所;先进的水炮系统,不仅可遥感自控、自锁,可自动对准着火点、自动喷水,而且可与火灾探测系统联动,选用水炮系统应可以解决该中心大空间展厅现遇到的灭火问题。第三种观点:建议采用开式雨淋系统,但对于三层展厅,也可采用水炮系统。持此观点的专家认为:
    
     其一,同大流量自动喷水灭火系统相比,①雨淋系统火灾时能以一个比较大的同时喷水面积来解决初期火灾,灭火效果更好;②雨淋系统受火灾探测系统控制,火灾探测器的灵敏度要比喷头的灵敏度高得多;③设计方案选用的快速响应大流量喷头,即目前比较先进的ESFR喷头 (美国于70年代末研制、生产该喷头),该喷头是仓库类建筑的专用喷头,仓库建筑虽然也属大空间,但仓库建筑的火灾特点和会展建筑不同,因为仓库有货品堆积高的特点,这一特点导致火灾横向、竖向蔓延的速度都非常快,能即时趋动ESFR喷头。而对于大空间展厅,火灾蔓延的方向主要是水平方向,等到喷头响应时,火灾可能已蔓延到喷水所及范围之外了。国内在ESFR喷头使用的认识上有一个错误的趋向:即一遇到大空间,就认为选用ESFR好,而实际上ESFR喷头是用于防止仓库类建筑火灾的。
    
     其二,和水炮系统相比,①雨淋系统的水力损失及用水量更小;②雨淋系统的设备投资、维护管理费更低;③展厅在使用过程中存在分隔现象,使用水炮系统难免会存在死角,而雨淋系统是垂直喷水,不会存在死角。
    
     同时,持此观点的专家认为,对于三层展厅,如果雨淋系统在设计和施工方面存在较大困难时,也可以采用水炮系统。
    
     第四种观点:建议采用雨淋系统与水炮系统相结合的方式。持此观点的专家认为,该中心展厅因展览功能的特殊需要,在防火分区、安全疏散等方面难于完全满足现行消防技术规范要求,根据"性能设计"的方法,应加强自动灭火手段来确保该展厅的消防安全;而且,如果采用区域开式雨淋系统和水炮系统相结合,灭火效果将会更好。
    
     3.3 钢屋架--自动喷水灭火系统
    
     对具有较高美观要求的类似钢屋架的钢结构部分防火措施,大多数专家认为,如果采用喷涂防火方法不能满足消防安全需要时,可以采用闭式喷头的自动喷水灭火系统来保护。因为若喷头选用68℃产品,喷头在68℃的温度下破裂喷水时,钢屋架尚没有受到威胁,即普通闭式喷头用于保护钢屋架时可以不受高度限制。同时,有专家建议采用区域开式雨淋系统来保护钢屋架也是可行的。
    
     但是,也有专家认为,采用自动喷水灭火系统来保护钢屋架,在实际设计和施工中存在较大难度。
    
     3.4 消防给水量
    
     专家们一致建议该中心消防水系统的消防水池储水量应适当增加,原因在于:
    
     ①如果选用大流量自动喷水灭火系统,就必须采用ESFR喷头的自动喷水灭火系统要求的设计参数来作设计,不能仍然用我国现行规范规定的普通自动喷水灭火系统标准26~30L/s水量来设计。
    
     ②该中心面积巨大,火灾情况复杂,使用灭火设施较多。
    
     ③该中心地处华侨城,华侨城的市政消防供水比较薄弱。
    
     3.5 消防水炮
    
     先进的水炮系统也是一种自动喷水灭火系统,在日本、欧美,该系统在机场、体育馆等大空间场所使用较为普遍,国内在航空馆(如首都航空馆)、飞机库等大空间也有使用。国外对消防水炮的研制和应用技术均已比较成熟,如日本关西机场、体育馆等使用的日本报知机水炮,现已有高、中、低三级产品,高级型水炮每台炮水量约150L/s,射程是150~180m左右;中级型水炮每台炮水量约70L/s,射程是60~80m左右;低级型水炮的射程为18~20m。报知机系列水炮设计先进、制作精细,性能优越,它不仅可在360°范围内自动旋转,而且能实现自动对焦、对准着火点,以及同报警系统联动。但是,其价格昂贵,中级型水炮每台约需100 万元人民币。另外,德国、美国产的消防水炮也很先进。
    
     国内90年代中开始消防水炮产品的研制。上海消防科研所"九五"攻关课题之一即是"消防水炮研制",且现已研制出射程可达70m的水炮产品。但上海消防所研制的水炮只是一种遥控水炮,不能自动对准着火点,也不能同报警系统联动。因此,专家们认为目前美国、德国和日本等国外产品应能较好地满足需要。
    
    4 结论
    
     本次论证会根据《公安部第30号令》的规定召开,符合法定程序,有效。经过研讨及论证,对深圳会议展览中心的消防给水设计基本达成如下共识:
    
     (1)对该工程室内高度大于13m的场所建议设置消防水炮,消防水炮用水量应按同时操作2 台计算,其他场所(笔者认为主要是指一层展厅、展示厅)地上部分建议采用快速自动喷水灭火系统保护;
    
     (2)由于该工程建筑面积较大、使用灭火设施较多,建议其消防水池的储水量适当增加;
    
     (3)该工程大空间消防给水系统设置形式的最终选取,应由省公安厅消防局和深圳市公安消防局根据专家意见和工程实际与设计单位研究确定;
    
     (4)该工程消防给水其他方面的设计应按国家现行消防技术规范执行。
    
     另外,象深圳会议展览中心这样的建筑,在建成后的使用中,要制订出一系列的措施来保证使用过程中的安全。完成了防火设计,对于防火安全只能算是完成了一半,另一半还要靠严格的、科学的管理来保证。
    
     ○作者通讯处:518034 深圳市深南大道人民大厦7层深圳会议展览中心
     电话:
       收稿日期:2000-8-29
信息来源:《给水排水》2000 年 第 12 期 毕翔宇 朱宝峰
 
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