鄭 翔

(福州市建筑設(shè)計院有限責(zé)任公司 福建福州 350011)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，大量新建建筑不斷興起，與此同時，部分老舊建筑處于閑置狀態(tài)。若是能對這些老舊建筑加以改造利用，不僅可節(jié)約資源，也能使其重新煥發(fā)活力，為城市的提升發(fā)展做出貢獻(xiàn)。這種改造也符合我國建設(shè)“節(jié)約型社會”的要求。因此，許多城市開始對老舊建筑進(jìn)行改造和利用。然而老舊建筑在改造過程中，不可避免會遇到消防水系統(tǒng)的提升改造問題。消防水系統(tǒng)改造關(guān)系到建筑的安全與質(zhì)量、人民群眾的生命財產(chǎn)安全，因此，是整個老舊建筑改造項目的重要組成部分。本文將通過福州人民會堂改造項目這一工程實例，研究并提出解決老舊建筑改造項目中消防水系統(tǒng)改造設(shè)計問題的建議。

1 項目背景及概況

福州人民會堂建于1995年，位于新權(quán)南路西側(cè)，斗東路南側(cè)。會堂的建筑面積為7623 m2，建筑高度23.45 m，共4層。根據(jù)《市政府專題會議紀(jì)要63號關(guān)于研究福州人民會堂改造有關(guān)工作的紀(jì)要》，按照“簡約、端莊、大氣”的原則，將福州人民會堂改造作為閩劇院排練演出場所，為我市閩劇藝術(shù)傳承創(chuàng)新發(fā)展提供良好展示平臺。

2 福州人民會堂改造項目消防水系統(tǒng)存在的問題[1]

2.1 規(guī)范問題

該項目建造時間距今已有二十多年，很多的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過多次的更新、修訂，圖紙當(dāng)初套用的消防規(guī)范與現(xiàn)行消防規(guī)范有較大的變化。原建筑消防水系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)行規(guī)范的消防要求。目前沒有專門針對老舊建筑改造可執(zhí)行的規(guī)范，老舊建筑改造與新建建筑一樣執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范[2]。

通過查閱福州人民會堂的設(shè)計圖紙，發(fā)現(xiàn)消防水系統(tǒng)設(shè)計中存在以下不符合現(xiàn)行規(guī)范要求的問題：①消火栓系統(tǒng)水泵控制方式為消火栓箱內(nèi)啟泵按鈕啟動，不符合現(xiàn)行規(guī)范的要求；②消防系統(tǒng)部分管道采用的管材不符合現(xiàn)行規(guī)范的要求；③消防系統(tǒng)管道連接方式不符合現(xiàn)行規(guī)范的要求；④衛(wèi)生間未設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)；⑤建筑高度超8 m的區(qū)域未按照高大空間場所的設(shè)計要求進(jìn)行設(shè)計；⑥噴淋泵流量、揚程偏小，不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；⑦消防車取水口數(shù)量不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；⑧未進(jìn)行機(jī)電工程抗震設(shè)計。

2.2 建筑改造方案引起的問題

建筑改造方案的調(diào)整內(nèi)容：(1)建筑性質(zhì)調(diào)整[3]：由于舞臺凈高要求，建筑高度進(jìn)行了調(diào)整，原多層公共建筑調(diào)整為二類高層公共建筑；(2)建筑功能調(diào)整：一層：地下車庫不變，宴會廳廚房調(diào)整為員工食堂和員工廚房，增加設(shè)備用房。二層：門廳不變，千人宴會廳調(diào)整為排練廳和舞臺輔助用房。三層：千人禮堂調(diào)整為閩劇院劇場，增加了樂池和臺倉，舞臺和側(cè)臺均有擴(kuò)大。四層：辦公空間格局有調(diào)整。

上述建筑改造方案中的調(diào)整內(nèi)容，導(dǎo)致原有消防水系統(tǒng)部分設(shè)計不滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，具體如下：

(1)建筑消防用水量不符合現(xiàn)行規(guī)范的要求；

(2)消火栓栓口壓力不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；

(3)舞臺區(qū)域建筑高度增加，凈空高度超過12 m，導(dǎo)致原噴淋系統(tǒng)不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；

(4)建筑平面布局發(fā)生變化，導(dǎo)致原消火栓以及噴淋系統(tǒng)噴頭的布置不能滿足規(guī)范要求；

(5)部分區(qū)域裝修吊頂發(fā)生變化，導(dǎo)致原噴淋系統(tǒng)噴頭布置不能滿足規(guī)范要求；

(6)一層增加了變配電房和發(fā)電機(jī)房，須增設(shè)相應(yīng)的自動滅火系統(tǒng)。

2.3 建筑現(xiàn)狀存在的問題

通過到福州人民會堂進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場存在以下問題：

(1)屋頂試驗栓及閥門銹蝕嚴(yán)重，壓力表缺失，如圖1所示。

圖1 屋頂試驗栓現(xiàn)場

(2)風(fēng)機(jī)房無吊頂，采用下垂型噴頭不符合規(guī)范要求，如圖2所示。

圖2 風(fēng)機(jī)房噴頭布置

(3)二層前廳噴頭未按照規(guī)范要求布置，受吊頂影響完全不能發(fā)揮滅火能力，如圖3所示。

圖3 二層前廳吊頂噴頭布置

(4)部分辦公房間未設(shè)置噴淋系統(tǒng)，如圖4所示。

圖4 辦公室噴頭布置

(5)所有消防管道銹蝕嚴(yán)重，已不能滿足消防使用要求，如圖5所示。

圖5 消防管管道現(xiàn)場

3 福州人民會堂改造項目消防水系統(tǒng)提升方案制定

老舊建筑的消防改造提升工程一般從源頭出發(fā)[4]，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題制定設(shè)計方案，從而提升老舊建筑的消防水系統(tǒng)，解決其消防水系統(tǒng)現(xiàn)狀不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的問題。而制定消防水系統(tǒng)提升方案的難點，在于如何既能保證建筑改造后消防水系統(tǒng)符合現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，保證消防水系統(tǒng)的正常使用功能，又能夠盡可能減少改造范圍、內(nèi)容，節(jié)省改造的費用。福州人民會堂改造項目除上述發(fā)現(xiàn)的消防水系統(tǒng)存在的問題外，在制定提升改造方案時還需要兼顧以下幾點：(1)福州人民會堂建筑面積有限，消防水池水泵房提升改造的空間條件不足；(2)福州人民會堂與福州大飯店共用一套消防水系統(tǒng)；(3)福州人民會堂改造項目的改造費用有限。

3.1 消防供水系統(tǒng)

該建筑改造后按二類高層公共建筑(乙等劇場)，一級耐火等級設(shè)計。建筑體積為47 768.34m3，座位數(shù)為623個。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)：20 L/s (火災(zāi)延續(xù)時間2 h)； 室外消火栓系統(tǒng)：30 L/s (火災(zāi)延續(xù)時間2 h)；自動噴水滅火系統(tǒng)：40 L/s (火災(zāi)延續(xù)時間1 h)；大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)：20 L/s(火災(zāi)延續(xù)時間1 h)；水噴霧滅火系統(tǒng)：20 L/s(火災(zāi)延續(xù)時間0.5 h)。室內(nèi)外消防用水量為504 m3。福州大飯店地下室貯水池存有600 m3消防用水；消火栓泵流量為40 L/s，揚程115.6 m；噴淋泵流量30 L/s，揚程100 m；屋面水箱存有18 m3消防用水，屋面另設(shè)有室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)氣壓罐穩(wěn)壓設(shè)備各一套[5]。若消防給水系統(tǒng)與福州大飯店拆分獨立設(shè)置，由于福州人民會堂建筑面積有限，無法提供504 m3消防水池所需要的建筑空間，原建筑結(jié)構(gòu)荷載也無法滿足要求。因此，消防供水系統(tǒng)仍保持現(xiàn)狀，室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)與福州大飯店共用一套供水系統(tǒng)。由于福州會堂與福州大飯店沒有地下室連接，管道敷設(shè)在市政道路下，從福州大飯店消防泵房接至福州人民會堂，且噴淋系統(tǒng)僅有一根報警閥后的管道接至?xí)?。若新增埋地管道，會增加施工難度以及施工費用。因此，新增的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)，由會堂內(nèi)部增設(shè)的消防設(shè)施獨立供水，不再與福州大飯店共用一套供水系統(tǒng)。

3.2 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

(1)原室內(nèi)消火栓系統(tǒng)水泵控制方式為消火栓箱內(nèi)啟泵按鈕啟動，不符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范調(diào)整室內(nèi)消火栓系統(tǒng)控制方式。

(2)消火栓栓口壓力要求發(fā)生改變，原室內(nèi)消火栓供水系統(tǒng)中，供給福州人民會堂給水干管上的減壓閥閥后壓力應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；需要減壓的消火栓的減壓措施也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

(3)建筑平面功能調(diào)整，消火栓位置根據(jù)改造后的建筑裝修平面進(jìn)行調(diào)整。

3.3 自動噴淋滅火系統(tǒng)

(1)建筑改造后建筑高度大于8m的區(qū)域，應(yīng)按高大空間場所設(shè)置噴淋系統(tǒng)。高大空間場所噴淋系統(tǒng)的噴水強度增加，噴淋系統(tǒng)消防用水量也相應(yīng)增加。福州大飯店空間有限，已無法增加消防水池容積，故采用大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)代替噴淋系統(tǒng)。大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)采用射水流量為5 L/s的自動掃描射水高空水炮，安裝形式為吊裝。為降低舞臺葡萄架幕布的阻擋影響，系統(tǒng)增加了舞臺葡萄架區(qū)域自動掃描射水高空水炮的設(shè)置數(shù)量。為了減少福州大飯店范圍內(nèi)的改造工程量，降低對福州大飯店營運的影響， 大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)，以及會堂內(nèi)發(fā)電機(jī)房水噴霧滅火系統(tǒng)，由福州人民會堂內(nèi)部增設(shè)的消防設(shè)施獨立供水。

(2)會堂內(nèi)未設(shè)置噴淋系統(tǒng)的區(qū)域補充設(shè)置噴淋系統(tǒng)。建筑平面功能調(diào)整、裝修吊頂區(qū)域、樣式調(diào)整，噴頭位置應(yīng)根據(jù)改造后的建筑裝修平面，按現(xiàn)行噴淋規(guī)范進(jìn)行調(diào)整。

(3)根據(jù)電氣專業(yè)要求，會堂一層區(qū)域增設(shè)發(fā)電機(jī)房、高低壓配電房等電氣房間，相應(yīng)增設(shè)水噴霧滅火系統(tǒng)、七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)。

(4)將設(shè)置在福州大飯店報警閥間內(nèi)，屬于福州人民會堂的減壓閥組和報警閥組，移至?xí)玫南辣梅績?nèi)，便于管理。

(5)福州大飯店消防泵房內(nèi)的噴淋泵機(jī)組需進(jìn)行更換：原泵組流量為30 L/s，需改為40 L/s，以滿足改造后會堂噴淋系統(tǒng)的流量要求[6]。

3.4 室外消防系統(tǒng)

室外消防用水量為30 L/s，現(xiàn)狀室外只有一個消防車取水口，應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范要求，增設(shè)一個消防車取水口。室外消火栓系統(tǒng)按現(xiàn)狀保持不變。

3.5 室外管線

室外消防管線銹蝕嚴(yán)重，需破路更換管道。

4 福州人民會堂改造項目消防水系統(tǒng)提升設(shè)計要點[7]

由于福州人民會堂與福州大飯店共用一套消防供水系統(tǒng)，因此，福州人民會堂改造項目的消防水系統(tǒng)提升改造同時，涉及福州人民會堂與福州大飯店兩座老舊建筑。

4.1 福州人民會堂消防提升改造設(shè)計

(1)在會堂一層區(qū)域增設(shè)消防水泵房，水泵房內(nèi)置一個72 m3成品消防水池(大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)用水量為20 L/s，延續(xù)時間1 h，總用水量為72 m3；水噴霧系統(tǒng)用水量為20 L/s，延續(xù)時間0.5 h，總用水量為36 m3[8]；兩個系統(tǒng)不同時使用，消防水池容積取大值)、兩臺大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)供水泵(兼做水噴霧泵)，以及一套氣壓罐穩(wěn)壓設(shè)備。會堂屋頂設(shè)置一個25 m3(有效容積18 m3)消防專用水箱，該水箱作為保持大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)，以及會堂發(fā)電機(jī)房水噴霧系統(tǒng)靜水壓力的高位水箱。

(2)消火栓根據(jù)調(diào)整后的建筑平面，設(shè)置于樓梯間、走道等公共場所。消火栓的間距不大于30 m，水槍充實不小于13 m。消防箱內(nèi)設(shè)置SNZ65消火栓、QZ19直流水槍、Φ65、25 m長襯膠水龍帶和自帶卷盤、消防報警按鈕。消火栓給水設(shè)專管，組成環(huán)網(wǎng)。動壓超過0.7 MPa的消火栓采用減壓穩(wěn)壓消火栓，其栓口設(shè)定壓力為0.35 MPa；0.50 MPa<動壓<0.70 MPa的消火栓設(shè)減壓孔板(栓后固定接口內(nèi)安裝，減壓后栓口壓力≥0.35 MPa)，安裝詳見15S202-59《室內(nèi)消火栓安裝》。消火栓給水設(shè)專管，組成環(huán)網(wǎng)。

(3)停車庫、舞臺的噴淋系統(tǒng)按中危險級Ⅱ級設(shè)計；其它場所均按中危險級I級[9]。噴淋系統(tǒng)中噴頭與噴頭的間距，噴頭與墻體的間距，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范中不同危險等級的要求進(jìn)行設(shè)置。安裝在有吊頂場所采用ZSTX-15/68型(帶裝飾板下垂型)標(biāo)準(zhǔn)玻璃球灑水噴頭，噴頭動作溫度68°C，ZSTX型灑水噴頭朝下安裝。 安裝在無吊頂場所的采用ZSTZ-15/68型灑水噴頭，噴頭動作溫度68℃，ZSTZ型灑水噴頭朝上安裝，噴頭濺水盤與樓板的距離為75 mm～150 mm。凈空高度大于800 mm悶頂和技術(shù)夾層內(nèi)，應(yīng)設(shè)置灑水噴頭。吊頂內(nèi)采用ZSTZ-15/68型灑水噴頭(K=80)，噴頭動作溫度68℃。當(dāng)梁、通風(fēng)管道、成排布置的管道、橋架等障礙物的寬度大于1.2 m時，其下方應(yīng)增設(shè)下垂型灑水噴頭。下垂型灑水噴頭下方不得有阻擋物。會堂噴淋系統(tǒng)的報警閥組以及報警閥組前的減壓閥組設(shè)置在消防泵房內(nèi)，減壓閥處設(shè)置壓力試驗排水管。噴淋系統(tǒng)末端試水裝置處設(shè)置專用的排水設(shè)施。

(4)改造后閩劇院的舞臺葡萄架區(qū)域、觀眾席建筑高度大于8 m的區(qū)域、休息廳中庭區(qū)域設(shè)置大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)。系統(tǒng)中設(shè)有水流指示器與信號閥，在裝置的管網(wǎng)最不利點處設(shè)置模擬末端試水裝置。每個裝置前設(shè)有電磁閥與閘閥。電磁閥水平安裝。一旦發(fā)生火災(zāi)，滅火裝置立即檢測火源，在確定火源后，滅火裝置打開電磁閥并輸出信號給集中控制裝置，同時啟動水泵射水進(jìn)行滅火。

(5)改造后閩劇院的樂池和臺倉底部設(shè)置消防排水設(shè)施。

4.2 涉及福州大飯店的消防提升改造設(shè)計

(1)消防水箱出水管上需安裝流量開關(guān)，流量開關(guān)設(shè)置位置如圖6所示。

圖6 流量開關(guān)位置示意圖

(2)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)的出水干管上需安裝壓力開關(guān)，壓力開關(guān)設(shè)置位置如圖7所示。

(3)消防泵房內(nèi)的噴淋泵機(jī)組需進(jìn)行更換：原泵組流量為30 L/s，現(xiàn)流量需改為40 L/s，揚程提高至127 m。水泵基礎(chǔ)需要重新設(shè)計。從出水干管上接出一路管道，直接引至福州會堂噴淋系統(tǒng)，如圖8所示。

圖8 噴淋泵出水管改造示意圖

(4)取消原設(shè)置在酒店報警閥間內(nèi)屬于福州人民會堂噴淋系統(tǒng)的濕式報警閥組，將會堂噴淋系統(tǒng)的濕式報警閥組設(shè)置在會堂一層新增設(shè)的消防泵房內(nèi)。

(5)取消原福州人民會堂室內(nèi)消火栓系統(tǒng)供水干管上的比例式減壓閥組，在供水干管上增設(shè)可調(diào)式減壓閥組，減壓閥組閥后壓力需滿足福州人民會堂改造后室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的壓力要求，同時減壓閥處應(yīng)設(shè)置壓力試驗排水管。

4.3 管材、接口、管道敷設(shè)方式改造設(shè)計

(1)由于消防系統(tǒng)管道銹蝕嚴(yán)重，須進(jìn)行更換。部分管道材質(zhì)需根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求，調(diào)整為加厚內(nèi)外壁熱鍍鋅鋼管或內(nèi)外壁熱鍍鋅無縫鋼管。

(2)鍍鋅鋼管管徑≤DN50的采用絲扣連接，>DN50的采用溝槽式管接頭連接。

(3)金屬排水管道穿樓板和防火墻的洞口間隙、套管間隙應(yīng)采用防火材料封堵。塑料排水管、雨水管設(shè)置阻火圈應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)管道穿越防火墻時應(yīng)在墻兩側(cè)管道上設(shè)置；建筑中明設(shè)管徑大于或等于dn110排水立管穿越樓板時，應(yīng)在樓板下側(cè)管道上設(shè)置；當(dāng)排水管道穿管道井壁時，應(yīng)在井壁外側(cè)管道上設(shè)置。

4.4 抗震設(shè)計[10]

(1)室內(nèi)消防管道管徑大于或等于DN65的水平管道，當(dāng)其采用吊架、支架或托架固定時，應(yīng)按《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50981-2014)第8章的要求設(shè)置抗震支承。

(2)管道不應(yīng)穿過抗震縫，但當(dāng)給水管道必須穿越抗震縫時，宜靠近建筑物的下部穿越，并在抗震縫兩邊各裝一個柔性管接頭。

(3) 當(dāng)管道穿過內(nèi)墻或樓板時設(shè)置套管，套管與管道間的縫隙采用柔性防火材料封堵。

4.5 室外消防設(shè)計

(1)室外增設(shè)一個消防車取水口。

(2)引自福州大飯店的兩根消火栓系統(tǒng)供水干管和一根噴淋系統(tǒng)供水干管，因時間長久，已銹蝕破損，需破路更換管道。

5 結(jié)論

通過梳理福州人民會堂改造項目工程實例經(jīng)驗，為今后其它老舊建筑改造項目的消防提升改造設(shè)計提供如下建議：

(1)解決此類問題的方法步驟：前決策、中執(zhí)行、后評估。首先確定建筑是否具備提升改造的條件，提出解決問題的框架。進(jìn)而按照解決問題的框架，結(jié)合改造方案圖紙，并與其它專業(yè)設(shè)計人員配合，制定具體解決問題的設(shè)計方案，在施工圖紙中得以體現(xiàn)。最終待項目通過消防驗收后，判斷改造設(shè)計方案是否使項目滿足消防規(guī)范要求，分析改造設(shè)計方案是否最優(yōu)化，從而積累老舊建筑改造項目的消防水系統(tǒng)提升改造設(shè)計經(jīng)驗。

(2)老舊建筑改造項目消防水系統(tǒng)主要存在的問題：①老舊建筑的消防水系統(tǒng)設(shè)計與現(xiàn)行規(guī)范差異大的問題，如消火栓系統(tǒng)水泵控制方式不符合現(xiàn)行規(guī)范的要求；②老舊建筑的現(xiàn)狀問題，如管道腐蝕、設(shè)備老化、使用期間局部改造；③建筑改造方案導(dǎo)致消防設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提高的問題，如建筑高度調(diào)整，原多層公共建筑調(diào)整為二類高層公共建筑，消防設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提高。

(3)BIM技術(shù)具有全流程智能控制、全流程協(xié)同工作等特點。建議在老舊建筑改造項目中可引入BIM技術(shù)，有利于設(shè)備專業(yè)管線綜合設(shè)計，減少管道碰撞、有利于統(tǒng)計拆改工程量，減少造價。

目前老舊建筑改造與新建建筑一樣執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范,消防水系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提高，要求對建筑硬件條件進(jìn)行一定程度改造，這是老舊建筑改造項目的一個難點。要使老舊建筑的硬件條件滿足現(xiàn)行規(guī)范對消防水系統(tǒng)的要求，往往要付出較大的代價。比如消防水池的增容、消防水泵型號提升等等。當(dāng)老舊建筑硬件條件有限，即使經(jīng)過改造也無法滿足現(xiàn)行消防相關(guān)規(guī)范的要求時，是無法進(jìn)行改造的。因此希望國家相關(guān)部門在滿足消防安全的前提下，能夠編制出適用于老舊建筑改造項目的規(guī)范，降低改造難度和改造成本， 從而使大量的老舊建筑能夠重新煥發(fā)活力，為城市的提升發(fā)展做出貢獻(xiàn)。