權(quán)向科

（山東省濟南市消防救援支隊，山東 濟南 250000）

近些年隨著城鎮(zhèn)人口大量聚集，建筑行業(yè)迎來更大發(fā)展空間，為了滿足日常需求，高層建筑等成為首選。但與此同時，高層建筑火災(zāi)事故頻發(fā)，成為威脅財產(chǎn)安全、健康安全的重要因素。高層建筑中電纜井分布廣泛，且電纜井火災(zāi)是常見類型，該類型火災(zāi)在高層建筑呈現(xiàn)特殊性，由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，一旦電纜井發(fā)生火災(zāi)，很容易形成“煙囪”效應(yīng)，在很短時間內(nèi)火勢會迅速蔓延向各層級，撲救難度較大，如果未及時采取正確、完善、規(guī)范的救援措施，很容易導(dǎo)致嚴(yán)重后果。因此，文章在探究民用建筑中12～18 m高大空間場所自動滅火系統(tǒng)設(shè)計時，需要關(guān)注電纜井火災(zāi)特點和發(fā)生源頭。同時結(jié)合《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50084—2017)分析，該文件的實施對高大空間自動滅火系統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)提供更多參考。因此，文章結(jié)合實際，以具體工程項目為例進行思考，并提出建議對促進民用建筑高大空間場所消防安全防護能力有積極作用。

1 工程案例闡述

文章研究探討的工程案例是一所大型商業(yè)綜合體建筑，屬于xx市的標(biāo)志性建筑，建筑主體為兩棟單體建筑，其中包含多層超高層辦公樓，單層樓高為4.2 m，總體建筑高度為150.3 m。剩余部分以商業(yè)輔樓為主，總共分為五層，其中包含一個三層通高達到17.5 m的商業(yè)中庭，該區(qū)域作為交通空間，同時商業(yè)輔樓每層高度在6 m左右，第四層作為公共影院層，樓高9 m左右，該層中部分區(qū)域作為IMAX影廳，高度達到15 m。

基于工程建設(shè)特點、結(jié)構(gòu)設(shè)計、主要職能來看，一旦電纜井出現(xiàn)火災(zāi)事故，會造成嚴(yán)重的傷亡事故和財產(chǎn)損失。結(jié)合《建筑設(shè)計防火規(guī)范（2018年版）》（GB50016-2014)文件分析，電纜井、排煙井等為保證安全性，均采用單獨設(shè)置方式進行建設(shè)。同時電纜井與其他通道、走道之間的空隙需要用防火材料進行封堵，日常管理中應(yīng)加強安全管控，對于發(fā)現(xiàn)的安全隱患督促整改，且持續(xù)監(jiān)督后續(xù)，跟蹤整改結(jié)果。另外，想要實現(xiàn)及時救援，借助現(xiàn)代化技術(shù)、自動化技術(shù)，圍繞消防安全、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計等構(gòu)建自動滅火系統(tǒng)具有實用價值，在此以闡述的項目案例為對象，探究自動滅火系統(tǒng)設(shè)計要點和建設(shè)關(guān)鍵內(nèi)容，進而為提升民用建筑消防安全防護水平提供支持。

2 高大空間場所自動滅火系統(tǒng)分析

結(jié)合國家提出的相關(guān)規(guī)范性文件要求分析，民用建筑12～18 m的高大空間場所自動消防滅火系統(tǒng)設(shè)計過程中可以采用兩種設(shè)計思路進行分析：第一，以自動噴水滅火系統(tǒng)為主；第二，以大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)為主。結(jié)合上文闡述的工程案例項目結(jié)構(gòu)特點和實用功能進行分析，從理論角度來看，兩大高層建筑采用上述兩種方法均可。為了提升工程的安全性、穩(wěn)定性和降低成本支出，以上述案例中的商業(yè)中庭（17.50 m）和IMAX 影廳（15.00 m）為研究主體，結(jié)合具體結(jié)構(gòu)等思考自動消防滅火系統(tǒng)最佳方案。

2.1 自動滅火系統(tǒng)設(shè)計方案比較分析

結(jié)合工程施工特點來看，該工程室內(nèi)的消防系統(tǒng)依靠壓力觸發(fā)報警閥，進而發(fā)揮滅火系統(tǒng)優(yōu)勢。商業(yè)中庭和 IMAX 影廳位于輔樓區(qū)域，整體高度相較而言，位于整體工程系統(tǒng)中低區(qū)噴淋加壓泵加壓供水區(qū)域，因此在設(shè)計自動消防滅火方案時，著重關(guān)注低區(qū)消防系統(tǒng)。為了保證得出最優(yōu)設(shè)計方案，以自動噴水滅火系統(tǒng)和大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)為基礎(chǔ)，提出三種設(shè)計方案假設(shè)思路，并對三種方案進行比較，從中選出最優(yōu)方案。

方案1：考慮商業(yè)中庭的主要結(jié)構(gòu)和IMAX影廳結(jié)構(gòu)特點，以自動噴水滅火系統(tǒng)為主，設(shè)計當(dāng)該系統(tǒng)被激活后，可以持續(xù)噴水1 h，且可以自動識別判斷火災(zāi)發(fā)生時消防用水量，從而科學(xué)分配水資源給低區(qū)噴淋消防泵。

方案2：文章研究項目中商業(yè)中庭和IMAX影廳高大空間場所室內(nèi)高度均超過12 m，危險等級達到中等，已經(jīng)滿足大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)置要求，所以可以設(shè)置該系統(tǒng)實現(xiàn)消防安全，基于現(xiàn)有的規(guī)范文件要求分析，在實踐應(yīng)用過程中，需要規(guī)范要求，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)型滅火裝置并保證系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時，可以持續(xù)噴淋1 h以上，為了節(jié)約成本，可以與低區(qū)噴淋消防泵合用，不單獨設(shè)置大空間滅火消防泵，但需要注意，兩種滅火消防系統(tǒng)警報網(wǎng)絡(luò)、管線等存在差異，需要在報警閥之前實現(xiàn)分類，如此才能充分發(fā)揮作用。

方案3：商業(yè)中庭及IMAX影廳空間較大，結(jié)合相關(guān)文件要求，需要設(shè)計持續(xù)時間在1 h以上的大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)，同時為了保證應(yīng)用效果，需要設(shè)置單獨的滅火消防泵和管網(wǎng)系統(tǒng)。

綜合來看，三種設(shè)計思路各有優(yōu)缺點，對比來看如下表1所示。綜合成本、技術(shù)能力、實用價值和設(shè)計可行性等因素進行分析，單獨設(shè)計大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)或者自動噴水滅火系統(tǒng)還需要進行其他設(shè)置，需要在滅火系統(tǒng)上增添火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，實現(xiàn)雙方有效聯(lián)動，且一旦報警系統(tǒng)失靈，會導(dǎo)致滅火系統(tǒng)無法及時發(fā)揮作用。同時此種方案無形中增強施工難度，商業(yè)中庭和IMAX 影廳高度較大，人流量較為密集，因此需要保證自動滅火系統(tǒng)安全可靠，具有較高的成功率和及時響應(yīng)能力，綜合來看，以自動噴水滅火系統(tǒng)為主進行設(shè)計最為有利。

表1 自動滅火系統(tǒng)設(shè)計方案優(yōu)缺點比較總結(jié)表

2.2 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計

2.2.1 設(shè)計思路

結(jié)合上文對商業(yè)中庭（17.50 m）和IMAX影廳（15.00 m）滅火系統(tǒng)設(shè)計方案比較分析，確定以設(shè)計自動噴水滅火系統(tǒng)為主要思路。設(shè)計工程中，基于建筑特點，需要保證快速、高效響應(yīng)能力，以及持續(xù)噴水能力。綜合來看，在電梯井和易發(fā)生火災(zāi)區(qū)域采用早期抑制快速響應(yīng)噴頭，持續(xù)噴水時間為1 h，噴頭間距為2.4～3 m，系統(tǒng)設(shè)計流量為10 L/S。IMAX影廳采用標(biāo)注面積覆蓋噴頭系統(tǒng)，頂板噴頭噴水強度熒幕區(qū)域達到20 L/min·m2，持續(xù)噴水時間為2 h。觀眾區(qū)域設(shè)置10層噴頭，內(nèi)置噴頭同頂板噴頭，系統(tǒng)設(shè)計流量100 L/S。頂噴和內(nèi)置噴頭選擇大水滴、大流量系統(tǒng)普通灑水噴頭K=115，噴淋系統(tǒng)設(shè)計壓力為0.98 MPa。

2.2.2 噴頭布置

在進行自動滅火系統(tǒng)設(shè)計過程中，合理設(shè)置噴頭分布位置，直接關(guān)乎火災(zāi)發(fā)生時，消防噴頭能否及時發(fā)揮作用及噴頭強度是否符合要求，關(guān)乎滅火效果。基于此，在設(shè)置噴頭位置時，科學(xué)、合理設(shè)計是基本原則，需要確保噴頭位置貼近火災(zāi)容易發(fā)生區(qū)域，例如電纜井附近，同時需要在容易接觸火災(zāi)熱煙氣流位置設(shè)置噴頭，從而確保報警裝置可以及時發(fā)揮作用，迅速識別火情激活滅火系統(tǒng)。另外，需要關(guān)注噴頭之間的距離，噴頭間距是決定噴頭保護面積的前提，如果噴頭保護面積過大或者過小，均會影響噴頭發(fā)揮作用時的效果和控火滅火作用。

基于現(xiàn)有規(guī)定分析，高大空間場所的噴頭間距應(yīng)在1.8≤S（m）≤3.0范圍內(nèi)，經(jīng)過計算，最大噴頭保護面積為9 m2，最小保護面積需要結(jié)合壓力和最小間距進行計算。對于IMAX影廳而言，自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計各項參數(shù)如下表2所示。

表2 IMAX影廳自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)參數(shù)總結(jié)表

2.2.3 配水管道設(shè)計

想要保證滅火系統(tǒng)充分發(fā)揮作用，保證配水管道的強度和安全性是關(guān)鍵，而噴水強度與噴頭工作壓力、流量系數(shù)等有關(guān)，所以噴頭類型、噴頭設(shè)置分布等情況均會影響，而在上述因素確定情況下，如何設(shè)置分配管網(wǎng)，確定管路路徑、設(shè)置形式等也是思考重點，會對最終滅火效果產(chǎn)生干擾。

通?；跍缁鹣到y(tǒng)流量確定管網(wǎng)布置形式，流量越大，需要保證管網(wǎng)配水管徑更大，反之亦然。從成本角度來看，分散設(shè)置報警閥，并在公共走廊和電纜井、樓梯、疏散通道等位置，分散設(shè)置管道，確保管線距離長度合理可有效保證消防安全。

2.2.4 自動噴水滅火系統(tǒng)消防流量設(shè)計

文章設(shè)計的消防系統(tǒng)方案噴頭間距不超過3 m，采用分倉庫型特殊應(yīng)用噴頭。由于噴頭安裝方式的差異，出于安全考慮需要確保系統(tǒng)流量大于設(shè)計噴頭強度和作用面積的乘積。以研究案例為基礎(chǔ)進行分析，商業(yè)中庭區(qū)域共布置26個噴頭，IMAX影廳布置22個噴頭。與此同時，在實際應(yīng)用過程中，消防系統(tǒng)噴水流量會受到室內(nèi)設(shè)計的影響，進而影響系統(tǒng)實際效用發(fā)揮，所以在設(shè)計流量時需要考慮這一問題。

最終易于發(fā)生火災(zāi)區(qū)域和電梯井附近需要確保系統(tǒng)流量達到10 L/S。IMAX影廳頂板噴頭噴水強度熒幕區(qū)域達到20 L/min·m2，持續(xù)噴水時間為2 h。觀眾區(qū)域內(nèi)置噴頭同頂板噴頭，系統(tǒng)設(shè)計流量100 L/S。

2.2.5 自動噴水滅火系統(tǒng)水力計算相關(guān)問題分析

在計算過程中，如果將一個最高點或者最遠點作為最不利點進行計算，很容易導(dǎo)致計算出現(xiàn)失誤，例如影廳內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管道線路為了滿足消防滅火系統(tǒng)，呈現(xiàn)出2個“豐”字形結(jié)構(gòu)，此時按照作用面積最高點或者最遠點作為最不利點進行計算必然無法保證結(jié)果精確，此時需要針對實際情況，針對性進行分析。同時實際設(shè)計過程中，消防系統(tǒng)還包括輔助設(shè)置，例如防火分區(qū)、每個樓層設(shè)置流水指示牌等，為了保證安全，需要科學(xué)設(shè)置水流指示器，尤其是中庭的防火分區(qū)與其他區(qū)域存在差異，所以需要更為嚴(yán)格分析，設(shè)置水流指示器。另外，對于研究案例工程而言，中庭和IMAX影廳為了保證安全，自動噴水滅火和大空間滅火兩個系統(tǒng)會同時發(fā)揮作用，此時消防水池的儲量需要保證兩個系統(tǒng)的需求，且新版《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50084—2017）實施不久，雖然對民用建筑的噴頭設(shè)計等提出相關(guān)要求，但市場上相關(guān)行業(yè)發(fā)展相對緩慢，很多噴頭產(chǎn)品購買難度較大且成本較高，為了解決這一問題，施工方會建議相關(guān)方修改設(shè)計方案，這對于推動自動噴水滅火設(shè)計推廣帶來阻礙，雖然已經(jīng)提出解決對策，但實際效果并不理想，仍為承包方或者供應(yīng)商帶來壓力，此時需要在設(shè)計時做好三方信息交互，確保相關(guān)方提前做好準(zhǔn)備，這對于嚴(yán)格按照設(shè)計方案施工、防止后續(xù)出現(xiàn)問題極為有利。

3 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合當(dāng)前《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50084—2017）中對高大空間場所自動滅火系統(tǒng)的要求，結(jié)合常見的火災(zāi)事故類型和事故發(fā)生特點，例如電纜井火災(zāi)事故等，探究現(xiàn)有的自動滅火系統(tǒng)設(shè)計思路可信性和實用價值，總結(jié)設(shè)計方案的優(yōu)缺點，選擇最佳設(shè)計思路，然后探究設(shè)計方案實踐過程中面臨的問題，提出應(yīng)對策略，從而為同類型工程項目建設(shè)自動滅火系統(tǒng)提供借鑒。與此同時，由于工程結(jié)構(gòu)和主要職能等存在差異，需要明確以往的設(shè)計經(jīng)驗和建設(shè)經(jīng)驗只具備參考價值，無法完全照搬，在實踐應(yīng)用過程中，仍需要基于具體工程項目的特點，在計算結(jié)果和具體要求指引下，確定最終的消防滅火設(shè)計方案，如此才能真正保證系統(tǒng)充分發(fā)揮價值，提升建筑消防安全。