1 引言

國內大型城市商業綜合體一般位于城市副中心、新開發區及CBD，在促進本地域商業環境、經濟生活發展同時應重視項目的消防安全設計，其火災特點具有特殊性和復雜性。

本文以某大型城市商業綜合體項目為例探討消防給水設計思路，該項目集商業、辦公、公寓、辦公為一體，具備服裝連鎖店（主力店）、精品店、國際影城、KTV、餐飲酒樓、健身中心、兒童歡樂谷等多種商業業態。

2、消火栓滅火系統

按文獻^[l] , ^[2]，該項目屬一類高層建筑，消防水源為城市自來水，整個地塊供水管網為環狀(DN200)，兩路水源供水，水壓0.22MPa。室內消火栓系統采用臨時高壓系統，地下二層設置消防水池，建筑物最高點設18m³消防水箱和增壓穩壓裝置，供給火災初期消防用水。

表1  用水量標準及一次滅火用水量

(l)豎向分區

   本工程從地下室至頂層幾何高度超過100m，室內消火栓系統豎向分為兩個區，地下二層至四層為低區，四層以上為高區，各區滿足靜水壓力不超過1.0MPa 的要求，各區下部消火栓采用減壓穩壓消火栓，滿足栓口動壓不超過O.5MPa的要求;消火栓系統設有3套室外地下式消防水泵接合器。

(2)消火栓型號和布置

消火栓箱均選用帶滅火器箱組合式消防柜，商業部分箱體尺寸1600x700x180，其他部分消防柜尺寸為: 1800x700x240；每個消火栓均設緊急啟泵按鈕，信號接至小區消防控制室，可啟動消火栓泵;每個消火栓箱內均配置DN65mm L=25m消火栓1個、DN65mm L=25m麻質襯膠水帶l條， DN65x19mm直流水槍1支、啟動消防水泵按鈕和指示燈各l只、帶滅火器箱公建內消火栓帶自救消防卷盤l套。

室內步行街兩側商鋪應在沿步行街一側的墻面設置消火栓(帶消防軟管卷盤)，問距不大于30m電影院的每個影廳內在獨立設置2個消火栓(帶消防軟管卷盤)。

   3自動噴水滅火系統

   按文獻^[3]，除面積小于5m²衛生間及不能用水撲救的場所外，其余均設有自動噴灑頭保護，除地下二層車庫設預作用自動噴水滅火系統外，其它部位均采用濕式自動噴水滅火系統。

   (1)設計參數(見表2)

    按文獻^[2]5.1.5.3條，中庭每層回廊應設有自動噴水滅火系統。對應條文說明3:中庭每層回廊應設置自動噴水滅火系統，噴頭間距不應小于2.0m，但也不應大于2.8m。按照最不利情況噴頭間距2m考慮，回廊寬約4m，作用面積160m²，作用面積內布置的噴頭數為: (160/4/2) x2=40(只)，系統設計流量約40x1.33-53.2 (L/s)，取60 L/s。

    (2)噴頭選用

    商場、辦公，酒店，人防，餐飲、娛樂、走道、前廳等有吊頂處采用吊頂型噴頭，無吊頂處采用直立型玻璃球噴頭，動作溫度為68℃，K=80；地下商業及步行街商業采用玻璃球快速響應噴頭，動作溫度為68℃，K=80;步行街中庭玻璃(鋼化玻璃)屋面頂下噴頭動作溫度為69℃，K=80;精品店鋪采用擴大覆蓋面積嘖頭，動作溫度為68℃，K=115。

    超市存貨區，卸貨區儲物高度在3.5m-4.5m之間，按倉庫危險II級設汁，為滿足該要求的每只噴頭流量q=12L/min ·m²x3mx2.7m=97.2L/min(注: 3m和2.7m為嘖頭布置問距)，則K值系數必須大于q/(10P) 1/2=97.6，若按規范允許的噴頭最大布置問距即3mx3m計算，則每只噴頭流量q= 12L/min . m²x3mx3m= 108L/min,則K值系數必須大于q /(10P)1/2 =108，故設計中采用動作溫度為68℃，K=115的擴大覆蓋面積噴頭滿足消防要求。

    (3)管網設直

    從地下二層水噴淋泵出水管接出的兩路水噴淋主干管在地下二及地下一層布置成環狀(主環管為DN200)，各報警閥后的設計水壓不大于1.2MPa的要求設計，對報警閥后水壓可能大于1.2MPa的噴淋干管均經減壓閥減壓后再接報警閥，供水動壓大于O.4MPa的配水管的水流指示器前，加減壓孔板;系統平時由屋頂消防水箱設專用穩壓管至報警閥前供水管。

    4 大空間智能主動滅火系統

    按文獻^[4],開口向積大于500m²的中庭、影院等建筑凈高大于12m的區域分別設置l門、2門自動掃描射水高空水炮(見表3)

表3 用水量標準及一次滅火用水量

   （1）設計參數

    每個裝置標準流量5L/s，炮口工作壓力0.6MPa，標準圓形保護半徑20m，標準圓形保護面積1256 m²水平旋轉角度360°，豎向旋轉角度-90°~15°。

   （2）系統型式

    與自動噴水系統合用1套供水系統，在報警閥前管道分開，單獨設置水流指示器和模擬末端試水裝置，管道系統平時由屋頂的消防水箱穩壓。

   5、氣體滅火裝置

    按文獻^[5]，消防控制室、地下室變配電間、弱電機房設置七氟丙烷氣體滅火系統，均為全淹沒管網滅火系統。

    （1）設計參數

    滅火設計濃度為8.3%，噴放時間不大于s，滅火時的浸漬時間不小于10min，儲存壓力為4.2MPa，儲存容器中七氟丙烷的充裝率不大于1150kg/m³

    （2）滅火裝置控制

    控制方式為自動、電器手動、機械應急手動操作三種啟動方式，自動控制裝置應在接到兩個獨立的火災信號后才能啟動。

    （3）消防聯動

    滅火系統發出指令時，由控制系統發出聯功指令，切斷電源并與火災系統聯功的開口自動關閉裝置、通風裝置和防火閥等設備的操作和控制應在滅火劑釋放前完成。

   6移動式滅火器

    按文獻^【6】附錄D，地下汽車庫按嚴重危險級B類配置手提貯壓式磷酸銨鹽干粉滅火器， 在每個消火栓箱處和距消火栓15m處各配置4具89B (5kg充裝量)滅火器;配電室按中危險級E類配置推車式磷酸銨鹽干粉滅火器。其余按嚴重危險級A類配置手提貯存式磷酸銨鹽干粉滅火器，每個消火栓箱內配置3具3A (5kg充裝量)滅火器。

    滅火器放置在消火栓箱內或消火栓箱旁的專用滅火器箱內。

   7開口部位防火分隔

    該項目設計了室內大型步行街，步行街公共走道兩側布置大量店鋪，裝修豪華且用電設備多，是發生火災的主要區域。這些店鋪的面積一般較小，店鋪和店鋪之間有隔墻分隔，各店鋪分屬不同的業戶，獨立經營。如果按傳統設計方法，店鋪與公共走道的開口處采用防火卷簾進行防火分隔，但隨著沿街店鋪長度的增加，形狀的小規則性增大，防火卷簾的使用逐漸暴露出降落時間不同步等可靠性較低問題。

    鋼化玻璃屬于安全玻璃的一種， 其熱穩定性優于普通玻璃，能承受的溫度是普通玻璃的2~3倍，可承受250℃ ~ 300℃的溫差，火災時可充分且均勻的潤濕被保護玻璃，從而可防止玻璃由于溫差變化過快而破裂，但若采用玻璃隔墻按文獻^【2】相關條文的規定，應采用3個小時耐火極限的分隔。參照文獻[8]中三種類型模擬火災的實驗現象和數據可知，室內最高溫度達到150.9℃，鋼化玻璃處距地 4.5m (即吊頂下卻方0.5m)的溫度最高為71.1℃，、當窗型玻璃噴頭啟動后，該處的溫度均保持在10℃(左右)。這說明，窗型玻璃噴頭啟動正常，布水效果較好，在鋼化玻璃上形成了均勻的水膜，保護完全，沒有出現死角的現象，鋼化玻璃完整性保持良好，火勢1.5h內撲滅、同時，依靠“國家消防工程技術研究中心”對該項目的消防性能化報告并提請當地消防局審核通過，消防方案設置l套獨立的保護玻璃的噴淋冷卻系統，單獨設置的報警閥，采用閉式快速響應噴頭，噴頭布置間距不大于2m，其保護長度根據沿環廊玻璃鋪面最長的店鋪的實際長度的1.5倍確定且不小于30m，保持噴水時間不小于1.5h 。

    鋼化玻璃加噴淋系統是采用水冷卻噴頭對玻璃進行保護，玻璃噴頭采用閉式快速響應噴頭，并進行加密布置，發生火災時噴頭受熱打開，均勻向玻璃噴灑冷卻水，有效降低玻璃的溫度，增長耐火時間;在店鋪朝向中庭的一面選用鋼化玻璃加噴淋頭的組合，既不影響通透的建筑效果，在火災時亦具有一定的防火能力。

    項目設計采用中庭與商業空間的分隔采用噴淋保護鋼化玻璃，將中庭與鄰近空間分隔開來，店鋪內設置火災報警、自動噴水滅火和機械排煙系統，若干個同側相連的店鋪于其它店鋪之間用防火墻分隔開，形成獨立的“防火單元”。另外，防火單元內的防火措施如下:（1）店鋪之間的隔墻的耐火極限不應低于1h，同側的店鋪與公共走道和中庭之間采用噴淋保護鋼化玻璃系統進行分隔;同側精品店鋪總面積若超過2000m²，采用防火墻、甲級防火門進行分隔。(2)精品店鋪內部設置感煙探測報警系統、自動噴水滅火系統以及機械排煙系統，其自動嘖水滅火系統采用擴大覆蓋面積噴頭。(3)鋼化玻璃的高度不宜大于 4m，玻璃的上檐至樓板處應采用耐火等級不小于2h的不燃材料進行封堵。

    通過上述方式可將火災盡量限制在店鋪內，使火災造成的影響局部化，可起到與防火分區一樣的限制火災蔓延的效果，而且因火災被控制在比防火分區更小的范圍內，其安全性甚至高于傳統的防火分區形式。

    8消防水池容積的確定

    本項目室外消防用水由市政給水滿足壓力和流量要求，室內消防一次消防用水由消防水池提供。考慮發生火災而可能導致最多水消防系統同時啟動的防火分區是同時設有室內消火栓系統、自動噴水滅火系統、大空間智能型主動噴水滅火系統及回廊加密自動噴水滅火系統的中庭，這些系統都可能同時開啟。最大一次室內消防總用水量綜合表1、表2為: 432+324+ 18=774m³，最終確定消防水池容積約800 m³ (不考慮市政補水)。

    參考文獻:

    [1]《建筑設計防火規范》 (GB50016-2006) (中華人民共和國公安部).

    [2]《高層民用建筑設計防火規范》 (GB50045-95) [2005年版](中華人民共和國公安部).

    [3]《自動噴水滅火系統設計規范》 (GB50084-2001) [2005年版](中華人民共和國公安部).

    [4]《大空間智能型主動噴水滅火系統技術規程》(CECS263:2009).

    [5]《氣體滅火系統設計規范》 (GB50370- 2005) .

    [6]《建筑滅火器配置設計規范》 (GB50140- 2005) .

    [7]《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》(GB50067-97)(中華人民共和國公安部).

    [8]《窗型玻璃噴頭對鋼化玻璃保護效果的實驗研究》李杰《消防科學與技術》 2007，26 (3) ：299-301。