胡宗恒

(廈門兆翔瀚藏置業(yè)有限公司 福建廈門 361000)

1 工程概況

海峽收藏品交易中心作為省市重點工程項目，坐落于中國(廈門)自由貿(mào)易試驗區(qū)保稅區(qū)域高崎機場翔云三路129號。項目建筑總面積約2.3萬m2，建筑總高度39.6 m，總投資造價約2億元，是廈門建設(shè)面積最大、國際安全標準最高的藝術(shù)品保稅中心，對標上海自貿(mào)區(qū)“國藝中心”。整體建筑設(shè)計地上6層、地下1層，其中地下一層為丙類海關(guān)重點監(jiān)管保稅藏庫、設(shè)備用房及少量車庫，第一至第四層為大堂、藝術(shù)品展廳、多功能廳及藏品拍賣交易中心，第五、第六層為文化產(chǎn)業(yè)辦公區(qū)。建筑整體布局呈弧邊三角形狀，建筑所有外墻、建筑中庭共享空間及入口超限拱門均為清水混凝土。整個項目為不規(guī)則超限高層鋼筋砼剪力墻結(jié)構(gòu)，進行了超限性能化目標設(shè)計。

2 消防設(shè)計內(nèi)容

根據(jù)博物館類建筑屬性特點及國際GRASP全球風(fēng)險評估認證要求，及地下室海關(guān)監(jiān)管保稅藏庫內(nèi)物品基本為遇水即損藝術(shù)品文物的高價值藏品[1]，而氣體滅火的方式能很好保護藏品不受損，在地下室共8個防護區(qū)設(shè)計1套IG541分布式全淹沒管網(wǎng)氣體滅火系統(tǒng)，在首層變配電站設(shè)計1套無管網(wǎng)預(yù)制柜式噴射七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。

該工程建筑為大體積清水砼項目，內(nèi)、外部建筑美觀度要求較高，造型超限不規(guī)則，空間錯落，首層展廳層高達6 m，特殊時段高峰期人流量集中，中庭共享空間撲救難度較大，結(jié)合智能型主動射水滅火裝置產(chǎn)品特點，在建筑中部第三層中庭共享空間設(shè)計1套保護半徑20 m工作壓力0.6 MPa智能主動射水滅火裝置，在建筑南側(cè)第六層中庭共享空間，因靠近系統(tǒng)末端且為優(yōu)選消防加壓供給泵揚程考慮，設(shè)計2套保護半徑5 m工作壓力0.25 MPa智能主動射水滅火裝置。

根據(jù)《博物館建筑設(shè)計規(guī)范》(JGJ66-2015)[1]和《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2018)[2]，收藏品交易中心項目屬于一類公共建筑，博物館類建筑防火分區(qū)劃分意義較大。本項目首層至第四層除首層約300 m2紀念品商店獨立防火分區(qū)1B外均同屬一個防火分區(qū)，此防火分區(qū)1A貫穿建筑多個樓層，地下室設(shè)計4個防火分區(qū)-1ABCD，其中海關(guān)監(jiān)管保稅藏庫劃分一個防火分區(qū)，第五、第六層分別設(shè)計兩個防火分區(qū)5A、6A，結(jié)合防火分區(qū)劃分與建筑布局特點及清水砼墻表面盡量少布設(shè)機電點位與管線來設(shè)計自動噴淋滅火系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。根據(jù)噴淋系統(tǒng)與消火栓系統(tǒng)的設(shè)計流量按公式計算得出消防水總量需468 m3。

3 各消防系統(tǒng)分析

3.1 保稅藏庫氣體滅火系統(tǒng)

3.1.1 設(shè)置部位

該工程項目在負一層有8間海關(guān)監(jiān)管藝術(shù)品保稅藏庫和首層變配電站共9個防護分區(qū)，依據(jù)規(guī)范設(shè)計采用兩套氣體滅火系統(tǒng)相結(jié)合方式保護，即IG541管網(wǎng)分布式氣體滅火和無管網(wǎng)預(yù)制柜七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。根據(jù)建筑分布及規(guī)范要求將IG541氣體滅火鋼瓶間設(shè)置在負一層保稅藏庫區(qū)中心附近位置。

3.1.2 滅火機理

因藝術(shù)品的保管要求較高，氣體滅火系統(tǒng)采用全淹沒式滅火形式，即在規(guī)定時間內(nèi)，噴射一定濃度的滅火劑，并使其均勻地充滿防護區(qū)。該項目共用兩套型式規(guī)格氣體滅火系統(tǒng)，分別是IG541組合管網(wǎng)式分配系統(tǒng)和七氟丙烷無管網(wǎng)預(yù)制柜噴射系統(tǒng)。其中IG541由52%氮氣、40%氬氣和8%二氧化碳混合氣體組成，儲存形態(tài)為氣態(tài)，無毒、綠色環(huán)保，而七氟丙烷滅火劑化學(xué)成分是CF3CHFCF3,儲存形態(tài)是液態(tài)。IG541滅火機理是在單位時間內(nèi)迅速將防護區(qū)內(nèi)的氧氣濃度稀釋降至15%以下，即氧濃度從21%降至12.5%左右，撲滅火災(zāi)，對人員沒有傷害。七氟丙烷滅火機理是物理和化學(xué)反應(yīng)相作用的結(jié)果，滅火效率更高，IG541滅火劑輸送當(dāng)量距離最長能達150 m。

3.1.3 設(shè)計參數(shù)

氣體滅火系統(tǒng)滅火設(shè)計濃度不應(yīng)小于滅火濃度的1.3倍。本工程IG541滅火設(shè)計溫度20°，最小設(shè)計濃度為37.5%(4°)，最大設(shè)計濃度為52%(36°)，噴射時間為48s～60s之間。七氟丙烷預(yù)制柜滅火劑的設(shè)計濃度9%，噴射時間小于10s，藥劑量根據(jù)公式W=K×V/S×C1/S(100-C1)計算需128kg，而IG541系統(tǒng)根據(jù)各個防護區(qū)體積及設(shè)計濃度等參數(shù)按公式計算在鋼瓶間內(nèi)需安裝42瓶IG541混合保護劑。

3.2 自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)

3.2.1 定義

自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)又稱為大空間智能型主動噴水系統(tǒng)，按出水管口噴射額定流量分界點來區(qū)分，額定流量大于16L/s為消防水炮，額定流量小于等于16L/s為自動射流滅火裝置，而自動射流滅火裝置根據(jù)射流方式又可分為噴射型和噴灑型兩種[3]。大空間智能型主動噴水系統(tǒng)通常適用于火災(zāi)類別為A類高大空間、可燃易燃物和人員密集等場所，其特點為全天候主動火災(zāi)監(jiān)控、全方位主動射水滅火[4]。

3.2.2 系統(tǒng)設(shè)計流量

該工程中庭第三層共享空間采用大空間智能型主動射水滅火裝置1套，保護半徑20 m，工作壓力0.6 MPa，火災(zāi)延續(xù)時間1 h，系統(tǒng)設(shè)計流量5 L/s，在三角形(邊長17.5 m×15.5 m×13 m)共享空間東側(cè)底邊廊道側(cè)面布設(shè)，如圖1所示；建筑南側(cè)主樓第六層共享空間采用大空間智能型主動噴水滅火裝置2套，保護半徑6 m，工作壓力0.25 MPa，火災(zāi)延續(xù)時間1 h，系統(tǒng)設(shè)計流量5 L/s，在“口”型(邊長7.6 m×5.2 m)共享空間最高處側(cè)墻呈對角線布設(shè)，如圖2所示。3套智能型主動噴水滅火裝置均與樓內(nèi)自動噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)連接，由消防泵房內(nèi)自動噴淋加壓供給泵供水，在濕式噴淋系統(tǒng)報警閥組裝置前分開。

圖1 第三層共享空間智能主動噴水滅火裝置

圖2 第六層共享空間智能主動噴水滅火裝置

3.3 自動噴淋滅火系統(tǒng)

3.3.1 消防用水量

該工程地下車庫除藏庫外均按中危2級設(shè)計，設(shè)計噴水強度為8 L/min·m2，作用面積為160 m2，火災(zāi)延續(xù)時間1 h ,而地上凈空高度大于8 m小于12 m的中庭按非倉庫類高大凈空場所設(shè)計及建筑項目屬性，設(shè)計噴水強度15 L/min·m2，作用面積為160 m2，火災(zāi)延續(xù)時間1 h[5]。智能型主動射水系統(tǒng)設(shè)計流量5 L/s從自動噴淋滅火系統(tǒng)接引。綜上，按最不利情況系統(tǒng)設(shè)計用水量40 L/s，結(jié)合水力曲線等參數(shù)選用噴淋供給加壓泵型號為：Q=40 L/s，H=90 m，N=55 kW。

3.3.2 系統(tǒng)布設(shè)

自動噴淋系統(tǒng)在建筑物內(nèi)除地下保稅藏庫、消防水池及一層配電間外，均布設(shè)滅火噴頭，采用濕式閉式報警系統(tǒng)。系統(tǒng)加壓用水由負一層消防泵房內(nèi)2臺噴淋加壓泵供給，并配置1套專用穩(wěn)壓裝置。系統(tǒng)管道布設(shè)按0.26% 坡度順向末端試水裝置，便于后期管網(wǎng)維保泄空。噴淋系統(tǒng)除第六層以外管道內(nèi)壓力均大于0.4 MPa，故在樓層配水支管入口裝設(shè)板厚6 mm不銹鋼減壓孔板。噴頭選用流量系統(tǒng)K80的直立型和隱蔽型，其動作溫度除第二層操作間采用93°外，其余場所均采用68°型式。

3.3.3 報警閥組設(shè)置

根據(jù)計算工程自動噴水系統(tǒng)共設(shè)置3套濕式報警閥組，分別命名ZPF1、ZPF2和ZPF3，其中ZPF1負責(zé)供給地下一層，ZPF2負責(zé)供給地上第一～第三層，ZPF3負責(zé)供給地上第四～第六層。地上各層在管道井主干DN150管上設(shè)置流量指示與電動信號閥組，而地下室根據(jù)防火分區(qū)的劃分，共設(shè)置4組流量指示與電動信號閥組。每個濕式報警閥組所負責(zé)噴頭數(shù)量均不超過800個，項目共設(shè)噴頭2250個。

3.4 消火栓系統(tǒng)

3.4.1 消防用水量

該工程室外消火栓系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)，用水量按40L/S，環(huán)狀DN200管道沿四周消防車道布設(shè)，共設(shè)計5處保護半徑為120 m室外消火栓。室內(nèi)消火栓為臨高壓系統(tǒng)，用水量按30 L/s、火災(zāi)延續(xù)時間3 h，根據(jù)公式按一次滅火用水量計算得出消防水池容積468 m3。根據(jù)建筑高度、各水頭損耗等數(shù)值計算所需流量、揚程結(jié)合水泵水力曲線最優(yōu)段選用型號為：Q=30 L/s，H=80 m，N=45 kW。

3.4.2 系統(tǒng)布設(shè)

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)在建筑物內(nèi)每層均布設(shè)消火栓箱，系統(tǒng)加壓供水由地下室消防泵房內(nèi)2臺消火栓加壓泵供給，并配置1套專用穩(wěn)壓裝置。消火栓系統(tǒng)地下室主干橫向管道連接成兩個環(huán)狀管網(wǎng)，縱向通過10根DN100立管布向樓頂，在每側(cè)樓最高層通過橫向管道將所有立管連成環(huán)狀。地下室藏庫與車庫消火栓箱分別從兩個地下室環(huán)狀DN150管網(wǎng)上接引，地上樓層消火栓箱從本層就近DN100立管接引。每根立管首、末端均安裝蝶閥，來保證如立管維護關(guān)閉而周邊立管不受影響。根據(jù)計算地下第一層～第二層消火栓栓口出水壓力大于0.5 MPa，使用減壓穩(wěn)壓消火栓口。

3.5 滅火器配置

為避免火災(zāi)時藝術(shù)藏品受到滅火器內(nèi)干粉二次污染，如造成二次極大污染，清理污染費用極高，根據(jù)國際GRASP認證要求將地下藏庫、地上展廳和拍賣廳按重危險A類配置二氧化碳滅火器。地下車庫按中危險B類，配電間按中危險E類配置MF/ABC5磷酸銨干粉滅火器。滅火器放置在消火栓箱或?qū)Ｓ脺缁鹌飨鋬?nèi)，每個箱內(nèi)配置不少于2具，定期檢查如過壓應(yīng)及時更換或補壓。

4 結(jié)語

該工程為大體積清水鋼筋混凝土建筑，結(jié)構(gòu)造型超限、大空間又極不規(guī)則，且建筑設(shè)計大師也要求項目需作為藝術(shù)品一樣高品質(zhì)呈現(xiàn)，要求做到廈門乃至全國清水混凝土精品樣板工程，對建筑整體內(nèi)外觀要求較高，對穿墻與梁等部位管道及消火栓箱暗裝需求在設(shè)計時相關(guān)點位定位準確，施工時孔洞預(yù)留、管件預(yù)埋準確到位。建筑空間層高錯落，主干管道設(shè)計施工接引注意銜接，在展廳、功能廳等房間上空盡量避免水系統(tǒng)管道，無法避免時應(yīng)錯開房間展位且做好管道試壓保壓工作?？紤]項目屋頂機電相關(guān)設(shè)備較多，且建筑高度因素，消防水系統(tǒng)設(shè)計2套專用穩(wěn)壓裝置放置在地下室消防泵房內(nèi)，現(xiàn)市場上智能型主動射水滅火技術(shù)已非常成熟可靠，對中庭共享空間消防設(shè)計采用此系統(tǒng)較為妥當(dāng)。作為消防給排水專業(yè)應(yīng)主動配合主體建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)，深入思考建筑布局特性及功能需求屬性，分析各種消防系統(tǒng)優(yōu)劣勢及適用性，在施工階段處處注意細節(jié)要求，保證整體消防系統(tǒng)保持最佳狀態(tài)并與整體建筑完美匹配。在今后建筑投入運營時能使其完美體現(xiàn)收藏品項目“藝術(shù)品”屬性，真正做到內(nèi)外兼修、為高品位的收藏藝術(shù)品交易中心。