某文化中心项目消防系统设计

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关键词：文化中心；展览馆；消防系统；自动喷水灭火系统

工程概况：该文化中心总用地面积1.16公顷，总建筑面积17238.90m2；地上面积15126.37m2，地下面积2112.53m2；博物馆建筑面积5260.50m2，文化馆-图书馆建筑面积11978.40m2（包括地下面积）。建筑高度18m；地下室为单层地下建筑。文化馆图书馆一层为基本书库、交流大厅、报告厅等，层高为4.8米；博物馆首层为基本陈列室、库房、技术用房，层高6.6米；文化馆二至四层为阅览室、办公室、活动室、观演厅等；博物馆二至三层作主题陈列、办公等。

一、消防系统设计

该文化中心的特点是局部有净空高度大于8m的部位，其中博物馆局部为带采光顶的中庭，净空高度为12m≤h≤18m，文化馆报告厅及观演厅净空高度为8m≤h≤12m，观演厅有高度为11.4m的舞台。

（一）消防用水量根据GB50016-2014（2018版）《建筑设计防火规范》及GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》（简称“消规”）、GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》（简称“喷规”）、JBJ38-2015《图书馆建筑设计规范》、JGJ66-2015《博物馆建筑设计规范》、JGJ41-2014《文化馆建筑设计规范》等，设置了室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水幕系统、气体灭火系统及灭火器。其中重点论述净空高度大于8m的高挑空部位的自动喷水灭火系统设计。消防用水量计算如下：本项目消防水源为城市自来水，由一路市政自来水管网供水，消防水池及泵房都设置在地下一层。其中，根据剧场类型，剧场设置有水幕系统、无雨淋系统，与舞台自动喷水灭火系统两者取和，再与大于12m的中庭部位的自动喷水灭火系统水量取大值，因此消防水池水量为837m³。

（二）室外消火栓系统室外消火栓系统流量为40L/s，水泵扬程50m，满足最不利点栓口压力不低于0.1MPa。室外消火栓间距不大于120m，保护半径不大于150m，同时保证沿建筑物消防扑救面一侧的室外消火栓数量不少于2个。同时由室外消防水池引出，沿消防车道设置消防取水口，供消防车取水。

（三）室内消火栓系统该工程设有珍品库房、特藏库房、基本书库，室内消火栓不穿过此类房间，一层及顶层顶部设置水平环管，其余设置立管或支管连接消火栓，保障同层任何部位有两只水枪的充实水柱同时到达；室内消火栓系统栓口动压均按0.35MPa设计，经计算，水泵供水压力为0.8Mpa，满足“消规”要求。博物馆顶层设高位消防水箱一座，有效容积18m3。

（四）自动喷水灭火系统新“喷规”对高大净空场所的设计参数进行了补充和修改，如对高大空间场所湿式系统的喷水强度、喷头参数等进行了调整，相较于2005版“喷规”，增加了厂房类场所，对民用建筑的场所分类进行调整，民用建筑场所净空高度12m＜h≤18m的场所，可以采用设有非仓库型特殊应用喷头的自动喷水灭火系统，因此该项目未设置固定消防炮灭火系统。本工程除变配电间、弱电机房等不宜采用水扑救的部位外，其他部位均采用闭式喷头保护。除观演厅、休息厅、报告厅等最大净空高度8m＜h≤12m的场所及博物馆中庭最大净空高度12m＜h≤18场所，喷水强度为15L/min•m2，作用面积160m2，其他场所按中危险Ⅱ级设计，喷水（强度8L/min•m2，作用面积160m2；持续喷水时间1h；最不利点喷洒头工作压力0.1MPa。博物馆设置湿式报警阀及预作用报警阀各一个，文化馆及图书馆设置湿式报警阀及预作用报警阀各两个；高度h＜8m区域喷头流量系数K=80，净空高度8m＜h≤12m的场所，选用快速响应标准覆盖面积洒水喷头，流量系数K=115；博物馆采光顶处，净空高度大于12m处采用非仓库型特殊应用喷头，流量系数K=161，喷头温级68℃。“喷规”定义了净空高度大于12m的喷水强度及作用面积，但未明确最不利点喷头的作用压力及相关参数的确定，“喷规”规定最不利点处洒水喷头的工作压力不应低于0.05MPa，那么工作压力以0.05MPa和0.1MPa为例，通过逐点试算，得出较为合理的系统流量及压力值。经计算，基于不同高大净空场所8m＜h≤12m和12m＜h≤18m，喷头流量系数分别为K=115和K=161，喷头最小工作压力为0.05MPa，系统流量为30.84L/s和47.07L/s，不满足“喷规”第5.0.2中给出的该场所的喷水强度；喷头最小工作压力为0.1MPa，系统流量为44L/s和66L/s，满足“喷规”第5.0.2中给出的该场所的喷水强度，综合考虑实际喷头布置及安装形式，本工程核算消防水池容积时，这两种不同高大净空高度场所系统流量分别取50L/s和70L/s。

（五）水幕系统本工程舞台台口为防火钢幕的，设置防护冷却水幕系统，防火钢幕根据建筑提供的耐火极限1.5h，经计算，防护冷却水幕系统设计喷水强度0.7L/（s.m），保护宽度10.4m，用水量为15L/s。防护冷却水幕系统共设置1套雨淋阀组，设于地下一层消防水泵房内，雨淋阀组的电磁阀，其入口设置过滤器。

二、结语

（一）文化展览类建筑，消防水量大，不同性质的建筑设置的消防系统形式不同，根据“消规”和“喷规”，合理地设置消火栓、自动喷淋灭火系统、气体灭火系统，若有剧院，需根据剧院规格，依据相关规范设置雨淋系统及水幕系统；不宜采用水扑救的场所，需根据房间类型，设置气体灭火设施或灭火器。

（二）不同高大净空场所的喷淋系统流量需根据最不利点喷头压力进行计算，看是否满足“喷规”第5.0.2中给出的该场所的喷水强度，并结合实际工程应用，选取较为合理的系统压力。

参考文献：

[1]GB50974-2014.消防给水及消火栓系统技术规范[S].

[2]GB50084-2017.自动喷水灭火系统设计规范[S].

[3]石小飞，郭汝艳.民用建筑和厂房8～18m高大净空场所自动喷水灭火系统设计水量计算的探讨[J].给水排水，2018（44）：97-101.

作者：刘婷婷 单位：中国建筑技术集团有限公司